Articles

Review of power curve modelling for wind turbines

Obecnie, generatory turbin wiatrowych o zmiennej prędkości (VSWT) są najczęściej instalowanym typem turbin wiatrowych. W badaniach nad energetyką wiatrową są one zwykle modelowane poprzez aproksymację krzywej mocy producenta za pomocą ogólnego równania. W literaturze można znaleźć kilka wyrażeń służących do takiego przybliżenia, niemniej jednak nie ma zbyt wielu informacji na temat tego, które z nich jest najbardziej odpowiednie do reprezentowania energii produkowanej przez VSWT. Z tego powodu w niniejszym artykule dokonano przeglądu równań powszechnie stosowanych do przedstawiania krzywych mocy VSWT: wielomianowej krzywej mocy, wykładniczej krzywej mocy, sześciennej krzywej mocy oraz przybliżonej sześciennej krzywej mocy. Porównano je z krzywymi mocy producentów za pomocą współczynników determinacji, jako wskaźników sprawności, oraz za pomocą estymacji produkcji energii. Do analizy wykorzystano dane zebrane z blisko 200 komercyjnych VSWT o mocy od 225 do 7500 kW. Wyniki analizy przedstawione w artykule wskazują, że aproksymacje wykładnicza i sześcienna dają wyższe wartości R2 oraz mniejszy błąd estymacji energii. W przypadku aproksymacji sześciennej krzywej mocy uzyskuje się dość wysokie wartości R2 oraz niskie błędy estymacji energii, co czyni ten rodzaj aproksymacji bardzo interesującym ze względu na jej prostotę. Ostatecznie wielomianowa krzywa mocy wykazuje najgorsze wyniki głównie ze względu na jej wrażliwość na dane podawane przez producenta.

.