Verkningsgraden talar om för oss hur effektivt ett kraftverk tar tillvara på den tillförda energin, och definieras som:
h=Eutv/Etot, där h är verkningsgraden, Eutv utvunnen energi och Etot är luftens totala energiinnehåll.
Ju mer energi ett kraftverk tar ut ur luften, ju mer saktas den ner.
Om man skulle ta ut all energi, skulle luften som passerat turbinen ha hastigheten noll.
Med andra ord skulle luften inte lämna turbinen, och vi skulle inte få något energiuttag
eftersom den stillastående luften skulle förhindra annan luft att gå genom turbinen.
Om luften å andra sidan skulle gå genom kraftverket utan att saktas ned alls, skulle vi inte heller få något energiuttag.
Den optimala gränsen måste följaktligen gå någonstans mellan dessa två extremlägen,
där luften på läsidan om kraftverket får större genomströmningsarea.
Betz' lag säger att man inte utvinna mer än 16/27 (59.3 %) av den kinetiska vindenergin, om man använder sig av ett vindkraftverk.
Dagens vindkraftverk kan ha en verkningsgrad på omkring 44 % vid dess optimala vindhastighet.
Om den högsta verkningsgraden ligger vid 9 m/s, innebär detta att verkningsgraden minskar allteftersom vindhastigheten ökar.
Detta eftersom kraftverket annars skulle gå över sin maxeffekt.
Energin är direkt proportionell mot verkningsgraden, vilket betyder att en procent bättre verkningsgrad ger en procent mer energi.
Detta ger att det kan vara olönsamt att lägga ned pengar på förbättrad verkningsgrad.
Ett kraftverk som har hög verkningsgrad behöver alltså inte vara det kostnadseffektivaste,
eftersom det är kostnaden/producerad kWh som räknas.
Verkningsgrad
Densitet
Rotorarea
Vindhastighet
|