意義與機制
穿過轉子平面的空氣質量流率為 ρAv，單位質量空氣的動能為 v²/2。兩者相乘，就得到可用風能的能量流率。
從空氣中提取能量後，下游風速會降低。如果讓空氣完全停止，就無法維持持續穿過的氣流，因此能量回收比例存在上限。
關係與條件
P=½ρAv³Cp，圓形轉子面積為 πr²。理想致動盤模型的貝茨極限為 Cp≤16/27。
實際渦輪機表現出啟動、額定和風切特性，以及功率損失。因此，實際功率輸出並非在所有條件下，隨著風速的立方而持續增加。
觀察實驗中需要注意的事物
在固定半徑和功率係數下，風速翻倍，功率增加到八倍。
該轉子模型假設恆定均勻的風速。 啟動、額定功率限制、關閉以及發電機損失均未包含。 實際風力渦輪機曲線與模型有所不同。
關鍵關係與符號
P = ½ρπr²v³Cp · Cp ≤ 16/27
| 符號 | 含義 | 單位 |
|---|---|---|
| Cp | 風能提取的功率係數 | 無單位 |
| A | 轉速掃掠面積 | m² |
| v | 上游風速 | m/s |
透過範例確認
在恆定風速下，葉片的半徑加倍，功率會增加多少倍？
4 · 在固定半徑和功率係數下，風速翻倍，功率增加到八倍。
常見誤解
- 貝茨極限限制的是理想條件下風能的回收比例，而不是風速。