바람의 프로필 멱함수 법칙
Wind profile power law풍속력 법칙은 한 높이에서의 풍속과 다른 높이에서의 풍속 사이의 관계이다.
정의.
바람 프로필 멱함수의 법칙 관계는
서u {\u는 z {\z}(미터 단위)에서의 풍속이며, r}는 기준 {\에서 알려진 풍속입니다.지수({\ \alpha )는 대기의 안정성에 따라 달라지는 경험적으로 도출된 계수입니다.중립 안정성 조건의 경우α(\는 약 1/7, 즉 0.143입니다.
특정 높이 z에서의 풍속을 추정하기 위해, 관계는 다음과 같이 재배치될 것이다.
α에 대한 1/7 값은 풍력 자원 평가에서 일정하다고 가정한다. 왜냐하면 두 수준 간의 차이가 일반적으로 추정치에 상당한 오류(일반적으로 50m 미만)를 일으킬 정도로 크지 않기 때문이다.단, 상수 지수를 사용할 경우 표면의 거칠기, 장애물의 존재로 인한 표면으로부터의 잔잔한 바람의 변위(즉, 제로 평면 변위)[1][2] 또는 대기의 안정성은 고려하지 않는다.나무나 구조물이 지표면 근처 바람을 방해하는 장소에서는 상수 1/7 지수를 사용하면 상당히 잘못된 추정치를 산출할 수 있으며, 통나무 바람 프로파일이 선호된다.중립 안정성 조건에서도 0.11의 지수가 개방 수역(예를 들어 해상 풍력 발전의 경우)에 대해 0.143보다 [3]더 적합하며, 이는 개방 육지 표면에 더 적용된다.
한계
대기 경계층(표면으로부터 약 2000m)의 바람 프로파일은 일반적으로 로그이며 표면 거칠기와 대기 안정성을 설명하는 로그 바람 프로파일 방정식을 사용하여 가장 잘 근사된다.표면 힘과 바람 사이의 관계는 종종 표면 거칠기 또는 안정성 정보를 이용할 수 없을 때 로그 바람 특징의 대안으로 사용된다.
적용들
멱함수 법칙은 터빈 높이( \ 50m)의 풍속을 근접 표면 바람 관측치(~10m)로부터 추정해야 하거나 다양한 높이의 풍속 데이터를 사용하기 전에 표준[6] 높이로 조정해야 하는 풍력 평가에 자주[4][5] 사용된다.바람 프로파일은 여러 대기 오염 분산 [7]모델에서 생성 및 사용됩니다.
풍력 밀도
풍력 밀도의 추정치는 1부터 7까지의 풍력 등급으로 제시된다.풍속의 주파수 분포는 동일한 평균 [9]풍속에 대해 서로 다른 동력 밀도를 제공할 수 있지만 속도는 [8]1년 동안 평균 풍속이다.
| 학급 | 10 m(33 피트) | 30 m (98 피트) | 50 m (160 피트) | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 풍력 밀도(W/m2) | 속도 m/s(mph) | 풍력 밀도(W/m2) | 속도 m/s(mph) | 풍력 밀도(W/m2) | 속도 m/s(mph) | |
| 1 | 0 - 100 | 0 - 4.4 (0 - 9.8) | 0 - 160 | 0 - 5.1 (0 - 11.4) | 0 - 200 | 0 - 5.6 (0 - 12.5) |
| 2 | 100 - 150 | 4.4 - 5.1 (9.8 - 11.5) | 160 - 240 | 5.1 - 5.9 (11.4 - 13.2) | 200 - 300 | 5.6 - 6.4 (12.5 - 14.3) |
| 3 | 150 - 200 | 5.1 - 5.6 (11.5 - 12.5) | 240 - 320 | 5.9 - 6.5 (13.2 - 14.6) | 300 - 400 | 6.4 - 7.0 (14.3 - 15.7) |
| 4 | 200 - 250 | 5.6 - 6.0 (12.5 - 13.4) | 320 - 400 | 6.5 - 7.0 (14.6 - 15.7) | 400 - 500 | 7.0 - 7.5 (15.7 - 16.8) |
| 5 | 250 - 300 | 6.0 - 6.4 (13.4 - 14.3) | 400 - 480 | 7.0 - 7.4 (15.7 - 16.6) | 500 - 600 | 7.5 - 8.0 (16.8 - 17.9) |
| 6 | 300 - 400 | 6.4 - 7.0 (14.3 - 15.7) | 480 - 640 | 7.4 - 8.2 (16.6 - 18.3) | 600 - 800 | 8.0 - 8.8 (17.9 - 19.7) |
| 7 | 400 - 1000 | 7.0 - 9.4 (15.7 - 21.1) | 640 - 1600 | 8.2 - 11.0 (18.3 - 24.7) | 800 - 2000 | 8.8 - 11.9 (19.7 - 26.6) |
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ Touma, J.S., 1977, 다양한 위치의 안정성에 대한 바람 프로필 동력법의 의존성, J. 대기오염 제어 협회, Vol. 27, 863-866 페이지
- ^ Counihan, J., 1975, 단열 대기 경계층: 1880-1972년, 대기 환경, Vol.79, 페이지 871-905의 데이터 검토 및 분석
- ^ Hsu, S.A., E.A. Meindl, D.B.Gilhousen, 1994년, 해상의 거의 중립적인 안정성 조건 하에서 멱함수 바람-프로파일 지수 결정, J. Appl.유성, 제33권, 757-765페이지
- ^ 엘리엇, D.L., C.G. Holladay, W.R. Barchet, H.P. Foote 및 W.F. Sandusky, 1986, 퍼시픽 노스웨스트 연구소, 리치랜드, W.F. Sandusky, W.F. Sandusky, W., 리치랜드.미국의 풍력 에너지 자원 지도
- ^ 피터슨, E.W. 그리고 J.P.Hennessey, Jr., 1978, 풍력 잠재력 추정을 위한 전력 법칙의 사용에 대하여, J. Appl.기상학, 제17권, 390-394페이지
- ^ 로브슨, S.M. 및 K.A., Shein, 1997, 미국 중북부 풍속과 힘의 공간적 일관성과 붕괴, 물리 지리, 제18권, 479-495페이지
- ^ Beychok, Milton R. (2005). Fundamentals Of Stack Gas Dispersion (4th ed.). author-published. ISBN 0-9644588-0-2.
- ^ 10m 및 50m 풍력 밀도 등급
- ^ 풍속이 동일한 3개 현장의 연평균 풍력 비교.
