50 m 处 397 W/m²:NREL 风功率等级 3(“一般”)。配高塔筒的现代低比功率风轮可以利用。只用平均风速(½ρv̄³)计算会低估 48%。
50 m 处风功率密度
397W/m²
每年每 m² 风轮面积 3,476 kWh
NREL 风功率等级
3 · 一般
折合 50 m 处 397 W/m²
空气密度
1.212kg/m³
比海平面标准值 -1.1%
能量模式因子
1.91
mean(v³) ÷ mean(v)³
简单按 ½ρv̄³ 计算(错误)
208W/m²
忽略了风速分布
Weibull 尺度参数 c
7.9m/s
最常见风速
5.59m/s
能量最大风速
11.17m/s
额定风速宜取这个值的 1.2–1.5 倍
≥ 12 m/s 大风中的能量
46.4%
大部分会在额定功率下被风机削掉
折合 10 m 高度
199W/m²
100 m 处 IEC 风机等级:II
NREL 风功率等级(Elliott 等,1986)
| 等级 | 评级 | W/m² at 10 m | m/s at 10 m | W/m² at 50 m | m/s at 50 m |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 差 | 0–100 | 0–4.4 | 0–200 | 0–5.6 |
| 2 | 勉强 | 100–150 | 4.4–5.1 | 200–300 | 5.6–6.4 |
| 3 ◀ 你 | 一般 | 150–200 | 5.1–5.6 | 300–400 | 6.4–7 |
| 4 | 良好 | 200–250 | 5.6–6 | 400–500 | 7–7.5 |
| 5 | 优秀 | 250–300 | 6–6.4 | 500–600 | 7.5–8 |
| 6 | 杰出 | 300–400 | 6.4–7 | 600–800 | 8–8.8 |
| 7 | 极佳 | 400+ | 7+ | 800+ | 8.8+ |
- NREL 等级的风速基于海平面空气密度和瑞利分布(k = 2);这里按功率密度划分等级,因此也考虑了你的 k 值和空气密度。
- 风功率密度是风中蕴含的功率,不是风机能提取的功率。实际风轮最多捕获 59.3%(Betz 极限),在最佳风速下实际为 40–50%。