风能功率密度计算器

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Wind Power Calculator (P = half rho A v cubed)

Compute the power available in the wind from air density, swept area and wind speed by the physical wind power equation.

📐 计算公式
风功率物理量（本页代码口径，理论功率式、无 Cp 项）：P=0.5·ρ·A·v³（W，ρ 空气密度 kg/m³、A 扫风面积 m²、v 风速 m/s）；动压=0.5·ρ·v²（Pa）；功率密度=P÷A（W/m²）。校验：空气密度与扫风面积须 >0、风速不得为负，否则提示并中止。判据：无固定分级，P 与 v³ 成正比（风速翻倍功率 8 倍），动压仅随 v² 增长，功率密度兼含两者效应。

输入空气密度 ρ、扫风面积 A 与风速 v，求风能功率。

Formula & Standard References

Item Formula / Note Source / Standard
Wind power equationP = ½ρ·A·v³·C_pManwell, Wind Energy Explained
Betz limitC_p,max = 16/27 ≈ 59.3%Albert Betz, 1919
📌 计算说明
  • 功率与风速三次方成正比。
  • 0.5×1.225×10×1000 → 6125 W。

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📚 深度解析：由空气密度、扫风面积与风速求风能功率

💡 常见使用场景

贝兹极限示例
理想风轮最多捕获来流动能的 59.3%（贝兹极限）；实际三叶水平轴机组受气动损失、传动与发电机效率限制，整机效率常 35%–45%。功率曲线在额定风速后限功率保持额定输出至切出风速。

❓ 常见问题（FAQ）

切出风速为什么停机？
超设计风速时载荷过大，停机保护结构安全；切出风速通常 25 m/s 左右。
叶尖速比是什么？
叶尖线速度与风速之比，存在最佳区间使叶片处于高效攻角；过小效率低、过大噪声与载荷上升。