Kinetički vjetrogenerator: uređaj, princip rada, primjena

Vjetroturbinski uređaj

Vjetrogeneratori su apsolutno ekološki prihvatljivi i sposobni su potrošačima pružiti besplatnu energiju na neograničeno vrijeme. Vjetrogeneratori - vjetroelektrane imaju različite kapacitete, što ih omogućuje korištenje u različitim područjima.

Maksimalna učinkovitost vjetroelektrane može se postići postavljanjem na mjesta s stalnim aktivnim strujama zraka. Obično se za to koriste planine i brda, obale mora i oceana i drugi slični uvjeti. Glavni dio instalacije je impeler, koji djeluje kao turbina. U većini slučajeva koriste se strukture vjetroelektrana s tri lopatice u obliku propelera, postavljene na velikoj nadmorskoj visini od površine zemlje.
Kako bi se postigao najveći učinak, lopatice se zajedno s rotorom postavljaju u optimalan položaj pomoću posebnih mehanizama, ovisno o smjeru i jačini vjetra. Postoje i drugi dizajni - bubanj, koji ne ovise o gore navedenim čimbenicima i ne zahtijevaju nikakve prilagodbe. Međutim, ako je učinkovitost propelerskih instalacija na razini od 50%, onda je za bubnjarske uređaje znatno niža.

Svaka zračna elektrana, bez obzira na dizajn, u potpunosti je povezana s djelovanjem zračnih struja, koje često mijenjaju svoj učinak. To zauzvrat dovodi do promjena u broju okretaja impelera i proizvedenoj električnoj snazi. Ova situacija zahtijeva uparivanje generatora i električne mreže uz pomoć dodatne opreme.

U pravilu se za to koriste baterije zajedno s inverterima. Prvo, baterija se puni iz generatora, za koji ujednačenost struje nije bitna. Nadalje, napunjenost baterije, pretvorena u pretvaraču, prenosi se u mrežu.

Propelerne strukture WPP-a mogu se kontrolirati ako je potrebno. Ako je brzina vjetra previsoka, napadni kut lopatica se mijenja do samog minimuma. To dovodi do smanjenja opterećenja vjetra na turbinu.No, pod utjecajem uragana, impeleri vjetroelektrana često se deformiraju, a cijela kućna instalacija propada. Negativne utjecaje nije moguće u potpunosti izbjeći, budući da se elektrogeneratori nalaze na prosječnoj visini od 50 m. Zbog toga je moguće koristiti jači i stabilniji vjetar koji prevladava na velikim visinama.

Kako odabrati vjetrogenerator

Da biste odabrali vjetrogenerator, morate:

1. Izračunajte instaliranu snagu električnih uređaja koji se planiraju priključiti na ovaj izvor energije.
2. Na temelju dobivenih vrijednosti snage i prosječne godišnje brzine vjetra, u području ugradnje jedinice, određuje se snaga generatora. Snagu treba uzeti u obzir faktor sigurnosti, na temelju rasta opterećenja i kako ne bi došlo do preopterećenja uređaja tijekom vršnih opterećenja.
3. Treba obratiti pažnju na klimu na mjestu gdje je uređaj instaliran, jer oborine negativno utječu na rad generatora. Uzmite u obzir klimatske značajke mjesta stanovanja.
4. Određivanje učinkovitosti instalacije jedan je od najvažnijih pokazatelja.
5. Saznajte performanse generatora u odnosu na buku proizvedenu tijekom rada.
6. Provesti komparativnu analizu različitih tipova generatora za sve karakteristike i parametre.
7. Pročitajte korisničke recenzije sličnih instalacija.
8. Napravite analizu domaćih i stranih proizvođača, proučite recenzije o tim poduzećima.

Postavljanje vjetrogeneratora male brzine

U komadu zemlje postavlja se mali temelj, u koji je fiksiran jarbol. U blizini tornja, u podnožju, nalazi se ormar za napajanje. Na vrhu je ugrađen rotacijski mehanizam, na njega je postavljena gondola. Unutar potonjeg su anemometar, generator, prijenos i kočnice.Na gondolu je pričvršćena kapica rotora u koju su zabodene lopatice. Svako krilo je povezano sa sustavom koji automatski prilagođava nagib.

Instalacija vjetroturbine male brzine započinje temeljem i ugradnjom jarbola

Nakon dovršetka ugradnje generatora, montiraju sustave za zaštitu od groma i prijenos informacija o radu, te oklop i mehanizam za gašenje požara.

Vjetrogenerator male brzine je uređaj koji može osigurati struju u prigradskom području. Korištenje je opravdano u područjima sa slabim vjetrom.

Tehnički podaci

U trenutku kupnje regulator punjenja vjetroturbine morate pažljivo proučiti njegov podatkovni list. Prilikom odabira bitne su karakteristike:

• snaga - mora odgovarati snazi ​​vjetroturbine;
• napon - mora odgovarati naponu baterija instaliranih na vjetrenjaču;
• Maks. snaga - označava najveću dopuštenu snagu za model kontrolera;
• Maks. struja - označava s kojim maksimalnim snagama vjetrogeneratora kontroler može raditi;
• raspon napona - indikatori max. i min. napon baterije za adekvatan rad uređaja;
• mogućnosti prikaza - koji se podaci o uređaju i njegovom radu prikazuju na zaslonu određenog modela;
• radni uvjeti - na kojim temperaturama, razini vlažnosti odabrani uređaj može raditi.

Ako ne možete sami odabrati uređaj za kontrolu punjenja, obratite se konzultantu i pokažite mu podatkovni list vaše vjetrenjače. Uređaj je odabran u skladu s mogućnostima instalacije vjetra. Neispravni uvjeti rada i odstupanja od raspona napona negativno će utjecati na rad cijelog sustava vjetra.

Vjetrogenerator

Za rad vjetrenjača potrebni su konvencionalni trofazni generatori.Dizajn takvih uređaja sličan je modelima koji se koriste na automobilima, ali imaju veće parametre.

Vjetroturbinski uređaji imaju trofazni statorski namot (zvjezdasti spoj), iz kojeg izlaze tri žice koje idu do regulatora, gdje se izmjenični napon pretvara u istosmjerni.

Rotor generatora za vjetroturbinu izrađen je na neodimijskim magnetima: u takvim izvedbama nije preporučljivo koristiti električnu pobudu, jer zavojnica troši puno energije

Za povećanje brzine često se koristi množitelj. Takav uređaj omogućuje povećanje snage postojećeg generatora ili korištenje manjeg uređaja, što smanjuje troškove instalacije.

Multiplikatori se češće koriste kod vertikalnih vjetroagregata, kod kojih je proces rotacije vjetrokola sporiji. Za horizontalne uređaje s velikom brzinom rotacije lopatica nisu potrebni množitelji, što pojednostavljuje i smanjuje troškove izgradnje.

Kako sami napraviti izračun vjetrogeneratora

Formule se koriste za izračun parametara snage opreme koja će se koristiti u određenom području. Prije svega, izračunava se količina energije koja vjetrogeneratoru omogućuje proizvodnju tijekom cijele godine.

Proračun ukupne snage opreme

Za dovršetak zadatka izvode se sljedeće radnje:

1. Prvo se izvode izračuni. U skladu s dobivenim rezultatima odabire se duljina elemenata rotacije, kao i visina tornja.
2. Provodi se analiza prosječne brzine strujanja zraka karakteristične za određeno područje. To će zahtijevati posebnu opremu. Uz to morate pratiti jačinu strujanja zraka nekoliko mjeseci.Ako nema instrumenta, rezultate možete zatražiti od predstavnika lokalne meteorološke stanice.

Proračun snage vjetrogenerator se izvodi prema formuli P=krV 3S/2.

Oznake simbola:

• r je parametar gustoće strujanja zraka, u normalnim uvjetima ta vrijednost je 1,225 kg/m3;
• V je prosječna brzina vjetra, mjerena u metrima u sekundi;
• S je ukupna površina protoka zraka, mjerena u metrima;
• k je parametar učinkovitosti turbine ugrađene u opremu;

Koristeći ove izračune, možete točno odrediti količinu energije potrebne za generatorski set u određenom području. Ako se kupi oprema s markom, tada bi njezino pakiranje trebalo naznačiti pri kojoj će sili strujanja zraka rad uređaja biti najučinkovitiji. U prosjeku će ta vrijednost biti u rasponu od sedam do jedanaest metara u sekundi.

Inženjer korisnika Odessa detaljno je govorio o postupku sastavljanja generatorskog uređaja, kao io izvođenju proračuna.

Proračun propelera za vjetroturbinu

Postupak proračuna provodi se prema formuli Z=LW/60/V, oznaka simbola:

• Z je vrijednost male brzine jednog propelera;
• L je veličina kružnice koju će rotacijski elementi opisati;
• W je brzina okretanja jednog vijka;
• V je parametar brzine dovoda zraka.

Na temelju ove formule izračunava se broj okretaja. Ali za izračun je potrebno uzeti u obzir nagib jednog vijka opreme. Izračunava se po formuli H=2pR* tga.

Opis simbola:

• 2n je konstantna vrijednost 6,28;
• R je vrijednost radijusa koji će opisivati ​​elemente rotacije opreme;
• tg a je kut presjeka.

Proračun pretvarača za vjetrogenerator

Prije izvođenja ovih izračuna, potrebno je uzeti u obzir sljedeću točku. Ako se u kućnoj mreži koristi samo jedna 12-voltna baterija, onda nema smisla instalirati pretvarač. Prosječna snaga ljetne vikendice ili privatnog kućanstva je oko 4 kW, podložna maksimalnim opterećenjima. Za takvu mrežu, broj baterija će biti najmanje deset, svaka od njih je dizajnirana za 24 volta. Uz toliko baterija, preporučljivo je koristiti inverterski uređaj.

Ali za ove uvjete, kada se koristi deset 24-voltnih baterija, trebat će vam vjetrogenerator snage najmanje 3 kW. Slabija oprema neće moći osigurati energiju za toliki broj baterija. Za kućanske aparate ova snaga može biti previsoka.

Izračun parametra snage inverterskog uređaja provodi se na sljedeći način:

1. Najprije je potrebno sažeti karakteristike snage svih potrošača energije.
2. Tada se određuje vrijeme potrošnje.
3. Izračunava se parametar vršnog opterećenja.

Alexander Kapustin pokazao je postupak pokretanja vjetrogeneratora s inverterom.

Učinkovitost

Vrlo je jednostavno procijeniti energetsku učinkovitost jedinice određenog tipa i dizajna te je usporediti s performansama sličnih motora. Potrebno je odrediti koeficijent korištenja energije vjetra (KIEV). Izračunava se kao omjer snage primljene na osovinu vjetroturbine i snage strujanja vjetra koji djeluje na površinu vjetrobranskog kotača.

Faktor iskorištenja energije vjetra za razne instalacije kreće se od 5 do 40%. Procjena će biti nepotpuna bez uzimanja u obzir troškova projektiranja i izgradnje objekta, količine i cijene proizvedene električne energije.U alternativnoj energiji, rok povrata za vjetroturbinu je važan čimbenik, ali je također potrebno uzeti u obzir nastali učinak na okoliš.

Što je vjetrogenerator?

Vjetrogenerator je uređaj koji koristi energiju vjetra za proizvodnju električne energije. Zračne struje, koje se slobodno kreću u atmosferi, imaju gigantsku energiju i, štoviše, potpuno besplatne. Energija vjetra je pokušaj da se izvuče i iskoristi.

Vjetrogenerator je skup uređaja koji primaju, obrađuju i pripremaju energiju za korištenje. Struje vjetra djeluju u interakciji s rotorom vjetrenjače, uzrokujući njegovu rotaciju. Rotor je overdriven (ili izravno) spojen na generator koji puni baterije. Punjenje se preko invertera obrađuje u standardni oblik (220 V, 50 Hz) i isporučuje potrošnim uređajima.

Na prvi pogled, kompleks je prilično kompliciran. Postoje i jednostavniji dizajni, poput vjetrenjača koje napajaju pumpe. Međutim, složeni uređaji zahtijevaju kompletan set opreme koji može osigurati stabilno i kvalitetno napajanje.

Vrste vjetroagregata

Postoji nekoliko vrsta vjetrogeneratora. Prema broju lopatica vjetrenjače su tro-, dvo-, jedno-, višelopatične. Uređaji se proizvode uopće bez lopatica, pri čemu "jedro", nalik velikoj ploči, služi kao dio za hvatanje vjetra. Takva oprema ima veću učinkovitost od ostalih uređaja, ali još uvijek nije u širokoj upotrebi. Zanimljivo je da što manje lopatica vjetrenjača ima, to više energije proizvodi.

Primjeri ravnih vjetroagregata

Prema korištenom materijalu, oštrice su krute (od metala ili stakloplastike) i tkanine.Drugi tip su tzv. jedriličarske vjetroturbine, jeftinije su, ali gube od čvrstih u praktičnosti i učinkovitosti.

Druga važna karakteristika je značajka nagiba propelera, što omogućuje promjenu brzine rotacije lopatica. Uređaji s promjenjivim nagibom omogućuju održavanje učinkovitosti pri različitim brzinama vjetra. Ali istodobno se povećava trošak sustava, a pouzdanost se smanjuje zbog složenosti dizajna. Stoga se u većini slučajeva koriste uređaji s fiksnim nagibom koji su jednostavni za održavanje i pouzdani.

Vrste vjetroagregata prema položaju radne osi

Radna os rotacije vjetroturbine može se postaviti i okomito i vodoravno

U oba slučaja postoje prednosti i nedostaci na koje trebate obratiti pažnju pri odabiru.

Postoji nekoliko vrsta vertikalnih vjetroturbina:

1. Vjetrogeneratori Savonius, čija se konstrukcija sastoji od nekoliko polucilindara, koji su pričvršćeni na os u okomitom položaju. Snaga takvog uređaja je sposobnost rada u bilo kojem smjeru vjetra. Ali postoji i ozbiljan nedostatak - energija vjetra se koristi samo 25 - 30%.
2. U Darrieus rotoru, elastične trake se koriste kao oštrice, pričvršćene na grede bez korištenja okvira. Učinkovitost modela je ista kao i kod prethodne sorte, ali je potrebna dodatna instalacija za pokretanje sustava.
3. Vjetrenjače s više lopatica najučinkovitije su među vertikalnim uređajima.
4. Najrjeđa opcija su uređaji s helikoidnim rotorom. Posebno uvijene oštrice osiguravaju jednoliku rotaciju vjetrobranskog kotača, ali složenost dizajna čini cijenu previsokom, što ograničava korištenje mehanizama ove vrste.

Vjetrenjače s vodoravnom osom češće su od vertikalnih jer su učinkovitije, ali skuplje.

Vrste vjetroagregata duž radne osi

Nedostaci uključuju ovisnost učinkovitosti o smjeru vjetra i potrebu prilagodbe položaja konstrukcije pomoću vremenske lopatice. Preporučljivo je postaviti vjetroturbinu ovog tipa na otvorenom prostoru gdje neće biti prekrivena drvećem i zgradama, a bolje je dalje od stalnog mjesta stanovanja ljudi. Prilično je bučan i predstavlja opasnost za ptice koje lete.

Proizvođači vjetroturbina

Tržište uključuje uređaje stranog podrijetla (uglavnom Sjeverna Amerika, Europa i Kina) i domaće instalacije. Cijena ovisi o snazi ​​i konfiguraciji - na primjer, prisutnosti solarnih baterija, a varira u rasponu od nekoliko desetaka do stotina tisuća rubalja.

Glavne tehničke karakteristike

Modeli kontrolera koji se koriste kao dio određene vjetroturbine razlikuju se po svojim tehničkim karakteristikama koje se odražavaju u putovnici proizvoda, a to su:

• Nazivna snaga, koja je glavni pokazatelj uređaja, mora odgovarati snazi ​​vjetrogeneratora;
• Nazivni napon, također glavni indikator, mora odgovarati naponu baterija koje čine vjetroturbinu;
• Maksimalna snaga, određuje najveću dopuštenu vrijednost za određeni model uređaja;
• Maksimalna struja karakterizira sposobnost uređaja da radi s najvećim performansama vjetrogeneratora;
• Maksimalna i minimalna vrijednost napona na bateriji određuje raspon napona u kojem uređaj radi;
• Ako model može raditi istovremeno s vjetroturbinom i solarnom elektranom - maksimalna struja punjenja koju generiraju solarni paneli;
• Vrsta zaslona i parametri rada prikazani na njemu;
• Radne karakteristike - temperatura i vlažnost okoline;
• Ukupne dimenzije i težina.

Jesu li sve vjetroturbine iste?

mnoge klasifikacije za proizvodnju oštrica, do površine zemlje,

Većina trenutno postojećih vjetroturbina (vjetroelektrana) može se klasificirati kao jedno-, dvo-, tro- ili višelopatica. Manji dio najmodernijih uređaja uopće ne sadrži oštrice, a vjetar u njima hvata takozvano "jedro", koje izgleda kao tanjurić. Iza njega su klipovi koji puštaju u rad hidraulički sustav, a on već stvara električnu struju. Učinkovitost takvih instalacija veća je od svih ostalih. U odnosu na sustave s lopaticama, trend je sljedeći: što je manje lopatica, generator proizvodi više energije.

Vrste vjetroagregata

može biti jeftinije,

Usporedimo li vjetroturbine prema nagibu propelera, tada su uređaji s fiksnim nagibom pouzdaniji. Postoje vjetrenjače s promjenjivim korakom koje mogu mijenjati brzinu vrtnje, ali njihov glomazni dizajn podrazumijeva dodatne troškove za ugradnju i održavanje takvog sustava.

Dizajn vjetrenjača je najrazličitiji, ako ih promatramo s gledišta smjera osi rotacije u odnosu na tlo.

Uređaji čije se oštrice okreću oko okomite osi, zauzvrat, mogu se podijeliti u nekoliko tipova.

1. Savonius vjetrogeneratori su nekoliko polovica šupljih cilindara iznutra, postavljenih na okomitu os. Njihova glavna prednost je mogućnost rotacije bez obzira na brzinu i smjer vjetra. Značajan nedostatak je mogućnost korištenja energije vjetra samo za trećinu.
2. Darier rotor je sustav od dvije ili više lopatica koje su ravne ploče. Takav uređaj je jednostavan za izradu, ali s njim neće uspjeti dobiti puno energije. Osim toga, potreban je dodatni mehanizam za pokretanje takvog rotora.
3. Helikoidni rotor, zahvaljujući posebno uvijenim lopaticama, ima jednoliku rotaciju. Uređaj je izdržljiv, ali je zbog složenosti dizajna skup.
4. Vjetroturbine s više lopatica s okomitom osi rotacije najučinkovitija su opcija u svojoj skupini.

Vjetrenjače s horizontalnom osi rotacije također imaju svoje prednosti i nedostatke. Njihova glavna prednost je visoka učinkovitost. Među nedostacima takvih struktura vrijedi istaknuti potrebu za hvatanjem smjera vjetra s vremenskom lopaticom i promjenu učinkovitosti ovisno o smjeru vjetra. U tom smislu, horizontalne instalacije su najprikladnije na otvorenim prostorima. Na istom mjestu gdje će lopatice biti zaštićene od vjetra zgradama, drvećem ili, na primjer, brdima, bolje je ugraditi vjetroturbinu drugačijeg dizajna.

Osim toga, takva je vjetroturbina skupa, a njezina pojava u blizini definitivno neće izazvati veliko oduševljenje kod vaših susjeda. Njegove oštrice mogu lako srušiti leteću pticu i napraviti veliku buku.

Koje druge vrste vjetroturbina postoje? Pa naravno naše, domaće i uvozne. Među potonjima prednjače europske, kineske i sjevernoameričke jedinice. Istodobno, prisutnost domaćih vjetroagregata na tržištu ne može ne veseliti.

novi unosi
Motorna pila ili električna pila - što odabrati za vrt? 4 pogreške pri uzgoju rajčice u loncima koje čine gotovo sve domaćice Tajne uzgoja sadnica od Japanaca, koji su vrlo osjetljivi na zemlju

Cijena takvih uređaja određena je, prije svega, njihovom snagom i prisutnošću dodatnih elemenata, na primjer, solarnih panela, i varira u vrlo širokom rasponu - od nekoliko desetaka do nekoliko stotina tisuća rubalja.

Izrada vjetrenjače vlastitim rukama

Glavni posao koji treba obaviti je izrada i ugradnja rotacionog rotora. Prije svega, trebali biste odabrati vrstu strukture i njezine dimenzije. Poznavanje potrebne snage uređaja i proizvodnih mogućnosti pomoći će to odrediti.

Većinu čvorova (ako ne i sve) morat će se izraditi sami, pa će na izbor utjecati s kojim znanjem kreator dizajna ima, koje uređaje i uređaje najbolje poznaje. Obično se prvo izrađuje probna vjetrenjača, uz pomoć koje se provjeravaju performanse i određuju parametri konstrukcije, nakon čega se počinje izrađivati ​​radna vjetroturbina.

Princip rada

Nadalje, sila rotacije se pretvara u električnu energiju, koja se pohranjuje u bateriji. Što je jači protok zraka, to se oštrice brže okreću, proizvodeći više energije. Budući da se rad vjetrogeneratora temelji na maksimalnom korištenju alternativnog izvora energije, jedna strana lopatica ima zaobljen oblik, a druga je relativno ravna. Kada protok zraka prolazi preko zaobljene strane, stvara se vakuumsko područje. Ovo usisava oštricu, povlačeći je u stranu. To stvara energiju, što uzrokuje okretanje oštrica.

Shema rada vjetrogeneratora: prikazan je princip pretvorbe energije vjetra i rad unutarnjih mehanizama

Tijekom svojih zavoja, vijci također rotiraju os spojenu na rotor generatora. Kada se dvanaest magneta pričvršćenih na rotor okreće u statoru, stvara se izmjenična električna struja koja ima istu frekvenciju kao u običnim sobnim utičnicama. Ovo je osnovni princip rada vjetroturbine. Izmjeničnu struju je lako generirati i prenositi na velike udaljenosti, ali je nemoguće pohraniti.

Shematski dijagram vjetroturbine

Da biste to učinili, mora se pretvoriti u istosmjernu struju. Taj posao obavlja elektronički krug unutar turbine. Za dobivanje velike količine električne energije proizvode se industrijska postrojenja. Vjetropark se obično sastoji od nekoliko desetaka instalacija. Zahvaljujući korištenju takvog uređaja kod kuće, možete postići značajno smanjenje troškova energije. Načelo rada vjetroturbina omogućuje im korištenje u sljedećim opcijama:

• za samostalan rad;
• paralelno s rezervnom baterijom;
• zajedno sa solarnim panelima;
• paralelno s dizelskim ili benzinskim generatorom.

Ako se strujanje zraka kreće brzinom od 45 km/h, turbina proizvodi 400 vata električne energije. Ovo je dovoljno za osvjetljavanje prigradskog područja. Ta se snaga može akumulirati skupljanjem u bateriju.

Punjenje baterije kontrolira poseban uređaj. Kako se naboj smanjuje, rotacija lopatica se usporava. Kada se baterija potpuno isprazni, oštrice se ponovno počinju okretati. Na taj način se punjenje održava na određenoj razini. Što je jači protok zraka, to turbina može proizvesti više električne energije.

Kako se vjetroturbina napaja iz alternativnog izvora

Vjetrenjače se ne "hrane" masom zraka, one su podešene da troše brzinu vjetra. Drugim riječima: vjetar se približava vjetroturbini velikom brzinom i napušta je manjom brzinom. Razlika u brzinama vjetra prije i nakon vjetrogeneratora određuje koliko je energije apsorbirao ovaj uređaj.

Neke vrste vjetroagregata to rade bolje, neke lošije. Ali to je glavna funkcija vjetrogeneratora - usporavanje vjetra.

Granica između učinkovitosti i ograničenja

Nikad ne vjerujte tvrdnjama da određena vjetroturbina radi sa 100% učinkovitosti. To znači da vjetar iza lopatica vjetrenjače mora potpuno prestati. Apsurdan dokaz jasno pokazuje lažnu izjavu.

Vjetroturbina idealne učinkovitosti mora pronaći ravnotežu u kojoj vjetar daje dovoljno energije tako da mora samo izaći iz prozora otvora uređaja za daljnje kretanje. Učinkovitost u ovom slučaju određuje razliku u brzini vjetra prije i poslije turbine, izravno utječući na faktor snage vjetrenjače, koji uzima sljedeću formulu: P_Izlaz= 1/2 × r × S × V3 × učinkovitost.

Maksimalnu učinkovitost vjetroturbine, prije više od 100 godina, utemeljio je njemački znanstvenik Betz u svom temeljnom znanstvenom radu. Uzimajući gornju formulu kao osnovu, Nijemac je krajnje dosljedno potkrijepio da se iz vjetra može izvući maksimum od 16/27 energije. Kasnije je njegove izračune malo ispravio talijanski Loregio, te se pokazalo da je maksimalna učinkovitost vjetrogeneratora 59%.

To se jasno vidi u razlici u principima rada Savoniusove i Darrieusove turbine.Naposljetku, Savonius vjetrenjače preuzimaju samo silu guranja vjetra, a Darierovi projekti također koriste aerodinamičko podizanje, što povećava brzinu rotacije lopatica.

Princip rada vjetroturbine

U nedostatku ili čestim prekidima električne energije, bolje je vlastitim rukama napraviti mini vjetrogenerator ili nekoliko vjetroturbina (vjetroturbina) za individualno napajanje. Domaći uređaj pretvara kinetičku energiju vjetra u mehaničku energiju zbog rotacije kotača vjetra.

U početku se mehanička energija koja rotira rotor pretvara u trofaznu izmjeničnu struju. Protok energije kroz regulator pohranjen je u DC bateriji. Konačno, inverter napona modificira struju za opskrbu električnom energijom uređaja i rasvjete.

Princip rada vjetrenjače je jednostavan i sastoji se u djelovanju tri vrste sile na lopatice. Impuls i podizanje prevladavaju sustav sile kočenja i pokreću zamašnjak. Nakon formiranja magnetskog polja rotorom na stacionarnom dijelu generatora, struja počinje kroz žice.

Područja primjene uređaja

Zapravo, vjetroturbine su sposobne davati energiju objektima za različite namjene. Vjetroturbine velikih kapaciteta prikladne su za napajanje u industrijskim razmjerima. Pravilno dizajnirani uređaji domaće izrade daju vlasniku stranice neprekidno napajanje. Generator vjetra za privatnu kuću možete napraviti vlastitim rukama uz minimalne troškove rada i gotovine.

Prednosti uređaja

Glavna prednost kućne vjetroturbine je ušteda na računima za struju. Novac utrošen na dijelove i montažu vraća se besplatnom opskrbom električnom energijom.

Dodatne prednosti domaće vjetroturbine:

• tvornički model je višestruko skuplji;
• ekološki prihvatljiv dizajn koji radi bez goriva;
• neograničen radni vijek (u slučaju kvara, komponente se lako zamjenjuju);
• prikladnost u pogodnim klimatskim uvjetima sa prosječnom godišnjom brzinom od metra od 4 m/s.

Nedostaci

Negativna strana pojedinačne vjetrenjače uključuje:

• ovisnost o vremenu;
• oluje i uragani često izbacuju mehanizam iz pogona;
• potrebne su preventivne mjere;
• visoki jarboli trebaju uzemljenje;
• neki modeli premašuju dopuštenu razinu buke.

Vjetrogenerator

Za rad vjetrenjača potrebni su konvencionalni trofazni generatori. Dizajn takvih uređaja sličan je modelima koji se koriste na automobilima, ali imaju veće parametre.

Vjetroturbinski uređaji imaju trofazni statorski namot (zvjezdasti spoj), iz kojeg izlaze tri žice koje idu do regulatora, gdje se izmjenični napon pretvara u istosmjerni.

Rotor generatora za vjetroturbinu izrađen je na neodimijskim magnetima: u takvim izvedbama nije preporučljivo koristiti električnu pobudu, jer zavojnica troši puno energije

Za povećanje brzine često se koristi množitelj. Takav uređaj omogućuje povećanje snage postojećeg generatora ili korištenje manjeg uređaja, što smanjuje troškove instalacije.

Multiplikatori se češće koriste kod vertikalnih vjetroagregata, kod kojih je proces rotacije vjetrokola sporiji. Za horizontalne uređaje s velikom brzinom rotacije lopatica nisu potrebni množitelji, što pojednostavljuje i smanjuje troškove izgradnje.

Specifičnosti montaže i ugradnje vjetroturbine iz perilice rublja i vjetroturbine iz autogeneratora detaljno su opisane u člancima koje preporučujemo.

Postavi

• Rotor s lopaticom. Oni, ovisno o modelu, mogu biti: jedan, dva, tri ili više;
• Reduktor ili, drugim riječima, mjenjač dizajniran za regulaciju brzine između generatora i rotora;
• Kućište je zaštitno. Njegova je svrha jasna iz imena: štiti sve komponente strukture od vanjskih utjecaja;
• Rep je odgovoran za okretanje u smjeru vjetra koji puše;
• Baterija je punjiva. Njegova je zadaća akumulirati energiju, t.j. zaliha. Budući da vrijeme nije uvijek povoljno za elektranu, to će uvijek pomoći u lošem vremenu;
• instalacija invertera. Koristi se za pretvaranje istosmjerne struje u izmjeničnu struju, koja hrani električne uređaje koji se koriste u svakodnevnom životu.

Proračun veličine i smještaja

Da biste izračunali potreban broj generatora za vjetroelektranu, uzmite u obzir:

• potrebna snaga;
• broj vjetrovitih dana;
• značajke lokacije.

Dakle, da bi ugradnja vjetroturbine bila opravdana troškovima, potrebno je odrediti broj vjetrovitih dana u godini, kao i njihov pretežni smjer. Morska područja i područja u planinama imaju najpovoljniji položaj, jer ovdje snaga vjetra prelazi 60-70 m / s, a to je sasvim dovoljno za napuštanje lokalne struje.

Na ravnom teritoriju vjetar je karakteriziran ujednačenim protokom, ali njegova snaga ponekad nije dovoljna da u potpunosti osigura privatnu kuću. Postavljanje u blizini nasada i šuma uopće je neisplativo, jer se energija vjetra troši i zadržava se u većoj mjeri na drveću.

Protok vjetra ima povećanje snage izravno proporcionalno udaljenosti od zemljine površine. Sukladno tome, što je jarbol vjetrenjače viši, to može uhvatiti veći zamah.Međutim, što je dalje uklonjeno od tla, to zahtijeva više pojačanja. Pomoćni oslonci ne mogu uvijek u potpunosti držati vjetrenjaču. U jakom udarnom vjetru, vjerojatnost pada visokog jarbola mnogo je veća od jarbola postavljenog na razini od 5-7 metara.

Najoptimalnije uklanjanje jarbola od tla je 10-15 metara. Njegovo pričvršćivanje se provodi na dva načina:

1. Betoniranje temelja - kopaju se četiri duboke, ali male jame promjera, u koje se uranjaju i betoniraju nastavci vjetroagregata. Proces je dugotrajan i skup, ali najpouzdaniji. Pri jakom vjetru jarbol će ostati nepomičan, a jedina šteta na njemu može biti struganje lopatica.
2. Metalne strije - uz pomoć metalnog kabela vjetrenjača je pričvršćena okomito na površinu zemlje, dok je kabel dobro rastegnut, pričvršćujući svoje krajeve za tlo.

Trajanje rada elektrane u cjelini ovisi o izboru metode pričvršćivanja jarbola.

Prisutnost posebne opreme, kao i iskustvo u obavljanju takvih radova, spasit će vjetroelektranu od preranih kvarova.

Jedriličarski vjetrogenerator

Ako su oštrice tradicionalnih vjetrenjača izrađene od tvrdih materijala, onda su u jedrenju, naprotiv, izrađene od mekih materijala. Prikladno za bilo koju gustu tkaninu, kao što je cerada. Često se u takvim konstrukcijama koriste netkani laminati. Izvana, generator vjetra za jedrenje izgleda kao veliki dječji gramofon.

Po dizajnu, vjetrenjače za jedrenje dijele se na dvije vrste.

• Kružna s trokutastim oštricama jedra
• S jedrenim kotačem, također kružnim

Jedriličarski vjetrogenerator s trokutastim lopaticama

Trokutaste lopatice jedara obično se izrađuju jednakokračne, ali se u mnogim slučajevima njihov oblik odabire pojedinačno - prema opterećenju vjetrom područja gdje su postavljene.Jedrenja vjetrenjača počinje raditi pri brzini vjetra od 5 m/s. Njegova učinkovitost je veća od većine vjetrenjača s oštricama, ali u isto vrijeme nije bez mnogo nedostataka. Dakle, kada se vjetar promijeni, “jedrilica” se zaustavlja i treba joj vremena da se okrene u novom smjeru strujanja vjetra.

Drugi nedostatak je krhkost samih "jedara". Često se trgaju, pokvare i zahtijevaju potpunu zamjenu.
Vjeruje se da je generator kružnog jedra lišen ovih nedostataka. Njegova učinkovitost je dvostruko veća od generatora s jedrima. Izvana izgleda kao satelitska antena i razlikuje se od uobičajenih generatora po tome što nema rotirajućih noževa, cilindara ili rotora. Ovaj generator vibrira pod pritiskom ili naletima vjetra, prenoseći svojim vibracijama mehaničku energiju na generator.