Расчёт характеристик ветроустановок

Расход воздуха, проходящий через ометаемую площадь (рис. 4) из уравнения неразрывности:
m=F∙V∙ρ, кг/с,
где F=πL2 – площадь, ометаемая лопастями ветроустановки (рис. 4)
F=πL2=3,14∙742=17 203 м2;


Рис. 4. Схема ветроколеса

ρ=pRT – плотность воздуха, определяется из уравнения Менделеева-Клапейрона, кгм3;
R=8,31429 кДж/(кг∙К) – газовая постоянная для воздуха;
T=301,15 K – температура воздуха, Кельвин;
p – давление воздуха, кПа;
ρ=pR∙T=998,31429∙301,15 =1,1467 кгм3.
Тогда
m=17 203 ∙12∙1,1467=236 720 кг/с.
2. Мощность идеальной ветроэнергетической установи при скорости ветра V:
N0=mV22=236 720 ∙1222=17 МВт.
3. Мощность реальной ВЭУ:
Nвэу=N0∙ηв∙ηэ=17∙0,33∙0,78=4,38 МВт.
4. Мощность ветровой электростанции ВЭС:
Nвэс=n∙Nвэу=120∙4,38=525,6 МВт.
5. Построим график зависимости мощности ВЭУ от скорости ветра.
Для этого в соответствие с вышеприведенным расчетом произведем аналогичное вычисление мощности ВЭУ для диапазона скоростей ветра от 0 до V м/с при температуре t градусов (6 точек). Результаты вычислений значений мощности В

№ 2
Тема: Расчёт характеристик ветроустановок
Ветровая электростанция состоит из n однотипных ветроэнергетических установок (ВЭУ). Длина лопасти ветроколеса L, м. Скорость ветра V, м/с. КПД ветродвигателя ηв. Электрический КПД установки (генератора и преобразователя) ηэ. Температура окружающего воздуха и атмосферное давление соответственно t,℃ и p, кПа.


Рис. 3. Принципиальная схема ветроэнергетической установки

Определить:
1. Определить мощность ветровой электростанции.
2. Построить график зависимости мощности ветроустановки от скорости ветра (диапазон изменения скорости ветра принять от 0 до V (6 точек)).
3. Как изменится мощность ВЭУ при снижении температуры воздуха на 10°С ?
4. Построить графики зависимостей частоты вращения двухлопастного (z=2) и трехлопастного (z=3) колеса ветроустановки от скорости ветра (диапазон изменения скорости ветра принять от 0 до V: (6 точек).

Таблица 2
Исходные данные для задачи № 2
n, шт.
L, м
V, м/с
ηв,%
ηэ,%
t,℃
p, кПа
120
74
12
33
78
28
99