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年度能量输出

From Windpower Guided Tour

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一台风机的年度能量输出

现在我们准备计算一台风机的平均风速和年度能量输出的关系。为了画出右边的图,我们使用前节讲的功率计算器以及默认的600 kW风机的功率曲线

对于每一威布尔参数1.5, 2.0和 2.5,我们都针对风机轮毂高度的不同平均风速仪算出年度能量输出。

正如你所看到的,在轮毂高度上4.5 m/s的低平均风速依照形状因子的不同,输出最大可能有50%的变化;在轮毂高度上10 m/s的高平均风速,输出最大可能有30%的变化。

输出几乎随风速的立方而变化

现在我们看k=2的红色曲线,这一般表明是制造商绘制的曲线。

对于4.5 m/s轮毂高度的平均风速,风机将每年发出0.5 GWh,即每年500,000 kWh。对于9 m/s轮毂高度的平均风速,风机将每年发出2.4 GWh,即每年2,400,000kWh。因此,平均风速加倍能量输出将增至4.8倍。

换一组数据,如果我们比较5m/s和10m/s的风速,我们会得到几乎多至4倍的能量输出。

两个案例我们没精确得到相同的结果,原因在于风机的效率随风速而变化,这一点在功率曲线一节已讲过。注意,这种不确定性施加于功率曲线,同时也施加于上述结果。

考虑下述事实可以进一步精确你的计算,例如考虑温度的影响,冬天的风趋向比夏天强,而白天的风趋向于比晚上强。

容量因子

讲述风机年度能量输出的另外一个方式就是考察风机在它的指定位置的容量因子。容量因子意味着实际年度能量输出除以理论上的最大输出。理论上的最大输出就是假定全年8766小时风机都在额定(最大)功率运行。

例如:如果600KW风机年生产150万kWh电,它的容量因子=1500000 / ( 365.25 * 24 * 600 ) = 1500000 / 5259600 = 0.285 = 28.5%.

容量因子理论上可以从0到100%变化,但实际上它们的取值范围从20%到70%,而多数情况围绕25%至30%。

容量因子的模糊论点

尽管人们总愿意有一个大的容量因子,但它并不总是有经济上的长处。对于使用常规能源和核能技术的人们,这一点常常模糊。

例如,在风很大的场所,对于同样的转轮直径使用大的发电机可能是个优点(或者对于给定的发电机尺寸使用小的转轮直径)。这会导致低的容量因子(相对大的发电机利用的容量较小),但这可能意味着较大的年度能量产出。使用本网址的功率计算器能够证实这一点。

是否值得采用相对大的发电机以得到较低的容量因子,当然取决于风况,也取决于不同风机型号的价格。

考察容量因子模糊性的另一种方式为,你可以用一个高的容量因子有相对稳定的功率输出(接近于发电机的设计极限)或者用一个低的容量因子有高能量输出(输出将有较大波动)之间在某一范围做出选择。

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