Kineettinen tuuligeneraattori: laite, toimintaperiaate, sovellus

Tuuliturbiini laite

Tuuligeneraattorit ovat ehdottoman ympäristöystävällisiä ja pystyvät tarjoamaan kuluttajille ilmaista energiaa rajoittamattoman ajan. Tuuligeneraattorit - tuulipuistot ovat eri tehoisia, mikä mahdollistaa niiden käytön eri alueilla.

Tuulipuiston maksimaalinen hyötysuhde voidaan saavuttaa asentamalla se paikkoihin, joissa on jatkuva aktiivinen ilmavirta. Yleensä tähän käytetään vuoria ja kukkuloita, merten ja valtamerten rannikkoa ja muita vastaavia olosuhteita. Pääosa asennuksesta on juoksupyörä, joka toimii turbiinina. Useimmissa tapauksissa kolmilapaisia ​​tuulipuistorakenteita käytetään potkurin muodossa, joka on asennettu korkealle maanpinnasta.
Parhaan vaikutuksen saavuttamiseksi siivet yhdessä roottorin kanssa asetetaan optimaaliseen asentoon erityisillä mekanismeilla tuulen suunnasta ja voimakkuudesta riippuen. On olemassa muita malleja - rumpu, jotka eivät riipu yllä olevista tekijöistä eivätkä vaadi säätöjä. Jos potkuriasennusten tehokkuus on kuitenkin 50%, niin rumpulaitteilla se on paljon alhaisempi.

Jokainen ilmavoimalaitos, suunnittelusta riippumatta, on täysin yhteydessä ilmavirtojen toimintaan, jotka usein muuttavat niiden suorituskykyä. Tämä puolestaan ​​johtaa muutoksiin juoksupyörän kierrosten lukumäärässä ja tuotetussa sähkötehossa. Tämä tilanne edellyttää generaattorin ja sähköverkon yhdistämistä lisälaitteiden avulla.

Tähän käytetään pääsääntöisesti akkuja yhdessä invertterien kanssa. Ensinnäkin akku ladataan generaattorista, jolle virran tasaisuudella ei ole väliä. Lisäksi invertterissä muunnettu akun varaus siirretään verkkoon.

WPP-potkurirakenteita voidaan tarvittaessa ohjata. Jos tuulen nopeus on liian suuri, siipien iskukulmaa muutetaan minimiin.Tämä vähentää turbiiniin kohdistuvaa tuulikuormaa. Hurrikaanien vaikutuksesta tuulipuistojen siipipyörät kuitenkin usein vääntyvät ja koko kodin asennus epäonnistuu. Kielteisiä vaikutuksia ei voida täysin välttää, koska sähkögeneraattorit sijaitsevat keskimäärin 50 m korkeudella. Tämän ansiosta on mahdollista käyttää voimakkaampia ja vakaampia tuulia korkealla.

Kuinka valita tuuligeneraattori

Tuuligeneraattorin valitsemiseksi sinun on:

1. Laske sähkölaitteiden asennettu teho, jotka on suunniteltu kytkettäväksi tähän energialähteeseen.
2. Generaattorin teho määritetään saatujen tehoarvojen ja keskimääräisen vuotuisen tuulennopeuden perusteella yksikön asennusalueella. Teho tulee ottaa huomioon turvatekijä, joka perustuu kuormien kasvuun ja jotta laitetta ei ylikuormiteta huippukuormituksen aikana.
3. Laitteen asennuspaikan ilmasto tulee ottaa huomioon, koska sade vaikuttaa haitallisesti generaattorin suorituskykyyn. Ota huomioon asuinpaikan ilmasto-ominaisuudet.
4. Asennuksen tehokkuuden määrittäminen on yksi tärkeimmistä mittareista.
5. Selvitä generaattorin suorituskyky suhteessa käytön aikana syntyvään meluon.
6. Suorita erityyppisten generaattoreiden vertaileva analyysi kaikkien ominaisuuksien ja parametrien osalta.
7. Lue käyttäjien arvioita vastaavista asennuksista.
8. Tee analyysi kotimaisista ja ulkomaisista valmistajista, tutki arvosteluja näistä yrityksistä.

Hitaasti toimivan tuuligeneraattorin sijoitus

Maapalalle asetetaan pieni perustus, johon masto on kiinnitetty. Tornin vieressä, sen juurella, on sähkökaappi.Yläosaan on asennettu pyörivä mekanismi, johon on asennettu gondoli. Jälkimmäisen sisällä on tuulimittari, generaattori, voimansiirto ja jarrut. Gondoliin on kiinnitetty roottorin kansi, johon terät on kiinnitetty. Jokainen siipi on kytketty järjestelmään, joka säätää korkeutta automaattisesti.

Hidaskäyntisen tuuliturbiinin asennus alkaa maston perustamisesta ja asennuksesta

Generaattorin asennuksen jälkeen he asentavat järjestelmät ukkossuojaukseen ja työtietojen välittämiseen sekä suojuksen ja palonsammutusmekanismin.

Hidas tuuligeneraattori on laite, joka voi toimittaa sähköä esikaupunkialueelle. Käyttö on perusteltua alueilla, joilla on heikko tuuli.

Tekniset tiedot

Ostohetkellä tuuliturbiinin lataussäädin sinun on tutkittava huolellisesti hänen tietolehtensä. Valittaessa ominaisuudet ovat tärkeitä:

• teho - on vastattava tuuliturbiinin tehoa;
• jännite - on vastattava tuulimyllyyn asennettujen akkujen jännitettä;
• Max. teho - osoittaa ohjainmallin suurimman sallitun tehon;
• Max. virta - osoittaa, millä tuuligeneraattorin enimmäistehoilla ohjain voi toimia;
• jännitealue - indikaattorit max. ja min. akun jännite laitteen riittävää toimintaa varten;
• näyttöominaisuudet - mitä tietoja laitteesta ja sen toiminnasta näytetään tietyn mallin näytöllä;
• käyttöolosuhteet - missä lämpötiloissa, kosteustasolla valittu laite voi toimia.

Jos et pysty itse valitsemaan varauksensäätölaitetta, ota yhteyttä konsulttiin ja näytä hänelle tuulimyllysi tietolomake. Laite valitaan tuuliasennuksen ominaisuuksien mukaan.Väärät käyttöolosuhteet ja poikkeamat jännitealueelta vaikuttavat haitallisesti koko tuulijärjestelmän toimintaan.

Tuulivoimalan generaattori

Tuulimyllyjen toimintaan tarvitaan tavanomaisia ​​kolmivaihegeneraattoreita. Tällaisten laitteiden suunnittelu on samanlainen kuin autoissa käytettyjen mallien, mutta sillä on suuremmat parametrit.

Tuuliturbiinilaitteissa on kolmivaiheinen staattorikäämi (tähtiliitäntä), josta lähtee kolme johdinta, jotka menevät säätimeen, jossa vaihtojännite muunnetaan tasavirtaan.

Tuuliturbiinin generaattorin roottori on valmistettu neodyymimagneeteista: sellaisissa malleissa ei ole suositeltavaa käyttää sähköistä viritystä, koska kela kuluttaa paljon energiaa

Nopeuden lisäämiseksi käytetään usein kerrointa. Tällaisen laitteen avulla voit lisätä olemassa olevan generaattorin tehoa tai käyttää pienempää laitetta, mikä vähentää asennuskustannuksia.

Kertojaa käytetään useammin pystysuuntaisissa tuuliturbiineissa, joissa tuulipyörän pyörimisprosessi on hitaampi. Vaakasuuntaisissa laitteissa, joissa terien pyörimisnopeus on suuri, kertoimia ei tarvita, mikä yksinkertaistaa ja vähentää rakennuskustannuksia.

Kuinka tehdä tuuligeneraattorilaskelma itse

Kaavoja käytetään tietyllä alueella käytettävien laitteiden tehoparametrin laskemiseen. Ensinnäkin lasketaan energiamäärä, jonka tuuligeneraattori pystyy tuottamaan ympäri vuoden.

Laitteen kokonaistehon laskeminen

Tehtävän suorittamiseksi suoritetaan seuraavat toimet:

1. Ensin tehdään laskelmat.Saatujen tulosten mukaan valitaan kiertoelementtien pituus sekä tornin korkeus.
2. Suoritetaan tietylle alueelle ominaisen ilmavirran keskinopeuden analyysi. Tämä vaatii erikoisvarusteita. Sen avulla sinun on seurattava ilmavirran voimakkuutta useiden kuukausien ajan. Jos laitetta ei ole, voit pyytää tuloksia paikallisen sääaseman edustajilta.

Tehon laskenta tuuligeneraattori suoritetaan kaavan mukaan P = krV 3S/2.

Symbolien nimitykset:

• r on ilmavirran tiheyden parametri, normaaliolosuhteissa tämä arvo on 1,225 kg/m3;
• V on tuulen keskinopeus, mitattuna metreinä sekunnissa;
• S on ilmavirran kokonaispinta-ala metreinä mitattuna;
• k on laitteistoon asennetun turbiinin tehokkuusparametri;

Näiden laskelmien avulla voit määrittää tarkasti tietyllä alueella generaattorisarjan tarvitseman tehon. Jos ostetaan merkkilaitteita, sen pakkauksen tulee osoittaa, millä ilmavirran voimalla laitteen toiminta on tehokkainta. Keskimäärin tämä arvo on välillä 7-11 metriä sekunnissa.

Käyttäjä Odessan insinööri puhui yksityiskohtaisesti generaattorilaitteen kokoamismenettelystä sekä laskelmien suorittamisesta.

Tuuliturbiinin potkurien laskeminen

Laskentamenettely suoritetaan kaavan Z=LW/60/V mukaisesti, symbolimerkintä:

• Z on yhden potkurin hidasnopeusarvo;
• L on ympyrän koko, jonka kiertoelementit kuvaavat;
• W on yhden ruuvin kiertonopeus;
• V on ilmavirran syötön nopeusparametri.

Tämän kaavan perusteella lasketaan kierrosten lukumäärä. Mutta laskennassa on otettava huomioon laitteen yhden ruuvin nousu. Se lasketaan kaavalla H=2pR* tga.

Symbolien kuvaus:

• 2n on vakioarvo 6,28;
• R on säteen arvo, joka kuvaa laitteen pyörimiselementtejä;
• tg a on leikkauskulma.

Tuuligeneraattorin invertterin laskenta

Ennen näiden laskelmien suorittamista on otettava huomioon seuraava seikka. Jos kotiverkossa käytetään vain yhtä 12 voltin akkua, ei ole mitään järkeä asentaa invertteriä. Kesämökin tai kotitalouden keskiteho on maksimikuormituksella noin 4 kW. Tällaisessa verkossa akkujen lukumäärä on vähintään kymmenen, jokainen niistä on suunniteltu 24 voltille. Kun akkuja on niin paljon, on suositeltavaa käyttää invertterilaitetta.

Mutta näissä olosuhteissa, kun käytetään kymmentä 24 voltin akkua, tarvitset tuuligeneraattorin, jonka teho on vähintään 3 kW. Heikommat laitteet eivät pysty tuottamaan energiaa tällaiselle määrälle akkuja. Kodinkoneille tämä teho voi olla liian suuri.

Invertterilaitteen tehoparametrin laskenta suoritetaan seuraavasti:

1. Ensinnäkin on tarpeen tehdä yhteenveto kaikkien energiankuluttajien tehoominaisuuksista.
2. Sitten määritetään kulutusaika.
3. Huippukuormitusparametri lasketaan.

Alexander Kapustin näytti menettelyn tuuligeneraattorin käynnistämiseksi invertterillä.

Tehokkuus

On melko yksinkertaista arvioida tietyn tyyppisen ja rakenteen omaavan yksikön energiatehokkuutta ja verrata sitä vastaavien moottoreiden suorituskykyyn.On tarpeen määrittää tuulienergian käyttökerroin (KIEV). Se lasketaan tuuliturbiinin akselille vastaanotetun tehon suhteena tuulipyörän pintaan vaikuttavan tuulen virtauksen tehoon.

Tuulienergian käyttökerroin eri laitteistoissa vaihtelee välillä 5-40 %. Arviointi on epätäydellinen ottamatta huomioon laitoksen suunnittelu- ja rakentamiskustannuksia, tuotetun sähkön määrää ja kustannuksia. Vaihtoehtoisessa energiassa tuuliturbiinin takaisinmaksuaika on tärkeä tekijä, mutta myös siitä aiheutuva ympäristövaikutus on otettava huomioon.

Mikä on tuuligeneraattori?

Tuuligeneraattori on laite, joka käyttää tuulienergiaa sähkön tuottamiseen. Ilmakehässä vapaasti liikkuvilla ilmavirroilla on jättimäistä energiaa ja lisäksi täysin ilmaisia. Tuulienergia on yritys ottaa se talteen ja käyttää hyväksi.

Tuuligeneraattori on joukko laitteita, jotka vastaanottavat, käsittelevät ja valmistelevat energiaa käyttöä varten. Tuulivirrat ovat vuorovaikutuksessa tuulimyllyn roottorin kanssa, jolloin se pyörii. Roottori on ylikäytetty (tai suoraan) kytketty generaattoriin, joka lataa akkuja. Invertterin kautta tapahtuva lataus käsitellään vakiomuotoon (220 V, 50 Hz) ja syötetään kulutuslaitteisiin.

Ensi silmäyksellä kompleksi on melko monimutkainen. On myös yksinkertaisempia malleja, kuten tuulimyllyjä, jotka syöttävät pumppuja. Monimutkaiset laitteet vaativat kuitenkin täydellisen laitteistosarjan, joka voi tarjota vakaan ja laadukkaan virtalähteen.

Tuulivoimaloiden lajikkeet

Tuuligeneraattoreita on useita tyyppejä.Tuulimyllyt ovat siipien lukumäärän mukaan kolmi-, kaksi-, yksi- ja moniteräisiä. Laitteet valmistetaan kokonaan ilman teriä, joissa isoa levyä muistuttava ”purje” toimii tuulenpysyvänä osana. Tällaisilla laitteilla on korkeampi hyötysuhde kuin muilla laitteilla, mutta niitä ei vieläkään käytetä laajasti. Mielenkiintoista on, että mitä vähemmän tuulimyllyllä on siipiä, sitä enemmän se tuottaa energiaa.

Esimerkkejä litteistä tuuliturbiineista

Käytettyjen materiaalien mukaan terät ovat jäykkiä (metallista tai lasikuidusta) ja kangasta. Toinen tyyppi on ns. purjehdustuuliturbiinit, ne ovat halvempia, mutta menettävät käytännöllisyydessään ja tehokkuudessaan koville.

Toinen tärkeä ominaisuus on potkurin nousuominaisuus, joka mahdollistaa siipien pyörimisnopeuden muuttamisen. Säädettävät laitteet mahdollistavat tehokkuuden ylläpitämisen eri tuulen nopeuksilla. Mutta samaan aikaan järjestelmän kustannukset kasvavat ja luotettavuus laskee suunnittelun monimutkaisuuden vuoksi. Siksi useimmissa tapauksissa käytetään kiinteän nousun laitteita, jotka ovat helppohoitoisia ja luotettavia.

Tuuliturbiinien tyypit työakselin sijainnin mukaan

Tuuliturbiinin työkiertoakseli voidaan sijoittaa sekä pysty- että vaakasuoraan

Molemmissa tapauksissa on etuja ja haittoja, joihin sinun tulee kiinnittää huomiota valittaessa.

Pystysuuntaisia ​​tuuliturbiineja on useita tyyppejä:

1. Savonius-tuuligeneraattorit, joiden rakenne koostuu useista puolisylintereistä, jotka on kiinnitetty pystysuoraan akseliin. Tällaisen laitteen vahvuus on kyky työskennellä missä tahansa tuulen suunnassa. Mutta on myös vakava haitta - tuulienergiaa käytetään vain 25 - 30%.
2. Darrieus-roottorissa käytetään siipinä elastisia nauhoja, jotka on kiinnitetty palkkeihin ilman kehystä. Mallin tehokkuus on sama kuin edellisellä mallilla, mutta järjestelmän käynnistäminen vaatii lisäasennuksen.
3. Moniteräiset tuulimyllyt ovat pystysuuntaisten laitteiden joukossa tehokkaimpia.
4. Harvinaisin vaihtoehto on laitteet, joissa on helikoidiroottori. Erityisesti kierretyt terät varmistavat tuulipyörän tasaisen pyörimisen, mutta suunnittelun monimutkaisuus tekee hinnasta liian korkean, mikä rajoittaa tämän tyyppisten mekanismien käyttöä.

Vaakaakseliset tuulimyllyt ovat yleisempiä kuin pystyakseliset tuulimyllyt, koska ne ovat tehokkaampia mutta kalliimpia.

Tuuliturbiinien tyypit työakselia pitkin

Haittoja ovat tehokkuuden riippuvuus tuulen suunnasta ja tarve säätää rakenteen asentoa tuulisiivillä. Tämän tyyppinen tuulivoimala on suositeltavaa asentaa avoimelle alueelle, jossa se ei ole puiden ja rakennusten peitossa, ja se on parempi kaukana ihmisten pysyvästä asuinpaikasta. Se on melko meluisa ja aiheuttaa vaaraa ohi lentäville linnuille.

Tuuliturbiinien valmistajat

Markkinoilla on sekä ulkomaista alkuperää olevia laitteita (pääasiassa Pohjois-Amerikassa, Euroopassa ja Kiinassa) että kotimaisia ​​asennuksia. Hinta riippuu tehosta ja kokoonpanosta - esimerkiksi aurinkoparistojen läsnäolosta, ja vaihtelee kymmenistä satoihin tuhansiin ruplaihin.

Tärkeimmät tekniset ominaisuudet

Tietyn tuuliturbiinin osana käytettyjen säätimien mallit eroavat teknisistä ominaisuuksistaan, jotka näkyvät tuotepassissa, nämä ovat:

• Nimellistehon, joka on laitteen pääindikaattori, on vastattava tuuligeneraattorin tehoa;
• Nimellisjännitteen, myös pääilmaisimen, on vastattava tuuliturbiinin muodostavien akkujen jännitettä;
• Suurin teho, määrittää suurimman sallitun arvon tietylle laitemallille;
• Maksimivirta luonnehtii laitteen kykyä toimia tuuligeneraattorin korkeimmalla suorituskyvyllä;
• Akun maksimi- ja vähimmäisjännitearvo määrittää jännitealueen, jolla laite toimii;
• Jos malli voi toimia samanaikaisesti tuuliturbiinin ja aurinkovoimalan kanssa - aurinkopaneelien tuottama enimmäislatausvirta;
• Näytön tyyppi ja siinä näkyvät toimintaparametrit;
• Käyttöominaisuudet - ympäristön lämpötila ja kosteus;
• Kokonaismitat ja paino.

Ovatko kaikki tuulivoimalat samanlaisia?

monia luokituksia terien valmistukseen maan pinnalle,

Suurin osa nykyisistä tuulivoimaloista (tuulivoimala) voidaan luokitella yksi-, kaksi-, kolmi- tai monisiipisiksi. Pieni osa nykyaikaisimmista laitteista ei sisällä teriä ollenkaan, ja niissä oleva tuuli nappaa niin sanotun "purjeen", joka näyttää lautaselta. Sen takana ovat männät, jotka käyttävät hydraulijärjestelmää, ja jo se tuottaa sähkövirtaa. Tällaisten laitteistojen tehokkuus on korkeampi kuin kaikkien muiden. Teräjärjestelmien suhteen trendi on seuraava: mitä vähemmän siipiä, sitä enemmän generaattori tuottaa energiaa.

Tuulivoimaloiden lajikkeet

voi olla halvempaa,

Jos vertaamme tuuliturbiineja potkurin nousun mukaan, kiinteän nousun laitteet ovat luotettavampia. On olemassa vaihtelevan nousun tuulimyllyjä, jotka voivat muuttaa pyörimisnopeutta, mutta niiden iso rakenne aiheuttaa lisäkustannuksia tällaisen järjestelmän asennuksesta ja ylläpidosta.

Tuulimyllyjen monipuolisimmat mallit, jos tarkastellaan niitä pyörimisakselin suunnan kannalta suhteessa maahan.

Laitteet, joiden terät pyörivät pystyakselin ympäri, voidaan puolestaan ​​jakaa useisiin tyyppeihin.

1. Savoniuksen tuuligeneraattorit ovat sisällä useita puolikkaita onttoja sylintereitä, jotka on istutettu pystyakselille. Niiden tärkein etu on kyky pyöriä tuulen nopeudesta ja suunnasta riippumatta. Merkittävä haittapuoli on kyky käyttää tuulienergiaa vain kolmanneksella.
2. Darier-roottori on kahden tai useamman lavan järjestelmä, jotka ovat litteitä levyjä. Tällainen laite on helppo valmistaa, mutta sillä ei voi saada paljon energiaa. Lisäksi tarvitaan lisämekanismi tällaisen roottorin käynnistämiseksi.
3. Helikoidiroottori pyörii tasaisesti erityisesti kierrettyjen siipien ansiosta. Laite on kestävä, mutta suunnittelun monimutkaisuuden vuoksi se on kallis.
4. Pystysuuntaisella pyörimisakselilla varustetut monilapaiset tuuliturbiinit ovat ryhmänsä tehokkain vaihtoehto.

Tuulimyllyillä, joissa on vaakasuuntainen pyörimisakseli, on myös hyvät ja huonot puolensa. Niiden tärkein etu on korkea hyötysuhde.Tällaisten rakenteiden haitoista on syytä huomata tarve saada tuulen suunta tuuliviiriin ja tehokkuuden muutos tuulen suunnasta riippuen. Tässä suhteessa horisontaaliset asennukset ovat sopivimpia avoimille alueille. Samaan paikkaan, jossa siivet suojataan tuulelta rakennuksilta, puilta tai esimerkiksi kukkuloilta, on parempi asentaa erilainen tuuliturbiini.

Lisäksi tällainen tuuliturbiini on kallis, ja sen esiintyminen läheisyydessä ei varmasti aiheuta suurta iloa naapureiden keskuudessa. Sen terät voivat helposti kaataa lentävän linnun ja aiheuttaa paljon ääntä.

Mitä muita tuuliturbiinityyppejä on olemassa? No, tietysti meidän, kotimaisia ​​ja tuotuja. Jälkimmäisistä kärjessä ovat Euroopan, Kiinan ja Pohjois-Amerikan yksiköt. Samaan aikaan kotimaisten tuuliturbiinien läsnäolo markkinoilla ei voi muuta kuin iloita.

uusia merkintöjä
Moottorisaha tai sähkösaha - mitä valita puutarhaan? 4 virhettä kasvatettaessa tomaatteja ruukuissa, joita melkein kaikki kotiäidit tekevät Taimien kasvattamisen salaisuudet japanilaisista, jotka ovat erittäin herkkiä maalle

Tällaisten laitteiden hinta määräytyy ensinnäkin niiden tehon ja lisäelementtien, esimerkiksi aurinkopaneelien, läsnäolon perusteella, ja se vaihtelee erittäin laajalla alueella - useista kymmenistä useisiin satoihin tuhansiin ruplaihin.

Tuulimyllyn tekeminen omin käsin

Pääasiallinen tehtävä on pyörivän roottorin valmistus ja asennus. Ensinnäkin sinun tulee valita rakenteen tyyppi ja sen mitat. Laitteen vaaditun tehon ja tuotantoominaisuuksien tunteminen auttaa määrittämään tämän.

Suurin osa solmuista (ellei kaikki) on tehtävä itsenäisesti, joten valintaan vaikuttaa se, mitä tietoa rakenteen luojalla on, mitä laitteita ja laitteita hän tuntee parhaiten. Yleensä tehdään ensin koetuulimylly, jonka avulla tarkastetaan suorituskyky ja määritellään rakenteen parametrit, minkä jälkeen aletaan valmistaa toimivaa tuuligeneraattoria.

Toimintaperiaate

Lisäksi pyörimisvoima muunnetaan sähköksi, joka varastoituu akkuun. Mitä voimakkaampi ilmavirtaus, sitä nopeammin terät pyörivät ja tuottavat enemmän energiaa. Koska tuuligeneraattorin toiminta perustuu vaihtoehtoisen energialähteen maksimaaliseen käyttöön, siipien toinen puoli on muodoltaan pyöreä ja toinen suhteellisen tasainen. Kun ilmavirta kulkee pyöristetyn puolen yli, syntyy tyhjiöalue. Tämä imee terää ja vetää sen sivulle. Tämä luo energiaa, joka saa terät pyörimään.

Tuuligeneraattorin toimintakaavio: esitetään tuulienergian muuntamisen periaate ja sisäisten mekanismien toiminta

Kierrosensa aikana ruuvit pyörittävät myös generaattorin roottoriin kytkettyä akselia. Kun kaksitoista roottoriin kiinnitettyä magneettia pyörii staattorissa, syntyy vaihtosähkövirtaa, jonka taajuus on sama kuin tavallisissa huonepistorasioissa. Tämä on tuuliturbiinin toiminnan perusperiaate. Vaihtovirta on helppo tuottaa ja siirtää pitkiä matkoja, mutta mahdotonta varastoida.

Kaavio tuuligeneraattorista

Tätä varten se on muutettava tasavirraksi. Tämän työn suorittaa turbiinin sisällä oleva elektroninen piiri.Suuren sähkömäärän saamiseksi valmistetaan teollisuuslaitoksia. Tuulipuisto koostuu yleensä useista kymmenistä laitteistoista. Tällaisen laitteen käytön ansiosta voit saada merkittävän vähennyksen energiakustannuksissa. Tuuliturbiinien toimintaperiaate mahdollistaa niiden käytön seuraavissa vaihtoehdoissa:

• itsenäiseen työhön;
• rinnakkain vara-akun kanssa;
• yhdessä aurinkopaneelien kanssa;
• rinnakkain diesel- tai bensiinigeneraattorin kanssa.

Jos ilmavirta liikkuu nopeudella 45 km/h, turbiini tuottaa 400 wattia sähköä. Tämä riittää valaisemaan esikaupunkialueen. Tämä teho voidaan kerätä keräämällä se akkuun.

Erityinen laite ohjaa akun latausta. Kun varaus pienenee, terien pyöriminen hidastuu. Kun akku on täysin tyhjä, terät alkavat pyöriä uudelleen. Tällä tavalla lataus pysyy tietyllä tasolla. Mitä voimakkaampi ilmavirtaus, sitä enemmän sähköä turbiini pystyy tuottamaan.

Kuinka tuuliturbiini saa virtaa vaihtoehtoisesta lähteestä

Tuulimyllyt eivät "ruoki" ilmamassasta, vaan ne on viritetty kuluttamaan tuulen nopeutta. Toisin sanoen: tuuli lähestyy tuuliturbiinia suurella nopeudella ja jättää sen hitaammin. Tuulen nopeuksien ero ennen ja jälkeen tuuligeneraattorin määrää, kuinka paljon energiaa tämä laite absorboi.

Jotkut tuuliturbiinityypit tekevät sen paremmin, jotkut huonommin. Mutta tämä on tuuligeneraattorin päätehtävä - hidastaa tuulta.

Raja tehokkuuden ja rajoituksen välillä

Älä koskaan usko väitteitä, että tietty tuuliturbiini toimii 100 %:n hyötysuhteella.Tämä tarkoittaa, että tuulen tuulimyllyn siipien takana on pysähdyttävä kokonaan. Järjetön todiste osoittaa selvästi väärän väitteen.

Ihanteellisen hyötysuhteen omaavan tuuliturbiinin on löydettävä tasapaino, jossa tuuli antaa tarpeeksi energiaa, jotta sen tarvitsee vain poistua laitteen aukkoikkunasta liikkuakseen eteenpäin. Hyötysuhde määrää tässä tapauksessa tuulen nopeuden eron ennen turbiinia ja sen jälkeen, mikä vaikuttaa suoraan tuulimyllyn tehokertoimeen, joka saa seuraavan kaavan: P_poistu= 1/2 × r × S × V3 × hyötysuhde.

Saksalainen tiedemies Betz perusteli tieteellisessä perustyössään tuuliturbiinin maksimaalista hyötysuhdetta yli 100 vuotta sitten. Yllä olevan kaavan pohjalta saksalainen osoitti erittäin johdonmukaisesti, että tuulesta voidaan ottaa maksimissaan 16/27 energiaa. Myöhemmin italialainen Loregio korjasi hänen laskelmiaan hieman, ja kävi ilmi, että tuuligeneraattorin maksimihyötysuhde on 59%.

Tämä näkyy selvästi Savonius- ja Darier-turbiinien toimintaperiaatteiden erossa. Savoniuksen tuulimyllythän ottavat vain tuulen työntövoiman, ja Darierin projekteissa käytetään myös aerodynaamista nostovoimaa, joka lisää siipien pyörimisnopeutta.

Tuuliturbiinin toimintaperiaate

Ilman tai toistuvien sähkökatkojen vuoksi on parempi tehdä minituuligeneraattori tai useita tuulivoimaloita (tuulivoimaloita) yksittäistä virransyöttöä varten omin käsin. Kotitekoinen laite muuttaa tuulen kineettisen energian mekaaniseksi energiaksi tuulipyörän pyörimisen ansiosta.

Aluksi roottoria pyörittävä mekaaninen energia muunnetaan kolmivaiheiseksi vaihtovirraksi.Säätimen läpi kulkeva energia on tallennettu DC-akkuun. Lopuksi jänniteinvertteri muuttaa virtaa toimittamaan sähköä laitteisiin ja valaistukseen.

Tuulimyllyn toimintaperiaate on yksinkertainen ja koostuu kolmen tyyppisen voiman vaikutuksesta teriin. Impulssi ja nosto ylittävät jarrutusvoimajärjestelmän ja käynnistävät vauhtipyörän liikkeessä. Sen jälkeen kun roottori on muodostanut magneettikentän generaattorin kiinteässä osassa, virta alkaa johtojen kautta.

Laitteen käyttöalueet

Itse asiassa tuuliturbiinit pystyvät toimittamaan energiaa esineille eri tarkoituksiin. Suuren kapasiteetin tuuliturbiinit soveltuvat tehonsyöttöön teollisessa mittakaavassa. Oikein suunnitellut kotitekoiset laitteet antavat sivuston omistajalle keskeytymättömän virtalähteen. Voit tehdä tuuligeneraattorin omakotitaloon omin käsin minimaalisilla työ- ja käteiskustannuksilla.

Laitteen edut

Kodin tuuliturbiinin tärkein etu on sähkölaskujen säästö. Osiin ja asennukseen käytetyt rahat maksetaan takaisin ilmaisilla sähkötoimituksilla.

Kotitekoisen tuuliturbiinin lisäetuja:

• tehdasmalli on monta kertaa kalliimpi;
• ympäristöystävällinen muotoilu, joka toimii ilman polttoainetta;
• rajoittamaton käyttöikä (vian sattuessa komponentit on helppo vaihtaa);
• soveltuvuus sopiviin ilmasto-olosuhteisiin mittarin keskimääräisellä vuosinopeudella 4 m / s.

Vikoja

Yksittäisen tuulimyllyn negatiivinen puoli sisältää:

• riippuvuus säästä;
• myrskyt ja hurrikaanit saavat mekanismin usein pois toiminnasta;
• ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä tarvitaan;
• korkeat mastot tarvitsevat maadoituksen;
• jotkin mallit ylittävät sallitun melutason.

Tuulivoimalan generaattori

Tuulimyllyjen toimintaan tarvitaan tavanomaisia ​​kolmivaihegeneraattoreita. Tällaisten laitteiden suunnittelu on samanlainen kuin autoissa käytettyjen mallien, mutta sillä on suuremmat parametrit.

Tuuliturbiinilaitteissa on kolmivaiheinen staattorikäämi (tähtiliitäntä), josta lähtee kolme johdinta, jotka menevät säätimeen, jossa vaihtojännite muunnetaan tasavirtaan.

Tuuliturbiinin generaattorin roottori on valmistettu neodyymimagneeteista: sellaisissa malleissa ei ole suositeltavaa käyttää sähköistä viritystä, koska kela kuluttaa paljon energiaa

Nopeuden lisäämiseksi käytetään usein kerrointa. Tällaisen laitteen avulla voit lisätä olemassa olevan generaattorin tehoa tai käyttää pienempää laitetta, mikä vähentää asennuskustannuksia.

Kertojaa käytetään useammin pystysuuntaisissa tuuliturbiineissa, joissa tuulipyörän pyörimisprosessi on hitaampi. Vaakasuuntaisissa laitteissa, joissa terien pyörimisnopeus on suuri, kertoimia ei tarvita, mikä yksinkertaistaa ja vähentää rakennuskustannuksia.

Pesukoneesta tulevan tuuliturbiinin ja auton generaattorin tuuliturbiinin kokoonpanon ja asennuksen yksityiskohdat kuvataan yksityiskohtaisesti suosittelemissamme artikkeleissa.

Aseta

• Teräinen roottori. Ne voivat mallista riippuen olla: yksi, kaksi, kolme tai useampia;
• Alustin tai toisin sanoen vaihdelaatikko, joka on suunniteltu säätämään generaattorin ja roottorin välistä nopeutta;
• Kotelo on suojaava. Sen tarkoitus on selvä nimestä: se suojaa kaikkia rakenteen osia ulkoisilta vaikutuksilta;
• Häntä on vastuussa kääntymisestä puhaltavan tuulen suuntaan;
• Akku on ladattava.Sen tehtävänä on kerätä energiaa, ts. varastossa. Koska sää ei aina ole voimalaitokselle suotuisa, tämä auttaa aina huonolla säällä;
• invertterin asennus. Sitä käytetään muuntamaan tasavirta vaihtovirraksi, joka syöttää jokapäiväisessä elämässä käytettäviä sähkölaitteita.

Koon ja sijoituksen laskeminen

Laskeaksesi tarvittavan määrän generaattoreita tuulivoimalalle, ota huomioon:

• tarvittava teho;
• tuulisten päivien määrä;
• sijainnin ominaisuudet.

Joten jotta tuulivoimalan asennus olisi perusteltua kustannuksilla, on tarpeen määrittää tuulisten päivien lukumäärä vuodessa sekä niiden hallitseva suunta. Merenranta- ja vuoristoalueet ovat edullisimmalla paikalla, koska täällä tuulen voimakkuus ylittää 60-70 m/s, ja tämä riittää täysin luopumaan paikallisesta sähköstä.

Tasaisella alueella tuulelle on ominaista tasainen virtaus, mutta sen voimakkuus ei joskus riitä tarjoamaan täysin omakotitalon. Asennus istutusten ja metsien lähelle ei ole kannattavaa ollenkaan, koska tuulienergiaa kuluu ja se viipyy suuremmassa määrin puissa.

Tuulen virtaus lisää tehoa suoraan suhteessa etäisyyteen maan pinnasta. Näin ollen mitä korkeampi tuulimyllyn masto on, sitä enemmän se voi ottaa vauhtia. Kuitenkin, mitä kauemmas se poistetaan maasta, sitä enemmän se vaatii vahvistusta. Lisätuet eivät aina pysty pitämään tuulimyllyä kokonaan. Voimakkaassa puuskaisessa tuulessa korkean maston putoamisen todennäköisyys on paljon suurempi kuin 5-7 metrin korkeudelle asetettu masto.

Optimaalinen maston poisto maasta on 10-15 metriä. Sen kiinnitys suoritetaan kahdella menetelmällä:

1. Perustuksen betonointi - kaivetaan neljä syvää, mutta halkaisijaltaan pientä kuoppaa, joihin upotetaan ja betonoidaan tuuliturbiinin jatkeet. Prosessi on aikaa vievä ja kallis, mutta luotettavin. Voimakkaassa tuulessa masto pysyy liikkumattomana ja sen ainoa vaurio voi olla terien romuttaminen.
2. Metalliset venytysmerkit - metallikaapelin avulla tuulimylly kiinnitetään kohtisuoraan maan pintaan nähden, kun taas kaapeli on hyvin venytetty kiinnittäen päänsä maahan.

Koko voimalaitoksen toiminnan kesto riippuu maston kiinnitystavan valinnasta.

Erikoislaitteiden läsnäolo sekä kokemus tällaisten töiden suorittamisesta säästää tuulipuiston ennenaikaisilta rikkoutumisilta.

Purjehtiva tuuligeneraattori

Jos perinteisten tuulimyllyjen terät on valmistettu kovista materiaaleista, niin purjehduksessa ne on päinvastoin valmistettu pehmeistä materiaaleista. Sopii kaikille tiheille kankaille, kuten pressulle. Tällaisissa rakenteissa käytetään usein kuitukangaslaminaatteja. Ulospäin purjehtiva tuuligeneraattori näyttää suurelta lasten levysoittimelta.

Suunnittelun mukaan purjehdustuulimyllyt on jaettu kahteen tyyppiin.

• Pyöreä kolmiomaisilla purjeen lavoilla
• Purjepyörällä, myös pyöreä

Purjehdustuuligeneraattori kolmiomaisilla lavoilla

Kolmion muotoiset purjeen siivet valmistetaan yleensä tasakylkisiin, mutta monissa tapauksissa niiden muoto valitaan yksilöllisesti - asennusalueen tuulikuormien mukaan. Purjehdustuulimylly alkaa toimia tuulen nopeudella 5 m/s. Sen hyötysuhde on korkeampi kuin useimpien terätuulimyllyjen, mutta samalla se ei ole vailla puutteita. Joten kun tuuli muuttuu, "purjevene" pysähtyy ja se tarvitsee aikaa pyöriäkseen tuulen uuteen suuntaan.

Toinen haittapuoli on itse "purjeiden" hauraus. Ne repeytyvät usein, epäonnistuvat ja vaativat täydellisen vaihdon.
Uskotaan, että pyöreä purjegeneraattori on vailla näitä puutteita. Sen hyötysuhde on kaksi kertaa suurempi kuin generaattorissa, jossa on purjeen siivet. Ulkoisesti se näyttää satelliittiantennilta ja eroaa tavallisista generaattoreista siinä, että siinä ei ole pyöriviä teriä, sylintereitä tai roottoreita. Tämä generaattori värähtelee paineen tai tuulenpuuskien alaisena siirtäen mekaanista energiaa generaattoriin värähtelyillään.