Generator eolian cinetic: dispozitiv, principiu de funcționare, aplicare

Dispozitiv cu turbine eoliene

Generatoarele eoliene sunt absolut prietenoase cu mediul și sunt capabile să ofere consumatorilor energie gratuită pentru un timp nelimitat. Generatoare eoliene - parcurile eoliene au capacități diferite, ceea ce face posibilă utilizarea lor în zone diferite.

Eficiența maximă a unui parc eolian poate fi atins prin instalarea acestuia în locuri cu curenți de aer activi constante. De obicei, munții și dealurile, coastele mărilor și oceanelor și alte condiții similare sunt utilizate pentru aceasta. Partea principală a instalației este rotorul, care acționează ca o turbină. În cele mai multe cazuri, structurile de parcuri eoliene cu trei pale sunt utilizate sub formă de elice, instalate la o altitudine mare față de suprafața pământului.
Pentru a obține cel mai mare efect, paletele, împreună cu rotorul, sunt setate în poziția optimă folosind mecanisme speciale, în funcție de direcția și puterea vântului. Există și alte modele - tambur, care nu depind de factorii de mai sus și nu necesită ajustări. Cu toate acestea, dacă eficiența instalațiilor cu elice este la nivelul de 50%, atunci pentru dispozitivele cu tambur este mult mai mică.

Fiecare centrală a aerului, indiferent de design, este complet conectată cu acțiunea curenților de aer, care adesea își schimbă performanța. Aceasta, la rândul său, duce la modificări ale numărului de rotații ale rotorului și ale puterii electrice produse. Această situație necesită împerecherea generatorului și a rețelei electrice cu ajutorul unor echipamente suplimentare.

De regulă, bateriile sunt folosite pentru aceasta împreună cu invertoarele. În primul rând, bateria este încărcată de la generator, pentru care uniformitatea curentului nu contează. În plus, încărcarea bateriei, convertită în invertor, este transferată în rețea.

Structurile elicei WPP pot fi controlate dacă este necesar. Daca viteza vantului este prea mare, unghiul de atac al palelor este modificat, pana la minim. Acest lucru duce la o reducere a sarcinii vântului pe turbină.Cu toate acestea, sub influența uraganelor, rotoarele parcurilor eoliene sunt adesea deformate, iar întreaga instalație a locuinței eșuează. Nu este posibil să se evite complet impacturile negative, deoarece generatoarele electrice sunt situate la o înălțime medie de 50 m. Din acest motiv, este posibil să se utilizeze vânturi mai puternice și mai stabile care predomină la altitudini mari.

Cum să alegi un generator eolian

Pentru a alege un generator eolian, trebuie să:

1. Calculați puterea instalată a aparatelor electrice care sunt planificate să fie conectate la această sursă de energie.
2. Pe baza valorilor de putere obținute și a vitezei medii anuale a vântului, în regiunea de instalare a unității se determină puterea generatorului. Puterea trebuie luată în considerare ținând cont de factorul de siguranță, bazat pe creșterea sarcinilor și pentru a nu supraîncărca dispozitivul în timpul sarcinilor de vârf.
3. Ar trebui să se țină cont de clima din locul în care este instalat dispozitivul, deoarece precipitațiile afectează negativ performanța generatorului. Luați în considerare caracteristicile climatice ale locului de reședință.
4. Determinarea eficienței instalației este unul dintre cei mai importanți indicatori.
5. Aflați performanța generatorului în raport cu zgomotul produs în timpul funcționării.
6. Efectuați o analiză comparativă a diferitelor tipuri de generatoare pentru toate caracteristicile și parametrii.
7. Citiți recenziile utilizatorilor despre instalații similare.
8. Faceți o analiză a producătorilor interni și străini, studiați recenziile despre aceste întreprinderi.

Amplasarea unui generator eolian de viteză mică

O mică fundație este plasată într-o bucată de pământ, în care este fixat catargul. Lângă turn, la picioare, se află un cabinet electric. În partea de sus, este instalat un mecanism rotativ, pe el este montată o gondolă. În interiorul acestuia din urmă se află un anemometru, generator, transmisie și frâne.Un capac de rotor este atașat de gondolă, în care sunt înfipte palele. Fiecare aripă este conectată la un sistem care reglează automat pasul.

Instalarea unei turbine eoliene de mică viteză începe cu fundația și instalarea catargului

După finalizarea instalării generatorului, se montează sisteme de protecție împotriva trăsnetului și transmiterea de informații despre lucru, precum și un caren și un mecanism de stingere a incendiilor.

Un generator eolian de viteză mică este un dispozitiv care poate furniza energie electrică unei zone suburbane. Utilizarea este justificată în zone cu vânt slab.

Specificații

În momentul cumpărării regulator de încărcare a turbinei eoliene trebuie să studiezi cu atenție fișa lui de date. La alegere, caracteristicile sunt importante:

• putere - trebuie să corespundă cu puterea turbinei eoliene;
• tensiune - trebuie să corespundă cu tensiunea bateriilor instalate pe moara de vânt;
• Max. putere - indică puterea maximă admisă pentru modelul de controler;
• Max. curent - indică cu ce puteri maxime ale generatorului eolian poate funcționa controlerul;
• domeniul de tensiune - indicatoare max. și min. tensiunea bateriei pentru funcționarea adecvată a dispozitivului;
• capabilități de afișare - ce date despre dispozitiv și funcționarea acestuia sunt afișate pe afișajul unui anumit model;
• condiții de funcționare - la ce temperaturi, nivelul de umiditate poate funcționa dispozitivul selectat.

Dacă nu puteți alege singur un dispozitiv de control al încărcării, contactați un consultant și arătați-i fișa tehnică a morii dvs. de vânt. Dispozitivul este selectat în conformitate cu capacitățile instalației eoliene. Condițiile incorecte de funcționare și abaterile de la intervalul de tensiune vor afecta negativ funcționarea întregului sistem eolian.

Generator de turbine eoliene

Pentru funcționarea morilor de vânt, sunt necesare generatoare convenționale trifazate.Designul unor astfel de dispozitive este similar cu modelele folosite pe mașini, dar are parametri mai mari.

Aparatele turbinelor eoliene au o înfășurare statică trifazată (conexiune în stea), din care ies trei fire, mergând la controler, unde tensiunea alternativă este transformată în tensiune continuă.

Rotorul generatorului pentru o turbină eoliană este realizat pe magneți de neodim: în astfel de modele nu este recomandabil să folosiți excitație electrică, deoarece bobina consumă multă energie.

Pentru a crește viteza, se folosește adesea un multiplicator. Un astfel de dispozitiv vă permite să creșteți puterea generatorului existent sau să utilizați un dispozitiv mai mic, ceea ce reduce costul de instalare.

Multiplicatorii sunt mai des folosiți în turbinele eoliene verticale, în care procesul de rotație a roții eoliene este mai lent. Pentru dispozitivele orizontale cu o viteză mare de rotație a lamelor, nu sunt necesari multiplicatori, ceea ce simplifică și reduce costul construcției.

Cum să faci singur calculul unui generator eolian

Formulele sunt folosite pentru a calcula parametrul de putere al echipamentului care va fi utilizat într-o anumită zonă. În primul rând, se face un calcul al cantității de energie care permite generatorului eolian să genereze pe tot parcursul anului.

Calculul puterii totale a echipamentului

Pentru a finaliza sarcina, sunt efectuate următoarele acțiuni:

1. În primul rând, se fac calculele. În conformitate cu rezultatele obținute, se selectează lungimea elementelor de rotație, precum și înălțimea turnului.
2. Se efectuează o analiză a vitezei medii a fluxului de aer caracteristic unei anumite zone. Acest lucru va necesita echipament special. Cu acesta, trebuie să monitorizați puterea fluxului de aer timp de câteva luni.Dacă nu există instrument, puteți solicita rezultatele de la reprezentanții stației meteo locale.

Calculul puterii generatorul eolian se realizează conform formulei P=krV 3S/2.

Denumirile simbolurilor:

• r este parametrul densității fluxului de aer, în condiții normale această valoare este de 1,225 kg/m3;
• V este viteza medie a vântului, măsurată în metri pe secundă;
• S este aria totală a fluxului de aer, măsurată în metri;
• k este parametrul de randament al turbinei instalate in echipament;

Folosind aceste calcule, puteți determina cu exactitate cantitatea de putere necesară pentru un grup electrogen într-o anumită zonă. Dacă se achiziționează echipamente de marcă, atunci ambalajul acestuia ar trebui să indice cu ce forță a fluxului de aer funcționarea dispozitivului va fi cea mai eficientă. În medie, această valoare va fi în intervalul de la șapte până la unsprezece metri pe secundă.

Inginerul utilizatorului Odesa a vorbit în detaliu despre procedura de asamblare a dispozitivului generator, precum și despre efectuarea calculelor.

Calculul elicelor pentru o turbină eoliană

Procedura de calcul se efectuează după formula Z=LW/60/V, notație simbol:

• Z este valoarea vitezei reduse a unei elice;
• L este dimensiunea cercului pe care îl vor descrie elementele de rotație;
• W este viteza de rotire a unui șurub;
• V este parametrul de viteză al fluxului de aer de alimentare.

Pe baza acestei formule, se calculează numărul de rotații. Dar pentru calcul este necesar să se țină cont de pasul unui șurub al echipamentului. Se calculează prin formula H=2pR* tga.

Descrierea simbolurilor:

• 2n este o valoare constantă de 6,28;
• R este valoarea razei care va descrie elementele de rotație ale echipamentului;
• tg a este unghiul de secțiune.

Calculul unui invertor pentru un generator eolian

Înainte de a efectua aceste calcule, trebuie luat în considerare următorul punct. Dacă în rețeaua de domiciliu este utilizată o singură baterie de 12 volți, atunci nu are rost să instalați un invertor. Puterea medie a unei cabane de vară sau a unei gospodării private este de aproximativ 4 kW, supusă sarcinilor maxime. Pentru o astfel de rețea, numărul de baterii va fi de cel puțin zece, fiecare dintre ele fiind proiectat pentru 24 de volți. Cu atât de multe baterii, este indicat să folosiți un dispozitiv invertor.

Dar pentru aceste condiții, când se folosesc zece baterii de 24 de volți, vei avea nevoie de un generator eolian de 3 kW, cel puțin. Echipamentele mai slabe nu vor putea furniza energie pentru un astfel de număr de baterii. Pentru aparatele de uz casnic, această putere poate fi prea mare.

Calculul parametrului de putere al dispozitivului invertor se efectuează după cum urmează:

1. În primul rând, este necesar să rezumați caracteristicile de putere ale tuturor consumatorilor de energie.
2. Apoi se determină timpul de consum.
3. Se calculează parametrul de sarcină de vârf.

Alexander Kapustin a arătat procedura de pornire a unui generator eolian cu un invertor.

Eficienţă

Este destul de simplu să evaluezi eficiența energetică a unei unități de un anumit tip și design și să o compari cu performanța unor motoare similare. Este necesar să se determine coeficientul de utilizare a energiei eoliene (KIEV). Se calculează ca raport dintre puterea primită pe arborele turbinei eoliene și puterea fluxului de vânt care acționează pe suprafața roții eoliene.

Factorul de utilizare a energiei eoliene pentru diverse instalații variază de la 5 la 40%. Evaluarea va fi incompletă fără a lua în considerare costurile de proiectare și construcție a instalației, cantitatea și costul energiei electrice generate.În energia alternativă, perioada de amortizare a unei turbine eoliene este un factor important, dar este necesar să se țină seama și de efectul de mediu rezultat.

Ce este un generator eolian?

Un generator eolian este un dispozitiv care folosește energia eoliană pentru a genera energie electrică. Curenții de aer, care se mișcă liber în atmosferă, au o energie gigantică și, în plus, complet liberi. Energia eoliană este o încercare de a o extrage și de a o folosi bine.

Un generator eolian este un set de dispozitive care primesc, procesează și pregătesc energia pentru utilizare. Curenții vântului interacționează cu rotorul morii de vânt, determinând-o să se rotească. Rotorul este supraalimentat (sau direct) conectat la un generator care încarcă bateriile. Încărcarea prin invertor este procesată într-o formă standard (220 V, 50 Hz) și furnizată dispozitivelor de consum.

La prima vedere, complexul este destul de complicat. Există, de asemenea, modele mai simple, cum ar fi morile de vânt care alimentează pompele. Cu toate acestea, aparatele complexe necesită un set complet de echipamente care pot oferi o sursă de alimentare stabilă și de înaltă calitate.

Varietăți de turbine eoliene

Există mai multe tipuri de generatoare eoliene. În funcție de numărul de pale, morile de vânt sunt cu trei, două, una, mai multe pale. Dispozitivele sunt produse, de asemenea, fără lame, unde „vela”, asemănătoare cu o placă mare, servește ca parte care prinde vântul. Un astfel de echipament are o eficiență mai mare decât alte dispozitive, dar încă nu este utilizat pe scară largă. Interesant este că cu cât are mai puține lame o moară de vânt, cu atât produce mai multă energie.

Exemple de turbine eoliene plate

Dupa materialul folosit, lamele sunt rigide (din metal sau fibra de sticla) si stofa.Al doilea tip sunt așa-numitele turbine eoliene cu vele, sunt mai ieftine, dar pierd față de cele dure din punct de vedere practic și eficiență.

O altă caracteristică importantă este caracteristica pasului elicei, care face posibilă modificarea vitezei de rotație a palelor. Dispozitivele cu pas variabil vă permit să mențineți eficiența la diferite viteze ale vântului. Dar, în același timp, costul sistemului crește, iar fiabilitatea scade din cauza complexității designului. Prin urmare, în cele mai multe cazuri, se folosesc dispozitive cu pas fix, care sunt ușor de întreținut și fiabile.

Tipuri de turbine eoliene în funcție de amplasarea axei de lucru

Axa de rotație de lucru a turbinei eoliene poate fi amplasată atât pe verticală, cât și pe orizontală

În ambele cazuri, există avantaje și dezavantaje la care ar trebui să le acordați atenție atunci când alegeți.

Există mai multe tipuri de turbine eoliene verticale:

1. Generatoare eoliene Savonius, al căror design constă din mai multe semicilindri, care sunt fixate pe o axă în poziție verticală. Puterea unui astfel de dispozitiv este capacitatea de a lucra în orice direcție a vântului. Dar există și un dezavantaj serios - energia eoliană este utilizată doar de 25 - 30%.
2. În rotorul Darrieus, ca lame se folosesc benzi elastice, fixate pe grinzi fără a folosi un cadru. Eficiența modelului este aceeași cu cea a soiului precedent, dar este necesară o instalare suplimentară pentru a porni sistemul.
3. Morile de vânt cu lame multiple sunt cele mai eficiente dintre dispozitivele verticale.
4. Cea mai rară opțiune sunt dispozitivele cu rotor elicoid. Lamele răsucite special asigură rotirea uniformă a roții eoliene, dar complexitatea designului face prețul prea mare, ceea ce limitează utilizarea mecanismelor de acest tip.

Morile de vânt cu axă orizontală sunt mai frecvente decât cele verticale, deoarece sunt mai eficiente, dar mai scumpe.

Tipuri de turbine eoliene de-a lungul axei de lucru

Dezavantajele includ dependența eficienței de direcția vântului și necesitatea de a regla poziția structurii cu ajutorul unei giruete. Este recomandabil să instalați o turbină eoliană de acest tip într-o zonă deschisă unde nu va fi acoperită de copaci și clădiri și este mai bine departe de locul de reședință permanent al oamenilor. Este destul de zgomotos și reprezintă un pericol pentru păsările care zboară.

Producători de turbine eoliene

Piața include atât dispozitive de origine străină (în principal America de Nord, Europa și China), cât și instalații interne. Prețul depinde de putere și de configurație - de exemplu, prezența bateriilor solare și variază în intervalul de la zeci la sute de mii de ruble.

Principalele caracteristici tehnice

Modelele de controlere utilizate ca parte a unei anumite turbine eoliene diferă prin caracteristicile lor tehnice, reflectate în pașaportul produsului, acestea sunt:

• Puterea nominală, care este indicatorul principal al dispozitivului, trebuie să corespundă cu puterea generatorului eolian;
• Tensiunea nominală, de asemenea indicatorul principal, trebuie să corespundă tensiunii bateriilor care alcătuiesc turbina eoliană;
• Puterea maximă, determină valoarea maximă admisă pentru un anumit model de dispozitiv;
• Curentul maxim caracterizează capacitatea dispozitivului de a funcționa la cea mai înaltă performanță a generatorului eolian;
• Valoarea maximă și minimă a tensiunii de pe baterie determină domeniul de tensiune în care funcționează dispozitivul;
• Dacă modelul poate funcționa simultan cu o turbină eoliană și o centrală solară - curentul maxim de încărcare generat de panourile solare;
• Tipul de afișare și parametrii de funcționare afișați pe acesta;
• Caracteristici de funcționare - temperatura și umiditatea mediului ambiant;
• Dimensiuni totale si greutate.

Sunt toate turbinele eoliene la fel?

multe clasificări pentru fabricarea lamelor, la suprafața pământului,

Majoritatea turbinelor eoliene existente în prezent (centrale eoliene) pot fi clasificate ca cu una, două, trei sau mai multe pale. O mică parte dintre cele mai moderne dispozitive nu conțin deloc lame, iar vântul din ele prinde așa-numita „vela”, care arată ca o farfurie. În spatele lui sunt pistoane care pun sistemul hidraulic în funcțiune și deja generează curent electric. Eficiența unor astfel de instalații este mai mare decât cea a tuturor celorlalte. În ceea ce privește sistemele cu lame, tendința este următoarea: cu cât sunt mai puține lame, cu atât generatorul produce mai multă energie.

Varietăți de turbine eoliene

poate fi mai ieftin,

Dacă comparăm turbinele eoliene în funcție de pasul elicei, atunci dispozitivele cu pas fix sunt mai fiabile. Există mori de vânt cu pas variabil care pot modifica viteza de rotație, dar designul lor voluminos implică costuri suplimentare pentru instalarea și întreținerea unui astfel de sistem.

Designurile morilor de vânt sunt cele mai diverse, dacă le luăm în considerare din punctul de vedere al direcției axei de rotație față de sol.

Dispozitivele ale căror lame se rotesc în jurul unei axe verticale, la rândul lor, pot fi împărțite în mai multe tipuri.

1. Generatoarele eoliene Savonius sunt mai multe jumătăți de cilindri goale în interior, plantate pe o axă verticală. Principalul lor avantaj este capacitatea de a se roti indiferent de viteza și direcția vântului. Un dezavantaj semnificativ este capacitatea de a utiliza energia eoliană doar cu o treime.
2. Un rotor Darier este un sistem de două sau mai multe pale care sunt plăci plate. Un astfel de dispozitiv este ușor de realizat, dar nu va funcționa pentru a obține multă energie cu el. În plus, este necesar un mecanism suplimentar pentru a porni un astfel de rotor.
3. Rotorul elicoid, datorită lamelor special răsucite, are o rotație uniformă. Dispozitivul este durabil, dar, datorită complexității designului, este scump.
4. Turbinele eoliene cu palete multiple cu axă verticală de rotație sunt cea mai eficientă opțiune din grupul lor.

Morile de vânt cu axă orizontală de rotație au și avantajele și dezavantajele lor. Principalul lor avantaj este eficiența ridicată. Printre dezavantajele unor astfel de structuri, este de remarcat necesitatea de a capta direcția vântului cu o giruetă și schimbarea eficienței în funcție de direcția vântului. În acest sens, instalațiile orizontale sunt cele mai potrivite în zone deschise. În același loc în care palele vor fi protejate de vânt de clădiri, copaci sau, de exemplu, dealuri, este mai bine să instalați o turbină eoliană cu un design diferit.

În plus, o astfel de turbină eoliană este scumpă, iar apariția ei în vecinătate cu siguranță nu va provoca mare încântare în rândul vecinilor tăi. Lamele sale pot doborî cu ușurință o pasăre zburătoare și pot face mult zgomot.

Ce alte tipuri de turbine eoliene există? Ei bine, desigur, ale noastre, interne și importate. Printre acestea din urmă, unitățile europene, chineze și nord-americane sunt în frunte. În același timp, prezența pe piață a turbinelor eoliene autohtone nu poate decât să se bucure.

intrări noi
Ferăstrău cu lanț sau ferăstrău electric - ce să alegi pentru grădină? 4 greșeli la cultivarea roșiilor în ghivece pe care le fac aproape toate gospodinele Secrete ale creșterii răsadurilor de la japonezi, care sunt foarte sensibili la pământ

Prețul unor astfel de dispozitive este determinat, în primul rând, de puterea lor și de prezența unor elemente suplimentare, de exemplu, panouri solare, și variază într-o gamă foarte largă - de la câteva zeci la câteva sute de mii de ruble.

Să faci o moară de vânt cu propriile mâini

Lucrarea principală care trebuie efectuată este fabricarea și instalarea unui rotor rotativ. În primul rând, ar trebui să alegeți tipul de structură și dimensiunile acesteia. Cunoașterea puterii necesare a dispozitivului și a capacităților de producție va ajuta la determinarea acestui lucru.

Majoritatea nodurilor (dacă nu toate) vor trebui făcute independent, astfel încât alegerea va fi afectată de cunoștințele pe care le are creatorul structurii, de ce dispozitive și dispozitive este cel mai bine familiarizat. De obicei, se realizează mai întâi o moară de vânt de probă, cu ajutorul căreia se verifică performanța și se precizează parametrii structurii, după care se încep fabricarea unei turbine eoliene funcționale.

Principiul de funcționare

În plus, forța de rotație este transformată în electricitate, care este stocată în baterie. Cu cât fluxul de aer este mai puternic, cu atât lamele se rotesc mai repede, producând mai multă energie. Deoarece funcționarea generatorului eolian se bazează pe utilizarea maximă a unei surse alternative de energie, o parte a palelor are o formă rotunjită, cealaltă este relativ plată. Când fluxul de aer trece peste partea rotunjită, se creează o zonă de vid. Aceasta suge lama, trăgând-o în lateral. Acest lucru creează energie, care face ca lamele să se rotească.

Schema de funcționare a unui generator eolian: este prezentat principiul conversiei energiei eoliene și funcționarea mecanismelor interne

În timpul rotațiilor lor, șuruburile rotesc și axa conectată la rotorul generatorului. Când doisprezece magneți atașați la rotor se rotesc în stator, se creează un curent electric alternativ care are aceeași frecvență ca în prizele obișnuite din cameră. Acesta este principiul de bază al modului în care funcționează o turbină eoliană. Curentul alternativ este ușor de generat și transmis pe distanțe lungi, dar imposibil de stocat.

Schema schematică a unei turbine eoliene

Pentru a face acest lucru, trebuie convertit în curent continuu. Acest lucru este realizat de un circuit electronic din interiorul turbinei. Pentru a obține o cantitate mare de energie electrică, sunt fabricate instalații industriale. Un parc eolian constă de obicei din câteva zeci de instalații. Datorită utilizării unui astfel de dispozitiv acasă, puteți obține o reducere semnificativă a costurilor cu energia. Principiul de funcționare al turbinelor eoliene le permite să fie utilizate în următoarele opțiuni:

• pentru munca autonoma;
• în paralel cu bateria de rezervă;
• împreună cu panouri solare;
• în paralel cu un generator diesel sau pe benzină.

Dacă fluxul de aer se mișcă cu o viteză de 45 km/h, turbina generează 400 de wați de energie electrică. Acest lucru este suficient pentru a ilumina zona suburbană. Această putere poate fi acumulată prin colectarea ei într-o baterie.

Un dispozitiv special controlează încărcarea bateriei. Pe măsură ce sarcina scade, rotația lamelor încetinește. Când bateria este complet descărcată, lamele încep să se rotească din nou. În acest fel, încărcarea este menținută la un anumit nivel. Cu cât fluxul de aer este mai puternic, cu atât mai multă energie electrică poate produce turbina.

Cum o turbină eoliană este alimentată dintr-o sursă alternativă

Morile de vânt nu se „hrănesc” cu masa de aer, ele sunt reglate pentru a consuma viteza vântului. Cu alte cuvinte: vântul se apropie de turbina eoliană cu o viteză mare și o lasă cu o viteză mai mică. Diferența de viteză a vântului înainte și după generatorul eolian determină câtă energie a fost absorbită de acest dispozitiv.

Unele tipuri de turbine eoliene o fac mai bine, altele mai rău. Dar aceasta este funcția principală a generatorului eolian - de a încetini vântul.

Linia dintre eficiență și limitare

Să nu credeți niciodată afirmațiile că o anumită turbină eoliană funcționează cu o eficiență de 100%. Aceasta înseamnă că vântul din spatele palelor morii de vânt trebuie să se oprească complet. O dovadă absurdă demonstrează clar o afirmație falsă.

O turbină eoliană cu eficiență ideală trebuie să găsească echilibrul în care vântul degajă suficientă energie, astfel încât să nu aibă decât să iasă din fereastra de deschidere a dispozitivului pentru o mișcare ulterioară. Eficiența în acest caz determină diferența de viteză a vântului înainte și după turbină, afectând direct factorul de putere al morii de vânt, care are următoarea formulă: P_Ieșire= 1/2 × r × S × V3 × randament.

Eficiența maximă a unei turbine eoliene, acum mai bine de 100 de ani, a fost fundamentată de omul de știință german Betz în munca sa științifică fundamentală. Luând ca bază formula de mai sus, germanul a susținut extrem de consecvent că din vânt poate fi extrasă maxim 16/27 de energie. Ulterior, calculele sale au fost ușor corectate de italianul Loregio și s-a dovedit că eficiența maximă pentru un generator eolian este de 59%.

Acest lucru se observă în mod clar în diferența dintre principiile de funcționare ale turbinelor Savonius și Darier.La urma urmei, morile de vânt Savonius preiau doar forța de împingere a vântului, iar proiectele lui Darier folosesc și portanța aerodinamică, care crește viteza de rotație a palelor.

Principiul de funcționare al turbinei eoliene

În absența sau întreruperile frecvente de curent, este mai bine să faceți un mini generator eolian sau mai multe turbine eoliene (turbine eoliene) pentru alimentarea cu energie individuală cu propriile mâini. Un dispozitiv de casă transformă energia cinetică a vântului în energie mecanică datorită rotației roții eoliene.

Inițial, energia mecanică care rotește rotorul este transformată într-un curent alternativ trifazat. Fluxul de energie prin controler este stocat într-o baterie DC. În cele din urmă, invertorul de tensiune modifică curentul pentru a furniza energie electrică aparatelor și iluminatului.

Principiul de funcționare al unei mori de vânt este simplu și constă în acțiunea a trei tipuri de forță asupra palelor. Impulsul și ridicarea depășesc sistemul de forță de frânare și pornesc volantul în mișcare. După formarea unui câmp magnetic de către rotor pe partea staționară a generatorului, curentul începe prin fire.

Domeniile de aplicare ale dispozitivului

De fapt, turbinele eoliene sunt capabile să furnizeze energie obiectelor în diverse scopuri. Turbinele eoliene de mare capacitate sunt potrivite pentru alimentarea cu energie la scară industrială. Dispozitivele de casă proiectate corespunzător oferă proprietarului site-ului o sursă de alimentare neîntreruptă. Puteți face un generator eolian pentru o casă privată cu propriile mâini, cu forță de muncă și bani minime.

Avantajele aparatului

Principalul avantaj al unei turbine eoliene de acasă este economiile la facturile de energie electrică. Banii cheltuiți pe piese și montaj sunt rambursați cu electricitate gratuită.

Avantaje suplimentare ale unei turbine eoliene de casă:

• modelul din fabrică este de multe ori mai scump;
• design ecologic care funcționează fără combustibil;
• durata de viață nelimitată (în caz de defecțiune, componentele sunt ușor de înlocuit);
• adecvare în condiții climatice adecvate cu o viteză medie anuală a contorului de la 4 m/s.

Defecte

Partea negativă a unei mori de vânt individuale include:

• dependență de vreme;
• furtunile și uraganele scot adesea mecanismul din funcțiune;
• sunt necesare măsuri preventive;
• catargele înalte necesită împământare;
• unele modele depășesc nivelul de zgomot admis.

Generator de turbine eoliene

Pentru funcționarea morilor de vânt, sunt necesare generatoare convenționale trifazate. Designul unor astfel de dispozitive este similar cu modelele folosite pe mașini, dar are parametri mai mari.

Aparatele turbinelor eoliene au o înfășurare statică trifazată (conexiune în stea), din care ies trei fire, mergând la controler, unde tensiunea alternativă este transformată în tensiune continuă.

Rotorul generatorului pentru o turbină eoliană este realizat pe magneți de neodim: în astfel de modele nu este recomandabil să folosiți excitație electrică, deoarece bobina consumă multă energie.

Pentru a crește viteza, se folosește adesea un multiplicator. Un astfel de dispozitiv vă permite să creșteți puterea generatorului existent sau să utilizați un dispozitiv mai mic, ceea ce reduce costul de instalare.

Multiplicatorii sunt mai des folosiți în turbinele eoliene verticale, în care procesul de rotație a roții eoliene este mai lent. Pentru dispozitivele orizontale cu o viteză mare de rotație a lamelor, nu sunt necesari multiplicatori, ceea ce simplifică și reduce costul construcției.

Specificul montajului și instalării unei turbine eoliene de la o mașină de spălat și a unei turbine eoliene de la un generator auto sunt descrise în detaliu în articolele pe care le recomandăm.

A stabilit

• Rotor cu lame. Acestea, în funcție de model, pot fi: unul, doi, trei sau mai multe;
• Reductor sau, cu alte cuvinte, o cutie de viteze concepută pentru a regla viteza dintre generator și rotor;
• Carcasa este protectoare. Scopul său este clar din denumire: protejează toate componentele structurii de influențele externe;
• Coada este responsabilă pentru întoarcerea în direcția vântului care bate;
• Bateria este reîncărcabilă. Sarcina sa este de a acumula energie, de ex. stoc. Deoarece vremea nu este întotdeauna favorabilă pentru centrala electrică, acest lucru va ajuta întotdeauna pe vreme rea;
• instalarea invertorului. Este folosit pentru a converti curentul continuu în curent alternativ, care alimentează aparatele electrice folosite în viața de zi cu zi.

Calculul dimensiunii și amplasarea

Pentru a calcula numărul necesar de generatoare pentru o centrală eoliană, luați în considerare:

• puterea necesară;
• numărul de zile cu vânt;
• caracteristicile locației.

Așadar, pentru ca instalarea unei turbine eoliene să fie justificată de costuri, este necesar să se determine numărul de zile vântoase pe an, precum și direcția predominantă a acestora. Zonele de litoral și zonele din munți au cea mai avantajoasă locație, deoarece aici forța vântului depășește 60-70 m / s, iar acest lucru este suficient pentru a abandona electricitatea locală.

Pe teritoriul plat, vântul se caracterizează printr-un flux uniform, dar puterea sa nu este uneori suficientă pentru a oferi pe deplin o casă privată. Instalarea în apropierea plantațiilor și pădurilor este deloc neprofitabilă, deoarece energia eoliană este consumată și persistă într-o mai mare măsură pe copaci.

Fluxul vântului are o creștere a puterii direct proporțional cu distanța de la suprafața pământului. În consecință, cu cât catargul morii de vânt este mai înalt, cu atât poate capta mai mult impuls.Cu toate acestea, cu cât este îndepărtat mai departe de sol, cu atât necesită mai multă întărire. Suporturile auxiliare nu pot ține întotdeauna complet moara de vânt. Într-un vânt puternic cu rafale, probabilitatea căderii unui catarg înalt este mult mai mare decât a unui catarg așezat la un nivel de 5-7 metri.

Cea mai optimă îndepărtare a catargului de la sol este de 10-15 metri. Fixarea acestuia se realizează prin două metode:

1. Betonarea fundației - se sapă patru gropi adânci, dar mici în diametru, în care sunt scufundate și betonate extensiile turbinelor eoliene. Procesul este consumator de timp și costisitor, dar cel mai fiabil. La un vânt puternic, catargul va rămâne nemișcat, iar singura deteriorare a acestuia poate fi casarea palelor.
2. Vergeturi metalice - cu ajutorul unui cablu metalic, moara de vant se fixeaza perpendicular pe suprafata pamantului, in timp ce cablul este bine intins, fixand capetele de pamant.

Durata de funcționare a centralei electrice în ansamblu depinde de alegerea metodei de fixare a catargului.

Prezența echipamentelor speciale, precum și experiența în realizarea unor astfel de lucrări, vor salva parcul eolian de defecțiuni premature.

Generator eolian de navigație

Dacă palele morilor de vânt tradiționale sunt realizate din materiale dure, atunci în navigație, dimpotrivă, sunt realizate din materiale moi. Potrivit pentru orice material dens, cum ar fi prelata. Adesea, laminate nețesute sunt utilizate în astfel de construcții. În exterior, un generator eolian cu vele arată ca o placă mare pentru copii.

Prin proiectare, morile de vânt cu vele sunt împărțite în două tipuri.

• Circular cu pânze triunghiulare
• Cu o roată de pânză, tot circulară

Generator eolian de navigație cu pale triunghiulare

Lamele triunghiulare de pânză sunt de obicei realizate isoscele, dar în multe cazuri forma lor este selectată individual - în funcție de încărcările vântului din zona în care sunt instalate.O moară de vânt cu vele începe să funcționeze la o viteză a vântului de 5 m / s. Eficiența sa este mai mare decât cea a majorității morilor de vânt cu lame, dar, în același timp, nu este lipsită de multe neajunsuri. Deci, atunci când vântul se schimbă, „barca cu pânze” se oprește și are nevoie de timp pentru a se învârti în noua direcție a fluxului vântului.

Un alt dezavantaj este fragilitatea „pânzelor” în sine. De multe ori se rup, se defectează și necesită o înlocuire completă.
Se crede că un generator de vele circulare este lipsit de aceste neajunsuri. Eficiența sa este de două ori mai mare decât a unui generator cu lame de pânză. În exterior, arată ca o antenă satelit și diferă de generatoarele obișnuite prin faptul că nu are lame, cilindri sau rotoare rotative. Acest generator vibrează sub presiune sau rafale de vânt, transferând energie mecanică generatorului cu vibrațiile sale.