Legea privind puterea vântului - Wind profile power law

Legea de putere profil eoliană este o relație între vitezele vântului la o înălțime, iar cele de la o alta.

Definiție

Relația legii privind puterea vântului este:

${\ displaystyle {\ frac {u} {u_ {r}}} = {\ bigg (} {\ frac {z} {z_ {r}}} {\ bigg)} ^ {\ alpha}}$

unde este viteza vântului (în metri pe secundă) la înălțime (în metri) și este viteza cunoscută a vântului la o înălțime de referință . Exponentul ( ) este un coeficient derivat empiric care variază în funcție de stabilitatea atmosferei. Pentru condiții de stabilitate neutră , este de aproximativ 1/7, sau 0,143. ${\ displaystyle u}$${\ displaystyle z}$${\ displaystyle u_ {r}}$${\ displaystyle z_ {r}}$${\ displaystyle \ alpha}$${\ displaystyle \ alpha}$

Pentru a estima viteza vântului la o anumită înălțime z , relația ar fi rearanjată la:

${\ displaystyle u = u_ {r} {\ bigg (} {\ frac {z} {z_ {r}}} {\ bigg)} ^ {\ alpha}}$

Valoarea de 1/7 pentru α este de obicei presupusă a fi constantă în evaluările resurselor eoliene, deoarece diferențele dintre cele două niveluri nu sunt de obicei atât de mari încât să introducă erori substanțiale în estimări (de obicei <50 m). Cu toate acestea, atunci când se folosește un exponent constant, nu ține cont de rugozitatea suprafeței, de deplasarea vânturilor calme de la suprafață datorită prezenței obstacolelor (adică deplasarea în plan zero) sau a stabilității atmosferei. În locurile în care copacii sau structurile împiedică vântul aproape de suprafață, utilizarea unui exponent 1/7 constant poate produce estimări destul de eronate, iar profilul vântului de jurnal este de preferat. Chiar și în condiții de stabilitate neutră, un exponent de 0,11 este mai potrivit pentru apele deschise (de exemplu, pentru fermele eoliene în larg) decât 0,143, ceea ce este mai aplicabil pe suprafețele de teren deschis.

limite

Profilul de vânt al stratului de delimitare atmosferică (suprafață de aproximativ 2000 de metri) este în general de natură logaritmică și este cel mai bine aproximat folosind ecuația profilului de vânt log care are în vedere rugozitatea suprafeței și stabilitatea atmosferică . Relațiile dintre puterea de suprafață și vânt sunt adesea utilizate ca o alternativă la caracteristicile vântului logaritmice atunci când nu este disponibilă informația despre rugozitatea sau stabilitatea suprafeței.

Aplicații

Legea puterii este adesea utilizată în domeniul energiei eoliene evaluări în cazul în care viteza vântului la înălțimea unei turbine ( 50 metri) trebuie să fie estimate din observații în apropierea suprafeței de vânt (~ 10 metri), sau în cazul în care datele privind viteza vântului la diferite înălțimi trebuie să fie ajustate la un înălțimea standard înainte de utilizare. Profilele eoliene sunt generate și utilizate într-o serie de modele de dispersie a poluării atmosferice .${\ displaystyle \ geq}$

Densitatea puterii eoliene

Estimările densității puterii eoliene sunt prezentate ca clasă a vântului, variind de la 1 la 7. Vitezele sunt viteze medii ale vântului pe parcursul unui an, deși distribuția de frecvență a vitezei vântului poate oferi densități de putere diferite pentru aceeași viteză medie a vântului.

Vezi si

• Jurnal profil de vânt

Referințe