Определить мощность ветровой электростанции, содержащей n однотипных ветроэнергетических установок. Длина лопасти ветроколеса L, скорость

Определить мощность ветровой электростанции, содержащей n однотипных ветроэнергетических установок. Длина лопасти ветроколеса L, скорость ветра w, КПД ветродвигателя ηв, электрический КПД установки (генератора и преобразователя) ηэ, температура воздуха t, атмосферное давление p. Исходные данные принять по таблице 2. Таблица 2 Вариант n, шт. L, м w, м/с ηв, % ηэ, % t, ºС p, кПа 1 8 55 12 31 73 -20 100

Ветровой поток, проходящий через площадь F, ометаемую лопастями ветродвигателя, имеет энергию, равную
E=mw22
где w – скорость ветра, м/с;
m – масса воздуха, кг.
масса воздуха, проходящего через сечение в единицу времени, равна
m=ρ·w·F
где ρ=p/RT – плотность воздуха, кг/м3;
p=105 Па- атмосферное давление, Па;
R=287 Дж/кг·К – газовая постоянная;
Т =253K– абсолютная температура.
ρ=105287·253=1,378кгм3
Площадь F определяется через длину лопасти L ветроколеса:
F=πL2=3,14·552=9498,5 м2
m=ρ·w·F=1,378·12·9498,5=157067кгс
E=157067·1222=1,131·106Джс
Электрическая мощность N, развиваемая ВЭУ, определяется формулой
N=E·ηв·ηэ=1,131·106·0,31·0,73=0,256·106Вт=256 кВт
где ηв =0,31 – КПД ветродвигателя,
ηэ =0,73– электрический КПД ветрогенератора и преобразователя
Мощность ветровой электростанции, содержащей n =8 однотипных ветроэнергетических установок, равна
NΣ=N·8=256·8=2048 кВт