Håndbog Del 1: Vindenergibegreber

1. Forkortelser
2. Vindhastigheder
3. Vindhastighedstabel
4. Ruhedsklasser og Ruhedslængder
5. Ruhedsklasseberegner
6. Ruhedsklasse og Ruhedslængdetabel
7. Luftens massefylde ved normalt atmosfærisk tryk
8. Atmosfærisk lufts viskositet
9. Vindens effekt
10. Standarddefinitioner af vindklasse “Wind Class” (Bruges i USA)

Forkortelser

10 ^-12 = p pico = 1/1000.000.000.000
10 ^-9 = n nano = 1/1000.000.000
10 ^-6 = µ micro = 1/1000.000
10 ^-3 = m milli = 1/1000
10 ³ = k kilo = 1.000 = tusind
10 ⁶ = M mega = 1.000.000 = million
10⁹ = G giga = 1,000.000.000 = milliard
10¹² = T tera = 1.000.000.000.000
10¹⁵ = P peta = 1.000.000.000.000.000

Vindhastigheder

1 m/s = 3,6 km/h = 2,237 mile/h = 1,944 knob
1 knob =1 sømil/h = 0,5144 m/s = 1,852 km/h = 1,125 mil/h

Vindhastighedstabel

Vindhastighed i 10 m højde		Beaufort-skala (forældet)	Vind
m/s	knob
0,0-0,4	0,0-0,9	0	Svag
0,4-1,8	0,9-3,5	1
1,8-3,6	3,5-7,0	2	Let
3,6-5,8	7-11	3
5,8-8,5	11-17	4	Moderat
8,5-11	17-22	5	Frisk
11-14	22-28	6
14-17	28-34	7	Kuling
17-21	34-41	8
21-25	41-48	9	Storm
25-29	48-56	10
29-34	56-65	11	Stærk storm
>34	65	12	Orkan

Ruhedsklasser og Ruhedslængder

Ruhedsklassen er defineret i det Europæiske vindatlas på basis af ruhedslængden i meter, z ₀ , dvs. den højde over jordoverfladen, hvor vindhastigheden teoretisk set er nul. ln er den naturlige logaritmefunktion.

hvis(ruhedslængden <= 0.03)
ruhedsklassen = 1.699823015 +
ln(ruhedslængden)/ln(150)
hvis (ruhedslængden > 0.03)
ruhedsklassen = 3.912489289 +
ln(ruhedslængden)/ln(3.3333333)

Ruhedsklasseberegneren nedenfor kan beregne ruhedsklassen på grundlag af ruhedslængden eller omvendt.

Begynd ikke på beregninger, før programmet er helt indlæst.

Ruhedsklasse og Ruhedslængdetabel

Ruheds- klasse	Ruheds- længde m	Energi- indeks (pct.)	Landskabstype
0	0,0002	100	Vandoverflade
0,5	0,0024	73	Helt åbent terræn med en glat overflade. F.eks. en betonlandingsbane eller nyslået græs.
1	0,03	52	Åbent landbrugsområde uden gærder og levende hegn og med spredt bebyggelse på let kuperede bakker.
1,5	0,055	45	Landbrugsområde med nogen bebyggelse og 8 meter høje levende hegn med en indbyrdes afstand på ca. 1250 m.
2	0,1	39	Landbrugsområde med nogen bebyggelse og 8 meter høje levende hegn med en indbyrdes afstand på ca. 500 m.
2,5	0,2	31	Landbrugsområde med mange huse, buske og planter, eller 8 meter høje levende hegn med indbyrdes afstande på ca. 250 m.
3	0,4	24	Landsbyer, mindre byer eller landbrugsområder med mange høje levende hegn, skov og et meget ru terræn.
3,5	0,8	18	Store byer med høje bygninger.
4	1,6	13	Meget store byer med høje bygninger og skyskrabere.

Definitionerne er fra Det Europæiske Vindatlas, WAsP. Praktiske eksempler findes i den rundturen på siden om beregning af vindhastigheder.

Luftens massefylde ved normalt atmosfærisk tryk

Temperatur ° Celsius	Temperatur° Farenheit	Massefylde af tør luft kg/m3	Maks. vandindhold kg/m3
-25	-13	1,423
-20	-4	1,395
-15	5	1,368
-10	14	1,342
-5	23	1,317
0	32	1,292	0,005
5	41	1,269	0,007
10	50	1,247	0,009
15	59	1,225 *)	0,013
20	68	1,204	0,017
25	77	1,184	0,023
30	86	1,165	0,030
35	95	1,146	0,039
40	104	1,127	0,051

*) Massefylden af tør luft ved normalt atmosfærisk tryk ved havets overflade ved 15° C bruges som standard i vindkraftindustrien.

Atmosfærisk lufts viskositet

Temperatur ° Celsius	μ, (Dynamisk) viskositet	ν, Kinematisk viskositet
-40	1,51 E -5	0,99 E -5
0	1,71 E -5	1,33 E -5
20	1,80 E -5	1,50 E -5
50	1,95 E -5	1,79 E -5

Note: E -5 betyder eksponentiel notation, dvs. tallet skal ganges med 0,00001

Vindens effekt **)

m/s	W/m2	m/s	W/m2	m/s	W/m2
0	0	8	313,6	16	2508,8
1	0,6	9	446,5	17	3009,2
2	4,9	10	612,5	18	3572,1
3	16,5	11	815,2	19	4201,1
4	39,2	12	1058,4	20	4900,0
5	76,5	13	1345,7	21	5672,4
6	132,3	14	1680,7	22	6521,9
7	210,1	15	2067,2	23	7452,3

**) Ved massefylden 1,225 kg/m³ , hvilket svarer til tør luft ved normalt atmosfærisk tryk ved havets overflade ved 15° C.
Formlen for effekt pr. m ² , dvs. i W/m 2 = 0,5 * 1,225 * v ³ , hvor v er vindhastigheden i m/s.

Advarsel:

Selv om vindens effekt ved en vindhastighed på f.eks. 7 m/s er 210 W/m ², så er vindens gennemsnitseffekt på en placering med 7 m/s typisk omkring dobbelt så stor. For at forstå dette, bør du læse siderne i rundturen, som begynder med Weibullfordelingen og ender med Effekttæthedfunktionen.

Standarddefinitioner af vindklasse “Wind Class” (Bruges i USA)

Klasse	30 m højde		50 m højde
	Vind- hastighed m/s	Vindens effekt W/m 2	Vind- hastighed m/s	Vindens effekt W/m 2
1	0-5.1	0-160	0-5.6	0-200
2	5.1-5.9	160-240	5.6-6.4	200-300
3	5.9-6.5	240-320	6.4-7.0	300-400
4	6.5-7.0	320-400	7.0-7.5	400-500
5	7.0-7.4	400-480	7.5-8.0	500-600
6	7.4-8.2	480-640	8.0-8.8	600-800
7	8.2-11.0	640-1600	8.8-11.9	800-2000