Kinetični vetrni generator: naprava, princip delovanja, uporaba

Naprava za vetrne turbine

Vetrni generatorji so popolnoma okolju prijazni in lahko potrošnikom zagotavljajo brezplačno energijo za neomejen čas. Vetrni generatorji - vetrne elektrarne imajo različne zmogljivosti, kar omogoča njihovo uporabo na različnih območjih.

Največjo učinkovitost vetrne elektrarne je mogoče doseči z namestitvijo na mestih s stalnimi aktivnimi zračnimi tokovi. Običajno se za to uporabljajo gore in hribi, obale morij in oceanov ter drugi podobni pogoji. Glavni del instalacije je rotor, ki deluje kot turbina. V večini primerov se konstrukcije vetrnih elektrarn s tremi rezili uporabljajo v obliki propelerja, nameščenega na visoki nadmorski višini od zemeljske površine.
Da bi dosegli največji učinek, se lopatice skupaj z rotorjem s posebnimi mehanizmi nastavijo v optimalen položaj, odvisno od smeri in moči vetra. Obstajajo tudi drugi dizajni - boben, ki niso odvisni od zgornjih dejavnikov in ne zahtevajo nobenih prilagoditev. Če pa je učinkovitost propelerskih inštalacij na ravni 50%, potem je pri bobnastih napravah precej nižja.

Vsaka zračna elektrarna, ne glede na zasnovo, je popolnoma povezana z delovanjem zračnih tokov, ki pogosto spremenijo njihovo delovanje. To posledično vodi do sprememb števila vrtljajev rotorja in proizvedene električne energije. Ta situacija zahteva združevanje generatorja in električnega omrežja s pomočjo dodatne opreme.

Za to se praviloma uporabljajo baterije skupaj z inverterji. Prvič, baterija se polni iz generatorja, za katerega enakomernost toka ni pomembna. Nadalje se polnjenje baterije, pretvorjeno v pretvorniku, prenese v omrežje.

Po potrebi je mogoče nadzorovati strukture propelerja WPP. Če je hitrost vetra previsoka, se napadni kot lopatic spremeni na najmanjšo možno mero. To vodi do zmanjšanja obremenitve vetra na turbino.Vendar pa se pod vplivom orkanov pogosto deformirajo rotorji vetrnih elektrarn in odpove celotna domača instalacija. Negativnim vplivom se ni mogoče popolnoma izogniti, saj so električni generatorji nameščeni na povprečni višini 50 m. Zaradi tega je mogoče uporabiti močnejše in stabilnejše vetrove, ki prevladujejo na visokih nadmorskih višinah.

Kako izbrati vetrni generator

Če želite izbrati vetrni generator, morate:

1. Izračunajte inštalirano moč električnih naprav, ki jih nameravate priključiti na ta vir energije.
2. Na podlagi dobljenih vrednosti moči in povprečne letne hitrosti vetra se v območju namestitve enote določi moč generatorja. Moč je treba upoštevati ob upoštevanju varnostnega faktorja, ki temelji na rasti obremenitev in da ne bi preobremenili naprave med največjimi obremenitvami.
3. Upoštevati je treba podnebje v kraju, kjer je naprava nameščena, saj padavine negativno vplivajo na delovanje generatorja. Upoštevajte podnebne značilnosti kraja bivanja.
4. Določanje učinkovitosti namestitve je eden najpomembnejših kazalcev.
5. Ugotovite učinkovitost generatorja glede na hrup, ki nastane med delovanjem.
6. Izvedite primerjalno analizo različnih tipov generatorjev za vse značilnosti in parametre.
7. Preberite ocene uporabnikov o podobnih napravah.
8. Naredite analizo domačih in tujih proizvajalcev, preučite preglede teh podjetij.

Postavitev vetrnega generatorja nizke hitrosti

V kos zemlje je postavljen majhen temelj, v katerega je pritrjen jambor. V bližini stolpa, ob vznožju, je omarica za napajanje. Na vrhu je nameščen rotacijski mehanizem, na njem je nameščena gondola. V notranjosti slednjega so anemometer, generator, menjalnik in zavore.Na gondolo je pritrjen pokrov rotorja, v katerega so zataknjena rezila. Vsako krilo je povezano s sistemom, ki samodejno prilagaja naklon.

Namestitev vetrne turbine z nizko hitrostjo se začne s temeljem in namestitvijo jambora

Po končani namestitvi generatorja namestijo sisteme za zaščito pred strelo in prenos informacij o delu ter ohišje in gasilni mehanizem.

Generator vetra z nizko hitrostjo je naprava, ki lahko zagotavlja električno energijo v primestnem območju. Uporaba je upravičena na območjih z rahlim vetrom.

Specifikacije

V času nakupa krmilnik polnjenja vetrne turbine morate natančno preučiti njegov podatkovni list. Pri izbiri so pomembne lastnosti:

• moč - mora ustrezati moči vetrne turbine;
• napetost - mora ustrezati napetosti baterij, nameščenih na vetrnici;
• maks. moč - označuje največjo dovoljeno moč za model krmilnika;
• maks. tok - označuje, s kakšnimi največjimi močmi vetrnega generatorja lahko deluje krmilnik;
• napetostno območje - indikatorji max. in min. napetost baterije za ustrezno delovanje naprave;
• zmogljivosti prikaza - kateri podatki o napravi in ​​njenem delovanju so prikazani na zaslonu določenega modela;
• pogoji delovanja - pri kakšnih temperaturah, stopnji vlažnosti lahko deluje izbrana naprava.

Če ne morete sami izbrati naprave za nadzor polnjenja, se obrnite na svetovalca in mu pokažite podatkovni list vaše vetrnice. Naprava je izbrana v skladu z zmogljivostmi vetrne instalacije. Nepravilni pogoji delovanja in odstopanja od napetostnega območja bodo negativno vplivali na delovanje celotnega vetrnega sistema.

Generator vetrne turbine

Za delovanje vetrnic so potrebni običajni trifazni generatorji.Zasnova takšnih naprav je podobna modelom, ki se uporabljajo v avtomobilih, vendar ima večje parametre.

Vetrne turbine imajo trifazno statorsko navitje (zvezdasta povezava), iz katerega izstopajo tri žice, ki gredo do krmilnika, kjer se izmenična napetost pretvori v enosmerno.

Rotor generatorja za vetrno turbino je izdelan na neodimskih magnetih: v takšnih izvedbah ni priporočljivo uporabljati električnega vzbujanja, saj tuljava porabi veliko energije

Za povečanje hitrosti se pogosto uporablja množitelj. Takšna naprava omogoča povečanje moči obstoječega generatorja ali uporabo manjše naprave, kar zmanjša stroške namestitve.

Multiplikatorji se pogosteje uporabljajo pri vertikalnih vetrnih turbinah, pri katerih je proces vrtenja vetrnega kolesa počasnejši. Za vodoravne naprave z visoko hitrostjo vrtenja rezil množitelji niso potrebni, kar poenostavlja in znižuje stroške gradnje.

Kako sami narediti izračun vetrnega generatorja

Formule se uporabljajo za izračun parametra moči opreme, ki se bo uporabljala na določenem območju. Najprej se naredi izračun količine energije, ki omogoča, da vetrni generator proizvaja skozi vse leto.

Izračun skupne moči opreme

Za dokončanje naloge se izvedejo naslednja dejanja:

1. Najprej se izvedejo izračuni. V skladu z dobljenimi rezultati se izbere dolžina rotacijskih elementov, pa tudi višina stolpa.
2. Izvede se analiza povprečne hitrosti zračnega toka, značilnega za določeno območje. To bo zahtevalo posebno opremo. Z njim morate več mesecev spremljati moč zračnega toka.Če instrumenta ni, lahko rezultate zahtevate od predstavnikov lokalne vremenske postaje.

Izračun moči vetrni generator se izvaja po formuli P=krV 3S/2.

Oznake simbolov:

• r je parameter gostote pretoka zraka, pri normalnih pogojih je ta vrednost 1,225 kg/m3;
• V je povprečna hitrost vetra, merjena v metrih na sekundo;
• S je skupna površina zračnega toka, merjena v metrih;
• k je parameter učinkovitosti turbine, nameščene v opremi;

S temi izračuni lahko natančno določite količino energije, ki je potrebna za generatorski agregat na določenem območju. Če kupite opremo z blagovno znamko, mora njena embalaža navesti, pri kateri sili zračnega toka bo delovanje naprave najučinkovitejše. V povprečju bo ta vrednost v razponu od sedem do enajst metrov na sekundo.

Uporabnik Odessa inženir je podrobno spregovoril o postopku sestavljanja generatorske naprave, pa tudi o izvajanju izračunov.

Izračun propelerjev za vetrno turbino

Postopek izračuna se izvede po formuli Z=LW/60/V, oznaka simbola:

• Z je vrednost nizke hitrosti enega propelerja;
• L je velikost kroga, ki ga bodo opisali rotacijski elementi;
• W je hitrost vrtenja enega vijaka;
• V je parameter hitrosti dovoda zraka.

Na podlagi te formule se izračuna število vrtljajev. Toda za izračun je treba upoštevati naklon enega vijaka opreme. Izračuna se po formuli H=2pR* tga.

Opis simbolov:

• 2n je konstantna vrednost 6,28;
• R je vrednost polmera, ki bo opisoval elemente vrtenja opreme;
• tg a je kot preseka.

Izračun pretvornika za vetrni generator

Pred izvedbo teh izračunov je treba upoštevati naslednjo točko. Če se v domačem omrežju uporablja samo ena 12-voltna baterija, potem ni smisla nameščati pretvornika. Povprečna moč poletne koče ali zasebnega gospodinjstva je približno 4 kW, ob upoštevanju največjih obremenitev. Za takšno omrežje bo število baterij najmanj deset, vsaka od njih je zasnovana za 24 voltov. Pri toliko baterijah je priporočljivo uporabljati invertersko napravo.

Toda za te pogoje, ko uporabljate deset 24-voltnih baterij, boste potrebovali vetrni generator z najmanj 3 kW. Šibkejša oprema ne bo mogla zagotoviti energije za tako število baterij. Za gospodinjske aparate je ta moč morda previsoka.

Izračun parametra moči inverterske naprave se izvede na naslednji način:

1. Najprej je treba povzeti značilnosti moči vseh porabnikov energije.
2. Nato se določi čas porabe.
3. Izračuna se parameter največje obremenitve.

Alexander Kapustin je pokazal postopek za zagon vetrnega generatorja z inverterjem.

Učinkovitost

Precej preprosto je oceniti energetsko učinkovitost enote določene vrste in zasnove ter jo primerjati z zmogljivostjo podobnih motorjev. Treba je določiti koeficient izrabe vetrne energije (KIEV). Izračuna se kot razmerje moči, prejete na gredi vetrne turbine, do moči toka vetra, ki deluje na površino vetrnega kolesa.

Faktor izkoriščenosti vetrne energije za različne inštalacije se giblje od 5 do 40 %. Ocena bo nepopolna brez upoštevanja stroškov projektiranja in izgradnje objekta, količine in stroškov proizvedene električne energije.Pri alternativni energiji je vračilna doba vetrne turbine pomemben dejavnik, vendar je treba upoštevati tudi posledični vpliv na okolje.

Kaj je vetrni generator?

Vetrni generator je naprava, ki uporablja vetrno energijo za proizvodnjo električne energije. Zračni tokovi, ki se prosto gibljejo v ozračju, imajo ogromno energije in poleg tega popolnoma brezplačni. Energija vetra je poskus, da bi jo pridobili in jo dobro izkoristili.

Vetrni generator je sklop naprav, ki sprejemajo, predelujejo in pripravljajo energijo za uporabo. Vetrni tokovi delujejo z rotorjem mlina na veter, zaradi česar se vrti. Rotor je prekomerno (ali neposredno) povezan z generatorjem, ki polni baterije. Polnjenje preko pretvornika se predela v standardno obliko (220 V, 50 Hz) in dovaja v porabe.

Na prvi pogled je kompleks precej zapleten. Obstajajo tudi enostavnejše izvedbe, kot so vetrnice, ki napajajo črpalke. Vendar pa kompleksne naprave zahtevajo celoten nabor opreme, ki lahko zagotovi stabilno in kakovostno napajanje.

Sorte vetrnih turbin

Obstaja več vrst vetrnih generatorjev. Po številu lopatic so vetrnice tri-, dvo-, eno-, večrezilne. Naprave se proizvajajo sploh brez rezil, pri čemer je "jadro", ki spominja na veliko ploščo, del, ki zajema veter. Takšna oprema ima večjo učinkovitost kot druge naprave, vendar se še vedno ne uporablja široko. Zanimivo je, da manj rezil ima vetrnica, več energije proizvede.

Primeri ravnih vetrnih turbin

Glede na uporabljeni material so rezila toga (iz kovine ali steklenih vlaken) in tkanine.Druga vrsta so tako imenovane jadralne vetrne turbine, ki so cenejše, a v praktičnosti in učinkovitosti izgubljajo pred trdimi.

Druga pomembna lastnost je nagibna značilnost propelerja, ki omogoča spreminjanje hitrosti vrtenja lopatic. Naprave s spremenljivim naklonom vam omogočajo ohranjanje učinkovitosti pri različnih hitrostih vetra. Toda hkrati se stroški sistema povečajo, zanesljivost pa se zmanjša zaradi zapletenosti zasnove. Zato se v večini primerov uporabljajo naprave s fiksnim naklonom, ki so enostavne za vzdrževanje in zanesljive.

Vrste vetrnih turbin glede na lokacijo delovne osi

Delovna os vrtenja vetrne turbine je lahko nameščena tako navpično kot vodoravno

V obeh primerih obstajajo prednosti in slabosti, na katere morate biti pozorni pri izbiri.

Obstaja več vrst vertikalnih vetrnih turbin:

1. Vetrni generatorji Savonius, katerih zasnova je sestavljena iz več polcilindrov, ki so pritrjeni na os v navpičnem položaju. Moč takšne naprave je sposobnost dela v kateri koli smeri vetra. Obstaja pa tudi resna pomanjkljivost - vetrna energija se uporablja le za 25 - 30%.
2. V rotorju Darrieus se kot rezila uporabljajo elastični trakovi, pritrjeni na nosilce brez uporabe okvirja. Učinkovitost modela je enaka kot pri prejšnji različici, vendar je za zagon sistema potrebna dodatna namestitev.
3. Mlini na veter z več rezili so najučinkovitejši med vertikalnimi napravami.
4. Najredkejša možnost so naprave s helikoidnim rotorjem. Posebno zasukana rezila zagotavljajo enakomerno vrtenje vetrnega kolesa, vendar je zaradi kompleksnosti zasnove cena previsoka, kar omejuje uporabo tovrstnih mehanizmov.

Mlini na veter z vodoravno osjo so pogostejši kot navpični, ker so učinkovitejši, a dražji.

Vrste vetrnih turbin vzdolž delovne osi

Pomanjkljivosti vključujejo odvisnost učinkovitosti od smeri vetra in potrebo po prilagajanju položaja konstrukcije z uporabo vremenske lopatice. Tovrstno vetrno turbino je priporočljivo namestiti na odprtem območju, kjer ne bo pokrita z drevesi in zgradbami, in je bolje stran od stalnega prebivališča ljudi. Je precej hrupno in predstavlja nevarnost za ptice, ki letijo mimo.

Proizvajalci vetrnih turbin

Trg vključuje tako naprave tujega izvora (predvsem Severna Amerika, Evropa in Kitajska) kot domače inštalacije. Cena je odvisna od moči in konfiguracije - na primer prisotnosti sončnih baterij in se giblje v razponu od deset do sto tisoč rubljev.

Glavne tehnične značilnosti

Modeli krmilnikov, ki se uporabljajo kot del določene vetrne turbine, se razlikujejo po svojih tehničnih lastnostih, ki se odražajo v potnem listu izdelka, to so:

• Nazivna moč, ki je glavni indikator naprave, mora ustrezati moči vetrnega generatorja;
• Nazivna napetost, ki je tudi glavni indikator, mora ustrezati napetosti baterij, ki sestavljajo vetrno turbino;
• Največja moč, določa največjo dovoljeno vrednost za določen model naprave;
• Največji tok označuje sposobnost naprave, da deluje pri najvišji zmogljivosti vetrnega generatorja;
• Največja in najmanjša vrednost napetosti na akumulatorju določata napetostno območje, v katerem naprava deluje;
• Če model lahko deluje hkrati z vetrno turbino in sončno elektrarno - največji polnilni tok, ki ga ustvarijo sončne celice;
• Vrsta zaslona in parametri delovanja, prikazani na njem;
• Značilnosti delovanja - temperatura in vlažnost okolice;
• Skupne mere in teža.

Ali so vse vetrne turbine enake?

številne klasifikacije za izdelavo rezil, na zemeljsko površino,

Večino trenutno obstoječih vetrnih elektrarn (vetrne elektrarne) lahko pripišemo eno-, dvo-, tri- ali večlopačnim. Manjši del najsodobnejših naprav sploh ne vsebuje rezil, veter v njih pa lovi tako imenovano "jadro", ki je videti kot krožnik. Za njim so bati, ki sprožijo hidravlični sistem in že ta proizvaja električni tok. Učinkovitost takšnih naprav je višja od učinkovitosti vseh drugih. Pri sistemih z lopaticami je trend naslednji: manj ko je rezil, več energije proizvede generator.

Sorte vetrnih turbin

morda cenejši,

Če vetrne turbine primerjamo glede na naklon propelerja, so naprave s fiksnim naklonom bolj zanesljive. Obstajajo vetrnice s spremenljivim korakom, ki lahko spreminjajo hitrost vrtenja, vendar njihova obsežna zasnova pomeni dodatne stroške za namestitev in vzdrževanje takega sistema.

Zasnove vetrnic so najbolj raznolike, če jih upoštevamo z vidika smeri osi vrtenja glede na tla.

Naprave, katerih rezila se vrtijo okoli navpične osi, lahko razdelimo na več vrst.

1. Vetrni generatorji Savonius so v notranjosti več polovic votlih valjev, ki so postavljeni na navpično os. Njihova glavna prednost je sposobnost vrtenja ne glede na hitrost in smer vetra. Pomembna pomanjkljivost je zmožnost uporabe vetrne energije le za tretjino.
2. Darier rotor je sistem dveh ali več rezil, ki so ploščate plošče. Takšno napravo je enostavno izdelati, vendar z njo ne bo šlo, da bi dobili veliko energije. Poleg tega je za zagon takšnega rotorja potreben dodaten mehanizem.
3. Helikoidni rotor ima zaradi posebej zasukanih rezil enakomerno vrtenje. Naprava je trpežna, vendar je zaradi kompleksnosti zasnove draga.
4. Vetrne turbine z več rezili z navpično osjo vrtenja so najučinkovitejša možnost v svoji skupini.

Mline na veter z vodoravno osjo vrtenja imajo tudi svoje prednosti in slabosti. Njihova glavna prednost je visoka učinkovitost. Med pomanjkljivostmi takšnih struktur je treba omeniti potrebo po zajemanju smeri vetra z vetrovko in spremembo učinkovitosti glede na smer vetra. V zvezi s tem so vodoravne instalacije najbolj primerne na odprtih območjih. Na istem mestu, kjer bodo lopatice zaščitene pred vetrom s stavbami, drevesi ali na primer hribi, je bolje namestiti vetrno turbino drugačne izvedbe.

Poleg tega je taka vetrna turbina draga in njen videz v bližini zagotovo ne bo povzročil velikega veselja pri sosedih. Njegova rezila zlahka zrušijo letečo ptico in naredijo veliko hrupa.

Katere druge vrste vetrnih turbin obstajajo? No, seveda naše, domače in uvožene. Med slednjimi prednjačijo evropske, kitajske in severnoameriške enote. Hkrati pa prisotnost domačih vetrnih turbin na trgu ne more le razveseliti.

novi vnosi
Motorna ali električna žaga - kaj izbrati za vrt? 4 napake pri gojenju paradižnika v loncih, ki jih naredijo skoraj vse gospodinje Skrivnosti gojenja sadik Japoncev, ki so zelo občutljivi na zemljo

Cena takšnih naprav je določena predvsem z njihovo močjo in prisotnostjo dodatnih elementov, na primer sončnih kolektorjev, in se giblje v zelo širokem razponu - od nekaj deset do nekaj sto tisoč rubljev.

Izdelava mlina na veter z lastnimi rokami

Glavno delo, ki ga je treba opraviti, je izdelava in namestitev vrtljivega rotorja. Najprej morate izbrati vrsto strukture in njene dimenzije. Poznavanje zahtevane moči naprave in proizvodnih zmogljivosti bo pomagalo določiti to.

Večino vozlišč (če ne vseh) bo treba izdelati samostojno, zato bo na izbiro vplivalo, kakšno znanje ima ustvarjalec strukture, katere naprave in naprave najbolje pozna. Običajno se najprej izdela testna vetrnica, s pomočjo katere se preveri zmogljivost in določijo parametri konstrukcije, nato pa začnejo izdelovati delujoč vetrni generator.

Načelo delovanja

Nadalje se vrtilna sila pretvori v električno energijo, ki je shranjena v bateriji. Močnejši kot je pretok zraka, hitreje se vrtijo rezila in proizvajajo več energije. Ker delovanje vetrnega generatorja temelji na maksimalni uporabi alternativnega vira energije, ima ena stran lopatic zaobljeno obliko, druga pa razmeroma ravna. Ko zračni tok prehaja čez zaobljeno stran, se ustvari območje vakuuma. To sesa rezilo in ga potegne na stran. To ustvarja energijo, ki povzroči vrtenje rezil.

Shema delovanja vetrnega generatorja: prikazan je princip pretvorbe vetrne energije in delovanje notranjih mehanizmov

Med svojimi zavoji vijaki vrtijo tudi os, ki je povezana z rotorjem generatorja. Ko se dvanajst magnetov, pritrjenih na rotor, zavrti v statorju, nastane izmenični električni tok, ki ima enako frekvenco kot v običajnih sobnih vtičnicah. To je osnovno načelo delovanja vetrne turbine. Izmenični tok je enostavno ustvariti in prenašati na velike razdalje, vendar ga je nemogoče shraniti.

Shematski diagram vetrnega generatorja

Če želite to narediti, ga je treba pretvoriti v enosmerni tok. To delo opravlja elektronsko vezje znotraj turbine. Za pridobivanje velike količine električne energije izdelujejo industrijske obrate. Vetrni park je običajno sestavljen iz več deset instalacij. Zahvaljujoč uporabi takšne naprave doma lahko znatno zmanjšate stroške energije. Načelo delovanja vetrnih turbin omogoča njihovo uporabo v naslednjih možnostih:

• za samostojno delo;
• vzporedno z rezervno baterijo;
• skupaj s sončnimi paneli;
• vzporedno z dizelskim ali bencinskim generatorjem.

Če se zračni tok premika s hitrostjo 45 km / h, turbina proizvede 400 vatov električne energije. To je dovolj za osvetlitev primestnega območja. To moč lahko naberete tako, da jo zberete v bateriji.

Posebna naprava nadzoruje polnjenje baterije. Ko se naboj zmanjša, se vrtenje rezil upočasni. Ko je baterija popolnoma izpraznjena, se rezila ponovno začnejo vrteti. Na ta način se polnjenje vzdržuje na določeni ravni. Močnejši kot je pretok zraka, več električne energije lahko proizvede turbina.

Kako se vetrna turbina napaja iz alternativnega vira

Mline na veter se ne "hranijo" z maso zraka, nastavljene so tako, da porabijo hitrost vetra. Z drugimi besedami: veter se približuje vetrni turbini z veliko hitrostjo in jo zapušča z nižjo hitrostjo. Razlika v hitrostih vetra pred in po vetrnem generatorju določa, koliko energije je ta naprava absorbirala.

Nekatere vrste vetrnih turbin to delajo bolje, nekatere slabše. Toda to je glavna funkcija vetrnega generatorja - upočasniti veter.

Meja med učinkovitostjo in omejitvami

Nikoli ne verjemite trditvam, da določena vetrna turbina deluje s 100-odstotnim izkoristkom. To pomeni, da se mora veter za lopaticami vetrnice popolnoma ustaviti. Absurden dokaz jasno kaže napačno izjavo.

Vetrna turbina z idealnim izkoristkom mora najti ravnovesje, kjer veter odda dovolj energije, da mora za nadaljnje gibanje le izstopiti iz odprtine naprave. Učinkovitost v tem primeru določa razliko v hitrosti vetra pred in za turbino, kar neposredno vpliva na faktor moči vetrnice, ki ima naslednjo formulo: P_izhod= 1/2 × r × S × V3 × učinkovitost.

Največji izkoristek vetrne turbine pred več kot 100 leti je v svojem temeljnem znanstvenem delu utemeljil nemški znanstvenik Betz. Zgornjo formulo je Nemec izredno dosledno utemeljil, da je iz vetra mogoče pridobiti največ 16/27 energije. Kasneje je njegove izračune nekoliko popravil italijanski Loregio in izkazalo se je, da je največji izkoristek za vetrni generator 59%.

To je jasno opazno v razliki v principih delovanja turbin Savonius in Darier.Konec koncev Savoniusove vetrnice sprejemajo le potisno silo vetra, Darierjevi projekti pa uporabljajo tudi aerodinamično dviganje, ki poveča hitrost vrtenja lopatic.

Načelo delovanja vetrne turbine

V odsotnosti ali pogostih izpadih električne energije je bolje izdelati mini vetrni generator ali več vetrnih turbin (vetrnih turbin) za posamezno napajanje z lastnimi rokami. Domača naprava pretvarja kinetično energijo vetra v mehansko energijo zaradi vrtenja vetrnega kolesa.

Na začetku se mehanska energija, ki vrti rotor, pretvori v trifazni izmenični tok. Pretok energije skozi krmilnik je shranjen v enosmerni bateriji. Končno napetostni pretvornik spremeni tok za oskrbo z električno energijo za naprave in razsvetljavo.

Načelo delovanja vetrnice je preprosto in je sestavljeno iz delovanja treh vrst sile na rezila. Impulz in dvig premagata sistem zavorne sile in zaženeta vztrajnik v gibanju. Po tvorbi magnetnega polja z rotorjem na mirujočem delu generatorja se tok začne skozi žice.

Področja uporabe naprave

Pravzaprav so vetrne turbine sposobne zagotavljati energijo predmetom za različne namene. Vetrne turbine velikih zmogljivosti so primerne za oskrbo z električno energijo v industrijskem obsegu. Pravilno zasnovane domače naprave dajejo lastniku mesta neprekinjeno napajanje. Vetrni generator za zasebno hišo lahko izdelate z lastnimi rokami z minimalnimi stroški dela in gotovine.

Prednosti naprave

Glavna prednost domače vetrne turbine je prihranek pri računih za elektriko. Denar, porabljen za dele in montažo, se povrne z brezplačno oskrbo z električno energijo.

Dodatne prednosti domače vetrne turbine:

• tovarniški model je večkrat dražji;
• okolju prijazen dizajn, ki deluje brez goriva;
• neomejena življenjska doba (v primeru okvare je sestavne dele enostavno zamenjati);
• primernost v primernih podnebnih razmerah s povprečno letno hitrostjo števca od 4 m/s.

Pomanjkljivosti

Negativna stran posamezne vetrnice vključuje:

• odvisnost od vremena;
• neurja in orkani pogosto ugasnejo mehanizem;
• potrebni so preventivni ukrepi;
• visoki jambori potrebujejo ozemljitev;
• nekateri modeli presegajo dovoljeno raven hrupa.

Generator vetrne turbine

Za delovanje vetrnic so potrebni običajni trifazni generatorji. Zasnova takšnih naprav je podobna modelom, ki se uporabljajo v avtomobilih, vendar ima večje parametre.

Vetrne turbine imajo trifazno statorsko navitje (zvezdasta povezava), iz katerega izstopajo tri žice, ki gredo do krmilnika, kjer se izmenična napetost pretvori v enosmerno.

Rotor generatorja za vetrno turbino je izdelan na neodimskih magnetih: v takšnih izvedbah ni priporočljivo uporabljati električnega vzbujanja, saj tuljava porabi veliko energije

Za povečanje hitrosti se pogosto uporablja množitelj. Takšna naprava omogoča povečanje moči obstoječega generatorja ali uporabo manjše naprave, kar zmanjša stroške namestitve.

Multiplikatorji se pogosteje uporabljajo pri vertikalnih vetrnih turbinah, pri katerih je proces vrtenja vetrnega kolesa počasnejši. Za vodoravne naprave z visoko hitrostjo vrtenja rezil množitelji niso potrebni, kar poenostavlja in znižuje stroške gradnje.

Posebnosti montaže in montaže vetrne turbine iz pralnega stroja in vetrne turbine iz avtogeneratorja so podrobno opisane v člankih, ki jih priporočamo.

Set

• Rotor z lopatico. Odvisno od modela so lahko: ena, dva, tri ali več;
• Reduktor ali, z drugimi besedami, menjalnik, zasnovan za uravnavanje hitrosti med generatorjem in rotorjem;
• Ohišje je zaščitno. Njegov namen je razviden že iz imena: ščiti vse sestavne dele konstrukcije pred zunanjimi vplivi;
• Rep je odgovoren za obračanje v smeri pihajočega vetra;
• Baterija je polnilna. Njegova naloga je kopičenje energije, t.j. zaloga. Ker vreme ni vedno naklonjeno elektrarni, bo to vedno pomagalo v slabem vremenu;
• namestitev inverterja. Uporablja se za pretvorbo enosmernega toka v izmenični tok, ki napaja električne naprave, ki se uporabljajo v vsakdanjem življenju.

Izračun velikosti in namestitve

Za izračun potrebnega števila generatorjev za vetrno elektrarno upoštevajte:

• zahtevana moč;
• število vetrovnih dni;
• značilnosti lokacije.

Torej, da bi vgradnjo vetrne turbine upravičili s stroški, je treba določiti število vetrovnih dni na leto, pa tudi njihovo prevladujočo smer. Obmorska območja in gorska območja imajo najugodnejšo lokacijo, saj tukaj moč vetra presega 60-70 m / s, kar je povsem dovolj za opustitev lokalne elektrike.

Na ravnem ozemlju je za veter značilen enakomeren tok, vendar njegova moč včasih ni dovolj, da bi v celoti zagotovila zasebno hišo. Namestitev v bližini nasadov in gozdov je sploh nerentabilna, saj se energija vetra porablja in se v večji meri zadržuje na drevesih.

Moč vetra se poveča neposredno sorazmerno z oddaljenostjo od zemeljske površine. V skladu s tem višji kot je jambor vetrnice, več zagona lahko zajame.Vendar, bolj ko je odmaknjen od tal, več ojačitve potrebuje. Pomožni nosilci vetrnice ne morejo vedno popolnoma držati. V močnem sunkovitem vetru je verjetnost padca visokega jambora veliko večja od jambora, postavljenega na višini 5-7 metrov.

Najbolj optimalna odstranitev jambora od tal je 10-15 metrov. Njegovo pritrditev se izvaja na dva načina:

1. Betoniranje temeljev - izkopljejo štiri globoke, a majhne jame v premeru, v katere se potopijo in betonirajo podaljški vetrnih turbin. Postopek je dolgotrajen in drag, vendar najbolj zanesljiv. V močnem vetru bo jambor ostal negiben, edina poškodba na njem pa je lahko strganje rezil.
2. Kovinske strije - s pomočjo kovinskega kabla je vetrnica pritrjena pravokotno na površino zemlje, medtem ko je kabel dobro raztegnjen in pritrdi svoje konce na tla.

Trajanje delovanja elektrarne kot celote je odvisno od izbire načina pritrditve jambora.

Prisotnost posebne opreme in izkušnje pri izvajanju takšnih del bodo vetrno elektrarno rešili pred prezgodnjimi okvarami.

Jadralni vetrni generator

Če so rezila tradicionalnih vetrnic izdelana iz trdih materialov, so pri jadranju, nasprotno, izdelana iz mehkih materialov. Primerno za katero koli gosto tkanino, kot je ponjava. Pogosto se v takšnih konstrukcijah uporabljajo netkani laminati. Navzven je vetrni generator za jadranje videti kot velik otroški gramofon.

Po zasnovi so jadralne vetrnice razdeljene na dve vrsti.

• Okrogla s trikotnimi jadrnimi rezili
• Z jadrnim kolesom, tudi krožnim

Jadralni vetrni generator s trikotnimi lopaticami

Trikotne lopatice jader so običajno izdelane enakokrake, vendar se v mnogih primerih njihova oblika izbere individualno – glede na obremenitve vetra na območju, kjer so nameščene.Jadralna vetrnica začne delovati pri hitrosti vetra 5 m / s. Njegova učinkovitost je večja kot pri večini vetrnic z lopaticami, hkrati pa ni brez številnih pomanjkljivosti. Ko se veter spremeni, se »jadrnica« ustavi in ​​potrebuje čas, da se zavrti v novi smeri toka vetra.

Druga pomanjkljivost je krhkost samih "jader". Pogosto se strgajo, odpovejo in zahtevajo popolno zamenjavo.
Menijo, da je generator krožnega jadra prikrajšan za te pomanjkljivosti. Njegova učinkovitost je dvakrat večja kot pri generatorju z jadrnimi rezili. Navzven je videti kot satelitski krožnik in se od običajnih generatorjev razlikuje po tem, da nima vrtljivih rezil, valjev ali rotorjev. Ta generator vibrira pod pritiskom ali sunki vetra in s svojimi vibracijami prenaša mehansko energijo na generator.