Cómo calcular el área barrida de una turbina eólica de eje vertical

Es muy simple. El área barrida es el plano de viento intersectado por el generador. Como tal, la altura de las cuchillas por el diámetro de rotación producirá los metros cuadrados o pies del área barrida.

Realidad empírica

Veamos la turbina Windspire 1.2 KW como ejemplo.

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Windspire Vertical Wind Turbine 1.2 Especificaciones

• Altura del rotor: 6.1 m (20 pies)
• Diámetro del rotor: 1.2 m (4 pies)
• El área barrida es, por lo tanto, de 7,43 metros cuadrados u 80 pies cuadrados.

Para esa área barrida, tiene una capacidad autovalorada y no certificada de 1.2 KW. Personalmente, no lo creo y explicaré por qué con una comparación con el Bergey Excel 1 certificado de 1 kW.

Diámetro del rotor: 2.5 m (8.2 pies)
Área de barrido (Pi * rˆ2): 4.9 metros cuadrados (52.8 pies cuadrados)

Con un aumento de la calificación equivalente equivalente al multiplicar por 1.2 para igualar las afirmaciones de Windspire, el área barrida sería de 5.9 metros cuadrados (63.3 pies cuadrados).

Si los números autoevaluados de Windspire fueran precisos, requeriría un 67% más de área barrida para la misma capacidad de generación. Pero los números no certificados en el juego de generación de viento pequeño siempre deben tomarse con un gran grano de sal, especialmente en el juego de turbina de eje vertical.

La regla general para los VAWT es el doble del área barrida y cuatro veces el material para la misma capacidad de generación. Eso se basa en un VAWT realmente certificado con cuchillas helicoidales, un diseño típicamente más efectivo, según Paul Gipe: Comparación deficiente entre Small VAWT y Small HAWT: VisionAIR de UGE empujando los límites. . . de bombo.

Nota: Originalmente iba a usar el dispositivo Windspire 4 KW como ejemplo, pero los números que publican para ese dispositivo no tienen ningún sentido. Son ridículamente inexactos y, de ser ciertos, probablemente representarían la derrota de la Ley de Betz, por la cual recibirían el Premio Nobel.

Variacion Conceptual

Hay una condición de borde sobre la que a algunas personas les gusta teorizar, donde la turbina no tiene buje con las aspas que se ejecutan en pistas alrededor del exterior de un círculo de diámetro muy grande, tal vez 1 km + de diámetro. Les gusta afirmar que en este caso el área de barrido se duplica debido a la reducción de la turbulencia, aunque ese es un cálculo muy dudoso dado que las turbinas de eje vertical solo están en ángulo óptimo con el aire en una porción muy pequeña de su barrido. Al hacerlos más grandes, los hace más grandes y permite que las aspas estén en un ángulo menos subóptimo del viento en la parte del barrido a favor del viento.

Jon Dabiri es la única persona que está haciendo algo interesante con respecto al área de barrido efectiva con aerogeneradores de eje vertical. Él es un ganador del Premio MacArthur Genius que se dio cuenta de que su y otras ideas sobre el uso de remolinos en la escuela de peces podrían ser aplicables a los VAWT.

Está utilizando matrices de los VAWT Windspire 1.2 KW que tienen pares o grupos colocados juntos y contrarrotados para que los remolinos de uno proporcionen más motivación a la turbina a favor del viento. Está encontrando una reducción reducida de viento a favor en la generación, lo cual es un hallazgo útil y significa que dos VAWT más pequeños juntos podrían ser más efectivos que un VAWT más grande. Sin embargo, está exagerando sus hallazgos sustancialmente, diciendo que está logrando 10 veces la eficiencia de los HAWT, pero está usando supuestos de arranque erróneos: primero que un parque eólico consume el 100% de la tierra sobre la que se extiende como un comienzo, y segundo que la densidad de energía es Una medida significativa de generación de energía. Usando números realistas de cobertura del terreno para HAWT, sus mismos cálculos indicarían que es cinco a diez veces menos eficiente que los HAWT, lo cual es igualmente ridículo.

He tenido un largo debate con Dabiri sobre esto y espero que eventualmente retroceda, aunque sus publicaciones más recientes aún contienen la declaración. Este otoño saldrán más documentos, por lo que será interesante ver si continúa haciendo estas afirmaciones hiperbólicas.
Opinión: ¿son los conjuntos de turbinas de “banco de peces” un arenque rojo?

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