Årlig energiproduktion fra en vindmølle
GWh/år for typisk dansk vindmølle Vi er nu klar til at beregne sammenhængen mellem gennemsnitlig vindhastighed og vindmøllens energi- produktion.
For at tegne grafen til højre, har vi brugt effektregnearket på den foregående side og effektkurven fra 600 kW vindmøllen som et eksempel. Vi har brugt en standardatmosfære med en massefylde på 1,225 kg/m 3 .
For hver af weibullparametrene 1,5, 2,0 og 2,5 har vi beregnet det årlige energioutput for forskellige gennemsnitlige vindhastigheder i navhøjde.
Som vi kan se, kan produktionen variere op til 50 pct. afhængig af formfaktoren ved en lav gennemsnitlig vindhastighed på 4,5 m/s, mens produktionen kan variere ca. 30 pct. ved en meget høj gennemsnitlig vindhastighed på 10 m/s i navhøjde.
Produktionen varierer næsten med 3. potens af vindhastigheden
Lad os se på den røde kurve med k=2, som er kurven vindmølleproducenter normalt angiver.
Med en gennemsnitlig vindhastighed på 4,5 m/s i navhøjde vil vindmøllen producere ca. 0,5 GWh pr. år, dvs. 500.000 kWh pr. Med en gennemsnitlig vindhastighed på 9 m/s vil møllen producere 2,4 GWh/år=2.400.000 kWh/år. En fordobling af den gennemsnitlige vindhastighed betyder altså 4,8 gange større energiproduktion.
Havde vi sammenlignet 5 og 10 m/s i stedet, ville vi have fået næsten præcist 4 gange mere energi.
Grunden, til at vi ikke når det præcist samme tal i de to tilfælde, skyldes, at vindmøllens effektivitet varierer med vindhastigheden, som kurven over effektkoefficienten viser. Bemærk, at den usikkerhed, der er forbundet med effektkurven, også gælder for regneresultatet ovenfor.
Beregningerne kan evt. forfines ved at tage hensyn til f.eks. at i tempereret klima er vinden stærkere om vinteren end og sommeren og stærkere om dagen end om natten.
Kapacitetsfaktoren
En anden måde at udtrykke den årlige energiproduktion fra en vindmølle på er at se på kapacitetsfaktoren for en mølle på en bestemt placering. Kapacitetsfaktoren betyder den faktiske årlige energiproduktion divideret med den maksimale teoretiske produktion, hvis vindmøllen kørte med den installerede effekt (maksimum) i alle årets 8766 timer.
Eksempel: Hvis en 600 kW vindmølle producerer 1.5 million kWh på et år, så er kapacitetsfaktoren = 1500000 : ( 365.25 * 24 * 600 ) = 1500000 : 5259600 = 0,285 = 28,5 per cent.
Kapacitetsfaktoren kan teoretisk variere fra 0 til 100 pct., men i praksis vil den normalt ligge mellem 20 og 70 pct. og typisk omkring 25-30 pct.
Kapacitetsfaktorparadokset
Selvom man generelt vil foretrække en høj kapacitetsfaktor, er det ikke nødvendigvis en økonomisk fordel. Det er ofte forvirrende for folk der er vant til atomkraft eller konventionel teknologi.
På en meget vindrig placering kan det f.eks. være en fordel at bruge en større generator, men den samme rotordiameter (eller en mindre rotordiameter for en given generatorstørrelse). Det vil ganske vist mindske kapacitetsfaktoren (man bruger mindre af kapaciteten på en relativt større generator), men det betyder stadig en større årlig produktion, som man kan se, hvis man regner eksemplet efter i effektregnearket.
Om det kan betale sig at gå ned i kapacitetsfaktor med en relativt større generator, afhænger selvfølgelig af både vindforhold og prisen på vindmøllen.
En anden måde at se på kapacitetsfaktorparadokset er at sige, at i en vis forstand har man valget mellem en relativ stabil energiproduktion (tæt på generatorens maksimale effekt) med en høj kapacitetsfaktor eller en høj energiproduktion (som svinger) med en lav kapacitetsfaktor.
© Copyright 1997-2003 Vindmølleindustrien
Opdateret 23. september 2003
http://www.windpower.org/da/tour/wres/annu.htm
Vent venligst...