Effekttæthedsfunktionen

Vindens effekt

Siden om vindens energiindhold viste, at energien pr. sekund ( effekten ) varierer med 3. potens af vindens hastighed og proportionalt med luftens massefylde (vægt pr. rumfangsenhed). Vi kan nu kombinere, det vi har lært indtil nu:

Bemærk, kurvens form er en anden end weibullkurvens, fordi de høje vindhastigheder har det meste af energien i vinden

Fra effekttæthed til vindmøllens afgivne effekt

Grafen er tegnet ved hjælp af effektregnearket på dette websted. Arealet under den grå kurve (helt ned til den vandrette akse) giver os vindens effekt pr. kvadratmeter vind, som vi forventer på denne placering. I dette tilfælde har vi en middelvindhastighed på 7 m/s og en Weibull formfaktor k=2. Det giver 402 W/m ² . Det er næsten dobbelt så stor effekt som vinden indeholder, når det blæser gennemsnitligt.

Grafen består af et antal lodrette kolonner, en for hver 0,1 m/s vindhastighedsinterval. Højden af hver kolonne viser effekten (antal Watt pr. m ² ) som den givne vindhastighed bidrager med til den samlede effekt pr. kvadratmeter.

Arealet under den blå kurve viser, hvor meget af vindens effekt, man teoretisk kan omdanne fra mekanisk til elektrisk energi (ifølge Betz’ lov er det 16/27 af den totale effekt i vinden).

Arealet under den røde kurve viser, hvor meget elektrisk effekt en given vindmølle vil producere på den bestemte placering. Hvordan det beregnes, skal vi se på den næste side, der handler om effektkurver.

Grafens vigtigste budskab

Den vigtigste ting at huske er, at hovedparten af vindenergien kommer fra vindhastighederne over den gennemsnitlige vindhastighed på vindmølleplaceringen. Det er ikke så overraskende, som det kan lyde, da vi ved, at de høje vindhastigheder har et meget højere energiindhold end de lave vindhastigheder.

Starthastighed

Vindmøller er normalt bygget, så de begynder at rotere ved vindhastigheder mellem 3 og 5 meter pr. sekund. Dette kaldes for starthastigheden. Det blå område til venstre viser den lille del af energien, man taber ved, at vindmøllen først producerer ved f.eks. 5 m/s.

Stophastighed

Vindmøllen er programmeret til at stoppe ved høje vindhastigheder over f.eks. 25 m/s. Dermed undgår man, at vindmølle og omgivelser lider skade. Det lille blå område yderst til højre viser effekttabet ved, at man ikke udnytter meget høje vindhastigheder.