یک توربین بادی روزانه چقدر برق میتواند تولید کند؟
تولید برق روزانه توربینهای بادی مقدار ثابتی نیست و عمدتاً به سه عامل اصلی زیر بستگی دارد:
۱. ظرفیت فن (توان نامی)
این حداکثر توانی است که یک توربین بادی میتواند در شرایط بهینه تولید کند و با واحد کیلووات (kW) یا مگاوات (MW) اندازهگیری میشود.
مشخصات مشترک:
فن کوچک (مانند مصارف خانگی): 10 کیلووات -100 کیلووات
توربینهای بادی ساحلی تجاری: ۲ تا ۵ مگاوات (در حال حاضر رایج)
توربینهای بادی بزرگ فراساحلی: ۶ مگاوات تا ۱۵ مگاوات+ (مانند توربینهای بادی ۱۴ مگاواتی با قطر پروانه بیش از ۲۳۰ متر)
۲. سرعت باد (مهمترین عامل)
تولید برق توربینهای بادی با سرعت باد رابطه مکعبی دارد و افزایش اندک سرعت باد میتواند منجر به افزایش قابل توجه تولید برق شود.
کاهش سرعت باد (معمولاً حدود ۳-۴ متر بر ثانیه): توربین بادی شروع به تولید برق میکند.
سرعت باد نامی (معمولاً حدود ۱۲ تا ۱۵ متر بر ثانیه): فن برای تولید برق به قدرت نامی خود میرسد.
قطع سرعت باد (معمولاً حدود ۲۵ متر بر ثانیه): فن برای اطمینان از ایمنی متوقف میشود.
محدوده سرعت باد ایدهآل: فن عمدتاً با سرعتی کمتر از سرعت باد نامی کار میکند، بنابراین میانگین توان خروجی واقعی بسیار کمتر از توان نامی است.
۳. نرخ استفاده از انرژی باد (ضریب ظرفیت)
این یک شاخص کلیدی برای اندازهگیری «راندمان کاری» توربینهای بادی است که به نسبت تولید برق واقعی در یک دوره زمانی به حداکثر تولید برق نظری (به طور مداوم با ظرفیت کامل) اشاره دارد.
توربینهای بادی ساحلی: معمولاً ۲۵٪ -۴۰٪ (تحت تأثیر منابع باد، زمین، تعمیر و نگهداری در زمان از کار افتادگی و غیره).
توربینهای بادی فراساحلی: معمولاً ۴۰٪ -۵۰٪ + (با بادهای فراساحلی قویتر و پایدارتر).
محاسبه نظری و مثالها
فرمول محاسبه:
تولید برق روزانه (کیلووات ساعت) = توان نامی (کیلووات) × 24 ساعت × ضریب ظرفیت
برای مثال
با فرض اینکه یک توربین بادی ساحلی معمولی ۳ مگاواتی (۳۰۰۰ کیلوواتی) در یک مزرعه بادی با شرایط خوب و ضریب ظرفیت ۳۵٪ قرار دارد.
تولید برق روزانه = ۳۰۰۰ کیلووات × ۲۴ ساعت × ۰.۳۵ = ۲۵۲۰۰ کیلووات ساعت
این بدان معناست که این توربین بادی به طور متوسط حدود ۲۵۰۰۰ کیلووات ساعت برق در روز تولید میکند.
مفاهیم مهم: مقایسه و اهمیت
در مقایسه با مصرف برق خانگی: میانگین مصرف سالانه برق یک خانوار معمولی در چین حدود ۲۰۰۰ تا ۳۰۰۰ کیلووات ساعت است. تولید برق روزانه توربین بادی ۳ مگاواتی فوق الذکر میتواند تقریباً برق ۱۰ خانوار را برای یک سال کامل تأمین کند.
در مقایسه با تولید برق با سوخت زغال سنگ: اگر ۲۵۰۰۰ کیلووات ساعت برق با استفاده از زغال سنگ استاندارد (حدود ۳۰۰ گرم زغال سنگ در هر کیلووات ساعت) تولید شود، معادل صرفهجویی حدود ۷.۵ تن زغال سنگ استاندارد و کاهش حدود ۲۰ تن انتشار دی اکسید کربن است.
نوسانات واقعی: توربین بادی ممکن است در یک روز خاص با ظرفیت کامل باشد (۲۴ ساعت ضربدر ۳ مگاوات = ۷۲۰۰۰ درجه)، یا ممکن است در طول تعمیر و نگهداری هیچ بادی نداشته باشد یا تولید برق آن صفر باشد. مقادیر محاسبه شده فوق میانگین آمار بلندمدت هستند.
خلاصه
یک توربین بادی ساحلی ۲ تا ۳ مگاواتی رایج میتواند به طور متوسط ۱۵۰۰۰ تا ۲۵۰۰۰ کیلووات ساعت برق در روز را تحت شرایط مساعد منابع باد تولید کند. مقادیر خاص باید بر اساس دادههای واقعی شرایط باد مدل توربین بادی، محل نصب و سطح نگهداری تعیین شوند، زیرا تفاوتهای قابل توجهی بین توربینهای بادی و مزارع بادی مختلف وجود دارد.
