59 % - JEDNOU PROVŽDY
Větrné kolo snižuje rychlost vzdušného proudu, čímž se část pohybové energie
přeměňuje na energii mechanickou.
Nejvyššího výkonu se dosahuje při zpomalení vzdušného proudu na třetinu. Z toho
pak plyne teoretický limit všech větrných kol, formulovaný prvně v roce 1926:
Neztrátová, tedy ideální větrná
elektrárna může přeměnit 6/27 energie vzdušného proudu v energii mechanickou.
Jinak řečeno, její teoretická účinnost
dosahuje 59 %.
 |
|
Nedosažitelný ideál. Účinnost
jednotlivých typů větrných energetických zařízení - součinitelem rychloběžnosti l je poměr obvodové rychlosti lopatek k rychlosti větru.
Účinnost je dána poměrem výkonu odevzdaného rotorem k výkonu větru. |
|
Otáčky kola jsou zpomalovány třením v jeho vlastním mechanismu, třením větru a
vznikem vírů. Navíc se konce lopatek
vždy pohybují rychleji než jejich středové části, a proto také výsledná
účinnost závisí na součiniteli
rychloběžnosti (bývá označován l ), tedy poměru
rychlosti, jakou se otáčejí konce lopatek, a rychlosti větru. Zmenšíme-li počet
lopatek, zvýší se součinitel rychloběžnosti čili rychlost otáčení rotoru.
Současné větrné turbíny mívají
jednu až tři lopatky, a tomu odpovídá součinitel l mezi
čtyřmi a deseti. V nejlepším případě pak dosahují účinnosti 45 %.
Za využitelné se považují větry dující rychlostí mezi 3 a 26 m/s (asi 15 až 95
km/h) ve výškách do 200 metrů. Tak široké rozmezí rychlostí nemůže jedno
zařízení efektivně pokrýt, protože by se musely výrazně měnit otáčky rotoru, a
tím i připojeného generátoru. Podobně
jako automobilový motor, pracuje i větrný
agregát nejúčinněji při daných otáčkách. Samotné generátory s proměnnou
rychlostí otáček vykazují vysokou účinnost, ale vyžadují elektroniku, která udržuje konstantní
kmitočet nezbytný pro připojení k veřejné distribuční síti.
|