Có nhiều cách khác nhau để đo tốc độ của turbine gió khi chúng quay. Trong khi tốc độ cánh quạt được đo bằng km/giờ (hoặc dặm/giờ) thì tốc độ quay của turbine gió được đo bằng số vòng quay mỗi phút. Tốc độ quay của turbine gió lớn là khoảng 20 vòng/phút, nhưng turbine nhỏ hơn có thể quay nhanh hơn nữa.
Làm thế nào tính tốc độ quay của turbine gió?
Trước tiên, bạn cần biết chiều dài cánh turbine gió và thời gian cần thiết để nó hoàn thành một vòng quay. Sau đó, bạn tính chu vi của vòng tròn, tức là khoảng cách mà đầu cánh turbine gió di chuyển để thực hiện một vòng quay: C = 2 x л x r.
Giả sử cánh turbine dài 35 mét: C = 2 x л x 35 = 70л = 220 mét
Tiếp theo, bạn cần biết thời gian cần thiết để cánh turbine gió hoàn thành một vòng quay. Giả sử nó quay với tốc độ 15 vòng/phút, tức là mất 4 giây để quay một vòng.
Như vậy, turbine gió đang quay với tốc độ: 220 mét / 4 giây = 55 mét/giây.
Sau cùng, bạn nhân tốc độ này với 3,6 để có được km/giờ: 55 x 3,6 = 198 km/giờ. Vậy turbine gió đang chuyển động với tốc độ 198 km/giờ.
Một cách tiếp cận khác là sử dụng súng radar để đo tốc độ của cánh quạt.
Turbine gió lớn có chuyển động chậm hơn turbine gió nhỏ không?
Điều này phụ thuộc vào cách bạn đo tốc độ, có thể là tốc độ quay của turbine hoặc chuyển động của cánh quạt gió. Tốc độ quay là phép đo tốc độ quay của một vật thể quanh một trục, thường được đo bằng số vòng quay mỗi phút hoặc chu kỳ mỗi giây. Thông thường, turbine nhỏ quay nhiều vòng mỗi phút hơn turbine lớn.
Mặc dù tốc độ quay của turbine gió nhỏ hơn thường nhanh hơn, nhưng tốc độ di chuyển của đầu cánh quạt trong không khí thường chậm hơn vì cánh quạt ngắn hơn. Ngoài ra, còn có các yếu tố khác tác động, chẳng hạn như tốc độ gió và nhiễu động.
Sử dụng công thức trên, bạn sẽ thấy điểm này khi sử dụng turbine gió nhỏ hơn: C = 2 x л x r.
Giả sử cánh turbine dài 15 mét và mất 3 giây để hoàn thành một vòng quay: C = 2 x л x 15 = 30л = 94 mét
Như vậy, nó chuyển động với tốc độ: 94 mét / 3 giây = 31,3 mét/giây
Sau cùng, bạn nhân tốc độ này với 3,6 để ra km/giờ: 31,3 x 3,6 = 113 km/giờ
Vậy turbine gió đang xét đến, chỉ chuyển động với tốc độ 113 km/giờ mặc dù nó quay nhanh hơn turbine lớn hơn trong ví dụ đầu tiên.
Điều gì xảy ra nếu turbine gió quay quá nhanh?
Lượng điện năng do turbine gió tạo ra chịu ảnh hưởng lớn bởi tốc độ gió, diện tích quét của cánh quạt. Diện tích quét là diện tích được bao phủ khi turbine gió quay tròn. Turbine có cánh dài hơn có diện tích quét lớn hơn. Ngược lại, turbine có cánh ngắn hơn có diện tích quét nhỏ hơn. Diện tích quét lớn hơn cho phép máy phát điện thu được nhiều động năng hơn.
Tuy nhiên, không phải tốc độ gió cực mạnh, turbine gió sẽ sản xuất nhiều điện hơn. Các turbine gió thường thiết kế đạt đến một tốc độ giới hạn. Điều này có nghĩa, khi gió mạnh hơn ở một thời điểm nhất định, turbine gió sẽ tạm dừng hoạt động và ngưng sản xuất điện. Đây là tính năng an toàn để bảo vệ turbine gió trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt, như bão hoặc lốc xoáy.
Nếu turbine gió quay quá nhanh, nó có thể gây thiệt hại đáng kể cho thiết bị, thậm chí nguy hiểm cho người hay động vật. Vì lý do đó, turbine gió có một tính năng an toàn là tự động ngắt. Cùng với đó, turbine gió được trang bị máy đo tốc độ gió. Chế độ tự động ngắt của turbin gió khác nhau tùy thuộc vào hãng sản xuất, kiểu máy, tốc độ gió.
