Site de vento e limite de Betz

[Bibiphoque]

Olá,
Encontrei este site / forum, não é nada mau!

Para baixo

[Christophe]

nada mal mesmo, clico aleatoriamente e posso ler:

O limite de Betz é aplicável a qualquer tipo de sensor da energia cinética de um fluido em movimento.

Este valor vale 16/27 ou 0,59259

Só podemos capturar 59,259% da energia cinética de um fluido em movimento (ar, água, ...).



No entanto, algumas bombas (muitas) têm uma eficiência superior a 60% para as turbinas (pelton, por exemplo) .... talvez seja porque parte da energia captada pela turbina hidráulica também seja potencial ... ?

Para completar seu link: http://fr.wikipedia.org/wiki/Limite_de_Betz

[estado]

Olá,

De fato, os rendimentos de certas turbinas hidráulicas (as bombas, que não recuperam energia, não se prestam a considerações "betzianas" ...) podem atingir valores superiores aos 59% fatídicos do limite de Betz, devido à diferença de pressão entre os fluxos infinitos a montante e a jusante da bomba (longe da turbina). Portanto, esses fluxos fechados permitem recuperar, além da energia cinética (pressão dinâmica = 1 / 2.rhô.V²), a energia de pressão (pressão estática = P), ou mesmo a energia potencial ( rhô.gh) contido no fluido. Isso é impossível de se obter com fluxos abertos: as pressões estáticas a montante e a jusante do disco do rotor permanecem substancialmente iguais à pressão atmosférica (10exp5 Pascal). O salto de pressão usado na demonstração Betz considera apenas as pressões medidas nas imediações do disco do rotor.

Pequena precisão para obter os rendimentos das turbinas eólicas: seus valores são sempre expressos em função desse limite de Betz, e não em função da potência de referência. Deixe-me explicar: para uma superfície de referência (ou torque mestre) correspondente à superfície varrida pelo rotor e observada S, a potência "transportada" pelo vento é Pref = 1 / 2.rhô.S.V3. A potência máxima que pode ser recuperada por uma turbina eólica vale, portanto, Pbetz = Pref.0,59. Ou uma turbina eólica Peol. Seu desempenho vale então Peol / Pbetz, e não, como se poderia pensar, Peol / Pref ..... que levou a mais de um erro, primeiro eu ...

[Christophe]

obrigado por esses detalhes!

Em relação à bomba / turbina, mesmo que uma se recupere e a outra forneça energia ao fluido, os cálculos de dimensionamento e a teoria geral permanecem os mesmos!

Ok, para o rendimento relativo ao limite de Betz ... isso significa que, para obter o rendimento "absoluto", seria necessário aplicar um coef. 0.6 aos rendimentos dados em energia eólica?

[estado]

Não exatamente ...

... O que quero dizer é que surgem dois casos: ou o rendimento anunciado já é calculado com relação ao limite de Betz (yield = Peol / Pbetz), ou é calculado com relação à potência total (rendimento = Peol / Pref), e devemos multiplicar esse rendimento geral por 1,67 (1 / 0,6) para retornar ao rendimento com base no Betz (porque Pbetz = 0,6.Pref). Portanto, a eficiência de uma turbina eólica é 1,67 vezes maior quando a calculamos em comparação com o limite de Betz. Isso corresponde, por um lado, a uma abordagem lógica, uma vez que parte do poder de referência (0,4.Pref) nunca pode ser recuperado, mas, por outro lado, valores de rendimento mais altos para apresentar aos compradores turbinas eólicas ... cuidado, todo mundo faz isso, inclusive nós ...

Por exemplo, uma turbina eólica que recupere 30% (para o melhor ...) da energia total será considerada como tendo um rendimento de 50% em comparação com o limite de Betz. Além disso, esse rendimento varia obviamente com a velocidade do vento, o que significa que um rendimento deve imperativamente ser associado a uma velocidade do vento.

No final, o que importa não é realmente um bom desempenho a uma certa velocidade, mas um desempenho correto para toda a gama de velocidades da máquina. Isto leva a uma produção anual de energia ideal: confiaremos mais em kW.h produzidos do que em potências instantâneas (kW) ..... porque não devemos esquecer que estes são de fato kW.h que o FED compra (ou que consumimos ...), e não kW .... É por isso que devemos levar em conta mais parâmetros do que a eficiência ou a curva de potência de uma turbina eólica para estudar a viabilidade de uma implantação. De fato, será necessário, por exemplo, escolher corretamente o modelo de turbina eólica que será adaptado aos tipos de ventos encontrados em tal ou tal local, ou posicionar a máquina criteriosamente, porque uma má localização pode levar a diferenças consideráveis ​​na produção.

[Christophe]

Então, falando do meu coeficiente de 0.6, eu estava certo ...


No que diz respeito a kwh e kw, concordo plenamente, infelizmente, essa não parece ser a atual política de desenvolvimento que defende potências instaladas cada vez mais gigantescas e, portanto, necessariamente inacessíveis aos indivíduos ... e onde está o micro vento recuperando os ventos de baixa potência?

[estado]

Não muito longe para dizer a verdade ....

Como você bem destacou, esses são os "grandes projetos" que são favorecidos pelos escritórios de design e, principalmente, pelos investidores ... normais, esses são os mais lucrativos, pois oferecem o retorno do investimento o mais fraco (cerca de 5 anos em uma frota de 2-3 MW). Por outro lado, a pequena turbina eólica destinada a indivíduos (ainda não ...) não atinge esse ponto de equilíbrio, seja com turbinas eólicas convencionais ou outras. Obviamente, o aspecto financeiro não deve ser o primeiro argumento de um estudo de viabilidade, mas as mentalidades atuais nos trazem de volta à terra brutalmente. Especialmente na França, onde a primeira pergunta é feita: "quanto custa e quanto traz", sem saber se conseguiremos reduzir as emissões de CO2, sem saber que seremos capazes de produzir energia inesgotável .... em resumo, as mentalidades estão longe de mudar. Sem mencionar que a legislação praticamente não tem nada no nível da ajuda (ADEME, Europa ...) destinada a promover pequenas turbinas eólicas em casa, como é o caso da energia fotovoltaica .... não é won ....

Além disso, muitas vezes vejo você falando sobre baixas velocidades do vento e os meios a serem usados ​​para recuperá-las. Saiba que nós (GUAL Industrie / www.gual-industrie.com) não compartilham da mesma opinião, principalmente porque os fabricantes de turbinas eólicas a hélice se beneficiam disso (limitação de potência sugerida de 15m / s, devido aos esforços nas pás ...). De fato, um exemplo "todo estúpido" certamente fará você mudar de idéia ...

Pegue a energia transportada pelo vento e cruze uma área de unidade (1m²). Essa potência é então igual a 1 / 2.rhô.V3 (porque S = 1m²). Vamos comparar a quantidade total de energia (em kW.h) que pode ser recuperada ao longo de um ano, considerando dois casos diferentes: ou observamos um vento constante de 5m / s durante todo o ano (12 meses) ou um vento de 10m / s por 6 meses e vento zero nos outros 6 meses. Obviamente, a velocidade média anual permanece a mesma (5m / s). No primeiro caso, obtemos uma potência instantânea de 0.5 * 1.225 * 5 * 5 * 5 = 76.56 W, ou seja, uma energia produzida pelo tempo P * (24 * 365 horas) = ​​76.56 * 8760 = 671 kW.h aproximadamente. No segundo caso, o instante = 0.5 * 1.225 * 10 * 10 * 10 = 612.5 W e uma energia P * tempo (24 * 182.5 horas) = ​​2683 kW.h .... portanto, 4.4 vezes mais energia . Vemos imediatamente a vantagem de recuperar altas velocidades do vento quando transpomos este exemplo para o que acontece durante uma hora de vento, especialmente quando é muito turbulento e observamos rajadas muito violentas: a energia produzida dependerá fortemente dos picos de potência registrados ... se puderem ser recuperados ... o que, obviamente, não é o caso de todas as turbinas eólicas. Uma desvantagem, no entanto: é possível recuperar "mais" energia instantânea, naturalmente, é possível produzir mais ao longo de um ano, mas isso implica em eletrônica de potência de grandes dimensões, tecnicamente, mas também financeiramente ..... existe, portanto, um compromisso entre o custo adicional uma corrente de tal potência (gerador, inversor ...) e os benefícios que ela permitirá obter durante ventos fortes que são obviamente mais raros. Tais considerações levam, considerando os dados fornecidos pela Meteo France em um determinado site, a melhorias de 30 a 40% na produção anual: recuperar mais, mas com menos frequência, é mais lucrativo ....

[Bibiphoque]

Olá,
A propósito, uma pequena pergunta: existem estudos técnicos sobre geradores de alta eficiência, usando, por exemplo, ímãs de neodímio?
A+

[estado]

Olá,

Sim sim, existem ...... bem escondidos nas caixas dos fabricantes ....
Estou falando sobre os fabricantes de geradores (neodímio de acionamento direto síncrono, por exemplo), ou os próprios fabricantes de turbinas eólicas. Ao mesmo tempo, se tivéssemos desenvolvido essas máquinas, ficaríamos muito felizes em ser os únicos a se beneficiar delas ...

É por isso que é tão difícil encontrar estudos detalhados sobre isso, sem mencionar que certos fabricantes de geradores (LS para não nomear nome ...) assinam contratos exclusivos com fabricantes de turbinas eólicas, o que elimina qualquer chance. para outros, apenas para obter informações sobre seus produtos ... novamente, é uma boa guerra, mas não é a guerra (é claro que é econômica ...) que promoverá as energias renováveis. ..

[Misterloxo]

Obrigado por esses detalhes do Stato. Este fórum está aberto para você compartilhar seu conhecimento.

MisterLoXo