I costruttori forniscono la scheda tecnica delle turbine eoliche con la correlazione “velocità del vento-potenza erogata”. Questa correlazione empirica permette di calcolare la potenza in corrente alternata in uscita, in funzione della velocità del vento all’altezza del mozzo. Un esempio di questo tipo di correlazione è mostrato in figura. Esso corrisponde ad una turbina con una potenza nominale di 850 kW, un cut-in di 3 m/s e un cut-out di 25 m/s. I dati sono generalmente forniti come un elenco discreto di punti e li interpolo linearmente per calcolare la produzione di energia eolica minuto per minuto durante l’intero anno.
Le turbine commerciali a velocità variabile mostrano una curva “Velocità del vento – Potenza CA” caratterizzata da tre zone.
La prima zona per la velocità del vento medio-bassa (4-9 m/s) è una funzione cubica; la seconda zona è una funzione quasi lineare prossima alla velocità nominale del vento (10-14 m/s); la terza zona è una potenza costante pari alla potenza nominale nel tratto compreso tra la velocità del vento nominale e la velocità del vento limite (15-25 m/s). Ovviamente è necessario trasferire i dati all’altezza del mozzo della turbina utilizzando la formula logaritmica
- uw è la velocità del vento (m/s) all’altezza z del mozzo (m);
- uref è la velocità del vento di riferimento (m/s) misurata dalla stazione meteorologica installata alla quota zref (nel presente caso è considerata pari a 10 m);
- z0 è la rugosità del terreno (per esempio, 0.1 m per terreni agricoli con alcune case)
Il seguente foglio di calcolo permette di calcolare la potenza di una turbina eolica in funzione delle sue caratteristiche, della velocità del vento a 10 m di altezza e alla rugosità del terreno
L’esempio si riferisce ad una turbina commerciale da 3 MW nominali
NOTE: I numeri vengono visualizzati con la virgola come separatore, ma quando vengono cambiati si deve inserire il punto.