Kako izračunati vjetroturbinu: formule + praktični primjer izračuna

Odabir modela

Trošak seta vjetrogeneratora, pretvarača, jarbola, SHAVRA - ormara za automatske prijenose, izravno ovisi o snazi ​​i učinkovitosti.

Maksimalna snaga kW	Promjer rotora m	visina jarbola m	Nazivna brzina m/s	napon uto
0,55	2,5	6	8	24
2,6	3,2	9	9	120
6,5	6,4	12	10	240
11,2	8	12	10	240
22	10	18	12	360

Kao što vidite, kako bi se imanje u potpunosti ili djelomično opskrbilo električnom energijom, potrebni su generatori velike snage, koje je prilično problematično instalirati sami. U svakom slučaju, velika kapitalna ulaganja i potreba za ugradnjom jarbola uz pomoć posebne opreme značajno smanjuju popularnost vjetroenergetskih sustava za privatnu uporabu.

Postoje prijenosne vjetroturbine male snage koje možete ponijeti sa sobom na putovanje. Ovi modeli su kompaktni, brzo se postavljaju na tlo, ne zahtijevaju posebnu njegu i daju dovoljno energije za ugodan provod u prirodi.

I iako je maksimalna snaga takvog modela samo 450 W, to je dovoljno za osvjetljavanje cijelog kampa i omogućuje korištenje kućanskih električnih uređaja daleko od civilizacije.

Za srednja i mala poduzeća, instalacija nekoliko generirajućih vjetroelektrana mogla bi osigurati značajne uštede u troškovima energije. Mnoge europske tvrtke bave se proizvodnjom proizvoda ove vrste.

Riječ je o složenim inženjerskim sustavima koji zahtijevaju preventivno održavanje i održavanje, ali im je nazivna snaga tolika da može pokriti potrebe cjelokupne proizvodnje. Primjerice, u Teksasu, na najvećoj vjetroelektrani u Sjedinjenim Državama, samo 420 takvih generatora proizvodi 735 megavata godišnje.

Za i protiv ugradnje vjetroturbine

Ova oprema, kao i solarni paneli, spada u kategoriju alternativnih izvora energije. No, za razliku od fotonaponskih ćelija, kojima je potrebna sunčeva svjetlost, vjetroturbina može učinkovito raditi 24 sata dnevno, 365 dana u godini.

Prednosti	Nedostaci
Besplatna energija bilo gdje	Cijena opreme
Ekološka energija	Trošak ugradnje
Energetska neovisnost od države i njenih tarifa	Trošak usluge.
Neovisnost od sunčeve svjetlosti	Ovisnost o brzini vjetra

Kako bi uravnotežili sve ove prednosti i nedostatke, često prave hrpu: vjetrogenerator sa solarnim panelom. Ove instalacije se međusobno nadopunjuju, čime se smanjuje ovisnost proizvodnje električne energije o suncu i vjetru.

Proračun snage vjetrogeneratora

U većini slučajeva, proces izvedivosti montaže vjetroelektrana ovisit će o prosječnim brzinama vjetra u određenom području. Ugradnja vjetroagregata opravdana je minimalnom snagom vjetra od četiri metra u sekundi. Uz brzinu vjetra od devet do dvanaest metara u sekundi, vjetroturbina će raditi maksimalnom brzinom.

Horizontalni generator vjetra

Osim toga, snaga takvih uređaja ovisi i o površini korištenih lopatica te o dijametralnoj veličini rotorskog uređaja. Uz poznate prosječne brzine vjetra za određenu regiju, moguće je odabrati potreban generator pomoću određene veličine propelera.

Izračun se vrši prema formuli: P \u003d 2D * 3V / 7000 kW, u kojoj je P snaga, D je dijametralna veličina vijčanog uređaja, a parametar kao što je V označava snagu vjetra u metrima u sekundi . Ali ova formula je prikladna samo za horizontalne vjetroturbine.

Alternativna energija

Opterećenje vjetrom također može donijeti koristi, na primjer, pretvaranjem sile vjetra u vjetroturbinama. Dakle, pri brzini vjetra V = 10 m/s, s promjerom kruga od 1 metar, vjetrenjača ima lopatice d = 1,13 m i proizvodi oko 200–250 W korisne snage. Električni plug, koji troši toliku količinu energije, moći će u jednom satu preorati pedesetak (50 m²) zemljišta na osobnoj parceli.

Ako primijenite veliku veličinu vjetrogeneratora - do 3 metra, i prosječnu brzinu protoka zraka od 5 m / s, možete dobiti 1-1,5 kW snage, što će u potpunosti osigurati malu seosku kuću besplatnom strujom.Uvođenjem tzv. "zelene" tarife, rok povrata opreme smanjit će se na 3-7 godina i u budućnosti može donijeti neto dobit.

Proračun propelera vjetroagregata

Prilikom projektiranja vjetrenjače obično se koriste dvije vrste vijaka:

1. Rotacija u horizontalnoj ravnini (lopatica).
2. Rotacija u okomitoj ravnini (Savonius rotor, Darrieus rotor).

Dizajn vijaka s rotacijom u bilo kojoj ravnini može se izračunati pomoću formule:

Z=D*Š/60/V

Za ovu formulu: Z je stupanj brzine (male brzine) propelera; L je veličina duljine kruga opisanog oštricama; W je brzina (frekvencija) rotacije propelera; V je brzina protoka zraka.

Ovo je dizajn vijka pod nazivom "Rotor Darier". Ova verzija propelera smatra se učinkovitom u proizvodnji vjetroturbina male snage i veličine. Izračun vijka ima neke značajke

Na temelju ove formule lako možete izračunati broj okretaja W - brzinu rotacije. A radni omjer broja okretaja i brzine vjetra možete pronaći u tablicama koje su dostupne na mreži. Na primjer, za propeler s dvije lopatice i Z=5 vrijedi sljedeća relacija:

Broj oštrica	Stupanj brzine	Brzina vjetra m/s
2	5	330

Također, jedan od važnih pokazatelja propelera vjetrenjače je i nagib. Ovaj parametar se može odrediti pomoću formule:

H=2πR*tgα

Ovdje: 2π je konstanta (2*3,14); R je polumjer koji opisuje oštrica; tg α je kut presjeka.

Proračun snage vjetrogeneratora

Za samostalnu proizvodnju vjetrenjače također je potreban preliminarni izračun.Nitko ne želi trošiti vrijeme i materijale na izradu tko zna čega, želi unaprijed imati predodžbu o mogućnostima i očekivanoj snazi ​​instalacije. Praksa pokazuje da očekivanja i stvarnost slabo koreliraju jedno s drugim, instalacije stvorene na temelju približnih procjena ili pretpostavki koje nisu potkrijepljene točnim izračunima daju slabe rezultate.

Stoga se obično koriste pojednostavljene metode izračuna koje daju rezultate dovoljno bliske istini i ne zahtijevaju korištenje velike količine podataka.

Formule za izračun

Za potrebno je napraviti proračun vjetrogeneratora sljedeće radnje:

• Odredite potrebe za električnom energijom vašeg doma. Da biste to učinili, potrebno je izračunati ukupnu snagu svih uređaja, opreme, rasvjete i drugih potrošača. Dobivena količina pokazat će količinu energije potrebnu za napajanje kuće.
• rezultirajuća vrijednost se mora povećati za 15-20% kako bi za svaki slučaj imala rezervu snage. Nema sumnje da je ta rezerva potrebna. Naprotiv, može se pokazati nedostatnim, iako se energija najčešće neće u potpunosti iskoristiti.
• znajući potrebnu snagu, može se procijeniti koji se generator može koristiti ili proizvesti za rješavanje zadataka. Konačni rezultat korištenja vjetrenjače ovisi o mogućnostima generatora, ako ne zadovoljavaju potrebe kuće, tada ćete morati promijeniti uređaj ili izgraditi dodatni komplet
• proračun vjetroturbina. Zapravo, ovaj trenutak je najteži i najkontroverzniji u cijeloj proceduri. Koriste se formule za određivanje snage protoka

Na primjer, razmotrite izračun jednostavne opcije. Formula izgleda ovako:

P=k R V³ S/2

Gdje je P snaga protoka.

K je koeficijent korištenja energije vjetra (vrijednost koja je inherentno bliska učinkovitosti) uzima se unutar 0,2-0,5.

R je gustoća zraka. Ima različite vrijednosti, za jednostavnost ćemo uzeti jednaku 1,2 kg/m3.

V je brzina vjetra.

S je područje pokrivenosti kotača vjetra (prekriveno rotirajućim lopaticama).

Smatramo: s polumjerom vjetrobrana od 1 m i brzinom vjetra od 4 m/s

P = 0,3 x 1,2 x 64 x 1,57 = 36,2 W

Rezultat pokazuje da je protok snage 36 vata. Ovo je vrlo malo, ali impeler brojila je premalen. U praksi se koriste vjetrobranski kotači s rasponom lopatica od 3-4 metra, inače će performanse biti preniske.

Što uzeti u obzir

Prilikom izračuna vjetrenjače treba uzeti u obzir značajke dizajna rotora. Postoje impeleri s okomitim i horizontalnim tipom rotacije, koji imaju različitu učinkovitost i performanse. Horizontalne strukture smatraju se najučinkovitijim, ali imaju potrebe za visokim točkama ugradnje.

Jednako će biti važno osigurati dovoljnu snagu rotora za rotaciju rotora generatora. Uređaji s krutim rotorima, koji omogućuju postizanje dobrog izlaza energije, zahtijevaju značajnu snagu na osovini, koju može osigurati samo impeler s velikom površinom i promjerom lopatica.

Jednako važna točka su parametri izvora rotacije - vjetra. Prije nego što napravite izračune, trebali biste naučiti što je više moguće o jačini i prevladavajućim smjerovima vjetra u određenom području.Uzmite u obzir mogućnost uragana ili olujnih udara, saznajte koliko se često mogu pojaviti. Neočekivano povećanje protoka opasno je za uništenje vjetrenjače i kvar elektronike pretvarača.

Gotovi vertikalno orijentirani vjetrogenerator

Obnovljen je interes za vjetroturbine, osobito posljednjih godina. Postoje novi modeli koji su prikladniji i praktičniji.

Donedavno su se uglavnom koristile horizontalne vjetroturbine s tri lopatice. A okomiti pogledi nisu se širili zbog velikog opterećenja na ležajevima vjetrobranskog kotača, zbog čega je nastalo povećano trenje, apsorbirajući energiju.

No, zahvaljujući korištenju principa magnetske levitacije, generator vjetra na neodimijskim magnetima počeo se koristiti precizno okomito orijentiran, s izraženom slobodnom inercijskom rotacijom. Trenutno se pokazao učinkovitijim od horizontalnog.

Lako pokretanje postiže se zahvaljujući principu magnetske levitacije. A zahvaljujući višepolu, koji daje nazivni napon pri malim brzinama, moguće je potpuno napustiti mjenjače.

Neki uređaji mogu početi raditi kada je brzina vjetra samo jedan i pol centimetar u sekundi, a kada dosegne samo tri ili četiri metra u sekundi, već može biti jednaka generiranoj snazi ​​uređaja.

Otplata vjetroelektrana

Za vjetroelektrane stvorene u svrhu prodaje električne energije, odnosno kao industrijske proizvodnje, pitanje povrata izgleda nešto uspješnije. Prodaja proizvoda - električne struje - omogućuje vam nadoknadu troškova kupnje, rada i popravka vjetrenjača. Istodobno, praktični rezultati ne izgledaju uvijek sjajno.Dakle, najveće vjetroelektrane koje postoje u svijetu, s velikim količinama proizvodnje energije, imaju izrazito nisku isplativost, a neke od njih su prepoznate kao neodržive.

Razlog ovakvoj situaciji leži u nesretnom omjeru cijene opreme, vijeka trajanja i performansi kompleksa. Jednostavno rečeno, tijekom radnog vijeka turbina nema vremena za proizvodnju dovoljno energije da opravda troškove njezine kupnje i održavanja.

Ova situacija je tipična za većinu vjetroelektrana. Nestabilnost izvora energije, niska učinkovitost dizajna, ukupno, tvore niskoprofitnu proizvodnju, ako govorimo čisto ekonomski. Među mogućnostima povećanja profitabilnosti, najučinkovitije su:

• povećanje produktivnosti
• niži operativni troškovi

Uzimajući u obzir osobitosti ruske meteorologije, obećavajući način je povećati broj vjetroagregata u postaji, ali smanjiti njihovu snagu. Ispada sustav koji ima puno prednosti:

• pojedinačne vjetrenjače mogu generirati energiju pri slabom vjetru kada se veliki modeli ne mogu pokrenuti
• smanjuju se troškovi nabave opreme i održavanja
• kvar pojedine jedinice ne stvara ozbiljne probleme za postrojenje u cjelini
• smanjeni troškovi puštanja u rad i transporta

Posljednja točka posebno je relevantna za našu zemlju, gdje se instalacija vjetroelektrana odvija u udaljenim ili planinskim predjelima, a pitanja isporuke i montaže konstrukcije su izuzetno akutna.

Drugi način povećanja profitabilnosti je korištenje vertikalnih struktura. Ova se opcija u svjetskoj praksi smatra niskoproduktivnom, pogodnom za opskrbu energijom pojedinačnim potrošačima - privatnoj kući, rasvjeti, pumpama itd.

Koje su vjetroturbine najučinkovitije

Horizontalno

okomito

Ova vrsta opreme je stekla najveću popularnost, u kojoj je os rotacije turbine paralelna s tlom. Takvi vjetrogeneratori se često nazivaju vjetrenjačama, u kojima se lopatice okreću protiv strujanja vjetra. Dizajn opreme uključuje sustav za automatsko pomicanje glave. Potrebno je pronaći strujanje vjetra. Također je potreban uređaj za okretanje oštrica kako bi se čak i mala sila upotrijebila za proizvodnju električne energije. Korištenje takve opreme prikladnije je u industrijskim poduzećima nego u svakodnevnom životu. U praksi se češće koriste za izradu sustava vjetroelektrana.

Uređaji ove vrste su manje učinkoviti u praksi. Rotacija lopatica turbine vrši se paralelno s površinom zemlje, bez obzira na snagu vjetra i njegov vektor. Smjer strujanja također ne igra ulogu, s bilo kakvim udarcem, rotacijski elementi se pomiču prema njemu. Kao rezultat toga, vjetrogenerator gubi dio svoje snage, što dovodi do smanjenja energetske učinkovitosti opreme u cjelini. Ali u smislu instalacije i održavanja, jedinice u kojima su oštrice raspoređene okomito prikladnije su za kućnu upotrebu. To je zbog činjenice da su sklop mjenjača i generator postavljeni na tlo. Nedostaci takve opreme uključuju skupu instalaciju i ozbiljne operativne troškove. Za montažu generatora potrebno je dovoljno prostora. Stoga je upotreba vertikalnih uređaja prikladnija u malim privatnim gospodarstvima.

Dvokraki	Trokraki	s više oštrica
Ovu vrstu jedinica karakterizira prisutnost dvaju elemenata rotacije. Ova je opcija danas praktički neučinkovita, ali je prilično česta zbog svoje pouzdanosti.	Ova vrsta opreme je najčešća. Jedinice s tri oštrice koriste se ne samo u poljoprivredi i industriji, već iu privatnim kućanstvima. Ova vrsta opreme stekla je popularnost zbog svoje pouzdanosti i učinkovitosti.	Potonji može imati 50 ili više elemenata rotacije. Da bi se osigurala proizvodnja potrebne količine električne energije, nije potrebno pomicati same lopatice, već ih dovesti do potrebnog broja okretaja. Prisutnost svakog dodatnog elementa rotacije osigurava povećanje parametra ukupnog otpora kotača vjetra. Kao rezultat toga, izlaz opreme pri potrebnom broju okretaja bit će problematičan. Uređaji s vrtuljkom opremljeni s mnoštvom lopatica počinju se rotirati uz malu snagu vjetra. Ali njihova je upotreba relevantnija ako sama činjenica pomicanja igra ulogu, na primjer, kada je potrebno crpljenje vode. Kako bi se učinkovito osigurala proizvodnja velike količine energije, jedinice s više lopatica ne koriste se. Za njihov rad potrebna je ugradnja zupčanika. To ne samo da komplicira cijeli dizajn opreme u cjelini, već je čini i manje pouzdanom u usporedbi s onima s dvije i tri oštrice.

S tvrdim oštricama

Jedriličarske jedinice

Trošak takvih jedinica veći je zbog visoke cijene proizvodnje rotacijskih dijelova. Ali u usporedbi s opremom za jedrenje, generatori s krutim lopaticama su pouzdaniji i imaju dugi vijek trajanja.Budući da zrak sadrži prašinu i pijesak, rotacijski elementi su podvrgnuti velikom opterećenju. Kada oprema radi u stabilnim uvjetima, zahtijeva godišnju zamjenu antikorozivnog filma koji se nanosi na krajeve oštrica. Bez toga, rotacijski element s vremenom počinje gubiti svoja radna svojstva.

Ova vrsta oštrica je jednostavnija u smislu proizvodnje i jeftinija od metala ili stakloplastike. Ali uštede u proizvodnji mogu dovesti do ozbiljnih troškova u budućnosti. Uz promjer vjetrobranskog kotača od tri metra, brzina vrha oštrice može biti do 500 km/h, kada su okretaji opreme oko 600 u minuti. Ovo je ozbiljno opterećenje čak i za krute dijelove. Praksa pokazuje da se elementi rotacije na jedriličarskoj opremi moraju često mijenjati, posebno ako je sila vjetra velika.

U skladu s vrstom rotacijskog mehanizma, sve jedinice se mogu podijeliti u nekoliko tipova:

• ortogonalni Darier uređaji;
• jedinice sa Savonius rotirajućim sklopom;
• uređaji s vertikalno-aksijalnim dizajnom jedinice;
• oprema s rotacijskim mehanizmom helikoidnog tipa.

Brzina vjetra

Bez obzira planirate li kupiti gotov generator ili ga sami izraditi, brzina vjetra bit će jedan od najvažnijih parametara pri određivanju snage instalacije.

Prvo, svaka vrsta vjetroturbine ima svoju početnu brzinu. Za većinu instalacija to je 2-3 m/s. Ako je brzina vjetra ispod ovog praga, generator uopće neće raditi, te će se, sukladno tome, proizvoditi i električna energija.

Osim početne brzine, postoji i nazivna, pri kojoj vjetrogenerator postiže svoju nazivnu snagu. Za svaki model, proizvođač navodi ovu brojku zasebno.

Međutim, ako je brzina veća od početne, ali niža od nominalne, tada će se proizvodnja električne energije značajno smanjiti. A kako ne biste ostali bez struje, uvijek se prije svega usredotočite na prosječnu brzinu vjetra u vašoj regiji i izravno na vašoj web stranici. Prvi pokazatelj možete saznati gledajući kartu vjetra, ili gledajući vremensku prognozu u vašem gradu koja obično označava brzinu vjetra.

Drugi broj, idealno, treba izmjeriti posebnim instrumentima izravno na mjestu gdje će stajati vjetroturbina. Uostalom, vaša kuća može biti i na brdu, gdje će brzina vjetra biti veća, i u nizini, u kojoj praktički neće biti vjetra.

U ovoj situaciji, oni koji stalno pate od orkanskih udara su u boljoj poziciji i mogu računati na veći učinak vjetroagregata.

Što je opterećenje vjetrom

Protok zračnih masa duž površine zemlje događa se različitim brzinama. Naletjevši na bilo koju prepreku, kinetička energija vjetra pretvara se u pritisak, stvarajući opterećenje vjetrom. Taj napor može osjetiti svatko tko se kreće protiv struje. Generirano opterećenje ovisi o nekoliko čimbenika:

• brzina vjetra,
• gustoća zračnog mlaza, - pri visokoj vlažnosti, specifična težina zraka postaje veća, odnosno povećava se količina prenesene energije,
• oblik nepokretnog objekta.

U potonjem slučaju sile usmjerene u različitim smjerovima djeluju na pojedine dijelove građevinske konstrukcije, na primjer:

Izbor generatora za vjetroturbine

Imajući izračunatu vrijednost broja okretaja propelera (W), dobivenu gore opisanom metodom, već je moguće odabrati (proizvesti) odgovarajući generator. Na primjer, sa stupnjem brzine Z = 5, broj lopatica je 2, a brzina je 330 o/min. uz brzinu vjetra od 8 m/s, snaga generatora bi trebala biti približno 300 W.

Generator vjetroelektrane "u kontekstu". Uzorna kopija jednog od mogućih dizajna generatora za kućni vjetroelektranski sustav, koji sam sastavio

Ovako izgleda motor električnog bicikla, na temelju kojeg se predlaže izrada generatora za kućnu vjetrenjaču. Dizajn motora bicikla idealan je za implementaciju s malo ili bez kalkulacija i modifikacija. Međutim, njihova snaga je mala.

Karakteristike električnog motora bicikla su otprilike sljedeće:

Parametar	vrijednosti
Napon, V	24
Snaga, W	250-300
Frekvencija rotacije, o/min	200-250
Moment, Nm	25

Pozitivna karakteristika motora za bicikle je da ih praktički nije potrebno prepravljati. Konstruktivno su konstruirani kao elektromotori male brzine i mogu se uspješno koristiti za vjetroturbine.

Kako rezati oštrice

Dalje duž linije počevši od korijen oštrice zabilježite dimenzije polumjera oštrice - u stupcu "Polumjer oštrice" u zelenim stupcima. Prema tim dimenzijama, stavite točkice na liniju lijevo i desno od korijena oštrice. Lijevo, ako pogledate od korijena oštrice do vrha, nalazit će se koordinate Stražnjeg mm uzorka, a desno od crte koordinate prednjeg mm uzorka.Nakon što spojite točkice i imate oštricu, koja se obično izrezuje oštricom iz nožne pile za metal, ili električnom ubodnom pilom.

Rupe za pričvršćivanje oštrice na glavčinu izrađuju se strogo duž središnje linije oštrice, koja je nacrtana na cijevi na samom početku, ako pomaknete rupe, oštrica će stajati pod drugačijim kutom prema vjetru i izgubiti sve njegove kvalitete. rubovi oštrice potrebno je obraditi, zaokružiti prednji dio oštrice, naoštriti stražnji dio ’i zaokružiti vrhove oštrica da ništa ne zviždi i ne stvara buku. Excel proračunska tablica već uzima u obzir obradu ruba u izračunu kao na donjoj slici.
>

Nadam se da vam je postalo jasnije kako koristiti ploču i kako odabrati vijak za generator. Na primjer, naravno, odabrao sam generator neprikladnih parametara, jer punjenje baterije od 12 V počinje prerano, za 24 V i 48 V rezultati bi bili drugačiji, a snaga bi bila još veća, ali ne možete opisati sve primjeri.

Najvažnije je razumjeti principe npr. odabir propelera ako ima dobru snagu pri jednoj brzini, to ne znači da će je imati u praksi, ako generator prerano optereti propeler neće stići svoju brzinu i neće razviti snagu koja bi trebala biti pri manjim brzinama, iako će vjetar biti proračunat ili čak i veći. Oštrice prilagođene do određene brzine i oduzet će maksimalnu snagu vjetra pri njihovoj brzini.

Uređaj i princip rada

Vjetrogenerator radi uz pomoć energije vjetra. Dizajn ovog uređaja mora sadržavati sljedeće elemente:

• lopatice turbine ili propeler;
• turbina;
• električni generator;
• os električnog generatora;
• pretvarač, čija je funkcija pretvaranje izmjenične struje u istosmjernu;
• mehanizam koji rotira oštrice;
• mehanizam koji rotira turbinu;
• baterija;
• jarbol;
• rotacijski kontroler kretanja;
• amortizer;
• senzor vjetra;
• drška senzora vjetra;
• gondola i drugi elementi.

Industrijske jedinice imaju ormar za napajanje, zaštitu od groma, rotacijski mehanizam, pouzdan temelj, uređaj za gašenje požara i telekomunikacije.

Vjetrogenerator je uređaj koji pretvara energiju vjetra u električnu. Preteča modernih agregata su mlinovi koji proizvode brašno od žitarica. Međutim, shema povezivanja i princip rada generatora nisu se puno promijenili.

1. Zbog sile vjetra lopatice se počinju okretati, čiji se moment prenosi na osovinu generatora.
2. Rotacija rotora stvara trofaznu izmjeničnu struju.
3. Preko kontrolera se izmjenična struja šalje na bateriju. Baterija je neophodna za stabilan rad vjetrogeneratora. Ako je prisutan vjetar, jedinica puni bateriju.
4. Kako bi se zaštitio od uragana, sustav za proizvodnju energije vjetra ima elemente koji usmjeravaju kotač vjetra od vjetra. To se događa preklapanjem repa ili kočenjem kotača električnom kočnicom.
5. Da biste napunili bateriju, morat ćete instalirati kontroler. Funkcija potonjeg uključuje praćenje punjenja baterije kako bi se spriječio njezin kvar. Ako je potrebno, ovaj uređaj može izbaciti višak energije u balast.
6. Baterije imaju konstantan niski napon, ali do potrošača mora doći snagom od 220 volti. Iz tog razloga se invertori ugrađuju u vjetroagregate.Potonji su u stanju pretvoriti izmjeničnu struju u istosmjernu, povećavajući njezinu snagu na 220 volti. Ako pretvarač nije instaliran, tada će se morati koristiti samo oni uređaji koji su dizajnirani za niski napon.
7. Pretvorena struja šalje se potrošaču za napajanje baterija za grijanje, rasvjete prostorije i kućanskih aparata.

Nova opravdanja za stare koncepte

Neutemeljene pretpostavke da bi suvremeni razvoj trebao dramatično povećati učinkovitost vjetroagregata nemaju nikakvu osnovu. Moderni horizontalni modeli postižu učinkovitost od 75% svoje teorijske Bentzove granice (otprilike 45% učinkovitosti). Uostalom, dio fizike koji regulira učinkovitost vjetroturbina je hidrodinamika, a njezini zakoni su nepromjenjivi od trenutka kada su otkriveni.

Neki dizajneri pokušavaju povećati učinkovitost povećanjem broja oštrica, čineći ih tanjim. Možete povećati njihovu duljinu, a to daje veći učinak zbog rasta pometenog područja.

No, ipak, potrebno je održavati ravnotežu između usporavanja vjetra i njegove preostale brzine.

Postoji još jedan smjer - povećati brzinu vjetra prolaskom kroz difuzor. Ali hidrodinamika je prepuna već otkrivenih učinaka strujanja oko prepreka na putu najmanjeg otpora.

Postoje više-manje uspješni DAWT modeli s velikim kutovima konusa, ali ti pokušaji "prevariti vjetar" ne povećavaju učinkovitost koliko se reklamira.

Najuspješnije moderne vjetroturbine su vertikalni modeli s Darrieus lopaticama, postavljenim na magnetske levitirajuće potisne ležajeve (MAGLEV).Radeći gotovo nečujno, počinju se rotirati pri brzini vjetra manjom od 1 m / s i izdržati teške udare do 200 km / h. Na temelju takvih izvora alternativne energije najisplativije je formirati privatni samostalni energetski sustav.

Hvala što ste pročitali do kraja! Ne zaboravite je li vam se članak svidio!

Podijelite s prijateljima, ostavite svoje KOMENTARE (Vaši komentari puno pomažu razvoju projekta)

Pridružite se našoj VK grupi:

ALTER220 Alternativni energetski portal

i predložite teme za raspravu, zajedno će biti zanimljivije!!!

Vrijednost postupka

Zanemarite li izračune opterećenja kretanja zraka, možete, kako se kaže, upropastiti cijelu stvar u korijenu i ugroziti živote ljudi.

Ako obično nema poteškoća s pritiskom snijega na zidove zgrada - ovo opterećenje se može vidjeti, može se izvagati, pa čak i dotaknuti - onda je sve puno kompliciranije s vjetrom. Nije vidljivo, vrlo ga je teško intuitivno predvidjeti. Da, naravno, vjetar utječe na noseće konstrukcije, a u nekim slučajevima može biti i razoran: izvija reklamne transparente, preplavljuje ograde i zidne okvire te kida krovove. Ali kako je moguće predvidjeti i uzeti u obzir tu silu? Je li to zapravo izračunljivo?

Prepušta se! Međutim, ovo je dosadan posao, a neprofesionalci ne vole izračunavati opterećenje vjetrom. Za to postoji jasno objašnjenje: značaj proračuna je vrlo odgovorna i teška stvar, puno kompliciranija od proračuna opterećenja snijegom. Ako su samo dvije i pol stranice posvećene opterećenju snijegom u zajedničkom pothvatu posebno posvećenom tome, onda je izračun opterećenja vjetrom tri puta veći! Osim toga, dodijeljena mu je obvezna aplikacija, postavljene su na 19 stranica s naznakom aerodinamičkih koeficijenata.

Ako građani Rusije još uvijek imaju sreće s tim, onda je za stanovnike Bjelorusije to još teže - dokument TKP_EN_1991-1-4-2O09 "Efekti vjetra", koji regulira standarde i izračune, ima volumen od 120 stranica!

Uz Eurocode (EN_1991-1-4-2O09) na ljestvici izgradnje privatne strukture za efekte vjetra, malo se ljudi želi baviti šalicom čaja kod kuće. Zainteresiranima se savjetuje da ga preuzmu i temeljito prouče, uz pomoć stručnog savjetnika. Inače, zbog pogrešnog pristupa i razumijevanja, posljedice proračuna mogu biti pogubne.

Faktor iskorištenja energije vjetra

Treba napomenuti da za vjetroturbine postoji specifičan pokazatelj učinkovitosti - KIEV (koeficijent iskorištenja energije vjetra). Označava koliki postotak protoka zraka koji prolazi kroz radni dio izravno utječe na lopatice vjetrenjače. Ili, znanstvenije rečeno, pokazuje omjer snage primljene na osovini uređaja prema snazi ​​protoka koji djeluje na površinu vjetra rotora. Dakle, KIJEV je specifičan, primjenjiv samo na vjetroturbine, analog učinkovitosti.

Do danas su vrijednosti KIJEVA s izvornih 10-15% (pokazatelji starih vjetrenjača) porasle na 356-40%. To je zbog poboljšanja dizajna vjetrenjača i pojave novih, učinkovitijih materijala i tehničkih detalja, sklopova koji pomažu u smanjenju gubitaka trenja ili drugih suptilnih učinaka.

Teorijskim istraživanjima utvrđeno je da je maksimalni faktor iskorištenja energije vjetra 0,593.

Sumirajući gore navedeno: Je li vjetroturbina isplativa?

Navedeni rezultati jasno dokazuju isplativost troškova nabave i puštanja u rad vjetrogeneratora.Pogotovo jer:

• Cijena kilovata zbog inflacije stalno raste.
• Kada koristite vjetrenjaču, objekt postaje nepostojan.
• "Višak" proizvedene električne energije može se akumulirati i pohraniti u slučaju mirnog vremena zahvaljujući sustavu neprekinutog napajanja.
• Mnogi objekti udaljeni od centralizirane mreže napajanja prisiljeni su postojati u nedostatku električne energije, jer je njihovo povezivanje neisplativo.

Dakle, vjetrogenerator je isplativ. Njegova kupnja za energetski intenzivne potrošače bez napajanja je ekonomski isplativa. Hotel izvan grada, poljoprivredno gospodarstvo ili stočarsko poduzeće, vikend naselje - u svakom slučaju, troškovi povezivanja alternativnog izvora električne energije bit će opravdani. Ostaje samo odabrati odgovarajući model vjetrenjače i instalirati ga, vodeći se preporukama proizvođača. Snaga uređaja trebala bi odgovarati prosječnoj brzini vjetra u vašem području. Možete ga odrediti pomoću posebne karte vjetra ili prema lokalnoj meteorološkoj postaji.

Napomena: za vjetroturbine kineskih proizvođača, nazivna snaga uređaja izračunava se uzimajući u obzir brzine vjetra na 50-70% razine tla. Instalacija vjetrenjače na takvoj visini je problematična

Previsok jarbol je skup, a njegova čvrstoća podliježe strogim zahtjevima. Osim toga, na naznačenoj visini, udari vjetra stvaraju jake vrtložne struje. Oni ne samo da usporavaju rad vjetrogeneratora, već mogu uzrokovati i lom lopatice. Rješenje je ugradnja uređaja na visinu od 30-35m, što će omogućiti pristup jakom vjetru, ali će spriječiti pucanje vjetrenjače.