什么是風能(Wind Potential Energy)？

勢能最早是在19世紀由蘇格蘭物理學家威廉·蘭金（William Rankine）定義的。他解釋說，勢能是儲存在一個系統中的能量，可以轉化為功。當提到風能時，這可以理解為風流可能產生的可用能量的數量。這些風能通過風力渦輪機、風力...

勢能最早是在19世紀由蘇格蘭物理學家威廉·蘭金（William Rankine）定義的。他解釋說，勢能是儲存在一個系統中的能量，可以轉化為功。當提到風能時，這可以理解為風流可能產生的可用能量的數量。這些風能通過風力渦輪機、風力發電廠、風力泵和船帆等方式轉化為動能。人類利用風能為自己的目的提供動力的歷史由來已久，碾磨谷物，推動帆船橫渡海洋，最近又生產電力；幾個世紀以來，風能一直被用來抽水和碾磨谷物。風能的計量單位是焦耳。焦耳的定義是在一秒鐘內產生一瓦特的功率所需的功。風能背后的基本理論表明，在一定的速度和強度下，風可以產生足夠的焦耳能量來執行某項任務。例如，如果一股穩定的微風使風力渦輪機的葉片每秒轉動10轉，每轉產生1.5焦耳，由此產生的風能勢能為15焦耳。這意味著它可以合理地每秒產生15瓦特的能量。

通過渦輪機，風能轉化為動能和電能。用同樣的例子，如果風在相同的穩定微風下持續1小時，它將產生54千瓦的電能，微風的勢能為每小時54000焦耳，這樣一個數字可以為一個100瓦的燈泡持續供電540小時，然后耗盡計算風能勢能的公式也用于評估風力渦輪機領域和其他風能收集方法的經濟可行性。在風力穩定的地區，嘗試利用風能是一個經濟合理的決定。但是，在空氣流動不穩定的地區，安裝和維護風力渦輪機和其他能源利用設備所涉及的費用可能會超過所能獲得的任何利益，使用從上一示例中獲得風能的公式，然后乘以擬用風力渦輪機的數量。使用前一個例子，如果單個風力渦輪機每小時產生54000焦耳的電能，則可以合理地預期10個風力渦輪機的風力勢能為540，根據這一估計，只要風力持續，這樣一個風力發電場的風能勢能將有可能產生每小時540千瓦時的電能。

發表于 2020-09-06 18:46
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分類：科學教育

什么是風能(Wind Potential Energy)？

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