• Product
  • Suppliers
  • Manufacturers
  • Solutions
  • Free tools
  • Knowledges
  • Experts
  • Communities
Search


نظرية توربين الرياح ومعامل بيتز

Electrical4u
Electrical4u
حقل: الكهرباء الأساسية
0
China

WechatIMG1820.jpeg

لتحديد الطاقة المستخرجة من الرياح بواسطة توربين الرياح، يجب أن نفترض أنبوب هواء كما هو موضح في الشكل. ويفترض أيضًا أن سرعة الرياح عند مدخل الأنبوب هي V1 وأن سرعة الهواء عند مخرج الأنبوب هي V2. افترض أن كتلة m من الهواء تمر عبر هذا الأنبوب الخيالي في الثانية.
وبسبب هذه الكتلة، فإن الطاقة الحركية للرياح عند مدخل الأنبوب هي،

وبالمثل، بسبب هذه الكتلة فإن الطاقة الحركية للرياح عند مخرج الأنبوب هي،

نظرية طاقة الرياح
لذلك، تتغير الطاقة الحركية للرياح، أثناء مرور هذا الكمية من الهواء من مدخل إلى مخرج الأنبوب الخيالي،

كما قلنا بالفعل، فإن كتلة m من الهواء تمر عبر هذا الأنبوب الخيالي في الثانية الواحدة. لذا فإن الطاقة المستخرجة من الرياح هي نفسها الطاقة الحركية التي تغيرت أثناء مرور كتلة m من الهواء من مدخل إلى مخرج الأنبوب.

نعرف الطاقة بأنها التغيير في الطاقة لكل ثانية. لذلك، يمكن كتابة هذه الطاقة المستخرجة على النحو التالي،

وبما أن كتلة m من الهواء تمر في الثانية الواحدة، فإننا نشير إلى الكمية m باسم معدل تدفق الكتلة للرياح. إذا فكرنا في ذلك بعناية، يمكننا فهم بسهولة أن معدل تدفق الكتلة سيكون نفسه عند المدخل، والمخرج، وكذلك في كل مقطع عرضي للأنبوب الهوائي. بما أن الكمية التي تدخل الأنبوب هي نفسها التي تخرج منه.
إذا كانت Va، A و ρ هي سرعة الهواء، المساحة العرضية للأنبوب وكثافة الهواء عند شفرات التوربين على التوالي، فإن معدل تدفق الكتلة للرياح يمكن تمثيله كـ

الآن، بتعويض m بـ ρVaA في المعادلة (1)، نحصل على،

الآن، بما أن التوربين يُفترض أنه موضوع في الوسط الأنبوب، فإن سرعة الرياح عند شفرات التوربين يمكن اعتبارها السرعة المتوسطة للسرعات عند المدخل والمخرج.

لمستخرج القوة القصوى من الرياح، يجب علينا التفاضل للمعادلة (3) بالنسبة لـ V2 وإعداده إلى الصفر. أي،

معامل Betz

من خلال المعادلة أعلاه، تم العثور على أن القوة النظرية القصوى المستخرجة من الرياح هي جزء من 0.5925 من طاقتها الحركية الكلية. يُعرف هذا الجزء باسم معامل Betz. يتم حساب هذه القوة وفقًا لـ نظرية توربين الرياح ولكن القوة الميكانيكية الفعلية التي يتلقاها المولد أقل من ذلك وهذا بسبب الخسائر بسبب الاحتكاك والمحامل الدوارة وأيضًا عدم كفاءة التصميم الهوائي للتوربين.

من المعادلة (4) من الواضح أن القوة المستخرجة هي

  1. تناسب طردي مع كثافة الهواء ρ. كلما زادت كثافة الهواء، زادت قوة التوربين.

  2. تناسب طردي مع مساحة المسح للشفرات. إذا زاد طول الشفرة، يزداد نصف قطر مساحة المسح وبالتالي تزداد قوة التوربين.

  3. تتغير قوة التوربين أيضًا مع سرعة الرياح3. وهذا يعني أن إذا ضاعفت سرعة الرياح، فإن قوة التوربين ستزداد ثمانية أضعاف.

طاقة الرياح

بيان: احترم الأصلي، المقالات الجيدة تستحق المشاركة، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى التواصل لإزالته.

قدم نصيحة وشجع الكاتب
مُنصح به
ما هي أنواع المفاعلات؟ الأدوار الرئيسية في أنظمة الطاقة
ما هي أنواع المفاعلات؟ الأدوار الرئيسية في أنظمة الطاقة
المفاعل (المستحث): التعريف والأنواعالمفاعل، المعروف أيضًا باسم المستحث، يولد مجالًا مغناطيسيًا في الفضاء المحيط عندما يتدفق التيار عبر الموصل. لذلك، فإن أي موصل يحمل تيارًا يمتلك بشكل طبيعي الاستحثاء. ومع ذلك، فإن الاستحثاء للموصل المستقيم صغير وينتج حقلًا مغناطيسيًا ضعيفًا. يتم بناء المفاعلات العملية عن طريق لف الموصل على شكل سولينويد، وهو ما يعرف بالمفاعل ذو اللب الهوائي. ولزيادة الاستحثاء بشكل أكبر، يتم إدخال لب مغناطيسي فرروي إلى داخل السولينويد، مما يشكل مفاعل ذو لب فرروي.1. المفاعل الموازٍ
James
10/23/2025
معالجة عطلة التأريض الفردية لخط التوزيع 35 كيلوفولت
معالجة عطلة التأريض الفردية لخط التوزيع 35 كيلوفولت
خطوط التوزيع: مكون رئيسي لنظم الطاقةتعتبر خطوط التوزيع من المكونات الرئيسية لنظم الطاقة. على نفس حافلة الجهد، يتم توصيل عدة خطوط توزيع (للإدخال أو الإخراج)، وكل منها يحتوي على العديد من الفروع المرتبة بشكل شعاعي ومتصلة بمحولات التوزيع. بعد خفض الجهد بواسطة هذه المحولات، يتم تزويد الكهرباء لعدد كبير من المستخدمين النهائيين. في مثل هذه الشبكات التوزيعية، تحدث أعطال مثل قصر الدائرة بين الأطوار، زيادة التيار (الزائد)، وأعطال طور واحد إلى الأرض بشكل متكرر. من بين هذه الأعطال، تعتبر أعطال طور واحد إلى
Encyclopedia
10/23/2025
ماذا تعني تقنية MVDC؟ فوائدها، تحدياتها واتجاهاتها المستقبلية
ماذا تعني تقنية MVDC؟ فوائدها، تحدياتها واتجاهاتها المستقبلية
تعد تقنية التيار المستمر المتوسطة الجهد (MVDC) من الابتكارات الرئيسية في نقل الطاقة، مصممة للتغلب على قيود الأنظمة التقليدية ذات التيار المتناوب في تطبيقات معينة. من خلال نقل الطاقة الكهربائية عبر التيار المستمر بجهد يتراوح عادة بين 1.5 كيلوفولت و50 كيلوفولت، فإنها تجمع بين مزايا نقل الطاقة على مسافات طويلة للتيار المستمر العالي الجهد والمرونة في توزيع التيار المستمر المنخفض الجهد. في ظل دمج الطاقة المتجددة على نطاق واسع وتطوير أنظمة الطاقة الجديدة، تظهر MVDC كحل رئيسي لتحديث الشبكات.يتكون النظا
Echo
10/23/2025
لماذا تسبب التأريض في MVDC أعطالاً في النظام؟
لماذا تسبب التأريض في MVDC أعطالاً في النظام؟
تحليل ومعالجة أعطال التأريض في أنظمة التيار المباشر في محطات التحويلعند حدوث عطل تأريض في نظام التيار المباشر، يمكن تصنيفه كتأريض نقطة واحدة، أو تأريض نقاط متعددة، أو تأريض حلقة، أو تقليل العزل. يتم تقسيم تأريض نقطة واحدة إلى تأريض القطب الموجب والقطب السالب. قد يؤدي تأريض القطب الموجب إلى تشغيل خاطئ للحماية والأجهزة الآلية، بينما قد يؤدي تأريض القطب السالب إلى عدم التشغيل (مثل حماية الريلاي أو أجهزة القطع). بمجرد وجود أي عطل تأريض، يتشكل مسار تأريض جديد؛ يجب إزالته بسرعة. وإلا، إذا ظهر تأريض ثا
Felix Spark
10/23/2025
إرسال الاستفسار
تنزيل
الحصول على تطبيق IEE Business
استخدم تطبيق IEE-Business للعثور على المعدات والحصول على حلول والتواصل مع الخبراء والمشاركة في التعاون الصناعي في أي وقت ومن أي مكان - دعمًا كاملاً لتطوير مشاريعك الكهربائية والأعمال