ru
EnglishУкраїнська

Вход

Восстановить пароль?

Нет аккаунта? Создай здесь!

Все статьи >  Энергия ветра >  Свойства ветра

Serhii Korneliuk8 июл, 2019 • 5 минут чтения

Свойства ветра

400Энергия ветра
Свойства ветра

Ветер – это направленное перемещение воздушных масс. Ветровую энергию можно рассматривать как одну из форм проявления солнечной энергии.

Ветер со временем меняется. В большинстве регионов наблюдаются значительные сезонные изменения ветровых потоков. Причем в зимние месяцы скорость ветра обычно выше, чем летом. Дневные изменения скорости ветра наблюдаются, как правило, вблизи морей и больших озер. Утром солнце нагревает землю быстрее, чем воду, поэтому ветер дует в направлении побережья. Вечером же земля остывает быстрее, чем вода, поэтому ветер дует от побережья.

Скорость ветра зависит от высоты над уровнем земли. Ближе к земле ветер замедляется за счет трения о земную поверхность. Таким образом, ветры бывают сильнее на больших высотах по отношению к земле. Для сельскохозяйственных полей и пустынных территорий при увеличении высоты над поверхностью земли в два раза наблюдается увеличение скорости ветра на, около, 12%.

На скорость ветра значительно влияют географические условия и характер земной поверхности, включая различные естественные и искусственные препятствия, такие, как холмы и др.., А также деревья и здания. По этой причине ВЭУ располагают, по возможности, на возвышенных и удаленных от высоких деревьев, жилых домов и других сооружений местах, поскольку такие препятствия снижают скорость ветра и приводят к завихрений потока, затрудняющие конвертацию энергии ветра.

Среднегодовая скорость ветра (Vc.ƨ.) характеризует ветровой потенциал территории. Это скорость ветра, которая определяется как среднее арифметическое значение всех наблюдаемых скоростей ветра в течение года. Средние скорости ветра могут быть вычислены и для других периодов, например: месячные, дневные, почасовые.

Кинетическая энергия A, содержащегося в воздушном потоке, зависит от его массы m и скорости V, и может быть найдена с помощью формулы:

A=mV22t

Если же в эту формулу подставить значение массы воздуха, протекающего через ветроколесо двигателя за 1 секунду, то получим выражение для секундной энергии потока, или, что то же самое, для его мощности:

P=ρFV32

где ρ=γg – массовая плотность воздуха;

γ – Удельный вес воздуха;
g – Ускорение силы тяжести;
F – Площадь, по которой протекает воздушный поток;
V – Скорость ветра.

Величина удельного веса воздуха зависит от значения барометрического давления и температуры:

ρ=ρ0BT0B0T=0.125B273+15760273+t0

где ρ0=0.125kg·s2m4 – массовая плотность воздуха при температуре t=15°C и атмосферном давлении B0=760 мм. рт. ст; 

B и t° – соответственно атмосферное давление, мм. рт. ст., и температура воздуха в новых условиях,;
T0 и T – абсолютные температуры воздуха при 15°C и в новых условиях.

Из второй формулы видно, что секундная энергия, или мощность потока, пропорциональна кубу скорости, то есть, если бы скорость ветра увеличилась, например, в два раза, то энергия воздушного потока возрастает в 23=8 раз. Таким образом, средняя скорость ветра 5 м/с может дать примерно в 2 раза больше энергии, чем ветер со средней скоростью 4 м/с. Также, мощность, развиваемая ветродвигатель, изменяется пропорционально квадрату диаметра ветроколеса, т.е. при увеличении диаметра в 2 раза, мощность, при той же скорости ветра, возрастает в 4 раза.

Характеристики ветра измеряются на метеостанциях. На поверхности скорость ветра определяется с помощью анемометра (анемиипо-гречески, означает ветер). Официально принята высота измерения скорости ветра – 10 метров от поверхности земли. Целью этого является исключить влияние приземной турбулентности и трения воздуха о поверхность.

Существуют различные типы анемометров, использующих пропеллер или вращающиеся чашечки. Они измеряют действительную скорость ветра, потому что движутся вместе с ветром. Трубка Пито и плавающая шарик – анемометры другого типа, показания которых, изменяются в соответствии с плотностью воздуха (зависит от температуры и высоты), они определяют скорость ветра по его динамическим давлением. Показы мало зависят от высоты, температуры и влажности.

Данные о скорости и направлению ветра, поступают в центр обработки погоды каждые 3 часа. При этом автоматически делается осреднение показаний по направлению и скорости ветра за 10 мин, предшествующих сроку наблюдения. А порывами считается максимальный показатель скорости ветра в течении 2 минут за данный срок наблюдения (3 часа). Срок наблюдения строго регламентирован по гринвичскому времени, это – 00:00 ч, 03:00 ч, 06:00 ч, 09:00 ч, 12:00 ч, 15:00 ч, 18:00 ч и 21:00 ч.

На основе данных многолетних наблюдений скоростей ветра в разных уголках мира строят специализированные карты ветров.

Похожие публикации:

#3 / Ветряк «NoName-1» / разметка ротора для поклейки магнитов
Энергия ветра

#3 / Ветряк «NoName-1» / разметка ротора для поклейки магнитов

Подробнее
#6 / Ветряк «NoName-1» / замеры напряжения тестовой катушки
Энергия ветра

#6 / Ветряк «NoName-1» / замеры напряжения тестовой катушки

Подробнее
#7 / Ветряк «NoName-1» / изготовление оснастки для намотки катушек / о качестве заливки ротора
Энергия ветра

#7 / Ветряк «NoName-1» / изготовление оснастки для намотки катушек / о качестве заливки ротора

Подробнее
#4 / Ветряк «NoName-1» / поклейка магнитов первый этап / залипания / звук генератора
Энергия ветра

#4 / Ветряк «NoName-1» / поклейка магнитов первый этап / залипания / звук генератора

Подробнее

Мы используем файлы cookie для персонализации контента и рекламы, предоставления функций социальных сетей и анализа нашего трафика. Мы также передаем информацию об использовании вами нашего сайта нашим партнерам по социальным сетям, рекламе и аналитике, которые могут объединять их с другой информацией, которую вы им предоставили или которую они собрали при использовании вами их услуг.