Расчет скорости воздушного потока на высоте башни ветроэнергетической установки

Скорость воздушного потока на высоте башни ВЭУ:
Vh=Kp×V0×h1h0m
где V0 – скорость ветра, измеренная вблизи земной поверхности на высоте h0, м; h1 – высота башни, м; m – показатель степени согласно таблице 2. Принимаем m=0,164. Kp – коэффициент, учитывающий рельеф местности.
Kp=KАKМС
где KА – фактический класс (степень) открытости местности в баллах масштаба открытости, согласно таблице 3. Принимаем KА=2. KМС – класс открытости открытой метеостанции.
KМС=i=18Ki×τi
где Ki – класс открытости по i-му румбу согласно таблице 4; τi – повторяемость направления ветра i-го румба в долях согласно таблице 5.
Тогда:
KМС=21×0,1+17×0,07+12×0,08+9×0,11+9×0,11+17×0,23+19×0,17+22×0,13=16,23
Kp=216,23=0,123
Vh=0,123×5,25×57,5270,164=0,73мс
Мощность ВЭУ:
Nвэу=0,5×ρ×Fвк×Vh×ηВЭУ
где ρ – плотность воздуха (при нормальных условиях ρ=1,226кгм3); Fвк – площадь поперечного сечения воздушного потока, приходящегося на ВК (ометаемая площадь ветроколеса); Vh - скорость ветра на высоте h1; ηВЭУ – КПД ВЭУ в долях (в номинальном режиме составит 45-48%).
Ометаемая площадь ветроколеса:
Fвк=0,25×π×Dвк2=0,25×3,14×13,52=143,07 м2
Тогда:
Nвэу=0,5×1,226×143,07×0,73×0,45=28,81 кВт
При увеличении Dвк на 20% при неизменной высоте башни (h1=const) получаем:
Fвк=0,25×π×Dвк2=0,25×3,14×16,22=206,015 м2
Nвэу=0,5×1,226×206,015×0,73×0,45=41,48 кВт
При уменьшении Dвк на 20% при неизменной высоте башни (h1=const) получаем:
Fвк=0,25×π×Dвк2=0,25×3,14×10,82=91,56 м2
Nвэу=0,5×1,226×91,56×0,73×0,45=18,44 кВт
Строим график hбашни=fNвэу