ما هي كمية الكهرباء التي يمكن لتوربينة الرياح إنتاجها؟ دليل التحجيم

نادراً ما تنتج توربينات الرياح بقدرة 10 كيلووات 10 كيلووات طوال اليوم. تتغير الرياح ويتغير الناتج الحقيقي معها. وهذا يجعل من السهل إساءة فهم تصنيفات اللوحة.

يعتمد إنتاج الكهرباء الفعلي لتوربينات الرياح على سرعة الرياح وارتفاع البرج وحجم الدوار وخسائر النظام. في هذا الدليل، سوف تتعلم كيفية تقدير الإنتاج السنوي واختيار الحجم العملي للتوربين.

ما هي كمية الكهرباء التي يمكن أن تنتجها توربينات الرياح؟

تتراوح الإجابة المختصرة بين بضع مئات إلى ملايين الكيلووات/ساعة سنويًا. قد تدعم توربينات الرياح الصغيرة مقصورة أو محطة مراقبة. قد تخدم وحدة مقياس المرافق شبكة كبيرة، ومع ذلك لا تعمل أي منها بالطاقة المقدرة بشكل مستمر.

القوة والطاقة مختلفتان

القوة تقيس معدل الإنتاج في لحظة واحدة. ونعبر عنها بالواط، أو الكيلوواط، أو الميغاواط. تقيس الطاقة الكهرباء المتراكمة، لذا تستخدم الفواتير والتنبؤات السنوية كيلووات/ساعة.

ويعني تصنيف 5 كيلووات أن التوربين يمكنه إنتاج 5 كيلووات في ظل ظروف محددة. لا يعد بقدرة 5 كيلو واط خلال كل ساعة تشغيل. يصف عامل القدرة الطاقة الفعلية نسبة إلى الإنتاج المقدر المستمر.

استخدم هذا التقدير البسيط:

الناتج السنوي (كيلوواط ساعة) = الطاقة المقدرة (كيلوواط) × 8,760 × عامل السعة

هذه سيناريوهات رياضية، وليست عوائد مضمونة. توربين رياح واحد بقدرة 1 كيلووات بمعدل 25% بمعدل حوالي 6 كيلووات في الساعة يوميًا. وقد يستمر الإنتاج الموسمي في الارتفاع أو الانخفاض إلى ما دون هذا المتوسط.

وحدة بقدرة 10 كيلووات بنفس العامل تبلغ في المتوسط ​​60 كيلووات في الساعة يوميًا. ويبلغ متوسط ​​إجمالي الطاقة الشهرية حوالي 1825 كيلووات في الساعة. ستختلف الأشهر الفعلية لأن ظروف الرياح نادرًا ما تتبع جدولًا ثابتًا.

يختلف الأداء الحقيقي للرياح الصغيرة بشكل كبير. أ وجد تقرير الرياح الموزعة في الولايات المتحدة أن متوسط ​​عامل السعة يبلغ 15% في عينة واحدة لعام 2022. وتراوحت النتائج الفردية من 1% إلى 37%، مما يوضح سبب أهمية بيانات الموقع.

عروض GWZK توربينات الرياح - توليد طاقة فعال ، بالإضافة إلى وحدات التحكم والمحولات المتطابقة. يشمل نطاقها المدرج نماذج ووحدات مدمجة تصل إلى 30 كيلووات. يجب على المشترين مقارنة كل نموذج باستخدام نفس بيانات الرياح في الموقع.

ما الذي يحدد انتاج طاقة توربينات الرياح؟

يمكن لتوربينين متساويين التصنيف إنتاج طاقة سنوية مختلفة جدًا. يمكن للمرء أن يقف فوق سلسلة من التلال المفتوحة. وقد يجلس آخر خلف الأشجار، حيث يصل الهواء الضعيف والمضطرب إلى الدوار.

سرعة الرياح ومنحنى الطاقة

وترتفع طاقة الرياح المتاحة تقريبًا مع مكعب سرعة الرياح. مضاعفة سرعة الرياح يمكن أن توفر طاقة أكبر بثمانية أضعاف في تدفق الهواء. ويلتقط التوربين جزءًا منه فقط، وتحد أدوات التحكم الخاصة به من الإنتاج بأمان.

كل تقدير جدي يحتاج إلى منحنى القوة. ويبين الناتج الكهربائي المتوقع عبر سرعات الرياح. ويحدد المنحنى أيضًا ثلاث نقاط تشغيل مهمة.

• سرعة القطع: يبدأ التوربين في إنتاج الكهرباء بشكل مفيد. إن الدوران وحده لا يؤكد المخرجات القابلة للاستخدام.

• السرعة المقدرة: تصل الوحدة إلى طاقة اللوحة الخاصة بها. الرياح القوية قد لا ترفع الإنتاج أكثر.

• سرعة القطع: تقوم عناصر التحكم بإيقاف الدوار أو تقييده للحماية. وبالتالي فإن الرياح الشديدة يمكن أن تقلل الإنتاج.

عوامل الموقع والنظام

ال يوصي دليل الرياح الصغيرة بإنتاج الطاقة السنوي باعتباره مقياس الأداء الأفضل. وهو يستدعي منحنى الطاقة، وتوزيع الرياح، وارتفاع البرج، وميزات الموقع، والارتفاع. وهذه العملية أكثر موثوقية من استخدام متوسط ​​سرعة الرياح وحدها.

لا تضع توربينًا على السطح لمجرد أن السقف مرتفع. تخلق الحواف القريبة اضطرابًا وضغطًا ميكانيكيًا متكررًا. عادة ما يوفر موقع البرج الواضح تدفق هواء أنظف وإخراج طاقة توربينات الرياح أكثر قابلية للتنبؤ به.

كيفية تحديد حجم توربينات الرياح من استخدامك للكهرباء

يبدأ المقاس من العداد، وليس من كتالوج المنتج. جمع ما لا يقل عن اثني عشر شهرا من فواتير الكهرباء. أضف قيم كيلووات ساعة شهرية، ثم لاحظ الذروة الموسمية وأي أحمال جديدة مخطط لها.

تضيف بيانات مقياس الفاصل الزمني طبقة مفيدة أخرى. يظهر عندما تخلق المضخات أو المحركات أو التدفئة أو خطوط الإنتاج الطلب. ويساعد هذا التوقيت في تقدير الاستهلاك الذاتي واحتياجات التخزين.

اتبع سير عمل التحميل إلى التوربين

1. قياس الطلب السنوي على الطاقة. فصل الكيلوواط ساعة عن ذروة الطلب بالكيلوواط. تحدد الطاقة التغطية السنوية، بينما تؤثر طاقة الذروة على متطلبات العاكس والنسخ الاحتياطي.

2. اختر هدف التغطية. قد يعوض النظام المتصل بالشبكة 30% أو 70% من الاستخدام السنوي. يجب أيضًا أن يتحمل التصميم خارج الشبكة فترات الرياح المنخفضة.

3. تقييم الرياح عند ارتفاع المحور. توفر خرائط الرياح فحصًا مفيدًا، لكنها لا تستطيع رؤية كل شجرة أو مبنى. تعمل القياسات في الموقع والتقييم المهني على تقليل عدم اليقين.

4. حدد عامل قدرة واقعي. استخدم منحنى طاقة التوربين المرشح وتوزيع الرياح كل ساعة. لا تقترض متوسط ​​مزرعة الرياح لآلة سكنية صغيرة.

5. تطبيق خسائر النظام. قم بتضمين الأسلاك ووحدة التحكم والعاكس والبطارية والتوافر والجليد والتقليص حيثما كان ذلك مناسبًا. أبقِ كل افتراض مرئيًا بدلًا من إخفاء كل شيء داخل نسبة مئوية واحدة متفائلة.

6. التحقق من الرصيد الشهري. المجاميع السنوية يمكن أن تخفي النقص في الشتاء أو الفوائض الصيفية. يحتاج المستخدمون خارج الشبكة إلى أسوأ موسم متوقع، وليس فقط المتوسط ​​السنوي.

للحصول على حجم أولي، استخدم:

كيلووات المطلوبة = الحمل السنوي × التغطية المستهدفة ÷ [8,760 × عامل السعة الإجمالية × (1 - الخسائر)]

لنفترض أن العقار يستخدم 12000 كيلووات في الساعة سنويًا. يريد المالك أن تغطي الرياح 80٪. ويبلغ عامل السعة الإجمالية النموذجي 25%، في حين يبلغ إجمالي الخسائر 10%.

كيلووات المطلوبة = 12000 × 0.80 ÷ (8760 × 0.25 × 0.90) = 4.87 كيلووات

تصبح توربينة الرياح بقدرة 5 كيلووات مرشحًا معقولًا، وليست إجابة نهائية. بعد ذلك، قم بتشغيل منحنى الطاقة الخاص به مقابل بيانات الرياح لكل ساعة في الموقع. تأكد من صافي الإنتاج الشهري وارتفاع البرج والجهد وحدود العاكس وقواعد الشبكة قبل الطلب.

أمثلة على تحجيم توربينات الرياح للمنازل والشركات

تعمل نفس الصيغة عبر العديد من التطبيقات. ومع ذلك، يجب أن تعكس المدخلات موارد الرياح لكل مشروع وهدف التشغيل. تستخدم الأمثلة أدناه افتراضات مبسطة للفحص المبكر.

تعامل مع كل نتيجة كنطاق بداية. قد يؤدي التقريب إلى الأعلى إلى تغطية حالة عدم اليقين، ولكن المبالغة في الحجم يمكن أن تؤدي إلى تقليص الطاقة وارتفاع التكاليف. عادةً ما تعمل قياسات الرياح الأفضل على تحسين القرار أكثر من التقريب السخي.

قد يقوم المنزل بفحص توربين من فئة 6 كيلو واط. ومع ذلك، فإن الموقع الأضعف قد يتطلب دوارًا أكبر أو هدف تغطية أقل. قد يؤدي تحسين تعرض البرج إلى إضافة طاقة مفيدة أكثر من شراء سعة إضافية للوحة الاسم.

يمكن للمزرعة وورشة العمل عادةً الاحتفاظ بالشبكة لتحقيق التوازن. قد يكون هدفهم الأول هو الأحمال النهارية، أو المضخات، أو التهوية، أو معدات الإنتاج التي يمكن التنبؤ بها. يؤثر توقيت التحميل على الاستهلاك الذاتي والاقتصاد وأي اتفاقية تصدير.

تحتاج قضية الاتصالات عن بعد إلى تحليل أعمق. يبدو إجماليها السنوي صغيرًا، لكن الموثوقية قد تكون حاسمة. يجب على المصممين أن يصمموا أيام الرياح المنخفضة، واستقلالية البطارية، وزيادة العاكس، ومصدر النسخ الاحتياطي.

للحصول على مثال الشركة المصنعة، يسرد GWZK اسم الشركة المصنعة توربينات الرياح ذات المحور الأفقي GWS-10KW من الشركة المصنعة الصينية بحوالي 15000-20000 كيلووات في الساعة سنويًا. يتضمن هذا النطاق عامل قدرة يتراوح بين 17% و23% تقريبًا لتقدير 10 كيلووات. ويظل تقديرًا تخطيطيًا حتى يتم تطبيق افتراضات الرياح والخسائر المحلية.

اطلب دائمًا منحنى الطاقة الدقيق وراء أي مطالبة بالإنتاج السنوي. اسأل ما إذا كان التقدير هو إجمالي إنتاج المولد أو صافي الكهرباء المسلمة. تأكد أيضًا من ارتفاع المحور المفترض وكثافة الهواء والتوافر والخسائر الكهربائية.

اختر نظام توربينات الرياح المناسب، وليس التقييم فقط

قدرة التوربينات هي قرار شراء واحد فقط. يجب أن يعمل الدوار والبرج وأدوات التحكم والعاكس والحماية والتخزين كنظام واحد. قد يؤدي عدم التطابق إلى إهدار الطاقة أو إنشاء عمليات إيقاف تشغيل متكررة.

شروط التثبيت لا تقل أهمية. تأكد من الأساسات، والوصول إلى الرافعة، ومسافة الكابل، والتأريض، والحماية من الصواعق، ومساحة الصيانة. قد يتحكم التخطيط المحلي والقواعد الكهربائية أيضًا في ارتفاع البرج أو اتصال الشبكة.

مطابقة نوع التوربين بالموقع

عادة ما تناسب توربينات الرياح ذات المحور الأفقي المواقع المفتوحة التي توفر اتجاه الرياح السائد. غالبًا ما يستخدمون الأبراج العالية للوصول إلى تدفق هواء أنظف. تظل منحنيات قوتها ضرورية لأن قطر الدوار يختلف بين النماذج ذات التصنيف المتساوي.

تقبل توربينات المحور العمودي الرياح من اتجاهات مختلفة ويمكنها تبسيط بعض التركيبات. ومع ذلك، فإن تغيير الاتجاه لا يجعل الهواء الحضري المضطرب غنيًا بالطاقة. قارن بين المخرجات المقاسة والتحميل الهيكلي والوصول إلى الخدمة والصوت قبل اختيار أي من التصميمين.

اختر بنية التشغيل

• تعمل الأنظمة المرتبطة بالشبكة على تعويض الاستهلاك في الموقع أو تصدير الطاقة. إنهم بحاجة إلى عاكس متوافق، وقطع الاتصال، والحماية، والتصاريح، والموافقة على المرافق.

• تحتاج الأنظمة خارج الشبكة إلى بطاريات، وأدوات تحكم في الشحن، وأحمال تفريغ، وتخطيط احتياطي. تتبع سعة البطارية استقلالية الحمل والرياح الموسمية، وليس كيلوواط التوربينات وحدها.

• يمكن أن تعمل هجينة الرياح الشمسية على تقليل الفجوات الموسمية. يجب أن يقبل جهاز التحكم ونظام التخزين كلا المصدرين دون تجاوز حدود الجهد أو الشحن.

قبل الشراء، اطلب منحنى الطاقة المعتمد وجدول الطاقة السنوي. يجب أن يغطي الجدول عدة متوسطات لسرعات الرياح وارتفاعات الأبراج. قم أيضًا بمراجعة سرعة الرياح والكبح والحماية من التآكل والضمان وقطع الغيار وفترات الصيانة والمراقبة عن بعد.

اطلب من المورد ذكر كل افتراضات الخسارة. تأكد من قياس الإخراج قبل أو بعد وحدة التحكم والعاكس. بالنسبة لأنظمة البطاريات، تحقق من جهد الشحن والحد الأقصى للتيار وكيمياء البطارية وحدود درجة الحرارة وسعة تحميل التفريغ.

تجمع GWZK بين توربينات الرياح وأجهزة التحكم والعاكسات ومعدات التوزيع والتخزين ضمن حزم المشروع. يمكن للمشترين توفير بيانات الرياح، والحمل السنوي، والجهد، وحالة الشبكة، وقيود البرج، والاستقلالية المطلوبة. تدعم هذه المدخلات اقتراحًا خاصًا بالموقع بدلاً من عرض أسعار التصنيف فقط.

خاتمة

يظهر تصنيف توربينات الرياح ذروة القدرة، وليس الكهرباء السنوية. يبدأ الحجم الموثوق به بالحمل السنوي، وبيانات الرياح بارتفاع المحور، ومنحنى الطاقة، وافتراضات الخسارة الصادقة.

قم بحساب الحجم الأولي، ثم اختبر الأداء الشهري وتوافق النظام. وينتج عن هذا النهج استثمارًا أكثر أمانًا وخطة طاقة يمكن الاعتماد عليها بشكل أكبر.

أسئلة وأجوبة حول إنتاج الكهرباء من توربينات الرياح

س: ما هي كمية الكهرباء التي يمكن أن تنتجها توربينة الرياح بقدرة 1 كيلو وات؟

ج: بمعامل قدرة يتراوح بين 15% و35%، تنتج ما يقرب من 1,314-3,066 كيلووات في الساعة سنويًا.

س: هل يولد توربين بقدرة 10 كيلو وات 10 كيلو وات طوال اليوم؟

ج: لا يوجد توربين يحافظ على الطاقة المقدرة طوال اليوم. يصل إلى هذا الإخراج فقط في ظل ظروف الرياح المحددة.

س: ما هو متوسط ​​سرعة الرياح المطلوبة؟

ج: كل نموذج له متطلبات الرياح المختلفة. قم بقياس ارتفاع مركز الرياح ومقارنتها بمنحنى طاقة النموذج.

س: ما هو حجم توربينات الرياح التي يمكن أن تزود المنزل بالطاقة؟

ج: قم بتقسيم الكيلووات السنوية المستهدفة على صافي الإنتاج المتوقع لكل كيلووات مقدر.

س: كيف ينبغي أن يكون حجم تخزين البطارية؟

ج: استخدم الأحمال الحرجة اليومية، والاستقلالية المطلوبة، وحدود التفريغ، والرياح الموسمية، وتوافر النسخ الاحتياطي.