Закон Беца

Схема протекания жидкости через дисковый привод

Закон Беца (англ.  Betz' law) — определяет максимальную энергию, которую можно получить от «гидравлического ветрового двигателя», или ветрогенератора. Закон Беца был открыт 1919 немецким физиком Альбертом Бецом. По этому закону, ветрогенератор может произвести не более 59,3 процента от кинетической энергии ветра.^[1]

Простое объяснение

Эскиз двух молекул воздуха объясняющий, почему ветровые турбины не могут работать со 100% эффективностью.

Закон Беца означает, что ветряная турбина никогда не может КПД больше, чем 59,3%. Этот закон можно объяснить, считая, что если вся энергия, поступающяя от движения ветра в турбине была преобразована в полезную энергию, то скорость ветра впоследствии будет равна нулю. Но, если ветер остановился на выходе из турбины, то свежий ветер не сможет попасть в турбину - она будет заблокирована. Для того, чтобы ветер продолжал двигаться через турбину и в результате получать энергию, необходимо некоторое движение ветра в самой турбине. То есть там должен быть предел эффективности ветровой турбины - закон Беца равный 59,3%.

Три независимых открытия предела эффективности турбины

Британский учёный Фредерик Ланчестер вычислил эффективность турбины в 1915 году. Русский учёный, создатель аэродинамики как науки, Николай Егорович Жуковский, опубликовал такой же результат о идеальной ветровой турбине в 1920 году, в том же году что Бец.^[2] Это яркий пример закона Стиглера.

Экономическая обоснованность

Предел Беца устанавливает верхнюю границу получаемой энергии в год, которая может быть получена на ветрогенераторе. Даже если гипотетический ветер дул постоянно в течение всего года, то невозможно получить энергии больше, чем значение закона Беца. На практике, годовой коэффициент мощности ветра на ветрогенераторе колеблется в пределах от 25% до 40% энергии, который может быть сгенерирован с постоянным ветром.

Примечания

1. ↑ Betz, A. (1966) Introduction to the Theory of Flow Machines. (D. G. Randall, Trans.) Oxford: Pergamon Press.
2. ↑ Gijs A.M. van Kuik, The Lanchester–Betz–Joukowsky Limit, Wind Energ. 2007; 10:289–291

• http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Betz%27_law&oldid=330676089
• Martin Kaltschmitt, Wolfgang Streicher, Andreas Wiese Renewable Energy: Technology, Economics and Environment. — Springer. — ISBN 978-3-540-70947-3

См. также

• Ветроэнергетика