如何选择风力发电机。方案、说明

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风力发电机是一种越来越受欢迎的电力设备。风力发电机的目的是将气流的动能（称为风）转化为电能。除了风力发电机外，风力发电机也相当常见，其作用是直接驱动水泵，即所谓的风泵。风力涡轮机产生的能量可以使用以下公式计算：

Р = 0,5*rho*S*Ср*V3*Ng*Nb

其中P——功率，W； rho——空气密度（约1,225千克/立方米）； S为转子的抛掷面积； V——风速，m/s； Cp——空气动力系数（理论上0,5）； Ng——发电机效率； Nb - 变速箱效率（如果有）。

对于特定风力涡轮机，该公式的所有组成部分，除了风速之外，都是常数（当然，空气密度取决于温度，但其变化很小，可以忽略不计）。因此，我们可以说风力发电机产生的功率与风速的三次方成正比。

这意味着风力发电机在微风中（即使是旋转）的功率很小。但随着风力的增强，功率也会急剧增加。并且由于实际上风只在风洞中以恒定的速度和方向吹过，因此很明显风力发电机产生的功率是一个随时间不断变化的值。因此，任何以风力发电机为能源的能源系统都必须有一个稳定环节。

在小型自主系统中，电池通常扮演这样一个纽带的角色。如果风力发电机功率大于负载功率，则对电池进行充电。如果负载功率较大，则电池放电。这意味着风力涡轮机作为电源的以下重要特征：如果大多数其他电源都是按峰值负载功率选择的，则应根据每月（或每年，根据您的喜好）的用电量来选择风力涡轮机。

让我们用一个例子来说明这一点。在平均风速接近6m/s的海边，有一栋三口之家来度周末的房子。电气设备也仅在周末开启。消耗量达到每天 15 千瓦时，而峰值负载高达 3 千瓦时。因此，每月的能源消耗为 120 千瓦时。年平均风速6m/s，一台120W的小型风力发电机每月可提供700度电。此外，需要一个大容量的电池来储存5天的能量，并且需要一个3千瓦的逆变器（将电池的直流电压转换为标准交流电压）来处理峰值负载。

另一个例子。在一个平均风速为 5 m/s 的地区，建造了一个电信设施，该设施平均持续消耗 2 kW 的电力，而峰值负载不超过同样的 3 kW。在本例中，我们将 2 kW 乘以每月的小时数 (720)，得到 1440 kWh - 对象每月消耗的值。为了保证在这样的风速下发电1420千瓦时，需要容量为10千瓦的风力发电机。同时，它将通过相同的 3 kW 逆变器工作。

可以看到，在上述每种情况下，风力发电机的功率都与负载的峰值功率相差数倍。峰值负载功率决定了逆变器的功率。风力发电机本身仅决定在一定月平均风速下一定时间段内的出力量。除了平均风速外，还有一个更详细的风资源估算输入，称为威布尔参数，它反映了给定位置一定强度的风持续时间的分布，它们被用于风电场的设计容量达数十兆瓦。

对于小型能源项目来说，花钱进行此类研究没有经济意义，因为可以根据风力涡轮机安装地点的平均风速粗略估计预期输出。从上面的例子中，我们也可以得出负载的性质，对于这种负载的性质，最好使用风力发电机来为其供电。这是不均匀负载，峰值负载超过平均负载 10 倍或更多倍。

相对较小的风力涡轮机最常见的用例是家庭负载。例如，城市公寓中的一个家庭，平均负荷为0,5千瓦（按电表每月360千瓦时）。峰值负载 - 电炉、洗衣机、微波炉和其他功率较小的电器打开时为 5 kW。即使在风不大的地方，一台 5 千瓦的风力发电机也可以满足这些需求。一个均匀的负荷，比如供暖，即使一个1千瓦的加热器全天候工作，每月也需要720千瓦时，而5千瓦的风力发电机只能在风资源好的地区提供（例如，沿海，草原等）。

基于NPO“Electrosphere”的材料

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