กังหันลมสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้มากแค่ไหนต่อวัน?

ปริมาณพลังงานที่ผลิตได้ในแต่ละวันจากกังหันลมไม่ใช่ค่าคงที่ แต่ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลักสามประการดังต่อไปนี้:

1. กำลังพัดลม (กำลังไฟที่กำหนด)

นี่คือพลังงานสูงสุดที่กังหันลมสามารถผลิตได้ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม โดยวัดเป็นกิโลวัตต์ (kW) หรือเมกะวัตต์ (MW)
ข้อกำหนดทั่วไป:

พัดลมขนาดเล็ก (เช่น พัดลมใช้ในครัวเรือน): 10 กิโลวัตต์ - 100 กิโลวัตต์

กังหันลมบนบกเชิงพาณิชย์: 2 เมกะวัตต์ - 5 เมกะวัตต์ (ปัจจุบันเป็นขนาดที่นิยมใช้กันทั่วไป)

กังหันลมขนาดใหญ่สำหรับติดตั้งในทะเล: 6 เมกะวัตต์ - 15 เมกะวัตต์ขึ้นไป (เช่น กังหันลมขนาด 14 เมกะวัตต์ ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใบพัดเกิน 230 เมตร)

2. ความเร็วลม (ปัจจัยสำคัญที่สุด)

การผลิตพลังงานของกังหันลมมีความสัมพันธ์แบบกำลังสามกับความเร็วลม กล่าวคือ การเพิ่มความเร็วลมเพียงเล็กน้อยสามารถนำไปสู่การเพิ่มการผลิตพลังงานอย่างมีนัยสำคัญ

เมื่อความเร็วลมลดลง (โดยปกติประมาณ 3-4 เมตร/วินาที): กังหันลมจะเริ่มทำงานและผลิตกระแสไฟฟ้า

ความเร็วลมที่กำหนด (โดยปกติประมาณ 12-15 เมตร/วินาที): พัดลมจะทำงานด้วยกำลังไฟฟ้าตามที่กำหนดเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า

ลดความเร็วลมลง (โดยปกติประมาณ 25 เมตร/วินาที): พัดลมจะหยุดทำงานเพื่อความปลอดภัย

ช่วงความเร็วลมที่เหมาะสม: พัดลมทำงานโดยส่วนใหญ่ที่ความเร็วต่ำกว่าความเร็วลมที่ระบุไว้ ดังนั้นกำลังไฟฟ้าเฉลี่ยที่ได้จริงจึงต่ำกว่ากำลังไฟฟ้าที่ระบุไว้มาก

3. อัตราการใช้พลังงานลม (ปัจจัยกำลังการผลิต)

นี่เป็นตัวชี้วัดสำคัญในการวัด "ประสิทธิภาพการทำงาน" ของกังหันลม ซึ่งหมายถึงอัตราส่วนของกำลังไฟฟ้าที่ผลิตได้จริงในช่วงเวลาหนึ่งต่อกำลังไฟฟ้าสูงสุดตามทฤษฎี (ที่ทำงานเต็มกำลังอย่างต่อเนื่อง)

กังหันลมบนบก: โดยทั่วไปอยู่ที่ 25% - 40% (ขึ้นอยู่กับปริมาณลม ภูมิประเทศ การบำรุงรักษาในช่วงเวลาหยุดทำงาน ฯลฯ)

กังหันลมในทะเล: โดยทั่วไป 40% -50% ขึ้นไป (ในกรณีที่ลมในทะเลแรงและเสถียรกว่า)

การคำนวณเชิงทฤษฎีและตัวอย่าง

สูตรการคำนวณ:
ปริมาณการผลิตไฟฟ้าต่อวัน (kWh) = กำลังไฟฟ้าที่กำหนด (kW) x 24 ชั่วโมง x ปัจจัยกำลังการผลิต

ตัวอย่างเช่น
สมมติว่ากังหันลมบนบกขนาด 3 เมกะวัตต์ (3000 กิโลวัตต์) ทั่วไปตั้งอยู่ในฟาร์มกังหันลมที่มีสภาพแวดล้อมที่ดีและมีปัจจัยกำลังการผลิต 35%

การผลิตไฟฟ้าต่อวัน = 3000 กิโลวัตต์ x 24 ชั่วโมง x 0.35 = 25200 กิโลวัตต์ชั่วโมง

หมายความว่ากังหันลมนี้ผลิตกระแสไฟฟ้าได้เฉลี่ยประมาณ 25,000 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อวัน

แนวคิดสำคัญ: การเปรียบเทียบและความสำคัญ

เมื่อเปรียบเทียบกับการใช้ไฟฟ้าในครัวเรือน: การใช้ไฟฟ้าเฉลี่ยต่อปีของครัวเรือนทั่วไปในประเทศจีนอยู่ที่ประมาณ 2,000-3,000 กิโลวัตต์ชั่วโมง การผลิตไฟฟ้าของกังหันลมขนาด 3 เมกะวัตต์ดังกล่าว สามารถจ่ายไฟให้กับครัวเรือนประมาณ 10 ครัวเรือนได้ตลอดทั้งปี

เมื่อเปรียบเทียบกับการผลิตไฟฟ้าจากถ่านหิน: หากผลิตไฟฟ้า 25,000 กิโลวัตต์ชั่วโมงโดยใช้ถ่านหินมาตรฐาน (ประมาณ 300 กรัมต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง) จะเทียบเท่ากับการประหยัดถ่านหินมาตรฐานได้ประมาณ 7.5 ตัน และลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ประมาณ 20 ตัน

ความผันผวนที่เกิดขึ้นจริง: กังหันลมอาจทำงานเต็มกำลังในวันใดวันหนึ่ง (24 ชั่วโมง x 3 เมกะวัตต์ = 72,000 องศา) หรืออาจไม่มีลมหรือไม่มีการผลิตพลังงานเลยในระหว่างการบำรุงรักษา ค่าที่คำนวณข้างต้นเป็นค่าเฉลี่ยของสถิติระยะยาว

สรุป

กังหันลมบนบกขนาด 2-3 เมกะวัตต์ทั่วไป สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้เฉลี่ย 15,000 ถึง 25,000 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อวัน ภายใต้สภาวะลมที่เอื้ออำนวย อย่างไรก็ตาม ค่าที่แน่นอนจะต้องพิจารณาจากข้อมูลสภาพลมจริงของกังหันลมแต่ละรุ่น สถานที่ติดตั้ง และระดับการบำรุงรักษา เนื่องจากกังหันลมและฟาร์มกังหันลมแต่ละแห่งมีความแตกต่างกันอย่างมาก