1. Area spazzata:l'area spazzata è l'area coperta dalle pale rotanti della turbina eolica. Si calcola prendendo il raggio del rotore ed elevandolo al quadrato, quindi moltiplicandolo per pi greco (π). Maggiore è l’area spazzata, maggiore è la quantità di vento che la turbina può catturare e convertire in energia.
2. Velocità del vento:la potenza disponibile nel vento è direttamente proporzionale al cubo della velocità del vento. Ciò significa che un piccolo aumento della velocità del vento può portare ad un aumento significativo della potenza erogata. Ad esempio, se la velocità del vento raddoppia, la potenza erogata aumenta di otto volte.
3. Coefficiente di potenza:Il coefficiente di potenza rappresenta l'efficienza della turbina eolica nel convertire l'energia cinetica del vento in energia elettrica. Solitamente è compreso tra 0,3 e 0,5 per le moderne turbine eoliche. Il coefficiente di potenza è influenzato da vari fattori come il design delle pale, le dimensioni della turbina e la densità dell'aria.
Considerando questi fattori, la potenza erogata (P) di una turbina eolica può essere stimata utilizzando la seguente formula:
```
P =0,5 × densità dell'aria × area spazzata × velocità del vento^3 × coefficiente di potenza
```
Dove:
- P è la potenza in watt (W)
- La densità dell'aria è la densità dell'aria in chilogrammi per metro cubo (kg/m³)
- Area Spazzata è l'area coperta dalle pale rotanti in metri quadrati (m²)
- Velocità del vento è la velocità del vento in metri al secondo (m/s)
- Il coefficiente di potenza è il fattore di efficienza della turbina eolica
Ad esempio, consideriamo una turbina eolica con una superficie spazzata di 100 metri quadrati (m²), operante in un'area con una velocità media del vento di 8 m/s e avente un coefficiente di potenza di 0,45. Ipotizzando una densità dell'aria di 1.225 kg/m³:
```
P =0,5 × 1,225 kg/m³ × 100 m² × 8 m/s^3 × 0,45
```
```
P ≈ 2.205 watt (W)
```
Pertanto, questa turbina eolica può produrre circa 2.205 watt di potenza elettrica in queste specifiche condizioni operative.
È importante notare che la potenza erogata da una turbina eolica può variare in tempo reale a seconda dei cambiamenti nella velocità del vento, nella densità dell'aria e in altri fattori ambientali.
