Tuuliturbiinin laskeminen: kaavat + käytännön laskentaesimerkki

Mallin valinta

Tuuligeneraattorin, invertterin, maston, SHAVRAn - automaattisen siirtokytkinkaapin hinta riippuu suoraan tehosta ja tehokkuudesta.

Suurin teho kW	Roottorin halkaisija m	maston korkeus m	Nimellisnopeus m/s	Jännite ti
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

Kuten näette, kiinteistön sähkön saamiseksi kokonaan tai osittain tarvitaan suuritehoisia generaattoreita, joita on melko ongelmallista asentaa itse. Joka tapauksessa suuret pääomasijoitukset ja mastojen asennustarve erikoislaitteiden avulla vähentävät merkittävästi tuulivoimajärjestelmien suosiota yksityiskäyttöön.

On kannettavia pienitehoisia tuuliturbiineja, jotka voit ottaa mukaan matkalle. Nämä mallit ovat kompakteja, nopeasti asennettuja maahan, eivät vaadi erityistä hoitoa ja tarjoavat tarpeeksi energiaa mukavaan ajanviettoon luonnossa.

Ja vaikka tällaisen mallin enimmäisteho on vain 450 W, tämä riittää valaisemaan koko leirintäalueen ja mahdollistaa kodinkoneiden käytön kaukana sivilisaatiosta.

Keskisuurille ja pienille yrityksille useiden tuottavien tuulipuistojen asentaminen voisi tarjota merkittäviä säästöjä energiakustannuksissa. Monet eurooppalaiset yritykset harjoittavat tämäntyyppisten tuotteiden tuotantoa.

Nämä ovat monimutkaisia ​​suunnittelujärjestelmiä, jotka vaativat ennakoivaa huoltoa ja huoltoa, mutta niiden nimellisteho on sellainen, että se kattaa koko tuotannon tarpeet. Esimerkiksi Texasissa, Yhdysvaltojen suurimmalla tuulipuistolla, vain 420 tällaista generaattoria tuottaa 735 megawattia vuodessa.

Tuuliturbiinin asennuksen hyvät ja huonot puolet

Tämä laite, kuten aurinkopaneelit, kuuluu vaihtoehtoisten energialähteiden luokkaan. Mutta toisin kuin aurinkokennoja, jotka tarvitsevat auringonvaloa, tuuliturbiini voi toimia tehokkaasti 24 tuntia vuorokaudessa, 365 päivää vuodessa.

Edut	Vikoja
Ilmaista energiaa missä tahansa	Laitteen hinta
Ekologinen energia	Asennuskustannukset
Energiariippumattomuus valtiosta ja sen tariffeista	Palvelun hinta.
Riippumattomuus auringonvalosta	Riippuvuus tuulen nopeudesta

Kaikkien näiden etujen ja haittojen tasapainottamiseksi he tekevät usein joukon: tuuligeneraattorin aurinkopaneelilla. Nämä laitokset täydentävät toisiaan vähentäen siten sähköntuotannon riippuvuutta auringosta ja tuulesta.

Tuuligeneraattorin teholaskenta

Useimmissa tapauksissa tuulipuistojen asentamisen kannattavuus riippuu tietyn alueen keskimääräisistä tuulennopeuksista. Tuulivoimaloiden asentaminen on perusteltua, kun tuulen voimakkuus on vähintään neljä metriä sekunnissa. Tuulen nopeudella yhdeksästä kahteentoista metriin sekunnissa tuuliturbiini toimii maksiminopeudella.

Vaakasuuntainen tuuligeneraattori

Lisäksi tällaisten laitteiden teho riippuu myös käytettävien siipien pinnoista ja roottorilaitteen halkaisijakoosta. Tietyn alueen tunnetuilla keskimääräisillä tuulennopeuksilla on mahdollista valita tarvittava generaattori käyttämällä tiettyä potkurikokoa.

Laskelma tehdään kaavan mukaan: P \u003d 2D * 3V / 7000 kW, jossa P on teho, D on ruuvilaitteen halkaisijakoko ja parametri, kuten V, osoittaa tuulen voimakkuuden metreinä sekunnissa . Mutta tämä kaava sopii vain vaakasuuntaisille tuuliturbiineille.

vaihtoehtoinen Energia

Tuulikuorma voi myös tuoda etuja esimerkiksi muuntamalla tuulen voimaa tuulivoimaloissa. Tuulimyllyssä on siis tuulen nopeudella V = 10 m/s ja ympyrän halkaisijalla 1 metri siivet d = 1,13 m ja se tuottaa noin 200–250 W hyötytehoa. Sähköaura, joka kuluttaa tällaisen määrän energiaa, pystyy kyntämään noin viisikymmentä (50 m²) maata henkilökohtaisella tontilla tunnissa.

Jos käytät suurta tuuligeneraattoria - jopa 3 metriä ja keskimääräistä ilmanvirtausnopeutta 5 m / s, voit saada 1-1,5 kW tehoa, joka tarjoaa täysin pienelle maalaistalolle ilmaisen sähkön.Ns. "vihreän" tariffin käyttöönoton myötä laitteiden takaisinmaksuaika lyhenee 3-7 vuoteen ja voi tulevaisuudessa tuottaa nettovoittoa.

Tuuliturbiinien potkurien laskeminen

Tuulimyllyä suunniteltaessa käytetään yleensä kahdenlaisia ​​ruuveja:

1. Kierto vaakatasossa (siipi).
2. Pyöriminen pystytasossa (Savonius-roottori, Darrieus-roottori).

Ruuvimallit, jotka pyörivät missä tahansa tasossa, voidaan laskea kaavalla:

Z = P*L/60/V

Tässä kaavassa: Z on potkurin nopeusaste (pieni nopeus); L on terien kuvaaman ympyrän pituuden koko; W on potkurin pyörimisnopeus (taajuus); V on ilman virtausnopeus.

Tämä on "Rotor Darier" -nimisen ruuvin malli. Tätä potkurin versiota pidetään tehokkaana pienitehoisten ja -kokoisten tuuliturbiinien valmistuksessa. Ruuvin laskennassa on joitain ominaisuuksia

Tämän kaavan perusteella voit helposti laskea kierrosten lukumäärän W - pyörimisnopeuden. Ja kierrosten ja tuulen nopeuden työsuhde löytyy verkosta saatavilla olevista taulukoista. Esimerkiksi potkurille, jossa on kaksi lapaa ja Z=5, seuraava suhde on totta:

Terien lukumäärä	Nopeuden aste	Tuulen nopeus m/s
2	5	330

Myös yksi tuulimyllyn potkurin tärkeimmistä indikaattoreista on nousu. Tämä parametri voidaan määrittää käyttämällä kaavaa:

H = 2πR*tgα

Tässä: 2π on vakio (2*3,14); R on terän kuvaama säde; tg α on leikkauskulma.

Tuuligeneraattorin teholaskenta

Myös tuulimyllyn omavalmistus vaatii alustavan laskelman. Kukaan ei halua käyttää aikaa ja materiaaleja kuka tietää minkä valmistukseen, he haluavat saada käsityksen asennuksen mahdollisuuksista ja odotetusta tehosta etukäteen.Käytäntö osoittaa, että odotukset ja todellisuus korreloivat huonosti keskenään, likimääräisten arvioiden tai oletusten perusteella tehdyt installaatiot, joita ei tueta tarkoilla laskelmilla, antavat heikkoja tuloksia.

Siksi yleensä käytetään yksinkertaistettuja laskentamenetelmiä, jotka antavat riittävän lähellä totuutta eivätkä vaadi suuren tietomäärän käyttöä.

Laskentakaavat

varten tuuligeneraattorin laskenta on suoritettava seuraavat toimet:

• Selvitä kotisi sähköntarpeet. Tätä varten on tarpeen laskea kaikkien laitteiden, laitteiden, valaistuksen ja muiden kuluttajien kokonaisteho. Tuloksena oleva määrä näyttää energian määrän, joka tarvitaan talon tehoon.
• tuloksena olevaa arvoa on nostettava 15-20 %, jotta varaa jää varalta. Ei ole epäilystäkään siitä, että tämä reservi tarvitaan. Päinvastoin, se voi osoittautua riittämättömäksi, vaikka useimmiten energiaa ei käytetä täysin.
• tarvittavan tehon tuntemalla voidaan arvioida, mitä generaattoria voidaan käyttää tai valmistaa tehtävien ratkaisemiseen. Tuulimyllyn käytön lopputulos riippuu generaattorin ominaisuuksista, jos ne eivät täytä talon tarpeita, sinun on joko vaihdettava laite tai rakennettava lisäsarja
• tuuliturbiinin laskenta. Itse asiassa tämä hetki on vaikein ja kiistanalaisin koko menettelyssä. Virtaustehon määrittämiseen käytetään kaavoja

Harkitse esimerkiksi yksinkertaisen vaihtoehdon laskemista. Kaava näyttää tältä:

P=k R V³ S/2

Missä P on virtausteho.

K on tuulienergian käyttökerroin (arvo, joka on luonnostaan ​​lähellä hyötysuhdetta) on 0,2-0,5.

R on ilman tiheys. Sillä on erilaiset arvot, yksinkertaisuuden vuoksi otamme 1,2 kg/m3.

V on tuulen nopeus.

S on tuulipyörän peittoalue (pyörivien terien peittämä).

Otamme huomioon: tuulipyörän säteellä 1 m ja tuulen nopeudella 4 m/s

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

Tulos osoittaa, että tehovirta on 36 wattia. Tämä on hyvin pieni, mutta mittarin juoksupyörä on liian pieni. Käytännössä käytetään tuulipyöriä, joiden siipien väli on 3-4 metriä, muuten suorituskyky on liian heikko.

Mitä ottaa huomioon

Tuulimyllyä laskettaessa tulee ottaa huomioon roottorin suunnitteluominaisuudet. On olemassa pysty- ja vaakasuuntaisia ​​pyörimispyöriä, joilla on erilainen hyötysuhde ja suorituskyky. Vaakasuuntaisia ​​rakenteita pidetään tehokkaimpana, mutta niillä on tarvetta korkeille asennuspisteille.

Yhtä tärkeää on varmistaa riittävä juoksupyörän teho generaattorin roottorin pyörittämiseen. Jäykillä roottorilla varustetut laitteet, jotka mahdollistavat hyvän energiatuoton, vaativat akselilta huomattavan tehon, joka voidaan tuottaa vain siipipyörällä, jolla on suuri pinta-ala ja siipien halkaisija.

Yhtä tärkeä kohta ovat pyörimislähteen - tuulen - parametrit. Ennen laskelmien tekemistä sinun tulee oppia mahdollisimman paljon tietyn alueen tuulen voimakkuudesta ja vallitsevista suunnista. Ota huomioon hurrikaanien tai myrskypuuskien mahdollisuus, selvitä kuinka usein niitä voi esiintyä. Virtausnopeuden odottamaton lisääntyminen on vaarallista tuulimyllyn tuhoutumiselle ja muuntavan elektroniikan vioille.

Valmis pystysuoraan suunnattu tuuligeneraattori

Kiinnostus tuuliturbiineja kohtaan on herännyt uudelleen varsinkin viime vuosina. On uusia malleja, jotka ovat kätevämpiä ja käytännöllisempiä.

Viime aikoihin asti käytettiin pääasiassa vaakasuuntaisia ​​kolmisiipisiä tuuliturbiineja. Ja pystysuuntaiset näkymät eivät levinneet tuulipyörän laakerien raskaan kuormituksen vuoksi, minkä seurauksena lisääntyi kitka, joka absorboi energiaa.

Mutta magneettisen levitaation periaatteiden käytön ansiosta neodyymimagneeteilla olevaa tuuligeneraattoria alettiin käyttää tarkasti pystysuorassa suunnassa, selvällä vapaalla inertiakierrolla. Tällä hetkellä se on osoittautunut tehokkaammaksi kuin horisontaalinen.

Helppo käynnistys saavutetaan magneettisen levitaatioperiaatteen ansiosta. Ja moninapaisen, joka antaa nimellisjännitteen alhaisilla nopeuksilla, ansiosta on mahdollista hylätä vaihteistot kokonaan.

Jotkut laitteet voivat alkaa toimia, kun tuulen nopeus on vain puolitoista senttimetriä sekunnissa, ja kun se saavuttaa vain kolme-neljä metriä sekunnissa, se voi olla jo sama kuin laitteen tuottama teho.

Tuulivoimapuistojen takaisinmaksu

Sähkön myyntiä eli teollista tuotantoa varten perustettujen tuulivoimaloiden takaisinmaksukysymys näyttää jonkin verran onnistuneemmalta. Tuotteiden myynti - sähkövirta - mahdollistaa tuulimyllyjen hankinta-, käyttö- ja korjauskulujen korvaamisen. Samaan aikaan käytännön tulokset eivät aina näytä loistavilta. Näin ollen maailman suurimpien, suuria energiantuotantomääriä tuottavien tuulivoimaloiden kannattavuus on erittäin alhainen, ja osa niistä on tunnustettu kestämättömiksi.

Syy tähän tilanteeseen on laitteiden kustannusten, käyttöiän ja kompleksin suorituskyvyn valitettava suhde. Yksinkertaisesti sanottuna turbiinilla ei ole käyttöiän aikana aikaa tuottaa tarpeeksi energiaa oikeuttaakseen sen osto- ja ylläpitokustannukset.

Tämä tilanne on tyypillinen useimmille tuulipuistoille. Energialähteen epävakaus, suunnittelun alhainen hyötysuhde muodostavat kaiken kaikkiaan vähätuottoisen tuotannon, jos puhumme puhtaasti taloudellisesti. Kannattavuuden lisäämismahdollisuuksista tehokkaimpia ovat:

• tuottavuuden kasvu
• pienemmät käyttökustannukset

Venäjän meteorologian erityispiirteet huomioon ottaen lupaava tapa on lisätä tuuliturbiinien määrää asemalla, mutta vähentää niiden tehoa. Se osoittautuu järjestelmäksi, jolla on paljon etuja:

• yksittäiset tuulimyllyt pystyvät tuottamaan voimaa kevyessä tuulessa, kun suuret mallit eivät voi käynnistyä
• laitteiden hankinta- ja ylläpitokustannukset pienenevät
• yksittäisen yksikön vikaantuminen ei aiheuta vakavia ongelmia koko laitokselle
• pienemmät käyttöönotto- ja kuljetuskustannukset

Viimeinen kohta on erityisen tärkeä maallemme, jossa tuulivoimaloiden asennus tapahtuu syrjäisille tai vuoristoisille alueille, ja rakenteen toimitus- ja kokoonpanokysymykset ovat erittäin akuutteja.

Toinen tapa lisätä kannattavuutta on käyttää pystyrakenteita. Tätä vaihtoehtoa pidetään maailmankäytännössä vähän tuottavana, sopivana energian toimittamiseen yksittäisille kuluttajille - omakotitalo, valaistus, pumput jne.

Mitkä tuulivoimalat ovat tehokkaimpia

Vaakasuora

pystysuora

Tämäntyyppiset laitteet ovat saavuttaneet eniten suosiota, jossa turbiinin pyörimisakseli on yhdensuuntainen maan kanssa. Tällaisia ​​tuuliturbiineja kutsutaan usein tuulimyllyiksi, joissa siivet kääntyvät tuulen virtausta vastaan. Laitteen suunnittelu sisältää järjestelmän pään automaattiseen vieritykseen. Tuulen virtaus on löydettävä. Tarvitaan myös laite terien kääntämiseen, jotta pienelläkin voimalla voidaan tuottaa sähköä. Tällaisten laitteiden käyttö on tarkoituksenmukaisempaa teollisuusyrityksissä kuin jokapäiväisessä elämässä. Käytännössä niitä käytetään useammin tuulipuistojärjestelmien luomiseen.

Tämän tyyppiset laitteet ovat käytännössä vähemmän tehokkaita. Turbiinin siipien pyöriminen tapahtuu yhdensuuntaisesti maan pinnan kanssa riippumatta tuulen voimakkuudesta ja sen vektorista. Virtaussuunnalla ei myöskään ole väliä, pyörivät elementit vierivät sitä vastaan ​​millään iskulla. Tämän seurauksena tuuligeneraattori menettää osan tehostaan, mikä johtaa koko laitteiston energiatehokkuuden laskuun. Mutta asennuksen ja huollon kannalta yksiköt, joissa terät on sijoitettu pystysuoraan, sopivat paremmin kotikäyttöön. Tämä johtuu siitä, että vaihdelaatikko ja generaattori on asennettu maahan. Tällaisten laitteiden haittoja ovat kallis asennus ja vakavat käyttökustannukset. Generaattorin asentamiseen tarvitaan riittävästi tilaa. Siksi pystysuorien laitteiden käyttö on tarkoituksenmukaisempaa pienillä yksityistiloilla.

Kaksiteräinen	Kolmiteräinen	moniteräinen
Tämän tyyppisille yksiköille on ominaista kahden kiertoelementin läsnäolo.Tämä vaihtoehto on käytännössä tehoton nykyään, mutta on melko yleinen luotettavuutensa vuoksi.	Tämäntyyppiset laitteet ovat yleisimpiä. Kolmiteräisiä laitteita käytetään paitsi maataloudessa ja teollisuudessa myös kotitalouksissa. Tämäntyyppiset laitteet ovat saavuttaneet suosiota luotettavuutensa ja tehokkuutensa ansiosta.	Jälkimmäisessä voi olla 50 tai useampia kiertoelementtejä. Tarvittavan sähkömäärän tuottamisen varmistamiseksi ei itse teriä tarvitse rullata, vaan ne on saatettava vaadittuun määrään kierroksia. Jokaisen lisäkiertoelementin läsnäolo lisää tuulipyörän kokonaisvastuksen parametria. Tämän seurauksena laitteiston ulostulo vaaditulla kierrosluvulla on ongelmallista. Useilla siivellä varustetut karusellilaitteet alkavat pyöriä pienellä tuulenvoimalla. Mutta niiden käyttö on merkityksellisempää, jos itse vierittämisellä on merkitystä esimerkiksi silloin, kun tarvitaan veden pumppaamista. Moniteräisiä yksiköitä ei käytetä suuren energiamäärän tehokkaan tuotannon varmistamiseksi. Niiden toimintaa varten vaaditaan vaihdelaitteen asennus. Tämä ei vain vaikeuta laitteen koko suunnittelua kokonaisuutena, vaan tekee siitä myös vähemmän luotettavan verrattuna kaksi- ja kolmiterisiin.

Kovilla teriillä

Purjehdusyksiköt

Tällaisten yksiköiden kustannukset ovat korkeammat pyörivien osien korkeiden tuotantokustannusten vuoksi. Mutta purjehdusvarusteisiin verrattuna jäykillä siivillä varustetut generaattorit ovat luotettavampia ja niillä on pitkä käyttöikä. Koska ilma sisältää pölyä ja hiekkaa, pyöriviin elementteihin kohdistuu suuri kuormitus.Kun laite toimii vakaissa olosuhteissa, se vaatii terien päihin kiinnitetyn korroosionestokalvon vaihdon vuosittain. Ilman tätä pyörivä elementti alkaa menettää työominaisuuksiaan ajan myötä.

Tämän tyyppiset terät ovat tuotannon kannalta yksinkertaisempia ja halvempia kuin metalli tai lasikuitu. Mutta valmistuksen säästöt voivat johtaa vakaviin kustannuksiin tulevaisuudessa. Kolmen metrin tuulipyörän halkaisijalla terän kärjen nopeus voi olla jopa 500 km/h, kun laitteen kierrokset ovat noin 600 minuutissa. Tämä on vakava kuorma jopa jäykille osille. Käytäntö osoittaa, että purjehdusvarusteiden pyörimiselementtejä on vaihdettava usein, varsinkin jos tuulen voimakkuus on suuri.

Pyörimismekanismin tyypin mukaan kaikki yksiköt voidaan jakaa useisiin tyyppeihin:

• ortogonaaliset Darier-laitteet;
• yksiköt, joissa on Savonius-pyörivä kokoonpano;
• laitteet, joissa on pystysuora-aksiaalinen rakenne;
• laitteet, joissa on helikoidityyppinen pyörivä mekanismi.

Tuulen nopeus

Riippumatta siitä, aiotteko ostaa valmiin generaattorin vai rakentaa sen itse, tuulen nopeus on yksi tärkeimmistä parametreista asennuksen tehon määrittämisessä.

Ensinnäkin jokaisella tuuliturbiinityypillä on oma alkunopeus. Useimmissa asennuksissa tämä on 2-3 m/s. Jos tuulen nopeus on tämän kynnyksen alapuolella, generaattori ei toimi ollenkaan, ja vastaavasti myös sähköä tuotetaan.

Alkunopeuden lisäksi on olemassa myös nimellisnopeus, jolla tuuligeneraattori saavuttaa nimellistehonsa. Valmistaja ilmoittaa tämän luvun jokaiselle mallille erikseen.

Jos nopeus on kuitenkin suurempi kuin alkuperäinen, mutta pienempi kuin nimellisnopeus, sähköntuotanto vähenee merkittävästi. Ja jotta et jää ilman sähköä, sinun tulee aina ensin keskittyä keskimääräiseen tuulennopeuteen alueellasi ja suoraan sivustollasi. Ensimmäisen indikaattorin saat selville tuulikartalta tai kaupunkisi sääennusteesta, joka yleensä kertoo tuulen nopeuden.

Toinen luku tulisi mieluiten mitata erityisillä instrumenteilla suoraan paikasta, jossa tuuliturbiini seisoo. Loppujen lopuksi talosi voi olla sekä kukkulalla, jossa tuulen nopeus on suurempi, että alamaalla, jossa tuulta ei käytännössä ole.

Tässä tilanteessa hurrikaanin puuskista jatkuvasti kärsivät ovat paremmassa asemassa ja voivat luottaa tuuliturbiinin parempaan suorituskykyyn.

Mikä on tuulen kuormitus

Ilmamassojen virtaus maan pintaa pitkin tapahtuu eri nopeuksilla. Kun tuulen kineettinen energia törmää mihin tahansa esteeseen, se muuttuu paineeksi, mikä luo tuulikuorman. Tämän ponnistuksen voi tuntea jokainen, joka liikkuu vastavirtaa vastaan. Syntynyt kuorma riippuu useista tekijöistä:

• tuulen nopeus,
• ilmasuihkun tiheys, - korkeassa kosteudessa ilman ominaispaino kasvaa, vastaavasti, siirretyn energian määrä kasvaa,
• paikallaan olevan esineen muoto.

Jälkimmäisessä tapauksessa eri suuntiin kohdistuvat voimat vaikuttavat rakennusrakenteen yksittäisiin osiin, esimerkiksi:

Generaattorien valinta tuulimyllyihin

Kun edellä kuvatulla menetelmällä saatu laskettu potkurin kierroslukuarvo (W) on, on jo mahdollista valita (valmistaa) sopiva generaattori. Esimerkiksi nopeusasteella Z = 5 terien lukumäärä on 2 ja nopeus 330 rpm. tuulen nopeudella 8 m/s generaattorin tehon tulee olla noin 300 wattia.

Tuulivoimalan generaattori "kontekstissa". Esimerkillinen kopio yhdestä mahdollisesta kodin tuulivoimajärjestelmän generaattorin mallista, itse kokoamastani

Tältä näyttää sähköpyörän moottori, jonka perusteella ehdotetaan generaattorin tekemistä kodin tuulimyllylle. Polkupyörän moottorin muotoilu on ihanteellinen toteutukseen vähäisin tai ei lainkaan laskelmia ja muutoksia. Niiden teho on kuitenkin pieni.

Sähköpyörän moottorin ominaisuudet ovat suunnilleen seuraavat:

Parametri	Arvot
Jännite, V	24
Teho, W	250-300
Pyörimistaajuus, rpm	200-250
Vääntömomentti, Nm	25

Polkupyörän moottoreiden positiivinen piirre on, että niitä ei käytännössä tarvitse tehdä uusiksi. Ne on rakenteellisesti suunniteltu hidaskäyntisiksi sähkömoottoreiksi ja niitä voidaan käyttää menestyksekkäästi tuulivoimaloissa.

Kuinka leikata teriä

Edelleen linjalla alkaen terän juuri huomioi terän säteen mitat - sarakkeessa "Teräsäde" vihreissä sarakkeissa. Aseta näiden mittojen mukaan pisteitä terän juuren vasemmalle ja oikealle puolelle. Vasemmalla, jos katsot terän juuresta kärkeen, on Taka-mm-kuvion koordinaatit ja viivan oikealla puolella Etu-mm-kuvion koordinaatit. Kun olet yhdistänyt pisteet ja sinulla on terä, joka yleensä leikataan terällä rautasahasta tai sähköpalalla.

Reiät terän kiinnittämiseksi navaan tehdään tiukasti terän keskilinjaa pitkin, joka piirrettiin putkeen heti alussa, jos siirrät reikiä, terä seisoo eri kulmassa tuuleen nähden ja menettää kaiken sen ominaisuuksia. terän reunat on tarpeen käsitellä, pyöristää terän etuosa, teroittaa takaosaa ja pyöristää terien kärjet niin, ettei mikään vihellytä eikä aiheuta ääntä. Excel-taulukko ottaa jo laskennassa huomioon reunakäsittelyn alla olevan kuvan mukaisesti.
>

Toivottavasti sinulle tuli selvemmäksi kuinka levyä käytetään ja kuinka valita ruuvi generaattorille. Esimerkiksi valitsin tietysti generaattorin epäsopivilla parametreilla, koska 12v akun lataus alkaa liian aikaisin, 24v ja 48 voltilla tulokset olisivat erilaisia ​​ja teho olisi vielä suurempi, mutta et voi kuvailla kaikkia esimerkkejä.

Tärkeintä on ymmärtää periaatteet, esim. potkurin valinta, jos sillä on hyvä teho yhdellä nopeudella, tämä ei tarkoita, että sillä on sitä käytännössä, jos generaattori kuormittaa potkuria liian aikaisin, se ei saavuta sen nopeus ja ei kehitä tehoa, jonka pitäisi olla pienemmillä nopeuksilla, vaikka tuuli on laskettu tai jopa suurempi. Terät räätälöityjä tiettyyn nopeuteen ja ottavat suurimman voiman tuulesta nopeudellaan.

Laite ja toimintaperiaate

Tuuligeneraattori toimii tuulivoiman avulla. Tämän laitteen suunnittelussa on oltava seuraavat elementit:

• turbiinin lavat tai potkuri;
• turbiini;
• sähkögeneraattori;
• sähkögeneraattorin akseli;
• invertteri, jonka tehtävänä on muuntaa vaihtovirta tasavirraksi;
• mekanismi, joka pyörittää teriä;
• mekanismi, joka pyörittää turbiinia;
• akku;
• masto;
• pyörivä liike-ohjain;
• vaimennin;
• tuuli anturi;
• tuuli anturin varsi;
• gondoli ja muut elementit.

Teollisuusyksiköissä on sähkökaappi, ukkossuoja, pyörivä mekanismi, luotettava perustus, palonsammutuslaite ja tietoliikenne.

Tuuligeneraattori on laite, joka muuntaa tuulienergian sähköksi. Nykyaikaisten kiviainesten edelläkävijöitä ovat myllyt, jotka tuottavat jauhoja viljasta. Generaattorin kytkentäkaavio ja toimintaperiaate eivät kuitenkaan ole juurikaan muuttuneet.

1. Tuulen voimasta johtuen terät alkavat pyöriä, jonka vääntömomentti välittyy generaattorin akselille.
2. Roottorin pyöriminen luo kolmivaiheisen vaihtovirran.
3. Ohjaimen kautta vaihtovirta lähetetään akkuun. Akku on välttämätön tuuligeneraattorin vakaan toiminnan luomiseksi. Jos tuulee, laite lataa akkua.
4. Suojatakseen hurrikaanilta tuulivoiman tuotantojärjestelmässä on elementtejä, jotka ohjaavat tuulipyörää pois tuulesta. Tämä tapahtuu kääntämällä häntää tai jarruttamalla pyörää sähköjarrulla.
5. Akun lataamiseksi sinun on asennettava ohjain. Jälkimmäisen toimintoon kuuluu akun latauksen valvonta sen rikkoutumisen estämiseksi. Tämä laite voi tarvittaessa laskea ylimääräistä energiaa liitäntälaitteeseen.
6. Akuissa on jatkuvasti matala jännite, mutta sen on päästävä kuluttajalle 220 voltin teholla. Tästä syystä tuuliturbiiniin asennetaan invertterit. Jälkimmäiset pystyvät muuttamaan vaihtovirran tasavirraksi lisäämällä sen voimakkuutta 220 volttiin.Jos invertteriä ei ole asennettu, on käytettävä vain niitä laitteita, jotka on suunniteltu pienjännitteelle.
7. Muunnettu virta lähetetään kuluttajalle lämmitysakkujen, huonevalaistuksen ja kodinkoneiden tehoa varten.

Uusia perusteluja vanhoille käsitteille

Perusteettomilla oletuksilla, joiden mukaan nykyaikaisen kehityksen pitäisi nostaa tuuliturbiinien tehokkuutta dramaattisesti, ei ole perusteita. Nykyaikaiset vaakasuuntaiset mallit saavuttavat 75 % tehokkuuden teoreettisesta Bentz-rajasta (noin 45 % hyötysuhde). Loppujen lopuksi fysiikan osa, joka säätelee tuuliturbiinien tehokkuutta, on hydrodynamiikka, ja sen lait ovat muuttumattomia niiden löytämisestä lähtien.

Jotkut suunnittelijat yrittävät lisätä tehokkuutta lisäämällä terien määrää ja tekemällä niistä ohuempia. Voit lisätä niiden pituutta, ja tämä antaa suuremman vaikutuksen lakaistun alueen kasvun vuoksi.

Mutta silti on välttämätöntä säilyttää tasapaino tuulen hidastumisen ja sen jäännösnopeuden välillä.

On myös toinen suunta - lisätä tuulen nopeutta ohjaamalla se diffuusorin läpi. Mutta hydrodynamiikka on täynnä jo havaittuja virtauksen vaikutuksia esteiden ympärillä pienimmän vastuksen polulla.

On enemmän tai vähemmän menestyneitä DAWT-malleja, joissa on suuret kartiokulmat, mutta nämä yritykset "huijata tuulta" eivät lisää tehokkuutta niin paljon kuin mainostetaan.

Menestyneimmät nykyaikaiset tuuliturbiinit ovat pystysuorat mallit, joissa on Darrieus-siivet, jotka on asennettu magneettisille levitatiivisille työntölaakereille (MAGLEV). Työskentely lähes äänettömästi, ne alkavat pyöriä tuulen nopeudella alle 1 m / s ja kestävät raskaita puuskia jopa 200 km / h.Tällaisten vaihtoehtoisten energialähteiden pohjalta on kannattavinta muodostaa yksityinen itsenäinen energiajärjestelmä.

Kiitos kun luit loppuun! Älä unohda, jos pidit artikkelista!

Jaa ystävien kanssa, jätä KOMMENTTISI (kommenttisi auttavat hankkeen kehittämisessä paljon)

Liity VK-ryhmään:

ALTER220 Vaihtoehtoisen energian portaali

ja ehdota keskusteluaiheita, yhdessä siitä tulee mielenkiintoisempaa!!!

Menettelyn arvo

Jos laiminlyö ilman liikkeen kuormituslaskelmat, voit, kuten sanotaan, pilata koko asian alkuunsa ja vaarantaa ihmisten hengen.

Jos lumen paineessa rakennusten seiniin ei yleensä ole vaikeuksia - tämä kuorma näkyy, se voidaan punnita ja jopa koskettaa - niin tuulen kanssa kaikki on paljon monimutkaisempaa. Se ei ole näkyvissä, sitä on erittäin vaikea ennustaa intuitiivisesti. Kyllä, tuuli tietysti vaikuttaa jonkin verran tukirakenteisiin, ja se voi joskus olla jopa tuhoisaa: se vääntelee mainosbannereita, ylittää aidat ja seinäkehykset ja repeää katot pois. Mutta kuinka tämä voima on mahdollista ennustaa ja ottaa huomioon? Onko se oikeasti laskettavissa?

Antaa periksi! Tämä on kuitenkin tylsää bisnestä, ja ei-ammattilaiset eivät pidä tuulikuorman laskemisesta. Tälle on selvä selitys: laskelmien merkitys on erittäin vastuullinen ja vaikea asia, paljon monimutkaisempi kuin lumikuormalaskelmat. Jos lumikuormitukselle on omistettu vain kaksi ja puoli sivua yhteisyrityksessä, joka on erityisesti omistettu tälle, niin tuulikuorman laskenta on kolme kertaa enemmän! Lisäksi sille on annettu pakollinen sovellus, ne on sijoitettu 19 sivulle, jotka osoittavat aerodynaamiset kertoimet.

Jos Venäjän kansalaiset ovat edelleen onnekkaita tässä, niin Valko-Venäjän asukkaille se on vielä vaikeampaa - standardeja ja laskelmia säätelevän asiakirjan TKP_EN_1991-1-4-2O09 "Tuulivaikutukset" on 120 sivua!

Eurokoodin (EN_1991-1-4-2O09) asteikolla yksityisen rakennuksen rakentaminen tuulivaikutuksiin, harvat ihmiset haluavat tehdä kupillisen teetä kotona. Ammattimaisesti kiinnostuneita kehotetaan lataamaan ja tutkimaan se perusteellisesti asiantuntijakonsultin ympäröimänä. Muuten laskelmien seuraukset voivat olla tuhoisat väärän lähestymistavan ja ymmärryksen vuoksi.

Tuulivoiman käyttökerroin

On huomattava, että tuuliturbiineilla on erityinen tehokkuusindikaattori - KIEV (tuulienergian käyttökerroin). Se osoittaa, kuinka suuri prosenttiosuus työosan läpi kulkevasta ilmavirrasta vaikuttaa suoraan tuulimyllyn lapoihin. Tai tieteellisemmin ilmaistuna, se näyttää laitteen akselille vastaanotetun tehon suhteen juoksupyörän tuulipintaan vaikuttavan virtauksen tehoon. Siten KIEV on erityinen, vain tuulivoimaloihin soveltuva tehokkuuden analogi.

Tähän mennessä KIEV:n arvot alkuperäisestä 10-15 %:sta (vanhojen tuulimyllyjen indikaattorit) ovat nousseet 356-40 %:iin. Tämä johtuu tuulimyllyjen suunnittelun parantumisesta ja uusien, tehokkaampien materiaalien ja teknisten yksityiskohtien syntymisestä, kokoonpanoista, jotka auttavat vähentämään kitkahäviöitä tai muita hienovaraisia ​​vaikutuksia.

Teoreettisissa tutkimuksissa tuulienergian maksimikäyttökertoimeksi on määritetty 0,593.

Yhteenvetona: Onko tuuliturbiini kannattava?

Yllä olevat tulokset osoittavat selvästi tuuligeneraattorin hankinta- ja käyttöönottokustannusten takaisinmaksukyvyn. Varsinkin kun:

• Kilowatin hinta nousee jatkuvasti inflaation vuoksi.
• Tuulimyllyä käytettäessä esine muuttuu haihtumattomaksi.
• Tuotetun sähkön "ylijäämä" voidaan kerätä ja varastoida tyynellä säällä keskeytymättömän virransyöttöjärjestelmän ansiosta.
• Monet keskitetystä tehonsyöttöverkosta kaukana olevat kohteet joutuvat olemaan olemassa ilman sähköä, koska niiden liittäminen on kannattamatonta.

Tuuligeneraattori on siis kannattava. Sen ostaminen energiaintensiivisille kuluttajille ilman virtalähdettä on taloudellisesti kannattavaa. Hotelli kaupungin ulkopuolella, maatalousmaa tai karjayritys, mökkikylä - joka tapauksessa vaihtoehtoisen sähkönlähteen liittämisen kustannukset ovat perusteltuja. Jää vain valita sopiva tuulimyllymalli ja asentaa se valmistajan suositusten mukaisesti. Laitteen tehon tulee vastata alueesi keskimääräistä tuulennopeutta. Voit määrittää sen erityisellä tuulikartalla tai paikallisen sääaseman mukaan.

Huomaa: kiinalaisten valmistajien tuuliturbiinien osalta laitteen nimellisteho lasketaan ottaen huomioon tuulen nopeudet 50-70% maanpinnasta. Tuulimyllyn asentaminen tällaiselle korkeudelle on ongelmallista

Liian korkea masto on kallis, ja sen lujuudelle asetetaan tiukat vaatimukset. Lisäksi ilmoitetulla korkeudella tuulenpuuskat muodostavat voimakkaita pyörrevirtoja. Ne eivät vain hidasta tuuligeneraattorin toimintaa, vaan voivat myös aiheuttaa siipien rikkoutumisen.Ratkaisu on asentaa laite 30-35m korkeuteen, jolloin pääsee koville tuulille, mutta estää tuulimyllyn rikkoutumisen.