Закон Беца (англ. Betz' law) — определяет максимальную энергию, которую можно получить от «гидравлического ветрового двигателя», или ветрогенератора. Закон Беца был открыт 1919 немецким физиком Альбертом Бецом. По этому закону, механизм ветрогенератора может приобрести не более 59,3 процента от кинетической энергии ветра.[1]
Простое объяснение
Закон Беца означает, что ветряная турбина никогда не может иметь КПД больше, чем 59,3 %. Этот закон можно объяснить, считая, что если вся энергия, поступающая от движения ветра в турбине была преобразована в полезную энергию, то скорость ветра впоследствии будет равна нулю. Но, если ветер остановился на выходе из турбины, то свежий ветер не сможет попасть в турбину — она будет заблокирована. Для того, чтобы ветер продолжал двигаться через турбину и в результате получать энергию, необходимо некоторое движение ветра в самой турбине. То есть, там должен быть предел эффективности ветровой турбины — закон Беца.
Максимальный КПД, равный 59,3 %, достигается, когда скорость воздуха за турбиной в три раза ниже скорости воздуха перед турбиной[2][3].
Три независимых открытия предела эффективности турбины
Британский учёный Фредерик Ланчестер вычислил эффективность турбины в 1915 году. Русский учёный, создатель аэродинамики как науки, Николай Егорович Жуковский, опубликовал такой же результат об идеальной ветровой турбине в 1920 году, в том же году что Бец.[4] Это яркий пример закона Стиглера.
Экономическая обоснованность
Предел Беца устанавливает верхнюю границу получаемой энергии в год, которая может быть получена на ветрогенераторе. Даже если гипотетический ветер дул постоянно в течение всего года, то невозможно получить энергии больше, чем значение закона Беца.[источник не указан 964 дня]
На практике, годовой коэффициент мощности ветра на ветрогенераторе колеблется в пределах от 25 % до 40 % энергии, который может быть сгенерирован с постоянным ветром.
См. также
Примечания
- ↑ Betz, A. (1966) Introduction to the Theory of Flow Machines. (D. G. Randall, Trans.) Oxford: Pergamon Press.
- ↑ Wind Turbines - Betz Law Explained (англ.). Physics and Astronomy Outreach Program at the University of British Columbia (Brittany Tymos 2009-06-11) (05/18/2010). Проверено 9 декабря 2015.
- ↑ Peter F. Pelz. Upper Limit for Hydropower in an Open-Channel Flow. JOURNAL OF HYDRAULIC ENGINEERING Vol. 137, No. 11 (NOVEMBER 2011). — «This optimum is reached when the wind is decelerated to 1=3 of its speed upstream of the wind turbine and to 2=3 in the plane of the wind turbine». Проверено 9 декабря 2015.
- ↑ Gijs A.M. van Kuik, The Lanchester-Betz-Joukowsky Limit, Wind Energ. 2007; 10:289-291
Ссылки
- Betz's law // English Wikipedia, 9 December 2009 (англ.)
- Martin Kaltschmitt, Wolfgang Streicher, Andreas Wiese. Renewable Energy: Technology, Economics and Environment. — Springer, 2007. — ISBN 978-3-540-70947-3.
- Gorban, Alexander N., Alexander M. Gorlov, and Valentin M. Silantyev, "Limits of the turbine efficiency for free fluid flow." / Journal of Energy Resources Technology 123.4 (2001): 311-317.
- Wind Energy Conversion Theory, Betz Equation, M.Ragheb, 2014 (англ.)
 |
Это заготовка статьи по физике. Вы можете помочь проекту, дополнив её. |
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .