Tip-speed ratio
પવન ટર્બાઇન માટે ટિપ-સ્પીડ રેશિયો, λ, અથવા TSR એ બ્લેડની ટોચની સ્પર્શક ઝડપ અને પવનની વાસ્તવિક ઝડપ વચ્ચેનો ગુણોત્તર છે. ટીપ-સ્પીડ રેશિયો કાર્યક્ષમતા સાથે સંબંધિત છે, જેમાં મહત્તમ બ્લેડ ડિઝાઇન સાથે બદલાય છે. ટોચની ઊંચી ઝડપ ઊંચા અવાજના સ્તરમાં પરિણમે છે અને મોટા કેન્દ્રત્યાગી દળોને કારણે મજબૂત બ્લેડની જરૂર પડે છે. બ્લેડની ટોચની ઝડપની ગણતરી વખત R તરીકે કરી શકાય છે, જ્યાં રેડિયન/સેકન્ડમાં રોટરની પરિભ્રમણ ઝડપ છે, અને R એ મીટરમાં રોટર ત્રિજ્યા છે. તેથી, આપણે એ પણ લખી શકીએ છીએઃ બ્લેડ હબની ઊંચાઈએ મીટર/સેકન્ડમાં પવનની ઝડપ ક્યાં છે. Cp-λ વળાંક પાવર ગુણાંક એ એક જથ્થો છે જે પવન ટર્બાઇન દ્વારા પવનમાં શક્તિનો કેટલો ભાગ કાઢવામાં આવે છે તે વ્યક્ત કરે છે. તે સામાન્ય રીતે ટિપ-સ્પીડ રેશિયો અને પિચ એંગલ બંનેનું કાર્ય હોવાનું માનવામાં આવે છે. જ્યારે પીચને સ્થિર રાખવામાં આવે છે ત્યારે ટિપ-સ્પીડ રેશિયોમાં ભિન્નતા સાથે પાવર ગુણાંકની વિવિધતાનો આલેખ નીચે આપવામાં આવ્યો છેઃ ચલ ગતિ પવન ટર્બાઇન માટેનો કેસ મૂળરૂપે, પવન ટર્બાઇનની ગતિ નિશ્ચિત હતી. આનો ફાયદો એ છે કે જનરેટરમાં રોટરની ઝડપ સ્થિર હોય છે, આમ એસી વોલ્ટેજની આવર્તન નિશ્ચિત હોય છે. આ વિન્ડ ટર્બાઇનને ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમ સાથે સીધી રીતે જોડવાની મંજૂરી આપે છે. જો કે, ઉપરની આકૃતિ પરથી આપણે જોઈ શકીએ છીએ કે પાવર ગુણાંક એ ટિપ-સ્પીડ રેશિયોનું કાર્ય છે. વિસ્તરણ દ્વારા, વિન્ડ ટર્બાઇનની કાર્યક્ષમતા એ ટિપ-સ્પીડ રેશિયોનું કાર્ય છે. આદર્શ રીતે, કોઈ પણ વ્યક્તિ ઇચ્છે છે કે ટર્બાઇન પવનની તમામ ઝડપે મહત્તમ મૂલ્ય પર કાર્યરત હોય. આનો અર્થ એ છે કે જેમ જેમ પવનની ગતિ બદલાય છે, તેમ તેમ રોટરની ગતિમાં ફેરફાર થવો જોઈએ. પરિવર્તનશીલ રોટર ગતિ ધરાવતી વિન્ડ ટર્બાઇનને પરિવર્તનશીલ ગતિ વિન્ડ ટર્બાઇન કહેવામાં આવે છે. જ્યારે આનો અર્થ એ થાય છે કે વિન્ડ ટર્બાઇન પવનની ઝડપની શ્રેણી પર અથવા તેની નજીક કામ કરે છે, ત્યારે એસી વોલ્ટેજ જનરેટરની આવર્તન સ્થિર રહેશે નહીં. આ નીચેના સમીકરણમાં જોઈ શકાય છેઃ રોટર કોણીય ઝડપ ક્યાં છે, એ સ્ટેટર વાઇન્ડિંગ્સમાં પેદા થતા એસી વોલ્ટેજની આવર્તન છે, જે નેસેલની અંદર જનરેટરમાં ધ્રુવોની સંખ્યા છે. એટલે કે, ચલ ગતિ માટે ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમ સાથે સીધું જોડાણ સ્વીકાર્ય નથી. જે જરૂરી છે તે પાવર કન્વર્ટર છે જે ટર્બાઇન જનરેટર દ્વારા પેદા થતા સિગ્નલને ડીસીમાં રૂપાંતરિત કરે છે અને પછી તે સિગ્નલને ગ્રીડ/ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમ આવર્તન સાથે એસી સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરે છે. વેરિયેબલ સ્પીડ વિન્ડ ટર્બાઇન સામેનો કેસ પહેલેથી જ ઉલ્લેખ કર્યો છે તેમ, વેરિયેબલ સ્પીડ વિન્ડ ટર્બાઇનને ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમ સાથે સીધી રીતે જોડી શકાતી નથી. આની એક ખામી એ છે કે ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમની જડતા ઓછી થાય છે કારણ કે વધુ ચલ ગતિ પવન ટર્બાઇન ઓનલાઇન મૂકવામાં આવે છે. આના પરિણામે જનરેટિંગ યુનિટના નુકસાનની સ્થિતિમાં ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમની વોલ્ટેજ આવર્તનમાં વધુ નોંધપાત્ર ઘટાડો થઈ શકે છે. વધુમાં, ચલ ગતિ પવન ટર્બાઇનને પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સની જરૂર પડે છે, જે ટર્બાઇનની જટિલતામાં વધારો કરે છે અને નિષ્ફળતાના નવા સ્રોતોનો પરિચય આપે છે. એવું પણ સૂચવવામાં આવ્યું છે કે ચલ ગતિ પવન ટર્બાઇનની નિશ્ચિત ગતિ પવન ટર્બાઇન સાથે સરખામણી કરીને પ્રાપ્ત થયેલ વધારાની ઊર્જા કેપ્ચર લગભગ 2 ટકા છે. સંદર્ભો પવન ટર્બાઇન ઇજનેરી ગુણોત્તર