Производительная плотность: Уточнение расчетов энергии
Энергия, которую может вырабатывать ветряная турбина, рассчитывается по простой формуле: P = 0,5*[КПД турбины]*[плотность воздуха]*[площадь круга, охватываемого лопастями]*[скорость ветра]3. Видно, что ключевым фактором выступает скорость ветра — она же считается и ограничивающим эффективность ветряка: площадь его охвата — величина постоянная, постоянной берется и плотность воздуха (обычно в 1,225 кг/м3, средней для уровня моря при 15О С).
Однако венгерский исследователь Зено Фаркас (Zénó Farkas) обратил недавно внимание на то, что плотность воздуха — величина непостоянная. Обычно ее колебания полагают незначительными и в расчет не берут. Но, проведя соответствующие вычисления, ученый показал: напрасно.
Для начала Фаркас получил данные по регулярному мониторингу температуры, давления и относительной влажности воздуха, который в период с 2004 по 2006 гг. велся на месте одной из ветряных электростанций Венгрии. Исходя из этого, он провел расчеты плотности воздуха, которая за это время варьировала в пределах более чем 20%. А уже на основе этих цифр он провел оценку выработки энергии электростанцией, после чего сравнил их с полученными обычным методом — и с показателями, зафиксированными счетчиками. Включение в вычисление уточненной плотности воздуха сделало оценку сразу на 16% более точной — видимо, это небольшое, но полезное дополнение стоит учесть в работе инженерам всего мира.
Читайте о перспективах ветряных электростанций в нашей стране: «Бросим надежды на ветер».
По публикации MIT Technology Review / physics arXiv blog