Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!
Alternativna energija, pridobljena iz vetrnih elektrarn, povzroča veliko zanimanje za družbo. Dokaz za to je na ravni prave gospodinjske prakse.
Lastniki primestnih nepremičnin gradijo vetrnice z lastnimi rokami in so zadovoljni z rezultatom, čeprav je učinek tudi kratkotrajen. Razlog za to je, da med montažo vetrni generator ni bil pravilno izračunan.
Strinjam se, da ne želim porabiti časa in denarja za projekt, da bi dobili neučinkovito namestitev. Zato je pomembno razumeti, kako narediti izračun vetrnega generatorja in s katerimi parametri izbrati glavne delovne enote vetrnice.
Članek je namenjen reševanju teh vprašanj. Teoretični del gradiva je dopolnjen s primeri in praktičnimi priporočili za montažo vetrnih generatorjev.
Izračun vgradnje vetrnih generatorjev
Kako začeti šteti sistem reprodukcije električne energije iz vetrne energije? Glede na to, da govorimo o vetrnem generatorju, se zdi logična predhodna analiza vzpona vetra na določenem območju.
Takšni konstrukcijski parametri kot hitrost vetra in njegova značilna smer za dano ozemlje so pomembni projektni parametri. Do neke mere določajo raven moči vetrnice, ki bo dejansko dosegljiva.
Vetrne turbine takšne moči si je težko predstavljati. Toda takšni modeli obstajajo in delujejo učinkovito. Vendar pa izračuni takšnih struktur kažejo relativno nizko moč v primerjavi s tradicionalnimi viri energije.
Kar je izjemno, ta proces je dolgoročen (vsaj en mesec), kar je očitno. Izračunajte največje možne parametre hitrosti vetra in njena najpogostejša smer ni možna z eno ali dvema meritvama.
Potrebnih bo več deset meritev. Kljub temu je ta operacija res potrebna, če obstaja želja po izgradnji učinkovitega produktivnega sistema.
Kako izračunati moč vetrnice
Domače vetrne turbine, še posebej tiste, ki so bile narejene z lastnimi rokami, še niso morale presenetiti ljudi z visoko močjo. To je razumljivo. Zamisliti si moramo le masivni dvižni teleskop višine 8-10 m, opremljen z generatorjem z razponom lopatic propelerja več kot 3 m, kar pa ni najmočnejša instalacija. Samo približno 2 kW.
Za servisiranje vetrnih turbin te moči se uporabljajo helikopterji in skupine strokovnjakov, ki štejejo do deset ljudi. Za izračun takšne elektrarne je vključeno še večje število izvajalcev.
Na splošno, če se zanašate na standardno tabelo, ki prikazuje razmerje moči vetrnega generatorja in zahtevani razpon lopatic propelerja, je treba nekaj presenetiti. V skladu z tabelo je za 10-litrsko vetrnico potreben 2-metrski propeler.
Pri 500-vatni izvedbi je potreben vijak s premerom 14 m. V tem primeru je parameter razpona rezila odvisen od njihovega števila. Večje kot so rezila, manjša je nihala.
Toda to je le teorija, saj hitrost vetra ne presega 4 m / s. V praksi je vse nekoliko drugačno in moč domače instalacije, ki dejansko deluje dolgo časa, ni nikoli presegla 500 vatov.
Zato je izbira moči tukaj običajno omejena na območje od 250 do 500 W s povprečno hitrostjo vetra 6-8 m / s.
Tabela odvisnosti moči vetrne energije od premera delovnega vijaka in števila lopatic. Ta tabela se lahko uporablja za izračune, vendar upošteva njeno sestavo pod parametrom hitrosti vetra do 4 m / s (+)
Iz teoretičnega položaja se moč vetrne elektrarne upošteva po formuli:
N = p * S * V 3/2,
kjer:
- p je gostota zračnih mas;
- S je skupna površina pihanih lopatic propelerja;
- V - hitrost zraka;
- N je pretok zraka.
Ker je N parameter, ki drastično vpliva na moč vetrnega generatorja, bo dejanska zmogljivost naprave blizu izračunane vrednosti N.
Izračun vijakov vetrnih turbin
Pri oblikovanju vetrnice se običajno uporabljajo dve vrsti vijakov:
- vrtenje krila v vodoravni ravnini;
- Savoniusov rotor, Darierjev rotor - vrtenje v navpični ravnini.
Načrtovanje vijakov z vrtenjem v katerikoli ravnini se lahko izračuna po formuli:
Z = L * W / 60 / V
kjer:
- Z - vijak hitrosti (nizka hitrost);
- L je dolžina oboda lopatic, opisanih z rezili;
- W - hitrost (frekvenca) vrtenja vijaka;
- V - pretok zraka.
Na podlagi te formule lahko enostavno izračunate število vrtljajev W - hitrost vrtenja.
Izgleda kot vijak, imenovan "Rotor Daria". Ta različica propelerja se šteje za učinkovito pri proizvodnji vetrnih turbin z majhno zmogljivostjo in velikostjo. Vijačni izračun ima nekatere značilnosti
Delovno razmerje hitrosti in hitrosti vetra najdete v tabelah, ki so na voljo v omrežju. Na primer, za vijak z dvema lopaticama in Z = 5 velja naslednje razmerje:
| Število rezil | Stopnja hitrosti | Hitrost vetra m / s |
| 2 | 5 | 330 |
Tudi eden od pomembnih kazalnikov vijaka za mlin na veter je korak.
Ta parameter lahko določite s pomočjo formule:
H = 2πR * tg α,
kjer:
- 2π je konstanta (2 * 3, 14);
- R je polmer, ki ga opisuje rezilo;
- tg α - kot preseka.
V tem članku so navedene dodatne informacije o izbiri oblike in števila rezil ter navodila za njihovo izdelavo.
Izbira generatorjev za vetrne turbine
Z izračunano vrednostjo hitrosti vijaka (W), dobljenega po zgornji metodi, lahko že izberete (naredite) ustrezen generator.
Na primer, ko je stopnja hitrosti Z = 5, je število lopatic 2, hitrost pa je 330 vrt / min. S hitrostjo vetra 8 m / s. moč generatorja mora biti približno 300 vatov.
Generatorska vetrna elektrarna "v odseku." Primerna kopija enega od možnih načrtov generatorja domačega vetrnega sistema je sestavljen neodvisno
S takšnimi parametri je lahko motor, ki se uporablja pri izdelavi sodobnih električnih koles, primerna izbira za generator za gospodinjsko vetrno elektrarno. Tradicionalno ime tega dela je ciklični motor (izdelan na Kitajskem).
Izgleda kot električni motorni cikel, na podlagi katerega se predlaga izdelava generatorja za domače vetrnice. Zasnova cikličnega motorja je idealna za izvedbo z malo ali brez izračunov in izboljšav. Vendar je njihova moč majhna
Značilnosti elektromotornega motorja so:
| Parameter | Pomeni |
| Napetost, V | 24 |
| Moč W | 250-300 |
| Hitrost vrtenja, vrt / min | 200-250 |
| Navor Nm | 25 |
Pozitivna značilnost velomotorjev je, da praktično ni treba preoblikovati. Konstruktivno so jih razvili kot elektromotorji z nizkimi vrtljaji in se lahko uspešno uporabljajo za vetrne generatorje.
Za izdelavo vetrnice lahko uporabite avtomobilski generator ali sestavite enoto iz pralnega stroja.
Izračun in izbira regulatorja polnjenja
Kontrolor polnjenja baterije je potreben za vetrno elektrarno katere koli vrste, vključno s strukturo gospodinjstva.
Izračun te naprave se zmanjša na izbiro električnega tokokroga naprave, ki ustreza izračunanim parametrom vetrnega sistema.
Od teh osnovnih parametrov so:
- nazivna in maksimalna napetost generatorja;
- največja možna moč generatorja;
- največji možni tok polnjenja baterije;
- napetost na akumulatorju;
- temperatura okolice;
- stopnja vlažnosti okolja.
Na podlagi predstavljenih parametrov je krmilnik polnjenja sestavljen ročno ali izbira končne naprave.
Krmilnik polnjenja baterije, ki se uporablja kot del vetrne elektrarne. Naprava je industrijski proizvajalec, pri čemer izbere tiste, ki jih je treba natančno preučiti tehnične lastnosti za natančno usklajevanje z obstoječim sistemom
Seveda je zaželeno izbrati (ali sestaviti) napravo, katere vezje bi zagotavljalo funkcijo enostavnega zagona v pogojih pretoka šibkih zračnih tokov. Prav tako je dobrodošel krmilnik za delovanje z baterijami različnih napetosti (12, 24, 48 voltov).
In končno, pri izračunu (ujemanju) krmilnega vezja je priporočljivo, da ne pozabite na prisotnost takšne funkcije kot nadzor pretvornika.
Izbira baterije za sistem
V praksi se uporabljajo različne vrste baterij in skoraj vse so zelo primerne za uporabo v sistemu vetrne energije. Vseeno pa moraš narediti konkretno izbiro. Odvisno od parametrov sistema vetrnih turbin je baterija izbrana za napetost, zmogljivost, pogoje polnjenja.
Tradicionalne komponente za domače vetrnice so klasične kislinsko-svinčeve baterije. V praktičnem smislu so pokazali dobre rezultate. Poleg tega so stroški te vrste baterij bolj sprejemljivi v primerjavi z drugimi vrstami.
Svinčeve baterije so še posebej nezahtevne pri pogojih polnjenja / praznjenja, vendar jih ni mogoče vključiti v sistem brez krmilnika.
Baterijski vetrni generator. Ne najboljša možnost delovanja, glede na kaos žic in skladiščnih zahtev. Pri tem stanju naprav za shranjevanje energije se ni treba zanašati na njihovo dolgoročno delovanje.
V prisotnosti vetrnega generatorja, namestite profesionalno izdelan krmilnik polnjenja s popolnim avtomatizacijskim sistemom, se zdi smiselno uporabljati AGM ali helijske baterije.
Obe vrsti naprav za shranjevanje energije se odlikujejo z večjo učinkovitostjo in dolgo življenjsko dobo, vendar zahtevajo visoke pogoje pri polnjenju.
Enako velja za ti helijske oklepne baterije. Toda izbira teh baterij za domače vetrnice je bistveno omejena s ceno. Vendar pa je življenjska doba teh dragih baterij najdaljša v primerjavi z vsemi drugimi vrstami.
Te baterije so dodeljene tudi pomembnejšemu ciklu polnjenja / praznjenja, vendar so podvržene visokokakovostnemu polnilniku.
Izračun pretvornika za mlin na dom
Takoj moramo izraziti pridržek: če načrtovanje domače energetske vetrne naprave vsebuje eno baterijo z 12 voltov, ni smiselno namestiti pretvornika na tak sistem.
Poraba električne energije v gospodinjstvih je v povprečju vsaj 4 kW pri največjih obremenitvah. Zato sklepamo: število akumulatorjev za tako moč mora biti vsaj 10 kosov in po možnosti pod napetostjo 24 voltov. Pri takšnem številu baterij je smiselno namestiti pretvornik.
Majhen pretvornik moči (600 W), ki se lahko uporablja za majhne elektrarne na domu. Iz take 220-voltne opreme je mogoče napajati televizor ali majhen hladilnik. Na svetilko v lestenec toka ni dovolj
Za zagotovitev 10 baterij z napetostjo 24 W na vsakega in za vzdrževanje stabilne porabe, bo potrebna mlin na veter z zmogljivostjo najmanj 2-3 kW. Očitno je, da za gospodinjstvo nezahtevne načrte, kot je moč ni vleči.
Vendar se moč pretvornika izračuna na naslednji način:
- Povzetek moči vseh potrošnikov.
- Določite čas porabe.
- Določite največjo obremenitev.
Na konkretnem primeru bo izgledal takole.
Naj bo kot obremenitev električni gospodinjski aparati: razsvetljava - 3 kos. 40 W vsak, TV sprejemnik 120 W, kompaktni hladilnik 200 W. Izračunamo moč: 3 * 40 + 120 + 200 in dobimo 440 W na izhodu.
Določite moč potrošnikov za povprečno časovno obdobje 4 ure: 440 * 4 = 1760 W. Na podlagi pridobljene vrednosti moči v času porabe se zdi logično izbrati pretvornik med takšnimi napravami z izhodno močjo 2 kW.
Na osnovi te vrednosti se izračuna karakteristika tokovne napetosti zahtevane naprave: 2000 * 0, 6 = 1200 V / A.
Klasična shema reprodukcije in distribucije energije, ki jo prejme od vetrnega generatorja domačega tipa. Za zagotovitev takšnega števila naprav z dolgoročno energijo pa je potrebna dovolj močna instalacija (+).
V resnici bo obremenitev iz gospodinjstva v tričlansko družino, kjer je polna oprema z gospodinjskimi aparati, višja od tiste, ki je izračunana v tem primeru. Običajno in v povezavi s časom nalaganja parameter presega 4 ure. V skladu s tem bo potreben močnejši inverter.
Predhodni izračun vetrnice je koristen ne samo za njegovo samo- montažo. Za določitev optimalnih parametrov je potrebno tudi pri izbiri končnega vetrnega generatorja.
Zaključki in koristen videoposnetek o tej temi
V videoposnetku so predstavljeni, kako se analizirajo izvorni podatki in kako se uporabljajo formule:
Izračunane podatke je treba v vsakem primeru uporabiti. Ne glede na to, ali je to industrijska elektrarna ali izdelana za domače razmere, izračun vsakega vozlišča vedno nosi največjo učinkovitost naprave in, kar je najpomembnejše, varnost obratovanja.
Predhodni izračuni določajo izvedljivost projekta, pomagajo ugotoviti, kako dragocen ali ekonomičen je projekt.
Imate izkušnje pri reševanju takšnih problemov? Ali imate vprašanja o temi? Prosimo, da delite svoje veščine pri izračunavanju in oblikovanju vetrnega generatorja. V spodnjem obrazcu lahko pustite komentarje in vprašanja.