Закон мощности профиля ветра

Закон мощности профиля ветра - это соотношение между скоростями ветра на одной высоте и скоростью ветра на другой.

Содержание

• 1 Определение
• 2 Пределы
• 3 Применение
  • 3.1 Плотность энергии ветра
• 4 См. Также
• 5 Ссылки

Определение

Профиль ветра соотношение степенного закона:

$uur\; =\; (zzr)\; \alpha \; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; frac\; \{u\}\; \{u\_\; \{r\}\}\}\; =\; \{\backslash \; bigg\; (\}\; \{\backslash \; frac\; \{z\}\; \{z\_\; \{r\}\}\}\; \{\backslash \; bigg)\}\; ^\; \{\backslash \; alpha\}\}$

где $u\; \{\backslash \; displaystyle\; u\}$- скорость ветра (в метрах в секунду) на высоте $z\; \{\backslash \; displaystyle\; z\}$(в метрах), а $ur\; \{\backslash \; displaystyle\; u\_\; \{r\}\}$- это известная скорость ветра на исходной высоте $zr\; \{\backslash \; displaystyle\; z\_\; \{r\}\}$. Показатель степени ($\alpha \; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; alpha\}$) - это эмпирически полученный коэффициент, который изменяется в зависимости от стабильности атмосферы. Для условий нейтральной стабильности $\alpha \; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; alpha\}$составляет приблизительно 1/7 или 0,143.

Чтобы оценить скорость ветра на определенной высоте z, соотношение должно быть изменено на

$u\; =\; ur\; (zzr)\; \alpha \; \{\backslash \; displaystyle\; u\; =\; u\_\; \{r\}\; \{\backslash \; bigg\; (\}\; \{\; \backslash \; frac\; \{z\}\; \{z\_\; \{r\}\}\}\; \{\backslash \; bigg)\}\; ^\; \{\backslash \; alpha\}\}$

Значение 1/7 для α обычно считается постоянным при оценке ресурсов ветра, потому что различия между два уровня обычно не так велики, чтобы вносить существенные ошибки в оценки (обычно предпочтительнее < 50 m). However, when a constant exponent is used, it does not account for the roughness of the surface, the displacement of calm winds from the surface due to the presence of obstacles (i.e., zero-plane displacement), or the stability of the atmosphere. In places where trees or structures impede the near-surface wind, the use of a constant 1/7 exponent may yield quite erroneous estimates, and the профиль бревенчатого ветра. Даже в условиях нейтральной устойчивости показатель степени 0,11 более уместен над открытой водой (например, для морских ветровые электростанции), чем 0,143, что более применимо к открытым поверхностям суши.

Пределы

Профиль ветра атмосферного пограничного слоя (от поверхности до около 2000 метров) обычно имеет логарифмическую природу и лучше всего аппроксимируется с помощью уравнения логарифмического профиля ветра, которое учитывает шероховатость поверхности и атмосферную стабильность. Связь между мощностью на поверхности и ветром часто используется в качестве альтернативы логарифмическим характеристикам ветра, когда информация о шероховатости или стабильности поверхности недоступна.

Приложения

Степенной закон часто используется в ветроэнергетике оценок, где скорость ветра на высоте турбины ($\ge \; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; geq\}$50 метров) должны быть оценены на основе наблюдений за приземным ветром (~ 10 метров), или если данные о скорости ветра на различных высотах необходимо перед использованием привести к стандартной высоте. Профили ветра генерируются и используются в ряде моделей рассеивания загрязнения атмосферы.

Плотность энергии ветра

Оценки плотности энергии ветра представлены в виде класса ветра от 1 до 7. Скорости являются средними. скорости ветра в течение года, хотя частотное распределение скорости ветра может обеспечивать различную плотность мощности для одной и той же средней скорости ветра.

См. Также

• Профиль ветра бревна

Ссылки