Potência da Turbina Eólica

P = 0.5 × ρ × A × v³ × Cp

Resposta rápida

Esta calculadora resolve P = 0.5 × ρ × A × v³ × Cp para Potência de Saída. Com Área Varrida 100 cm², Velocidade do Vento 10 m/s, Coeficiente de Potência 50 %, o resultado é 3.063 W.

Calculadora

Resultado
—

Fórmula

P = 0.5 × ρ × A × v³ × Cp

Descrição

A potência de saída de uma turbina eólica depende da densidade do ar (aproximadamente 1,225 kg/m³ ao nível do mar), da área varrida pelo rotor, do cubo da velocidade do vento e do coeficiente de potência. A relação cúbica com a velocidade do vento significa que duplicar a velocidade do vento aumenta a potência oito vezes, tornando a escolha do local e a altura da torre críticas. O limite de Betz fixa o coeficiente de potência máximo teórico em 16/27 (aproximadamente 0,593), o que significa que nenhuma turbina pode extrair mais de 59,3% da energia cinética do vento. As turbinas práticas atingem um Cp de 0,35-0,45.

Variáveis

  • P — Potência elétrica de saída (W)
  • A — Área varrida pelo rotor (m²)
  • v — Velocidade do vento (m/s)
  • Cp — Coeficiente de potência (0-0.593, adimensional)

Notas Práticas

A densidade do ar diminui com a altitude (cerca de 1,112 kg/m³ a 1000 m de elevação) e aumenta com temperaturas mais baixas. As pequenas turbinas residenciais (1-5 kW) têm tipicamente rotores de 2-4 m de diâmetro, enquanto as turbinas à escala de serviço público atingem mais de 150 m de diâmetro com potências de 5-15 MW. A velocidade de arranque é tipicamente de 3-4 m/s, a velocidade nominal de 12-15 m/s e a velocidade de corte de 25 m/s.

Símbolos e unidades

Símbolo Significado Unidade predefinida Unidades aceitas
P Potência de Saída W µW, mW, W, kW
A Área Varrida m² mm², cm², m²
v Velocidade do Vento m/s —
Cp Coeficiente de Potência — —, %

Passo a passo

  1. 1. Dados conhecidos: Área Varrida 100 cm², Velocidade do Vento 10 m/s, Coeficiente de Potência 50 %
  2. 2. A relação: P = 0.5 × ρ × A × v³ × Cp
  3. 3. Substituir: A = 100 cm², v = 10 m/s, Cp = 50 %
  4. 4. Resultado: Potência de Saída = 3.063 W

Exemplos resolvidos

Faixa mínima

Dados: Área Varrida 10 mm², Velocidade do Vento 0.01 m/s, Coeficiente de Potência 2.5 %

Resultado: Potência de Saída = 1.53 × 10⁻⁷ µW

Faixa baixa

Dados: Área Varrida 1 cm², Velocidade do Vento 0.1 m/s, Coeficiente de Potência 25 %

Resultado: Potência de Saída = 0.01531 µW

Típico

Dados: Área Varrida 100 cm², Velocidade do Vento 10 m/s, Coeficiente de Potência 50 %

Resultado: Potência de Saída = 3.063 W

Faixa alta

Dados: Área Varrida 1 m², Velocidade do Vento 100 m/s, Coeficiente de Potência 0.8

Resultado: Potência de Saída = 490 kW

Faixa máxima

Dados: Área Varrida 10 m², Velocidade do Vento 1000 m/s, Coeficiente de Potência 8

Resultado: Potência de Saída = 4.9 × 10⁷ kW

Como Potência de Saída varia com Área Varrida

Área Varrida (entrada) Potência de Saída (resultado)
10 cm² 0.3063 W
25 cm² 0.7656 W
50 cm² 1.531 W
75 cm² 2.297 W
100 cm² 3.063 W
150 cm² 4.594 W
200 cm² 6.125 W
400 cm² 12.25 W
0.07 m² 21.44 W
0.1 m² 30.63 W

O mesmo resultado noutras unidades

Unidade Valor
µW 3063000
mW 3063
W 3.063
kW 0.003063

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Perguntas frequentes

Como se calcula Potência da Turbina Eólica?

Use P = 0.5 × ρ × A × v³ × Cp. Com Área Varrida 100 cm², Velocidade do Vento 10 m/s, Coeficiente de Potência 50 %, Potência de Saída dá 3.063 W.

Qual é a fórmula de Potência da Turbina Eólica?

A fórmula é P = 0.5 × ρ × A × v³ × Cp. A potência de saída de uma turbina eólica depende da densidade do ar (aproximadamente 1,225 kg/m³ ao nível do mar), da área varrida pelo rotor, do cubo da velocidade do vento e do coeficiente de potência.

Que unidades usa Potência da Turbina Eólica?

Potência de Saída é apresentado em µW, mW, W, kW. Os valores são guardados internamente em unidades base do SI, pelo que pode misturar prefixos sem converter à mão.

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