Rüzgar profili güç kanunu - Wind profile power law

rüzgar profili güç kanunu bir yükseklikteki rüzgar hızları ile başka bir yükseklikteki rüzgar hızları arasındaki ilişkidir.

Tanım

Rüzgar profili güç yasası ilişkisi

{ displaystyle { frac {u} {u_ {r}}} = { bigg (} { frac {z} {z_ {r}}} { bigg)} ^ { alpha}}

nerede ${ displaystyle u}$ yükseklikte rüzgar hızı (saniyede metre cinsinden) ${ displaystyle z}$ (metre cinsinden) ve ${ displaystyle u_ {r}}$ bir referans yükseklikte bilinen rüzgar hızıdır ${ displaystyle z_ {r}}$ . Üs ( ${ displaystyle alpha}$ ) atmosferin stabilitesine bağlı olarak değişen ampirik olarak türetilmiş bir katsayıdır. İçin nötr istikrar koşullar, ${ displaystyle alpha}$ yaklaşık 1/7 veya 0.143'tür.

Rüzgar hızını belirli bir yükseklikte tahmin etmek için zilişki yeniden düzenlenir

{ displaystyle u = u_ {r} { bigg (} { frac {z} {z_ {r}}} { bigg)} ^ { alpha}}

Α için 1/7 değerinin rüzgar kaynağı değerlendirmelerinde genellikle sabit olduğu varsayılır, çünkü iki seviye arasındaki farklar genellikle tahminlere önemli hatalar getirecek kadar büyük değildir (genellikle <50 m). Bununla birlikte, sabit bir üs kullanıldığında, yüzeyin pürüzlülüğünü, engellerin mevcudiyetine bağlı olarak sakin rüzgarların yüzeyden yer değiştirmesini (yani sıfır düzlemde yer değiştirme) veya atmosferin kararlılığını hesaba katmaz.^[1]^[2] Ağaçların veya yapıların yüzeye yakın rüzgarı engellediği yerlerde, sabit 1/7 üs kullanımı oldukça hatalı tahminlere yol açabilir ve günlük rüzgar profili tercih edilir. Nötr stabilite koşullarında bile, 0,11'lik bir üs açık suda (örneğin, açık deniz rüzgar çiftlikleri için) 0,143'ten daha uygundur,^[3] açık arazi yüzeylerinde daha uygulanabilir olan.

Sınırlar

Atmosferik rüzgar profili sınır tabakası (yaklaşık 2000 metre yüzey) doğası gereği genellikle logaritmiktir ve en iyi şekilde günlük rüzgar profili yüzey pürüzlülüğünü ve atmosferik istikrar. Yüzey gücü ve rüzgar arasındaki ilişkiler, yüzey pürüzlülüğü veya stabilite bilgisi mevcut olmadığında genellikle logaritmik rüzgar özelliklerine bir alternatif olarak kullanılır.

Başvurular

Güç yasası genellikle rüzgar gücü değerlendirmeler^[4]^[5] rüzgar türbininin yüksekliğinde hızlandığı yerde ( ${ displaystyle geq}$ 50 metre) yüzeye yakın rüzgar gözlemlerinden (~ 10 metre) veya çeşitli yüksekliklerdeki rüzgar hızı verilerinin standart bir yüksekliğe ayarlanması gerektiği yerlerde tahmin edilmelidir.^[6] kullanmadan önce. Rüzgar profilleri oluşturulur ve bir dizi atmosferik kirlilik dağılım modelleri.^[7]

Rüzgar gücü yoğunluğu

Rüzgar gücü yoğunluğu tahminleri, 1 ile 7 arasında değişen rüzgar sınıfı olarak sunulmuştur. Hızlar, bir yıl boyunca ortalama rüzgar hızlarıdır,^[8] rüzgar hızının frekans dağılımı aynı ortalama rüzgar hızı için farklı güç yoğunlukları sağlayabilir.^[9]

Sınıf	10 m (33 ft)		30 m (98 ft)		50 m (164 ft)
Sınıf	Rüzgar gücü yoğunluğu (W / m²)	Hız m / s (mph)	Rüzgar gücü yoğunluğu (W / m²)	Hız m / s (mph)	Rüzgar gücü yoğunluğu (W / m²)	Hız m / s (mph)
1	0 - 100	0 - 4.4 (0 - 9.8)	0 - 160	0 - 5.1 (0 - 11.4)	0 - 200	0 - 5.6 (0 - 12.5)
2	100 - 150	4.4 - 5.1 (9.8 - 11.5)	160 - 240	5.1 - 5.9 (11.4 - 13.2)	200 - 300	5.6 - 6.4 (12.5 - 14.3)
3	150 - 200	5.1 - 5.6 (11.5 - 12.5)	240 - 320	5.9 - 6.5 (13.2 - 14.6)	300 - 400	6.4 - 7.0 (14.3 - 15.7)
4	200 - 250	5.6 - 6.0 (12.5 - 13.4)	320 - 400	6.5 - 7.0 (14.6 - 15.7)	400 - 500	7.0 - 7.5 (15.7 - 16.8)
5	250 - 300	6.0 - 6.4 (13.4 - 14.3)	400 - 480	7.0 - 7.4 (15.7 - 16.6)	500 - 600	7.5 - 8.0 (16.8 - 17.9)
6	300 - 400	6.4 - 7.0 (14.3 - 15.7)	480 - 640	7.4 - 8.2 (16.6 - 18.3)	600 - 800	8.0 - 8.8 (17.9 - 19.7)
7	400 - 1000	7.0 - 9.4 (15.7 - 21.1)	640 - 1600	8.2 - 11.0 (18.3 - 24.7)	800 - 2000	8.8 - 11.9 (19.7 - 26.6)

Ayrıca bakınız

Günlük rüzgar profili

Referanslar

^ Touma, J.S., 1977, Rüzgar profili güç yasasının çeşitli konumlar için stabiliteye bağımlılığı, J. Hava Kirliliği Kontrol Derneği, Cilt. 27, s. 863-866
^ Counihan, J., 1975, Adyabatik atmosferik sınır katmanları: 1880-1972 dönemine ait verilerin gözden geçirilmesi ve analizi, Atmosferik Çevre, Cilt 79, s. 871-905
^ Hsu, S.A., E.A. Meindl ve D.B. Gilhousen, 1994, Denizde nötre yakın stabilite koşulları altında güç kanunu rüzgar profili üssünün belirlenmesi, J. Appl. Meteorol., Cilt no. 33, s. 757-765
^ Elliott, D.L., C.G. Holladay, W.R. Barchet, H.P. Foote ve W.F. Sandusky, 1986, Pasifik Kuzeybatı Laboratuvarı, Richland, WA. Amerika Birleşik Devletleri Rüzgar Enerjisi Kaynak Atlası
^ Peterson, E.W. ve J.P. Hennessey, Jr., 1978, Rüzgar gücü potansiyeli tahminleri için güç yasalarının kullanımı hakkında, J. Appl. Meteoroloji, Cilt. 17, s. 390-394
^ Robeson, S.M. ve Shein, K.A., 1997, Kuzey-Orta Amerika Birleşik Devletleri'nde mekansal tutarlılık ve rüzgar hızının ve gücünün azalması, Physical Geography, Cilt. 18, sayfa 479-495
^ Beychok, Milton R. (2005). Yığın Gaz Dağılımının Temelleri (4. baskı). yazar tarafından yayınlandı. ISBN 0-9644588-0-2.
^ 10 m ve 50 m'de rüzgar gücü yoğunluğu sınıfları
^ Aynı rüzgar hızlarına sahip üç tesiste yıllık ortalama rüzgar gücünün karşılaştırılması.

[1] Touma, J.S., 1977, Rüzgar profili güç yasasının çeşitli konumlar için stabiliteye bağımlılığı, J. Hava Kirliliği Kontrol Derneği, Cilt. 27, s. 863-866

[2] Counihan, J., 1975, Adyabatik atmosferik sınır katmanları: 1880-1972 dönemine ait verilerin gözden geçirilmesi ve analizi, Atmosferik Çevre, Cilt 79, s. 871-905

[3] Hsu, S.A., E.A. Meindl ve D.B. Gilhousen, 1994, Denizde nötre yakın stabilite koşulları altında güç kanunu rüzgar profili üssünün belirlenmesi, J. Appl. Meteorol., Cilt no. 33, s. 757-765

[4] Elliott, D.L., C.G. Holladay, W.R. Barchet, H.P. Foote ve W.F. Sandusky, 1986, Pasifik Kuzeybatı Laboratuvarı, Richland, WA. Amerika Birleşik Devletleri Rüzgar Enerjisi Kaynak Atlası

[5] Peterson, E.W. ve J.P. Hennessey, Jr., 1978, Rüzgar gücü potansiyeli tahminleri için güç yasalarının kullanımı hakkında, J. Appl. Meteoroloji, Cilt. 17, s. 390-394

[6] Robeson, S.M. ve Shein, K.A., 1997, Kuzey-Orta Amerika Birleşik Devletleri'nde mekansal tutarlılık ve rüzgar hızının ve gücünün azalması, Physical Geography, Cilt. 18, sayfa 479-495

[7] Beychok, Milton R. (2005). Yığın Gaz Dağılımının Temelleri (4. baskı). yazar tarafından yayınlandı. ISBN 0-9644588-0-2.

[8] 10 m ve 50 m'de rüzgar gücü yoğunluğu sınıfları

[9] Aynı rüzgar hızlarına sahip üç tesiste yıllık ortalama rüzgar gücünün karşılaştırılması.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

Rüzgar gücü
Rüzgar gücü	Yüksek irtifa Tarih Ülkeye göre Kara araçları açık deniz Türbinler halka açık ekranda Yel değirmeni
Rüzgar çiftlikleri	Topluluğa ait Ülkelere göre çiftlikler Offshore çiftlikleri ülkeye göre Kara çiftlikleri
Rüzgar türbinleri	Aerodinamik Havadan Rüzgarlı uçurtma Tasarım Yüzer Nacelle Eğim yatağı QBlade Küçük Alışılmadık Dikey eksen Savonius Darrieus Sapma sistemi Sapma yatağı Sapma tahriki
Rüzgar enerjisi endüstrisi	Danışmanlık şirketleri Çiftlik yönetimi Üreticiler Yazılım Rüzgar yapımı
Üreticiler	Enercon GE Rüzgar Enerjisi dahil olmak üzere GE Rüzgar açık deniz Altın Rüzgar Nordex Senvion Siemens Gamesa Suzlon Vestas
Kavramlar	Betz yasası Bıçak elemanı momentum teorisi Kapasite faktörü Yatırımın enerji getirisi Rüzgar enerjisi tahmini Şebeke enerji depolama HVDC Aralıklılık Değişkenlik Merdiven değirmeni Net enerji kazancı Kaynak değerlendirmesi Depolama Sübvansiyonlar Uç hızı oranı Sanal enerji santrali Rüzgar hibrit güç sistemleri Rüzgar profili güç kanunu
Kategori Müşterekler Portallar: Enerji Yenilenebilir enerji