Cum se calculează un generator eolian

Principiul de funcționare a generatoarelor eoliene

La dispozitivele de vânt de casă sau de marcă cu o axă de rotație verticală sau orizontală, palele încep să se miște ca urmare a forței vântului. Elementele principale ale echipamentului fac ca ansamblul rotorului să se rotească prin intermediul unei unități speciale de antrenare.Prezența unei înfășurări statorice contribuie la conversia energiei mecanice în curent electric. Elicele axiale au caracteristici aerodinamice, drept urmare asigură derularea rapidă a turbinei unității.

Apoi, în generatoarele rotative, forța de rotație este transformată în energie electrică, care este colectată în baterie. De fapt, cu cât debitul de aer este mai puternic, cu atât lamele unității defilează mai repede, ceea ce contribuie la generarea de energie. Deoarece funcționarea echipamentului generator se bazează pe utilizarea maximă a unei surse alternative, o parte a lamelor are o formă mai rotunjită. Al doilea este plat. Când fluxul de aer trece prin partea rotunjită, se formează o secțiune de vid, aceasta contribuie la aspirarea lamei și o conduce în lateral.

Acest lucru duce la formarea de energie, al cărei impact duce la rotirea palelor cu un vânt mic.

La defilare, se rotește axa șuruburilor, care sunt conectate la mecanismul rotativ. Acest dispozitiv are douăsprezece elemente magnetice care defilează în interior. Acest lucru duce la formarea unui curent electric alternativ cu o frecvență, ca în prizele de uz casnic. Energia rezultată nu poate fi doar generată, ci și transmisă pe distanțe, dar nu poate fi acumulată.

Pentru a-l colecta, va fi necesar să-l transformi în curent continuu, acesta este scopul circuitului electric situat în interiorul turbinei. Pentru a obține o cantitate mare de energie electrică, se fabrică echipamente industriale; parcurile eoliene includ de obicei zeci de astfel de instalații.

Principiul de funcționare al generatorului eolian face posibilă utilizarea unității în următoarele versiuni:

• pentru funcționare autonomă;
• cu panouri solare;
• în paralel cu bateria de rezervă;
• împreună cu un grup electrogen pe benzină sau diesel.

Când fluxul de aer se mișcă cu o viteză de aproximativ 45 km/h, generarea de energie a turbinei este de aproximativ 400 de wați. Acest lucru este suficient pentru a ilumina zona suburbană suburbană. Dacă este necesar, puteți implementa acumularea de energie electrică în baterie.

Pentru încărcarea bateriei se utilizează echipament special. Odată cu o scădere a cantității de subîncărcare, viteza de rotație a lamelor va începe să scadă. Dacă bateria este complet descărcată, elementele echipamentului generatorului vor derula din nou. Acest principiu face posibilă menținerea încărcării dispozitivului la un anumit nivel. Cu un debit de aer mai mare, turbina unității va putea produce mai multă energie.

Utilizatorul Darkhan Dogalakov, folosind exemplul modelului SEAH 400-W, a vorbit despre principiul de funcționare a echipamentelor eoliene.

Generatorul eolian pentru casă nu mai este o raritate

Centralele eoliene au fost folosite de mult timp la scară industrială. Dar, complexitatea designului, precum și complexitatea instalării acestuia, nu au făcut posibilă utilizarea acestui echipament în case particulare, cum ar fi panourile solare.

Cu toate acestea, acum, odată cu dezvoltarea tehnologiei și creșterea cererii de „energie verde”, situația s-a schimbat. Producătorii au lansat producția de instalații de dimensiuni mici pentru sectorul privat.

Principiul de funcționare

Vântul rotește palele rotorului montate pe arborele generatorului. Ca urmare a rotației în înfășurări, se generează un curent alternativ. Pentru a crește numărul de rotații și, în consecință, cantitatea de energie generată, se poate folosi un reducător (transmisie). De asemenea, poate bloca complet rotația lamelor, dacă este nevoie.

Curentul alternativ rezultat este convertit la 220 W direct folosind un invertor. Apoi merge la consumator sau, prin regulatorul de încărcare, la baterii pentru acumulare.

O diagramă completă a funcționării instalației de la generarea de energie până la consumul acesteia.

Tipuri de turbine eoliene și care este mai bună pentru o casă privată

În prezent, există două tipuri de acest design:

1. Cu rotor orizontal.
2. Cu rotor vertical.

Primul tip cu rotor orizontal. Acest mecanism este considerat cel mai eficient. Eficiența este de aproximativ 50%. Dezavantajul este necesitatea unei viteze minime a vântului de 3 m pe secundă, designul creează mult zgomot.

Pentru o eficiență maximă, este necesar un catarg înalt, care, la rândul său, complică instalarea și întreținerea ulterioară.

Al doilea tip cu verticală. Un generator eolian cu rotor vertical are o eficiență de cel mult 20%, în timp ce o viteză a vântului de numai 1-2 m pe secundă este suficientă. În același timp, funcționează mult mai silențios, nivelul de zgomot emis nu este mai mare de 30 dB și fără vibrații. Nu necesita un spatiu mare pentru a lucra, fara a pierde in acelasi timp eficienta.

Instalarea nu necesită un catarg înalt. Echipamentul poate fi montat pe acoperișul casei chiar și cu propriile mâini.

Absența unui anemometru și a unui mecanism rotativ, care nu este deloc necesar cu acest design, face ca acest tip de generator eolian să fie mai ieftin în comparație cu prima opțiune.

Recenzie video

Ce setare sa aleg?

Înainte de a răspunde la această întrebare, trebuie să vă înțelegeți cerințele, capacitățile financiare și prioritățile operaționale.

Dacă doriți să obțineți cea mai mare putere și sunteți dispus să cheltuiți bani pentru întreținerea periodică a generatorului, alegeți prima opțiune. După ce ați investit o dată într-un catarg înalt și plătind pentru rulmenți sau înlocuirea uleiului o dată la 5-10 ani, veți obține o independență energetică completă și, chiar dacă locuiți în Ucraina sau în țările UE, veți putea vinde excesul de energie electrică.

Nivelul ridicat de zgomot al acestei statii impune alegerea unui loc cat mai departe de cladirile rezidentiale. De asemenea, trebuie luat în considerare acest punct, deoarece infrasunetele nu vor trece neobservate de vecini.

Pentru a obține o putere echivalentă în raport cu prima variantă, va fi necesară alimentarea a 3 turbine eoliene de acest tip. Totusi, din punct de vedere al pretului, se obtine aproximativ aceeasi suma (supus autoasamblarii).

Recenzie video a unui expert în domeniul surselor alternative de energie

Componente suplimentare

• Controlerul, care ocupă un loc în circuitul electric din spatele generatorului, este necesar pentru a controla lamele și a încărca bateria prin conversia curentului alternativ generat în curent continuu.
• Bateria stochează încărcarea pentru utilizare pe vreme calmă. În plus, stabilizează tensiunea de ieșire a generatorului, astfel încât, chiar și cu rafale puternice de vânt, nu există întreruperi de curent.
• Senzorii de direcție și un anemoscop colectează date despre direcția și viteza vântului.
• ATS comută automat între sursele de alimentare cu o frecvență de 0,5 secunde. Comutatorul automat de alimentare vă permite să combinați moara de vânt cu rețeaua publică de energie electrică, generator diesel etc.

Important: rețeaua nu poate funcționa simultan din mai multe surse de alimentare. invertoare

După cum știți, majoritatea dispozitivelor de uz casnic nu folosesc curent continuu pentru a funcționa, așa că există un invertor în lanțul dintre baterie și aparate care efectuează funcționarea inversă, adică.transformarea curentului continuu în tensiune alternativă 220v, necesară pentru funcționarea dispozitivelor

Invertoare. După cum știți, majoritatea dispozitivelor de uz casnic nu folosesc curent continuu pentru a funcționa, așa că există un invertor în lanțul dintre baterie și aparate care efectuează funcționarea inversă, adică. transformarea curentului continuu în tensiune alternativă 220v, necesară pentru funcționarea dispozitivelor.

Toate aceste transformări din energia primită „iau” o anumită parte - până la 20 la sută.

Piese de schimb si accesorii pentru turbine eoliene

Setul principal de echipamente de bază, fără de care funcționarea generatoarelor de energie eoliană este imposibilă, include:

• generator electric (motor);
• turbine eoliene, pale, rotor;
• elemente de fixare;
• mecanism rotativ;
• senzor de vânt;
• catarg;
• cablu.

Bateriile, invertoarele fără rețea și rețeaua, controlerul, sistemul de antrenare azimut (coadă), alte echipamente suplimentare sunt selectate individual pentru fiecare instalație.

Este necesară înlocuirea pieselor de schimb ale turbinei eoliene în timpul întreținerii și, în cazuri extreme, reparației

Componentele de bază și piesele de schimb sunt cel mai bine comandate direct de la producător. Puteți contacta companiile care furnizează din Germania și alte țări europene turbine eoliene renovate (uzate) și accesorii potrivite pentru lucrări de reparații.

Este necesar să aveți acces la componentele principale pentru repararea instalației

Când plasați o comandă pentru piese de schimb, trebuie să furnizați informații despre producătorul generatorului, să indicați modelul și capacitatea acestuia. Este necesară o descriere detaliată a piesei (eventual sub formă de fotografie), indicând caracteristicile sale funcționale și tehnice.

Calculul sarcinilor vântului

Așadar, ai coordonat mult timp, ai realizat și, în sfârșit, ai montat cea mai bună publicitate exterioară.

Frumusetea! Toată lumea este fericită. Dar chu... după primul vânt puternic, un client supărat te sună cu o veste șocantă - a căzut publicitatea!

Coșmarul agentului de publicitate s-a împlinit... Ce s-a întâmplat?

Și s-a întâmplat următoarele - la proiectarea reclamei exterioare, calculul încărcării vântului asupra reclamei exterioare a fost ignorat sau efectuat incorect: pe material și pe elemente de fixare.

Cum să eviți acest lucru, cum să te protejezi de un rezultat atât de deplorabil al muncii tale?

Să ne amintim formula simplă pentru calcularea sarcinii vântului, care se măsoară în kg / mp:

Pw = k*q

Descifrarea literelor complicate

Pw este presiunea vântului normală pe suprafața receptoare. Această presiune este considerată pozitivă.
k este coeficientul aerodinamic in functie de forma si pozitia subiectului fata de vant

obiect.
q - înălțimea vitezei vântului (kg / mp), corespunzătoare celei mai mari viteze ale vântului pentru un loc dat, ținând cont de rafale speciale.

Valoarea lui q în funcție de viteza vântului se determină după cum urmează:

q = 7 / g * sq. V / 2

7 - greutatea aerului (1,23 kg/m3) la Patm. = 760 mm Hg. iar tatm.= 15 °С
g - accelerația gravitației (9,81 m / sq. sec)
V este cea mai mare viteză a vântului (m/s) la o înălțime dată h, adică.

Înălțimea h deasupra nivelului solului, m

Viteza vântului V, km/h m/s

Viteza cap q, kg/mp

Înălțimea h deasupra nivelului solului, m	Viteza vântului V, km/h m/s	Viteza cap q, kg/mp
0 — 8	103,7  28,8	51
8 — 20	128,9  35,8	80

q = sq. V / 16

Pânză instalată pe verticală, fixată într-un cadru sau întinsă pe cabluri

Construcție - b-lățime, d-înălțime	Raportul dimensiunilor	Zone	Coeficient aerodinamic, k
Pânză instalată pe verticală, fixată într-un cadru sau întinsă pe cabluri	d/b < 5	b*d	1,2
d/b >= 5	b*d	1,6

Deci, se dovedește că totul este destul de simplu.

Doriți să aflați mai multe despre calculul sarcinilor vântului și să obțineți sfaturi de la experții noștri?

Priviți ideile frumoase implementate în Alprom

• Toate
• Bannere
• Litere volumetrice
• Munca la mare altitudine
• casete luminoase
• publicitate pe acoperiș
• Imprimare format mare
• Publicitate LED

Litere volumetrice pentru Lexusadmin2017-02-26T06:44:37+00:00

Galerie

Litere volumetrice pentru Lexus

Litere volumetrice, publicitate LED

Cutie luminoasa de 11 metri lungime din compozit cu LED-uri in Samara de la Alpromadmin2017-02-26T06:51:17+00:00

Cutie luminoasa de 11 metri lungime din compozit cu LED-uri in Samara de la Alprom

Galerie

Cutie luminoasa de 11 metri lungime din compozit cu LED-uri in Samara de la Alprom

Cutii iluminate, reclame LED

Casete luminoase Trial Sport în Togliattiadmin2017-02-26T06:56:06+00:00

Casete luminoase Trial Sport în Tolyatti

Galerie

Casete luminoase Trial Sport în Tolyatti

Cutii iluminate, reclame LED

Litere luminoase volumetrice NOBEL AUTOMOTIVE în Togliattiadmin2017-02-26T07:04:28+00:00

Litere volumetrice iluminate NOBEL AUTOMOTIVE în Togliatti

Galerie

Litere volumetrice iluminate NOBEL AUTOMOTIVE în Togliatti

Litere volumetrice, publicitate LED

Grup de intrare Inglot în Togliattiadmin2017-02-26T07:19:43+00:00

Grup de intrare Inglot în Togliatti

Galerie

Grup de intrare Inglot în Togliatti

Cutii iluminate, reclame LED

Litere volumetrice OK în Tolyattiadmin2017-02-26T07:27:31+00:00

Litere volumetrice OK în Togliatti

Galerie

Litere volumetrice OK în Togliatti

Litere volumetrice, Lucrări înalte, publicitate LED

Litere din spumă 3D Botek Wellness în Tolyattiadmin2017-02-26T07:40:55+00:00

Scrisori de volum de la Polyfoam Botek Wellness din Tolyatti

Galerie

Scrisori de volum de la Polyfoam Botek Wellness din Tolyatti

Litere volumetrice, publicitate LED

Construcția de reclame pentru acoperișul Lada Arena din Togliattiadmin2017-02-26T08:19:20+00:00

Construcția de reclame a acoperișului Lada Arena din Tolyatti

Galerie

Construcția de reclame a acoperișului Lada Arena din Tolyatti

Litere volumetrice, Publicitate pe acoperiș, Publicitate LED

Sfaturi de instalare

Probabil, toată lumea înțelege că un generator eolian ar trebui instalat în acele locuri unde este forța maximă a vântului. Acestea sunt stepe, zone de coastă, alte spații deschise care sunt îndepărtate din clădiri. Turbina eoliană nu trebuie să fie amplasată lângă copaci. Nici măcar nu îl poți pune lângă copaci mici, pentru că aceștia vor crește în timp.

Generator eolian cu rotor Darrieus

În ceea ce privește partajarea cu rețeaua electrică sau doar cu un generator eolian, alegerea aici este a ta. În orice caz, achiziția ar trebui să fie justificată din punct de vedere economic și nu doar să plătească un omagiu tendinței modei.

Calcularea rambursării turbinei eoliene

După ce a investit sute de mii de ruble în achiziționarea dispozitivului, noul proprietar are dreptul de a conta pe beneficiile sale evidente și pe rambursarea morii de vânt. Să încercăm să calculăm prețul unui kilowatt de electricitate pe un model standard de generator de 4-5 kW.

Cu o viteză a vântului de 4-5 m/s, dispozitivul va oferi aproximativ 350 kW pe lună, sau 4200 kW pe an. Durata de viață a generatorului este de aproximativ 25 de ani, costul majorității modelelor de dispozitive este de 280.000 de ruble.

Împărțiți costul la produsul producției anuale și durata de viață:

280.000 / 4200*25 = 2,666 ruble

Astfel, costul unui kilowatt de energie al unui generator eolian cu amortizare va fi de puțin peste 2,5 ruble. În comparație cu nivelul actual al prețurilor, există un beneficiu, dar nu este atât de mare pe cât ne-am dori atunci când folosim surse alternative de energie.

Calculele de mai sus dau un rezultat diferit dacă viteza vântului este de aproximativ 7-8 m/s. Un generator eolian cu o capacitate de 6-7 kW va produce aproximativ 780 kW pe lună sau 9000 kW pe an.

Cu costul unor astfel de mori de vânt aproximativ 310.000, obținem următorul rezultat:

310.000 / 9000 * 25 = 1,3722 ruble Acest cost este un beneficiu evident, în special pentru instalațiile consumatoare de energie.

Ce determină eficiența unei turbine eoliene?

După cum sa menționat deja, eficiența unui generator eolian este derivată din starea sa tehnică, tipul de turbină și caracteristicile de proiectare ale acestui model. Din cursul de fizică școlară, se știe că eficiența este raportul dintre munca utilă și munca totală. Sau raportul dintre energia cheltuită pentru efectuarea muncii și energia primită ca rezultat.

În acest sens, apare un punct interesant - energia eoliană utilizată este obținută complet gratuit, nu s-a depus niciun efort din partea utilizatorului. Acest lucru face ca eficiența să fie un indicator pur teoretic care determină calitățile pur constructive ale dispozitivului, în timp ce pentru proprietari, caracteristicile operaționale sunt mai importante.

Adică, apare o situație în care eficiența nu este atât de importantă, toată atenția este acordată sarcinilor pur practice.

Cu toate acestea, cu modificări ale parametrilor de funcționare într-o direcție sau alta, eficiența se schimbă automat, ceea ce indică interconectarea acesteia cu starea generală a dispozitivului.

sarcina de vant

Metoda de calcul

Descrierea designului

Caracteristicile geometrice ale elementelor

Determinarea sarcinii vântului

Vântul la un unghi de 90 de grade față de scut

Vantul la un unghi de 45 o fata de scut 5 Calculul raftului

Partea 2. Calcul pentru durabilitate

Metoda de calcul

Acest proiect este tipic pentru regiunile eoliene de la 3 la 5.
1. Zona vântului - III, IV, V
2.Tipul de teren la determinarea sarcinii vântului - A
3. Nivel de responsabilitate - 3, pentru care coeficientul de reducere a sarcinii γp este luat egal cu 0,8-0 95 (în acest proiect γp = 09)
4. Durata de viață a structurii este de 10 ani
5 Temperatura exterioară estimată t ≥ -w°c, ca temperatură medie a celei mai reci perioade de cinci zile conform SNiP 23-01-99 „Climatologia construcțiilor”, care corespunde regiunii climatice de construcție II4, II5
6. Zona de umiditate - „umedă” SNiP 23-01-99 (Fig. 2)
7. Gradul de impact agresiv al mediului asupra structurilor metalice este mediu agresiv, conform SNiP 2.0311-85 „Protecția structurilor clădirilor împotriva coroziunii”, tabel. 24, pentru grupa de gaze „B” în mediu umed

Descrierea structurii de publicitate

Figura 1 prezintă o diagramă a unui panou publicitar pliabil cu două fețe, cu o înălțime a suportului de la 2 la 5 m până la partea de jos a panoului.Dimensiunile panoului publicitar sunt 6180x3350x 410mm.axa rackului și cu un decalaj de 3/4 (prezentat în figura 1). Raftul este fixat cu 8 ancore de fundație pe o fundație adâncă Toți parametrii variabili în funcție de zona vântului a instalației și înălțimea raftului sunt dați în tabelul 1.

Desen de design publicitar. Orez. unu

Principalele dimensiuni geometrice și elemente de fixare ale structurii publicitare, în funcție de zona vântului. tabelul 1

Înălțimea raftului, m	Elemente structurale	regiune de vânt
III	IV	V
2	Raft	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)
fundație	2,5×1,9×0,5 m	2,8×2,1×0,5m	3,2×2,1×0,5m
Ankera	M 30	M 30	M 30
Grinzi transversale	Gnshv.236×70	Gnshv.236×70	Gnshv.236×70
spațiu pentru cap	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)
2,5	Raft	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)
fundație	2,7×1,9×0,5m	3×2,1×0,5m	3,6×2,1×0,5m
Ankera	M 30	M 30	M 30
Grinzi transversale	Gnshv.236×70	Gnshv.236×70	2 arbori.236×70
spațiu pentru cap	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
3	Raft	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (С245)
fundație	3×1,9×0,5 m	3,6×2,1×0,5m	4×2,1×0,5m
Ankera	M 30	M 30	M36
Grinzi transversale	Gnshv.236×70	Gnshv.236×70	2 retele.latime 236×70
spațiu pentru cap	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
3,5	Raft	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (С245)
fundație	3,4×1,9×0,5m	3,8×2,1×0,5m	4,2×2,1×0,5m
Ankera	M 30	M 30	M36
Grinzi transversale	Gnshv.236×70	M.W.236×70	2 arbori.236×70
spațiu pentru cap	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
4	Raft	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (С245)	Ф325х10 (С345)
fundație	3,6×1,9×05m	4×2,1×0,5m	4,4×2,1×0,5m
Ankera	M 30	M36	M36
Grinzi transversale	Gnshv.236×70	M.W.236×70	2 arbori.236×70
spațiu pentru cap	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
4,5	Raft	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (С345)	Ф325х10 (С345)
fundație	3,8×1,9×0,5m	4,2×2,1×0,5m	4,6×2,1×0,5m
Ankera	M 30	M36	M36
Grinzi transversale	Gnshv.236×70	2 arbori.236×70	2 arbori.236×70
spațiu pentru cap	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
5	Raft	Ф325х10 (С245)	Ф325х10 (С345)	—
fundație	4×1,9×0,5 m	4,4x21x0,5m	—
Ankera	M36	M36	—
Grinzi transversale	Gnshv.236×70	2 arbori.236×70	—
spațiu pentru cap	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)	—

sus

Calculul și selectarea unui generator eolian

La ce trebuie să fii atent atunci când alegi o turbină eoliană. Pentru început, înțelegeți că modelele străine scumpe nu sunt neapărat cea mai bună soluție.

Aici trebuie să porniți de la nevoile dvs. în generarea de energie electrică. Deci, calculează câtă energie electrică vei cheltui.

Generator eolian cu rotor elicoid

Puterea generatorului eolian depinde direct de diametrul cercului pe care îl formează palele. Aproximativ, puteți calcula puterea folosind următoarea formulă:

P = D^2 * R^3 / 7000, unde

D este diametrul lamelor;

R este viteza vântului.

Dacă diametrul este de 1,5 metri, iar viteza în zona dvs. este de 5 metri pe secundă, atunci puterea va fi de aproximativ 0,04 kilowați. După cum puteți vedea, puterea poate fi mărită în două moduri: prin creșterea diametrului și a vitezei vântului. Iar ultimul parametru nu depinde de noi.

Când cumpărați, acordați atenție capacității bateriilor. Calmul poate fi aproape peste tot, cu excepția zonelor de coastă

Și în astfel de perioade, aparatele dumneavoastră electrice vor prelua electricitate din baterii. Capacitatea lor este limitată. Prin urmare, este mai bine să aveți o sursă suplimentară de alimentare de rezervă.

De câtă energie electrică are nevoie o familie tipică? Într-un apartament obișnuit, rulăm aproximativ 360 kWh pe lună. Un generator eolian cu o capacitate de 5 kilowați va genera această cantitate chiar și la viteze scăzute ale vântului, ceea ce se întâmplă de obicei în centrul Rusiei. Dar dacă consumul de energie este mare (de exemplu, există un încălzitor electric, un cazan electric etc.), atunci nu mai este suficient un generator eolian cu o capacitate de 5 kilowați. Cu excepția cazului în care este instalat lângă mare sau un corp mare de apă.
 

Un pic despre cost

După cum puteți vedea, gama de prețuri este foarte mare. LA instalatie medie la 1 kW va costa de la 25.000 la 300.000 de ruble. Modelele mai scumpe au o serie de avantaje semnificative, de la o eficiență mai mare la diverse caracteristici suplimentare.

Recomandări generale

Evident, pentru a selecta cel mai optim diametru al elicei turbinei eoliene, este necesar să se cunoască viteza medie a vântului la locul instalației planificate. Cantitatea de energie electrică produsă de o moară de vânt crește în raport cubic odată cu creșterea vitezei vântului. De exemplu, dacă viteza vântului crește de 2 ori, atunci energia cinetică generată de rotor va crește de 8 ori. Prin urmare, se poate concluziona că viteza vântului este cel mai important factor care afectează puterea instalației în ansamblu.

Pentru a selecta locul de instalare a unei instalații electrice eoliene, cele mai potrivite sunt zonele cu un număr minim de bariere de vânt (fără arbori și clădiri mari) la o distanță de cel puțin 25-30 de metri de o clădire rezidențială (nu uitați că turbinele eoliene bâzâie foarte tare în timpul funcționării). Înălțimea centrului rotorului turbinei eoliene trebuie să fie cu cel puțin 3-5 metri mai mare decât cele mai apropiate clădiri. Nu ar trebui să existe copaci sau clădiri pe linia pasajului cu vânt. Vârfurile de deal sau lanțurile muntoase cu peisaj deschis sunt cele mai potrivite pentru amplasarea turbinelor eoliene.

Dacă casa dvs. de țară nu este planificată să fie conectată la o rețea comună, atunci ar trebui să luați în considerare opțiunea sistemelor combinate:

• WPP + panouri solare
• WPP + Diesel

Opțiunile combinate vor ajuta la rezolvarea problemelor în regiunile în care vântul este schimbător sau depinde de sezon, iar această opțiune este relevantă și pentru panourile solare.

Turbine eoliene renovate - ce este?

Echipamentele eoliene pot fi considerate una dintre cele mai fiabile, dacă nu cele mai de încredere, din industria energetică.Motivul pentru aceasta nu este doar tehnologia înaltă folosită la fabricarea sa, ci și sarcinile relativ mici la care este supus. Prin urmare, turbinele eoliene servesc în mod regulat mulți ani, depășind adesea 20 de ani. Deoarece fiecare parc eolian și fiecare generator eolian sunt legate de o anumită porțiune de teren, este recomandabil să înlocuiți parcul eolian sau generatorul eolian cu altele mai puternice atunci când se atinge perioada de amortizare a unui anumit proiect, adică atunci când investiția investită. în ea se returnează și se primește profitul planificat. Turbinele eoliene existente sunt de obicei în stare bună și este recomandabil să le vindeți ca „turbine eoliene uzate” sau „turbine eoliene uzate”. Piața mondială pentru astfel de echipamente în lume este foarte mare. Cererea pentru astfel de echipamente este, de asemenea, mare. Motivul este încărcătura mare de companii producătoare de echipamente pentru energie eoliană. De regulă, doar o mică parte din astfel de echipamente „uzate” a fost deja demontată și este în stoc.

Turbinele eoliene „uzate” sunt supuse pregătirii înainte de vânzare conform reglementărilor speciale de lucru și devin așa-numitele. "restaurată". De obicei, în timpul renovării, se efectuează următoarele lucrări: înlocuirea rulmenților în cutia de viteze, indiferent de uzura acestora, depanarea și repararea angrenajelor cutiei de viteze, generator, cadru, lame, vopsire. După lucrările de renovare, turbinele eoliene sunt trimise noului lor proprietar. De regulă, după vânzarea unui astfel de echipament, acesta este acoperit de o garanție pe o perioadă de un an.

Un exemplu de calcul al lamelor din conducta 160 pentru acest generator

viteză

Cel mai bun rezultat l-am obținut de la a 160-a țeavă cu un diametru de 2,2 m și viteza Z3,4 - 6 pale, dar este mai bine să nu faci un astfel de diametru al elicei dintr-o țeavă de 160 mm, vor ieși palete prea subțiri și subțiri. La 3 m/s, viteza nominală a șurubului a fost de 84 rpm, iar puterea șurubului a fost de 25 de wați, adică este aproximativ potrivită. Este necesar, desigur, cu o marjă pentru eficiența generatorului, dar țeava a 160-a este deja subțire și, cel mai probabil, deja la 7 m / s se va observa un flutter. Dar de exemplu va merge

Acum, dacă modificați viteza vântului în tabel, puteți vedea că puterea elicei și viteza acesteia vor coincide aproximativ cu parametrii elicei, care este ceea ce avem nevoie, deoarece este important ca elicea să nu fie supraîncărcată. și nu subîncărcat - altfel se va încurca într-un vânt puternic.
>

Deci, cu un vânt diferit, am primit astfel de date despre elice. Mai jos în captură de ecran sunt datele elicei la 3m/s, puterea maximă a elicei (KIEV) la viteza Z3.4.În acest caz, rotațiile și puterea coincid aproximativ cu puterea generatorului la aceste rotații.

Viteza generatorului 100 rpm - 2 Amperi 30 wați
>

În continuare, introducem viteza de 5 m/s, după cum puteți vedea în captura de ecran, 141 rpm a elicei și puterea pe arborele elicei este de 124 wați, care coincide și aproximativ cu generatorul. Viteza generatorului 150 rpm - 8 Amperi 120 wați

La 7 m/s, elicea începe să ocolească generatorul din punct de vedere al puterii și, desigur, subîncărcată, ia viteză mare, așa că am crescut viteza la Z4, s-a dovedit a fi și o potrivire aproximativă în ceea ce privește puterea. și viteza cu generatorul. Viteza generatorului 200 rpm -14 Amperi 270 wați

La 10 m / s, șurubul a devenit mult mai puternic decât generatorul la viteza nominală, așa cum cu turație lentă și nu poate roti generatorul mai repede.Deci, cu Z4, puterea elicei este de 991 wați, iar rotațiile sunt de doar 332 rpm. Viteza generatorului 300 rpm - 26 Amperi 450 wați. Dar un generator subîncărcat permite elicei să se rotească până la viteza Z5 și mai mare, în timp ce KIEV șurubul cade, și de aici puterea, dar în același timp crește viteza, așa că s-a dovedit că șurubul va învârti puțin mai mult generatorul, dar în același timp își va pierde puterea și echilibrul va ajunge undeva. În acest caz, datele coincid aproximativ cu generatorul, dar elicea depășește în mod clar generatorul în ceea ce privește puterea, așa că cu acest vânt este timpul să faceți protecție prin mutarea elicei din vânt.

Așa că am montat un șurub de țeavă din PVC cu un diametru de 160 mm sub generator. Trebuie să spun imediat că elicea cu șase pale cu o asemenea viteză s-a dovedit a fi cea mai potrivită. Și astfel puteți lua în considerare un șurub de orice diametru și număr de lame. Doar că o elice cu trei pale cu un diametru de 2,3 m s-a dovedit a fi prea rapidă pentru acest generator și nu ar câștiga avânt pentru KIEV maxim, deoarece generatorul ar începe imediat să-l încetinească.

Prin urmare, prin creșterea numărului de pale, am scăzut viteza elicei și i-am păstrat puterea. Deci, elicea s-a dovedit a fi potrivită pentru generator, dar țeava a 160-a și-a introdus propriile limitări, în special, diametrul este prea mare și în vânt de la 7 m / s, elicea cu palete subțiri și subțiri va obține cel mai probabil un flutură și va bubui ca un elicopter care decolează. Da, și cu această elice scoatem din generator, aproximativ vorbind, cu un vânt de 10 m/s, doar 600-700 wați, dar poate fi de două ori mai mult dacă creștem viteza elicei și îi creștem puțin diametrul .

Mai jos este o captură de ecran din fila Geometrie lamei. Acestea sunt dimensiunile pentru tăierea lamei din țeavă

Principii pentru realizarea de palete pentru un generator eolian

Adesea, principala dificultate este determinarea dimensiunilor optime, deoarece performanța acesteia depinde de lungimea și forma palelor turbinei eoliene.

Materiale și unelte

Următoarele materiale formează baza:

• placaj sau lemn sub altă formă;
• foi din fibră de sticlă;
• aluminiu laminat;
• Conducte PVC, componente pentru conducte din plastic.

Pale de turbine eoliene DIY

Alegeți un tip de ceea ce este disponibil sub formă de reziduuri după reparație, de exemplu. Pentru prelucrarea lor ulterioară, veți avea nevoie de un marker sau un creion pentru desen, un puzzle, șmirghel, foarfece metalice, un ferăstrău.

Desene și calcule

Dacă vorbim de generatoare de putere redusă, a căror performanță nu depășește 50 de wați, se face un șurub pentru ei conform tabelului de mai jos, el este cel care este capabil să ofere viteze mari.

În continuare, se calculează o elice cu trei pale cu viteză redusă, care are o rată mare de pornire a ruperii. Această parte va servi pe deplin generatoarelor de mare viteză, a căror performanță ajunge la 100 de wați. Șurubul funcționează în tandem cu motoare pas cu pas, motoare de joasă tensiune și putere redusă, generatoare auto cu magneți slabi.

Din punct de vedere al aerodinamicii, desenul elicei ar trebui să arate astfel:

Producție din țevi din plastic

Țevile din PVC de canalizare sunt considerate cel mai convenabil material; cu un diametru final al șurubului de până la 2 m, sunt potrivite piesele de prelucrat cu un diametru de până la 160 mm. Materialul atrage cu ușurință de prelucrare, costuri accesibile, omniprezentare și abundență de desene, diagrame deja dezvoltate

Este important să alegeți plastic de înaltă calitate pentru a preveni crăparea lamelor.

Cel mai convenabil produs, care este un jgheab neted, trebuie doar tăiat în conformitate cu desenul. Resursa nu se teme de expunerea la umiditate și nu necesită îngrijire, dar poate deveni fragilă la temperaturi sub zero.

Fabricarea lamelor din tăgle de aluminiu

Astfel de șuruburi se caracterizează prin durabilitate și fiabilitate, sunt rezistente la influențele externe și sunt foarte durabile. Dar rețineți că acestea se dovedesc a fi mai grele ca urmare, în comparație cu cele din plastic, roata în acest caz este supusă unei echilibrări scrupuloase. În ciuda faptului că aluminiul este considerat destul de maleabil, lucrul cu metal necesită prezența unor instrumente convenabile și abilități minime în manipularea lor.

Forma de aprovizionare cu material poate complica procesul, deoarece tabla obișnuită de aluminiu se transformă în lame numai după ce conferă pieselor de prelucrat un profil caracteristic; în acest scop, trebuie mai întâi creat un șablon special. Mulți designeri începători îndoaie mai întâi metalul de-a lungul dornului, după care trec la marcarea și tăierea semifabricatelor.

Lame din aluminiu billet

Lamele din aluminiu sunt foarte rezistente la sarcini, nu reactioneaza la fenomenele atmosferice si la schimbarile de temperatura.

șurub din fibră de sticlă

Este preferată de specialiști, deoarece materialul este capricios și greu de prelucrat. Secvențiere:

• decupați un șablon din lemn, frecați-l cu mastic sau ceară - acoperirea trebuie să respingă lipiciul;
• mai întâi, se realizează o jumătate din piesa de prelucrat - șablonul este uns cu un strat de epoxid, deasupra este așezată fibră de sticlă. Procedura se repetă rapid până când primul strat a avut timp să se usuce. Astfel, piesa de prelucrat primește grosimea necesară;
• efectuați a doua jumătate într-un mod similar;
• când adezivul se întărește, ambele jumătăți pot fi îmbinate cu epoxidice cu șlefuirea atentă a îmbinărilor.

Capătul este echipat cu un manșon, prin care produsul este conectat la butuc.

Cum se face o lamă din lemn?

Aceasta este o sarcină dificilă din cauza formei specifice a produsului, în plus, toate elementele de lucru ale șurubului ar trebui să se dovedească în cele din urmă a fi identice. Dezavantajul soluției recunoaște, de asemenea, necesitatea protecției ulterioare a piesei de prelucrat de umiditate, pentru aceasta este vopsită, impregnată cu ulei sau ulei de uscare.

Lemnul nu este de dorit ca material pentru o roată de vânt, deoarece este predispus la crăpare, deformare și putrezire. Datorită faptului că dă și absoarbe rapid umiditatea, adică schimbă masa, echilibrul rotorului este ajustat în mod arbitrar, acest lucru afectează negativ eficiența designului.

Valoarea de proiectare a sarcinii vântului

Valoarea standard a sarcinii vântului (1) este:

\({w_n} = {w_m} + {w_p} = 0,1 + 0,248 = {\rm{0,348}}\) kPa. (douăzeci)

Valoarea finală calculată a sarcinii vântului, prin care se vor determina forțele în secțiunile paratrăsnetului, se bazează pe valoarea standard, ținând cont de factorul de fiabilitate:

\(w = {w_n} \cdot {\gamma _f} = {\rm{0,348}} \cdot 1,4 = {\rm{0,487}}\) kPa. (21)

Întrebări frecvente (FAQ)

De ce depinde parametrul de frecvență din formula (6)?

parametrul de frecvență depinde de schema de proiectare și de condițiile de fixare a acestuia. Pentru o bară cu un capăt fixat rigid și celălalt liber (grindă cantilever), parametrul de frecvență este 1,875 pentru primul mod de vibrație și 4,694 pentru al doilea.

Ce înseamnă coeficienții \({10^6}\), \({10^{ - 8}}\) în formulele (7), (10)?

acești coeficienți aduc toți parametrii la o unitate de măsură (kg, m, Pa, N, s).

Rambursare și eficiență

Costul generatorului eolian în sine este destul de mare. Și în plus, va trebui să cumpărați în continuare baterii, un invertor, un controler, un catarg, fire etc. Modelele de turbine eoliene cu o capacitate de 300 de wați sunt acum comune. Acestea sunt modele destul de slabe care își generează cei 300 de wați-oră în cazul unui vânt de 10-12 metri pe secundă, iar cu un vânt de 4-5 metri pe secundă se generează 30-50 de wați-oră. Astfel de instalații sunt suficiente pentru a oferi iluminare cu LED-uri și pentru a alimenta electronicele mici. Nu trebuie să vă așteptați că de la acest generator eolian puteți asigura un televizor, cuptor cu microunde, frigider și iluminare completă. Costul turbinelor eoliene de mică putere începe de la 15-20 mii de ruble. Setul nu include baterii, invertor și catarg. Un set complet va costa cel puțin 50 de mii de ruble.

Când veți furniza energie electrică unei case și unui mic teren subsidiar, veți avea nevoie de un generator eolian de 3-5 kilowați. Prețul unei astfel de turbine eoliene se află în intervalul 0,3-1 milioane de ruble. Pretul include controler, catarg, invertor, baterii.