Το ποσό της ενέργειας που μεταφέρεται είναι απευθείας ανάλογο της πυκνότητας του αέρα, της επιφάνειας που σαρώνει ο ρότορας και του κύβου της ταχύτητας του ανέμου.Η διαθέσιμη ισχύς του ανέμου είναι:

P=aρπr²υ³/2

Όπου P η ισχύς σε watt, a  μια σταθερά απόδοσης, ρ η πυκνότητα του αέρα σε kg ανά κυβικό  μέτρο, r η ακτίνα της ανεμογεννήτριας σε μέτρα και v η ταχύτητα του ανέμου σε m/s.

Η ροή μάζας του αέρα που διέρχεται από την επιφάνεια που σαρώνει η ανεμογεννήτρια μεταβάλλεται με την ταχύτητα του ανέμου και την πυκνότητα του αέρα. Για παράδειγμα, σε μια ημέρα όπου η θερμοκρασία είναι 15 °C  στην επιφάνεια της θάλασσας, η πυκνότητα του αέρα είναι 1.225 kg/m3. Ένα αεράκι ταχύτητας 8 m/s που διέρχεται από έναν ρότορα διαμέτρου 100 m θα μετακινούσε σχεδόν 77.000 kg αέρα ανά δευτερόλεπτο από την επιφάνεια σάρωσης.

Η κινητική ενέργεια μιας δεδομένης μάζας μεταβάλλεται με το τετράγωνο της ταχύτητάς της. Επειδή η ροή του αέρα αυξάνεται γραμμικά με την ταχύτητα του ανέμου, η αιολική ισχύς διαθέσιμη σε μια ανεμογεννήτρια αυξάνεται με τον κύβο της ταχύτητας του ανέμου. Η ισχύς του προηγούμενου παραδείγματος θα ήταν 2.5 ΜW.

Καθώς η ανεμογεννήτρια απορροφά ενέργεια από τον άνεμο, αυτός επιβραδύνεται, γεγονός που τον αναγκάζει να διαχέεται και να αποκλίνει τριγύρω από την ανεμογεννήτρια σε κάποιο βαθμό. Ο Γερμανός φυσικός Albert Betz προσδιόρισε το 1919 ότι μια ανεμογεννήτρια μπορεί να απορροφήσει το πολύ το 59% της ενέργειας που, σε άλλη περίπτωση, θα διερχόταν από την διατομή της (Νόμος του Betz). Το όριο του Betz είναι ανεξάρτητο από τη σχεδίαση της ανεμογεννήτριας.

Το δυναμικό του ανέμου μεταβάλλεται και η μέση τιμή για μια δεδομένη τοποθεσία  από μόνη της δεν προσδιορίζει την ενέργεια που θα μπορούσε να παράγει μια ανεμογεννήτρια στο σημείο αυτό. Για τον προσδιορισμό των κλιματολογικών δεδομένων σχετικών με την ταχύτητα του ανέμου για μια δεδομένη τοποθεσία, συνήθως μια συνάρτηση πυκνότητας πιθανότητας προσαρμόζεται σε πειραματικά δεδομένα. Διαφορετικές τοποθεσίες έχουν διαφορετικές κατανομές ταχύτητας ανέμου.

Το μοντέλο που συνήθως χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της κατανομής της ταχύτητας του ανέμου είναι μια κατανομή Weibull δύο παραμέτρων γιατί είναι ικανή να προσαρμοστεί σε ένα μεγάλο εύρος κατανομών από γκαουσιανή έως εκθετική.  

Μεγέθυνση

Το αποτέλεσμα είναι ότι η αιολική ενέργεια δεν παρέχει μια σταθερή έξοδο όπως γίνεται στις γεννήτριες υγρών καυσίμων. Επειδή η ταχύτητα του ανέμου δεν είναι σταθερή, η ετήσια παραγωγή της ενέργειας που παράγει μια ανεμογεννήτρια δεν είναι ποτέ ίση με το γινόμενο της ονομαστικής της ισχύος επί τις ώρες του έτους. Ο λόγος της πραγματικής παραγωγής σε ένα έτος προς το θεωρητικό μέγιστο ονομάζεται παράγοντας χωρητικότητας.

Μια ανεμογεννήτρια που έχει τοποθετηθεί σε σωστή θέση θα έχει παράγοντα χωρητικότητας περίπου 35%. Αυτός μπορεί να συγκριθεί με τον παράγοντα χωρητικότητας των πυρηνικών εργοστασίων 90%, των εργοστασίων που λειτουργούν με λιγνίτη 70% και των εργοστασίων πετρελαίου 30%. Όταν γίνεται σύγκριση του μεγέθους των τουρμπινών των ανεμογεννητριών με εκείνες που λειτουργούν με καύσιμα, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι μια ανεμογεννήτρια 1000 kW αναμένεται να παράγει σε ένα έτος τόση ενέργεια όση παράγει μια γεννήτρια που λειτουργεί με λιγνίτη.

Παρόλο που η ενέργεια που παράγεται από μια ανεμογεννήτρια σε μικρό χρονικό διάστημα (ώρες ή μέρες) δεν είναι προβλέψιμη, η ετήσια παραγωγή παρουσιάζει διακύμανση μόνο μερικών ποσοστιαίων μονάδων.

Πηγή: wikipedia, GNU Free Documentation License

Συζήτηση του άρθρου στο φόρουμ. (0 δημοσιεύσεις)

Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα της Αιολικής Ενέργειας Η αιολική ενέργεια προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα, πράγμα που εξηγεί γιατί είναι η περισσότερο ταχέως αναπτυσσόμενη πηγή ενέργειας στον κόσμο. Οι ερευνητικές προσπάθειες έχουν στόχο να ανταποκριθούν στις ανάγκες για ευρύτερη χρήση της αιολικής ενέργειας. Διαβάστε περισσότερα...

STATOEOLIEN: Ανεμογεννήτρια Καθέτου Άξονα   Η γαλλική εταιρεία GUAL INDUSTRIE  κατασκεύασε μια  ανεμογεννήτρια  διαφορετικού τύπου  (καθέτου  άξονα) η οποία είναι κατάλληλη και για κατοικημένες περιοχές.  Διαβάστε περισσότερα...

Αιολικά Πάρκα στην Ελλάδα & Google Maps Προσπάθεια εκμετάλλευσης του υψηλού αιολικού δυναμικού της χώρας μας γίνεται τα τελευταία χρόνια. Παρ' όλα αυτά η συνολική εγκατεστημένη ισχύς στη χώρα μας είναι μόνον 745,6 MW, με τη Γερμανία και την Ισπανία να βρίσκονται στις πρώτες θεσεις με συνολική εγκατεστημένη ισχύ 20.621 MW και 11.615 MW αντίστοιχα. Διαβάστε περισσότερα...

Ανεμογεννήτριες   Ο άνεμος είναι μια μορφή ηλιακής ενέργειας. Οι άνεμοι προκαλούνται από την ανόμοια θέρμανση της ατμόσφαιρας από τον ήλιο, τις εδαφικές ανωμαλίες της επιφάνειας της γης και την περιστροφή της γης. Τα πρότυπα της ροής του ανέμου τροποποιούνται από το έδαφος της γης, από τους υδάτινους όγκους και τη βλάστηση. Οι άνθρωποι χρησιμοποιούν αυτήν τη ροή του ανέμου ή κινητική ενέργεια, για πολλούς σκοπούς: να κινήσουν ένα ιστιοφόρο, να πετάξουν έναν χαρταετό και ακόμη να παραγάγουν ηλεκτρισμό.     Διαβάστε περισσότερα...

Τύποι τουρμπινών αιολικής ενέργειας Οι σύγχρονες τουρμπίνες αιολικής ενέργειας εμπίπτουν σε δύο βασικές ομάδες: την κατηγορία του οριζοντίου άξονα, όπως φαίνεται στη φωτογραφία, και το σχέδιο του κατακόρυφου άξονα, όπως το μοντέλο Darrieus, με τη μορφή ενός εργαλείου με το οποίο χτυπάμε αυγά. Έχει το όνομα του Γάλλου που το εφηύρε. Διαβάστε περισσότερα...