Энергетические показатели использования ветроустановок

Эффективность использования ветроустановки зависит от ее энергетических показателей, которую определяют по различным критериям. Коэффициент использования установленной мощности. Этот коэффициент определяется отношением фактически выработанной энергии за определенный период к возможной при условии, что за данный период времени ВЭУ работает с установленной мощностью:

.

(2.32)

При помощи этого коэффициента можно определить количество вырабатываемой энергии за любой период времени Т (сутки, месяц, сезон или год) в данном районе:

.

(2.33)

Коэффициент использования установленной мощности, с другой стороны, определяет долю времени использования установленной мощности или расчетной скорости ветра за определенный период:

.

(2.34)

Достаточным условием считается, если К_у = 0,2…0,25. Однако этот коэффициент определяет не полезно используемую энергию, а долю используемой энергии воздушного потока.

Коэффициент использования вырабатываемой энергии показывает долю вырабатываемой энергии, используемой потребителем. Определяется он отношением полезно используемой энергии к количеству возможной выработки:

,

(2.35)

где W_{пол i} – полезно используемая энергия в i-м месяце.

Полезно используемая энергия определяется величиной потребной энергии W_п и принимается из следующих условий:

.

(2.36)

Коэффициент использования ветроустановки К_исп=1, если , так как вся вырабатываемая энергия полезно используется в технологическом процессе. Коэффициент использования ветроустановки за сезон или год определяется по выражению

.

(2.37)

Завышение мощности ВЭУ приводит к появлению «излишек» энергии и соответственно к снижению коэффициента использования и эффективности ветроустановки. Снижение мощности установки улучшит ее используемость, однако в дальнейшем повлияет на энергоснабжение потребителя, на ее обеспеченность и количество сэкономленного топлива.

Коэффициент обеспеченности потребителя показывает долю потребной энергии, получаемой от ветроустановки; определяется отношением полезно используемой энергии к потребной:

.

(2.38)

.

(2.39)

С учетом (2.33) можно определить коэффициент обеспеченности:

.

(2.40)

Коэффициент обеспеченности за сезон или год определяется как среднее значение за все месяцы рассматриваемого периода. Повысить обеспеченность потребителя энергией от ВЭУ можно путем увеличения площади ометаемой поверхности, в том числе увеличением числа параллельно работающих ветроустановок. Однако при этом, как уже отмечалось, снижается эффективность использования этих установок. Поэтому необходимо согласовывать количество вырабатываемой и потребной энергии. Для согласования этих режимов следует установить аккумулятор энергии и в первую очередь теплоемкостный. Наличие тепловых аккумуляторов снизит возможные потери энергии и повысит не только обеспеченность потребителя необходимой энергией, но количество замещаемого органического топлива.

Коэффициент замещения потребной энергии в целом определяется коэффициентом обеспеченности:

f_ВЭУ = К_об.

По кривой обеспеченности или таблице повторяемости можно определить среднюю продолжительность работы ВЭУ в течение месяца. В дни ветрового затишья включается дублирующий источник энергии. В этом случае эффективность ветроэнергетической установки зависит от количества сэкономленного топлива, которое определяется по выражению

.

(2.40)

где А_ВК – площадь, ометаемая ветроколесом одной или нескольких ветроустановок. Для окончательного определения оптимальной площади следует оценить экономическую эффективность каждого варианта.