Z pokoja do hurik?nu

Predt?m, ako si povieme, ako to urobi? presn? v?po?et vetern? gener?tor, zozn?mime sa s najjednoduch?ia sch?ma ur?enie sily vetra. Cho?te von na otvoren? pole alebo na okraj lesa za tich?ho slne?n?ho d?a v septembri. Dym z v??ho oh?a st?pa kolmo, stromy sa neh?bu. A len listy osiky sa ledva tras?, akoby sa z?akli tvojho poh?adu. Vzduch je pokojn?, akoby odpo??val pred ve?kou pr?cou, ktor? je pred nami. ?pln? pokoj. Teraz - pozornos?.

1. Po p?r min?tach sa dym vidite?ne za?al odkl??a? nabok a na tv?ri ste poc?tili letmo jemn? dotyk vzduchu. Je st?le ?a?k? nazva? tak?to jav vetrom, ale pohyb sa jasne za?al. Vedzte, ?e r?chlos? je v s??asnosti od 30 centimetrov do jedn?ho metra za sekundu. Anglick? admir?l Beaufort nazval tento pohyb tich?m v?nkom.
2. Pre?la ?al?ia polhodina a l?stie za?u??alo, tr?va sa hojdala a moja tv?r c?tila jemn? chlad vzduchu. R?chlos? jeho pohybu u? bola a? 3 metre za sekundu - ide o slab? vietor na sl?vnej Beaufortovej stupnici.
3. Tenk? kon?re stromov sa kym?cali, l?stie trepotalo, stepn? tr?va sa skl??a ni??ie a ni??ie, v?? ohe? u? zrete?ne napu?? a hor? jasnej?ie, dym sa ??ri k zemi. R?chlos? u? dosiahla 5 metrov – pred o?ami v?m za?al ?anti? slab? vietor.
4. A teraz vrcholky stromov o?ili, kon?re ?uchotali hlasnej?ie a na stepnej ceste sa za?al zdv?ha? prach. R?chlos? dosahuje a? 8 metrov. U? teraz je nemo?n? dr?a? krok s pohybom vzduchu ani naboso. Mierny vietor mierne nabral na sile a udr?? si ju do ur?it?ho ?asu.
5. Jeho trpezlivos? sa kon?? a kon?re sa za??naj? silnej?ie k?va?, kmene stromov sa k?vaj?, vietor dosahuje r?chlos? takmer 11 metrov za sekundu a men? sa na svie?i.
6. Les za?al zdr?anlivo hu?a?, dr?ty na st?poch za?ali p?ska?, hrub? kon?re a kmene sa za?ali hojda?. Vietor dok??e prekona? vzdialenos? 14 metrov za sekundu a nadob?da charakteristiku siln?ho.
7. V?etky kmene stromov sa pod tlakom vzduchu hojdali, les prehlu?il hlasy a proti vetru sa u? kr??alo ?a?ko. Uvedomte si, ?e r?chlos? dosiahla 17 metrov a vietor zosilnel.
8. V?etky stromy sa k?vali takou silou, ?e sa za?ali l?ma? mal? kon?re, takmer sa nedalo chodi?, chceli ste obja? zem a plazi? sa do ?krytu. To znamen?, ?e r?chlos? dosiahla 20 metrov a vietor je u? ve?mi siln?.
9. vzadu kr?tky ?as pohyb vzduchu sa zvy?uje na sile. Je nebezpe?n? by? v uliciach mesta: predmety lietaj?, star? strechy s? sf?knut?. V lese sa hrub? kon?re l?mu a lietaj? s n?razom, vlna na mori dv?ha a sp???a lode 3-4 metre hore a dole, r?chlos? vetra dosahovala 24 metrov za sekundu. Pod?a defin?cie admir?la Beauforta b?rka u? za?ala.
10. Stromy nevydr?ia tlak, s ohlu?uj?cim rachotom sa l?mu, mnoh? s? vyvr?ten?, star? budovy sa r?caj?, strechy lietaj? ako obrovsk? vt?ky smrti, vietor prekon? 28 metrov za sekundu – siln? b?rka.
11. Za?alo sa mas?vne ni?enie kon?trukci?, aut? sa kot??ali v zaja?ikoch, vietor zmietol v?etko, ?o mu st?lo v ceste, morsk? vlna dosiahla v??ku viac ako p?? metrov a lo? ako ?rep zhodili do desa?metrovej priepasti a vyniesli na hladinu. op?? pritla?il n?morn?kov na palubu neuverite?nou silou. Vietor presahuje 30 metrov za sekundu. Zmocnila sa prudk? b?rka.
12. A nakoniec (nedaj bo?e, kto to za?ije na mori alebo na s??i) – hurik?n, kedy ni?iv? vietor presiahne 33 metrov za sekundu. V?etko je zmeten? z povrchu zemsk?ho, more sa rozb?ri a lo? roztrhne ako hladn?ho vlka jah?a.

Zozn?mili sme sa teda s charakteristikami pohybu vzduchu od pokoja po hurik?n, ktor? s? pomenovan? po autorovi Beaufortova stupnica. Toto je 12-bodov? stupnica r?chlosti vetra. Teraz m??eme vizu?lne ur?i? r?chlos? vetra a pou?i? ju ako z?klad, ke? potrebujeme vypo??ta? v?kon vetern?ho gener?tora.

Pri v?po?te vetern?ho mlyna je hlavn?m parametrom r?chlos? vetra. Tento parameter je individu?lny pre ka?d? vetern? gener?tor. Vo v???ine in?tal?ci? s? lopatky poh??an?, ke? s? vystaven? vetru s r?chlos?ou 2 m/s. A len pri 7-11 m/s (ber?c do ?vahy samotn? in?tal?ciu) bude ??innos? vetern?ho mlyna maxim?lna. Prv? r?chlos? je po?iato?n? r?chlos?, druh? je nomin?lna r?chlos?. Oba tieto parametre uv?dza v?robca na obale ka?d?ho modelu vetern?ho mlyna.

– toto je celkom re?lne. Aby ste mohli vypo??ta? v?kon vetern?ho gener?tora, mus?te najprv analyzova? r?chlos? vetra vo va?om regi?ne. Bude to trva? dlh?ie ako jeden mesiac. Parametre maxim?lnej pravdepodobnej r?chlosti vetra nie je mo?n? vypo??ta? 1-2 kr?t. Bud? potrebn? desiatky meran?. Ak na tak?to v?skum nie je ?as, m??ete si vy?iada? ?daje z miestnej meteorologickej stanice.

Aby sa elektrina vyr?bala nepretr?ite, v?po?et mus? bra? do ?vahy priemern? r?chlos? vetra v konkr?tnom regi?ne. Dokonca to zist?te z predpovede po?asia alebo ?t?diom veternej mapy. Odpor??a sa mera? menovit? ot??ky ?peci?lnymi pr?strojmi priamo na mieste, kde bude vetern? turb?na umiestnen?. Je to d?le?it?, preto?e dom m??e by? umiestnen? na kopci alebo naopak v n?zkej oblasti, kde je prakticky bezvetrie.

P = r V 3 S/2,

kde r je ukazovate? hustoty vzduchu (1,225 kg/m 3), V je hodnota odr??aj?ca r?chlos?, ktorou sa pr?denie pohybuje (m/s), S je plocha pr?denia (m 2).

Na v?po?et vetern?ho gener?tora si m??ete vzia? napr?klad plochu rotora 3 m2 a r?chlos? vetra 10 m/s. Potom to vyjde ?al?ia hodnota: 1,225 · 103 · 3/2 = 1837,5 W. ?o sa t?ka skrutiek, pre mal? dom ich polomer mus? by? minim?lne 3-4 m. Vtedy je priemer obmedzen? na 6-8 m. Tak?to parametre sa pou??vaj?, ak vetern? mlyn mus? z?sobova? elektrinou cel? dom, teda je vyu??van? ako hlavn?, a nie doplnkov? zdroj .

Vypo??tan? v?kon pr?denia vetra nezoh?adnil straty. Kone?n? hodnota bude o nie?o ni??ia. Na z?skanie presn?ho v?sledku sa vyn?sob? koeficientom rovn?m:

• 35-45% – pre vetern? gener?tory s 3 horizont?lnymi lopatkami;
• 15-25% – pre vetern? turb?ny typu Savonius s vertik?lnymi lopatkami.

S prihliadnut?m na faktor vyu?itia veternej energie m??e by? v?kon vetern?ho gener?tora 1837,5 · 40 % = 735 W (pre horizont?lna in?tal?cia) a 1837,5 · 20 % = 367,5 W.

V ?al?om kroku v?po?tu je potrebn? vzia? do ?vahy ??innos? samotn?ho gener?tora, ktor? sa rovn?:

• 80 % – pre zariadenia, ktor?ch prev?dzka je zalo?en? na magnetoch;
• 60 % – pre elektricky buden? gener?tor.

Potom pre vetern? mlyn s horizont?lnymi lopatkami bude po?adovan? v?kon 735 · 80% = 588 W. ?al??ch 20 % z tejto hodnoty sa odpo??ta za straty v ovl?da?och, vodi?och a di?dovom most?ku. Potom z po?iato?nej hodnoty 1837,5 W zost?va 588 – 20 % = 470,4 W.

Tak?e pri v?po?te v?konu vetern?ho gener?tora pre dom alebo letn? chatu mo?no o?ak?van? hodnotu bezpe?ne rozdeli? na polovicu. Je lep?ie okam?ite navrhn?? in?tal?ciu 2-kr?t v?konnej?iu, ako vy?aduj? v?po?ty. T?mto sp?sobom kompenzujete v?etky nedostatky, vr?tane ur?it?ch vlastnost? pou?it?ch materi?lov a nuansy mont??e doma. Tak?to vetern? gener?tor poskytne v??mu domovu potrebn? elektrinu bez preru?enia.

Kv?li rast?cim cen?m energi? sa ?oraz viac s?kromn?ch majite?ov domov obracia na obnovite?n? a netradi?n? zdroje energie (OZE), ak?mi s? vetern?, sol?rna, vodn? a geoterm?lna energia. Tu v?m povieme, ako m??e be?n? ob?an na?ej krajiny vyu??va? vetern? energiu racion?lne a cenovo, z finan?n?ho h?adiska.

Pred uk??kou pr?kladu v?beru veternej elektr?rne (WPP) by ste si mali zisti?, ako sa pr?d vzduchu premie?a na elektrick? energiu a ko?ko takejto energie je mo?n? z?ska? na va?ej lokalite. Pomocou vy??ie uveden?ho vzorca m??ete vypo??ta? energiu, ktor? „prech?dza“ va?ou oblas?ou:

P = V 3 r S

Napr?klad pr?d vzduchu norm?lnej hustoty f?ka cez plochu 3 metrov ?tvorcov?ch r?chlos?ou 5 m/s. Za t?chto podmienok dostaneme:

P = V 3 r S = 5 3 1,25 12,5 = 1953,125

Kde,
V - r?chlos? vetra, jednotka merania - m/s

S - plocha, cez ktor? pr?di vzduch (stl??a), jednotka merania - m2

Takmer 2 kW, ide?lne, ak neberiete do ?vahy t? ?as? toku, ktor? p?jde do turbulencie, obtek? nejak? objekt at?. V re?lnych podmienkach m??eme z?ska? maximum 30-40% potenci?lnej energie pr?denia vzduchu. Toto obmedzenie s?vis? s technologickou a fyzik?lnou kon?trukciou vetern?ho gener?tora. Presnej?? v?po?et je mo?n? vykona? pomocou nasleduj?ceho vzorca:

P = x p R 2 0,5 V 3 r i?erven? igen

Kde,
x - koeficient vyu?itia veternej energie (v nomin?lnom re?ime pre vysokor?chlostn? vetern? turb?ny dosahuje maximum xmax = 0,4 ? 0,5), nemerate?n? veli?ina
R - polomer rotora, jednotka merania - m
V - r?chlos? pr?denia vzduchu, jednotka merania - m/s
r - hustota vzduchu, jednotka merania - kg/m3
ied - ??innos? prevodovky, jednotka merania - percent?
igen - ??innos? gener?tora, jednotka merania - percent?

Pre nasleduj?ce ?daje:
x = 0,45
R = 2 m
V = 5 m/s
r = 1,25 kg/m3
ied = 0,9
igen = 0,85

Vypo??tame:

P = x p R 2 0,5 V 3 r i ?erven? igen = 0,45 p 2 2 0,5 5 3 1,25 0,9 0,85

Vetern? energia v praxi

Uva?ovan? model m? menovit? v?kon 5 kW a nasleduj?ce technick? parametre, ktor? s? pre n?s d?le?it?:

Pod?a in?inierskeho centra WindElectric m? model WE3000 nasleduj?cu charakteristiku(v?kon v z?vislosti od r?chlosti vetra): Pri r?chlosti vetra 10 metrov za sekundu vygeneruje tak?to in?tal?cia viac ako 3 kWh, toto mno?stvo energie ?plne posta?uje pre mal? chatu, ale treba si uvedomi?, ?e nie v?dy u n?s veterno.

Je ?as to zisti? najd?le?itej?ia ot?zka, ko?ko to bude st?? a ako dlho to bude spl?ca?? N?klady na elektrinu mo?no pribli?ne ur?i? pomocou nasleduj?cej sch?my:

Kde,
B - celkov? n?klady na vetern? farmu, mern? jednotka - UAH, ruble, $ at?.
EB - prev?dzkov? n?klady za rok, mern? jednotka - (UAH / rok, ruble / rok, $ / rok)
P - mno?stvo vyrobenej energie za rok, mern? jednotka - kW ?as
T - ?ivotnos? vetern?ho gener?tora v rokoch (uva?uje sa T = 20 rokov)

Vy?aduje orient?ciu

Pri n?kupe nie v?dy presne vieme, ?o s t?m robi? a ko?ko to potrebujeme. V pr?pade veternej elektr?rne by sa to ur?ite malo objasni?. Mo?nos? jedna: Svojmu bytu chcem ?iasto?ne poskytn?? nez?visl? zdroj energie (m?j dom je napojen? na extern? sie?. V tomto pr?pade bude v?kon in?tal?cie z?visie? od mno?stva energie, ktor? chcete prij?ma? nie zo siete, ale generova? seba. Mo?nos? dva: Chcem svojmu bytu poskytn?? nez?visl? zdroj energie, preto vol?m mo?nos? WPP (m?j dom nie je napojen? na vonkaj?iu sie?. V tomto pr?pade mus?te presne vedie?, ak? s? va?e potreby elektriny. Ak? je rozdiel medzi t?mito dvoma mo?nosti?V oboch pr?padoch je potrebn? WPP, ale treba vedie? do akej miery sa bude vyu??va?, teda ak? v?kon in?tal?cie budeme potrebova?.Pr?prava na v?ber veternej farmy...spr?vnej?ie by bolo napr. nap??te pr?pravu na rozhovor s odbornou firmou, kto in? vie zabezpe?i? mont??, konfigur?ciu a z?ru?n? servis? pon?knite v?m, firma by mala ma? nejak? inform?cie. Sk?sme sa o nich informova?. Bude to zauj?ma? aj v?s. Pre dve mo?nosti vy??ie, pr?prava m? nieko?ko spolo?n?ch bodov: 1. Potreby Ak sa rozhodnete k?pi? d??s, najprv zhodno?te silu sm?du, ktor? poci?ujete Potom si k?pte f?a?u d??su zodpovedaj?ceho objemu In?tal?cia veternej farmy , mus?te pozna? svoje „chute do jedla.“ Pod „chu?ami“ v na?om pr?pade m?me rozumie? mno?stvo spotrebovanej elektriny za de?, mesiac, sez?nu. Je tie? potrebn? nastavi? horn? hranicu za?a?enia (napr pr?zdniny vo va?om dome pracuj? s??asne dva telev?zory, stereo syst?m, po??ta?, osvetlenie vo viacer?ch miestnostiach, mikrovlnn? r?ra at?.), t.j. Horn? hranica za?a?enia je maxim?lna spotreba energie v??ho domu. Je tie? potrebn? pozna? jeho trvanie maxim?lne za?a?enie. Nastavenie celkovej spotreby energie je ve?mi jednoduch?, bude si to v?ak vy?adova? poriadnu d?vku starostlivosti z va?ej strany. Va?ou ?lohou je zisti? v?kon ka?d?ho elektrospotrebi?a v miestnosti a dobu jeho prev?dzky a n?sledne ?daje zap?sa? do tabu?ky.2. Ubytovanie. ?al?ie pr?pravn? f?za Bude pribli?n? (!) v?ber miesta pre vetern? elektr?re?. Pribli?n?, preto?e to bud? m?c? ur?i? iba odborn?ci najlep?ia mo?nos? pre v?? individu?lny pr?pad. Existuje v?ak nieko?ko bodov, ktor? v?m umo??uj? lep?ie si predstavi? mo?n? umiestnenie veternej elektr?rne. Treba si zapam?ta? 3 zlat? pravidl?:
* Turbulencie. Vetern? turb?na mus? by? umiestnen? 10 metrov nad najvy???m objektom v okruhu 100 metrov (vr?tane elektrick?ho vedenia).
* Ak je to mo?n?, vetern? elektr?rne by mali by? umiestnen? na otvoren? plochy(brehy riek, mor?, jazier).
* Orografia oblasti. Treba bra? do ?vahy, ?e v pr?rodn?ch roklin?ch a ka?onoch m? pr?denie vzduchu tendenciu by? stla?en? a v d?sledku toho sa zvy?uje jeho r?chlos?. Podobn? situ?ciu mo?no pozorova? aj na kopcoch.3. V pr?pade, ?e v?? Dovolenkov? dom Nepl?nuje sa pripojenie k v?eobecnej sieti, potom by ste mali zv??i? mo?nos? kombinovan?ch syst?mov:
* WES + Sol?rne panely
* Kombinovan? mo?nosti WPP + Diesel pom??u vyrie?i? probl?my v regi?noch, kde je vietor premenliv? alebo z?vis? od ro?n?ho obdobia, a t?to mo?nos? je relevantn? aj pre sol?rne panely.

Rast?ce ceny energi? n?tia mnoh?ch majite?ov domov zamyslie? sa nad mo?nos?ou vyu?itia alternat?vne zdroje energie. Jednou z mo?nost? sa zd? by? pou?itie vetern?ch gener?torov. Zdroj je ?plne leg?lny, preto?e neexistuj? ?iadne v?znamn? obmedzenia na jeho pou?itie. A zatia? zost?va ?plne zadarmo – v?roba elektriny t?mto sp?sobom pre osobn? potrebu nepodlieha ?iadnym daniam.

Hotov? vetern? elektr?rne s? dos? drah?, a tak dom?ci majstri za??naj? robi? pl?ny na ich vlastn? v?robu. No predt?m, ne? sa pust?me do realiz?cie tak?hoto, pravda?e, ve?mi n?ro?n?ho a do zna?nej miery kontroverzn?ho projektu, m? zmysel aspo? zhruba odhadn??, ak? bude predpokladan? v?kon vyrobenej energie. In?mi slovami, bude za vynalo?en? peniaze, n?mahu a ?as nejak? skuto?n? v?nos? V tejto veci m??e pom?c? navrhovan? kalkula?ka na v?po?et predpokladan?ho v?konu vetern?ho gener?tora.

Ni??ie bude uveden?ch nieko?ko vysvetlen? v?po?tu. Okam?ite urobme rezerv?ciu – dan? algoritmus je ur?en? na vyhodnotenie iba axi?lnych horizont?lnych vetern?ch gener?torov.

V?po?et vertik?lneho vetern?ho mlyna sa v podstate nel??i od v?po?tu be?n?ho horizont?lneho. V?po?et m? v?ak svoje vlastn? zvl??tnosti, preto?e vertik?lne vetern? mlyny typu „Barrel“ nefunguj? v d?sledku zdv?hacej sily, ale v d?sledku tlaku vetra na lopatky. ?alej uvediem pr?klad v?po?tu veternej turb?ny v v?eobecn? preh?ad. Aj ke? je v?po?et celkom presn?, d?va V?eobecn? my?lienka o v?kone vetern?ho gener?tora, ale nezoh?ad?uje sa ve?a faktorov, ktor? m??u v?razne ovplyvni? skuto?n? v?sledok.

Dom?ci vertik?lny vetern? gener?tor

Napr?klad chceme vyrobi? vetern? gener?tor typu „Barrel“ so ??rkou 2 metre a v??kou 3 metre. Na po?te lopatiek v podstate nez?le?? a povedzme, ?e m?me 4 polkruhov? lopatky. Najprv mus?me zisti?, ko?ko energie m??eme vo v?eobecnosti z?ska? z tohto rotora.

Na v?po?et existuje jednoduch? vzorec:

P=0,6*S*V^3

P- v?kon vo wattoch

S- plocha zametania no?ov m2.

V^3- R?chlos? vetra v kubick?ch m/s

0.6 je r?chlos? vetra. Vietor pohybuj?ci sa v priestore sa berie ako jeden, ale vietor, ke? sa bl??i k akejko?vek prek??ke, str?ca svoju r?chlos? a silu. Ke??e nepozn?me stratu r?chlosti, zoberieme 0,6, ber?c do ?vahy fakt, ?e vietor strat? r?chlos? o 33 %.

Okrem toho vzorec na v?po?et plochy kruhu S=pr2, Kde

p - 3,14

r- polomer ?tvorca kruhu

Vo v?eobecnosti vertik?lne vetern? mlyny, podobne ako billboardy, ve?mi silno spoma?uj? vietor a a vzduchov? vak, pri ktorom sa nov? ?asti vetra rozpt?lia do str?n a 30-40 % veternej energie sa strat? bez ??asti na tlaku na lopatky. Preto je celkov? ??innos?, alebo pod?a spr?vneho KIEV vetern?ho kolesa, vertik?lnych vetern?ch turb?n dos? n?zka a predstavuje len 10-20% veternej energie.

Z anal?zy podom?cky vyroben?ch vertik?lnych vetern?ch turb?n je KIEV v podstate 10% z celkov?ho po?tu, ale sme optimisti, tak?e vezmem KIEV 0,2, hoci ??innos? gener?tora a prevodovky sa tu neberie do ?vahy.

0,6*6*2*2*2*0,2=5,76 wattov pri 2m/s

0,6*6*3*3*3*0,2=19,44 wattov pri 3m/s

0,6*6*4*4*4*0,2=46,08 wattov pri 4m/s

0,6*6*5*5*5*0,2=90 wattov pri 5m/s

0,6*6*7*7*7*0,2=246 wattov pri 7m/s

0,6*6*10*10*10*0,2=720 wattov pri 10m/s

Teraz je jasn?, ?o tento rotor dok??e. ?alej mus?me na tento rotor osadi? gener?tor tak, aby gener?tor mohol generova? maxim?lny mo?n? v?kon, ktor? je na rotore k dispoz?cii a z?rove? rotor nepre?a?oval - aby sa mohol ot??a? a jeho ot??ky ve?mi neklesali . Inak to nebude ma? zmysel, produkcia energie v?razne klesne. Na nastavenie gener?tora mus?me zisti? r?chlos? vetern?ho kolesa pri ka?dej r?chlosti vetra.

Na rozdiel od horizont?lnych vetern?ch turb?n, kde je r?chlos? ot??ania hrotov lopatiek zvy?ajne 5-n?sobn? vy??iu r?chlos? vietor, vertik?lny vetern? gener?tor sa nem??e ot??a? r?chlej?ie ako r?chlos? vetra. Je to sp?soben? t?m, ?e tu vietor jednoducho tla?? ?epe? a t? sa za??na pohybova? s pr?dom prech?dzaj?ceho vetra. Horizont?lna vrtu?a funguje v?aka vztlakovej sile, ktor? vznik? na zadnej strane listu, a pos?va list dopredu, pri?om r?chlos? je tu obmedzen? iba aerodynamick?mi vlastnos?ami listu a silou zdvihu.

Nebudeme zach?dza? do detailov a vr?time sa k n??mu vetern?mu kolesu. Pre v?po?et ot??ok rotora s rozmermi 2*3 metre, kde je ??rka rotora 2 metre, je potrebn? zisti? obvod rotora. 2*3,14=6,28 metra, to znamen?, ?e za jednu ot??ku prejde hrot ?epele vzdialenos? 6,28 metra. To znamen?, ?e v ide?lnom pr?pade rotor urob? cel? ot??ku v pr?de vetra dlhom 6,28 metra. Ale ke??e sa energia vynaklad? na rot?ciu, na prenos a dokonca aj na rot?ciu gener?tora - ktor? je za?a?en? bat?riou, r?chlos? klesne v priemere na polovicu. A rotor urob? pln? ot??ku v 12 metroch pr?du vetra.

Potom to dopadne takto, ak je vietor 3 m/s, tak pri tomto vetre rotor urob? 0,4 ot??ky za sekundu a za 4 sekundy cel? ot??ku. A za min?tu pri vetre 3 m/s to bude 60:4 = 15 ot??ok.

Pri 3 m/s 12:3=4, 60:4=15 ot./min

Pri 4m/s to bude 12:4=3, 60:3=20ot./min.

Pri vetre 5m/s 12:5=2,4, 60:2,4=25ot.

Pri 7 m/s 12:7=1,71, 60:1,71=35 ot./min.

Pri 10 m/s 12:10=1,2, 60:1,2=50ot./min.

Mysl?m, ?e r?chlos? vetern?ho kolesa je teraz jasn? a s? zn?me. ??m v???? je priemer vetern?ho kolesa, t?m ni??ia je jeho r?chlos? v pomere k r?chlosti vetra. Tak?e napr?klad vetern? koleso s priemerom 1 meter sa bude to?i? dvakr?t r?chlej?ie ako vetern? koleso s priemerom 2 metre.

Teraz potrebujeme gener?tor, ktor? by mal generova? energiu pri t?chto r?chlostiach nikdy viac ne? dok??e vyprodukova? vetern? koleso. A ak je gener?tor v?konnej??, pre?a?? rotor a ten sa nebude m?c? rozto?i? na svoje ot??ky a v d?sledku toho bude r?chlos? n?zka a celkov? v?kon bude n?zky. S vetrom 3 m/s tu 15 ot??ok za min?tu a v?kon vetern?ho kolesa 19 wattov, potrebujete gener?tor na za?a?enie rotora nie viac ako 19 wattov. Toto zoh?ad?uje ??innos? prevodovky (ak je k dispoz?cii) a ??innos? samotn?ho gener?tora. ??innos? prevodovky a gener?tora zvy?ajne nie je zn?ma, ale maj? tie? zna?n? straty a vo v?eobecnosti sa strat? 20-50% energie a iba 50% ide do bat?rie na v?stupe, ?o je pribli?ne 10 wattov. v na?om pr?pade.

Ak gener?tor pre?a?? vetern? koleso, jeho r?chlos? nedosiahne nomin?lnu r?chlos? a bude v?razne ni??ia ako r?chlos? vetra. To sp?sob? pokles r?chlosti a v?konu gener?tora. Navy?e lopatky, ktor? s? v porovnan? s vetrom v?razne pomal?ie, ho v?razne spomalia a vietor sa rozpt?li do str?n, v d?sledku ?oho sa v?kon vetern?ho kolesa e?te viac zn??i. Tak?e pri pr?li? v?konnom gener?tore bude energia, ktor? m? bat?ria k dispoz?cii, nieko?kon?sobne men?ia, ako by mohla by?. Alebo naopak, ke? je gener?tor pr?li? slab? a pri 15 ot??kach vetern?ho kolesa nedok??e plne za?a?i? vetern? koleso, potom sa tie? uk??e, ?e z toho mo?n?ho odober?me ove?a menej energie.

V?sledkom je, ?e gener?tor mus? zodpoveda? v?konu vetern?ho kolesa; len tak m??eme z vetern?ho kolesa vy?a?i? maxim?lny mo?n? v?kon. To sa d? poveda? najviac n?ro?n? ?loha ke??e gener?tor dok??e absol?tne rozdielne vlastnosti nap?tie a pr?d na ot??ky. Ak chcete vybra? gener?tor, mus?te ho oto?i? na bat?riu a zmera? energetick? v?kon alebo ho vypo??ta? pomocou vzorcov. A potom to sk?ste namontova? na vetern? koleso.

Napr?klad v?? gener?tor pri 300 ot??kach za min?tu m? 1 ampet na bat?rii 14 voltov, ?o je pribli?ne 14 wattov, a vetern? koleso produkuje 19 wattov pri 15 ot??kach za min?tu. To znamen?, ?e je potrebn? multiplik?tor 1:20, aby sa gener?tor ot??al r?chlos?ou 300 ot??ok za min?tu. Pri 5 m/s je r?chlos? vetern?ho kolesa 25 ot??ok za min?tu a gener?tor sa teda bude ot??a? r?chlos?ou 500 ot??ok za min?tu. V?kon n??ho vetern?ho kolesa je len 90 wattov, ale gener?tor prevy?uje v?kon a produkuje 200 wattov. Vetern? koleso nebude takto fungova?, jednoducho sa bude ot??a? pomaly a nevyrob? svojich 90 wattov – nieto 200 wattov. Rie?en?m je bu? obetova? za?iatok nab?jania a vyrobi? prevodovku 1:15, alebo zdvojn?sobi? v??ku vetern?ho kolesa, aby vetern? koleso ?ahalo gener?tor.

Preto je potrebn?, aby gener?tor zodpovedal v?konu a r?chlosti v celom rozsahu ot??ania vetern?ho kolesa. A ak gener?tor nem? dostato?n? v?kon, mus?te bu? zv??i? prevodov? pomer multiplik?tora, alebo zn??i? rotor, aby ste dosiahli rovnov?hu medzi r?chlos?ou a v?konom vetern?ho kolesa a gener?tora. ?udia ?asto bez ak?chko?vek v?po?tov in?taluj? gener?tory z ?ohoko?vek, ?o n?jdu, a po zhliadnut? dostato?n?ho mno?stva vide? z YouTube si postavia vetern? koleso, no nakoniec sa uk??e, ?e vetern? gener?tor nefunguje pri slabom vetre a je jednoducho skromn?. z h?adiska moci.

Dom?ci vertik?lny vetern? gener?tor

Na v?po?et existuje jednoduch? vzorec:

P- v?kon vo wattoch

S— plocha zametania no?ov m2.

V^3— R?chlos? vetra v kubick?ch m/s

0.6 je r?chlos? vetra. Vietor pohybuj?ci sa v priestore sa berie ako jeden, ale vietor, ke? sa bl??i k akejko?vek prek??ke, str?ca svoju r?chlos? a silu. Ke??e nepozn?me stratu r?chlosti, zoberieme 0,6, ber?c do ?vahy fakt, ?e vietor strat? r?chlos? o 33 %.

Okrem toho vzorec na v?po?et plochy kruhu S=pr2, Kde

r— polomer ?tvorca kruhu

Vertik?lne vetern? mlyny, podobne ako billboardy, vo v?eobecnosti ve?mi silno spoma?uj? vietor a pred prek??kou sa vytvor? vzduchov? vank??, na ktor? naraz? nov? ?asti vetra do str?n a strat? sa 30 – 40 % veternej energie. bez ??asti na tlaku na lopatky. Preto je celkov? ??innos?, alebo pod?a spr?vneho KIEV vetern?ho kolesa, vertik?lnych vetern?ch turb?n dos? n?zka a predstavuje len 10-20% veternej energie.

Z anal?zy podom?cky vyroben?ch vertik?lnych vetern?ch turb?n je KIEV v podstate 10% z celkov?ho po?tu, ale sme optimisti, tak?e vezmem KIEV 0,2, hoci ??innos? gener?tora a prevodovky sa tu neberie do ?vahy.

0,6*6*2*2*2*0,2=5,76 wattov pri 2m/s

0,6*6*3*3*3*0,2=19,44 wattov pri 3m/s

0,6*6*4*4*4*0,2=46,08 wattov pri 4m/s

0,6*6*5*5*5*0,2=90 wattov pri 5m/s

0,6*6*7*7*7*0,2=246 wattov pri 7m/s

0,6*6*10*10*10*0,2=720 wattov pri 10m/s

Teraz je jasn?, ?o tento rotor dok??e. ?alej mus?me na tento rotor osadi? gener?tor tak, aby gener?tor mohol generova? maxim?lny mo?n? v?kon, ktor? je na rotore dostupn? a z?rove? rotor nepre?a?oval - aby sa mohol ot??a? a jeho ot??ky v?razne neklesali . Inak to nebude ma? zmysel, produkcia energie v?razne klesne. Na nastavenie gener?tora mus?me zisti? r?chlos? vetern?ho kolesa pri ka?dej r?chlosti vetra.

Na rozdiel od horizont?lnych vetern?ch turb?n, kde je r?chlos? hrotu lopatiek zvy?ajne 5-kr?t vy??ia ako r?chlos? vetra, vertik?lny vetern? gener?tor sa nem??e ot??a? r?chlej?ie ako r?chlos? vetra. Je to sp?soben? t?m, ?e tu vietor jednoducho tla?? ?epe? a t? sa za??na pohybova? s pr?dom prech?dzaj?ceho vetra. Horizont?lna vrtu?a funguje v?aka vztlakovej sile, ktor? vznik? na zadnej strane listu, a pos?va list dopredu, pri?om r?chlos? je tu obmedzen? iba aerodynamick?mi vlastnos?ami listu a silou zdvihu.

Nebudeme zach?dza? do detailov a vr?time sa k n??mu vetern?mu kolesu. Pre v?po?et ot??ok rotora s rozmermi 2*3 metre, kde je ??rka rotora 2 metre, je potrebn? zisti? obvod rotora. 2*3,14=6,28 metra, to znamen?, ?e za jednu ot??ku prejde hrot ?epele vzdialenos? 6,28 metra. To znamen?, ?e v ide?lnom pr?pade rotor urob? cel? ot??ku v pr?de vetra dlhom 6,28 metra. Ale ke??e sa energia vynaklad? na rot?ciu, na prenos a dokonca aj na rot?ciu gener?tora - ktor? je za?a?en? bat?riou, r?chlos? klesne v priemere na polovicu. A rotor urob? pln? ot??ku v 12 metroch pr?du vetra.

Potom to dopadne takto, ak je vietor 3 m/s, tak pri tomto vetre rotor urob? 0,4 ot??ky za sekundu a za 4 sekundy cel? ot??ku. A za min?tu pri vetre 3 m/s to bude 60_4 = 15 ot./min.

Pri 3 m/s 12_3=4, 60_4=15 ot./min

Pri 4m/s to bude 12_4=3, 60_3=20ot./min.

Pri vetre 5m/s 12_5=2,4, 60:2,4=25ot./min.

Pri 7 m/s 12_7=1,71, 60:1,71=35 ot./min.

Pri 10 m/s 12_10=1,2, 60:1,2=50 ot./min.

Mysl?m, ?e r?chlos? vetern?ho kolesa je teraz jasn? a s? zn?me. ??m v???? je priemer vetern?ho kolesa, t?m ni??ia je jeho r?chlos? v pomere k r?chlosti vetra. Tak?e napr?klad vetern? koleso s priemerom 1 meter sa bude to?i? dvakr?t r?chlej?ie ako vetern? koleso s priemerom 2 metre.

Teraz potrebujeme gener?tor, ktor? by mal generova? energiu pri t?chto r?chlostiach nikdy viac ne? dok??e vyprodukova? vetern? koleso. A ak je gener?tor v?konnej??, pre?a?? rotor a ten sa nebude m?c? rozto?i? na svoje ot??ky a v d?sledku toho bude r?chlos? n?zka a celkov? v?kon bude n?zky. S vetrom 3 m/s tu 15 ot??ok za min?tu a v?kon vetern?ho kolesa 19 wattov, potrebujete gener?tor na za?a?enie rotora nie viac ako 19 wattov. Toto zoh?ad?uje ??innos? prevodovky (ak je k dispoz?cii) a ??innos? samotn?ho gener?tora. ??innos? prevodovky a gener?tora zvy?ajne nie je zn?ma, ale maj? tie? zna?n? straty a vo v?eobecnosti sa strat? 20-50% energie a iba 50% ide do bat?rie na v?stupe, ?o je pribli?ne 10 wattov. v na?om pr?pade.

Ak gener?tor pre?a?? vetern? koleso, jeho r?chlos? nedosiahne nomin?lnu r?chlos? a bude v?razne ni??ia ako r?chlos? vetra. To sp?sob? pokles r?chlosti a v?konu gener?tora. Navy?e lopatky, ktor? s? v porovnan? s vetrom v?razne pomal?ie, ho v?razne spomalia a vietor sa rozpt?li do str?n, v d?sledku ?oho sa v?kon vetern?ho kolesa e?te viac zn??i. Tak?e pri pr?li? v?konnom gener?tore bude energia, ktor? m? bat?ria k dispoz?cii, nieko?kon?sobne men?ia, ako by mohla by?. Alebo naopak, ke? je gener?tor pr?li? slab? a pri 15 ot??kach vetern?ho kolesa nedok??e plne za?a?i? vetern? koleso, potom sa tie? uk??e, ?e z toho mo?n?ho odober?me ove?a menej energie.

V?sledkom je, ?e gener?tor mus? zodpoveda? v?konu vetern?ho kolesa; len tak m??eme z vetern?ho kolesa vy?a?i? maxim?lny mo?n? v?kon. D? sa poveda?, ?e je to naj?a??ia ?loha, preto?e gener?tor m??e ma? ?plne odli?n? charakteristiky nap?tia a pr?du vo?i ot??kam. Ak chcete vybra? gener?tor, mus?te ho oto?i? na bat?riu a zmera? energetick? v?kon alebo ho vypo??ta? pomocou vzorcov. A potom to sk?ste namontova? na vetern? koleso.

Napr?klad v?? gener?tor pri 300 ot??kach za min?tu m? 1 ampet na bat?rii 14 voltov, ?o je pribli?ne 14 wattov, a vetern? koleso produkuje 19 wattov pri 15 ot??kach za min?tu. To znamen?, ?e je potrebn? multiplik?tor 1:20, aby sa gener?tor ot??al r?chlos?ou 300 ot??ok za min?tu. Pri 5 m/s je r?chlos? vetern?ho kolesa 25 ot??ok za min?tu a gener?tor sa teda bude ot??a? r?chlos?ou 500 ot??ok za min?tu. V?kon n??ho vetern?ho kolesa je len 90 wattov, ale gener?tor prevy?uje v?kon a produkuje 200 wattov. Vetern? koleso nebude fungova? t?mto sp?sobom, bude sa jednoducho ot??a? pomaly a nebude produkova? svojich 90 wattov, nieto 200 wattov. Rie?en?m je bu? obetova? za?iatok nab?jania a vyrobi? prevodovku 1:15, alebo zdvojn?sobi? v??ku vetern?ho kolesa, aby vetern? koleso ?ahalo gener?tor.

V?po?et vertik?lnych vetern?ch gener?torov
Kalkul?cia vertik?lny vetern? gener?tor v obryse. Z ?oho vych?dza? pri v?po?toch, ?l?nok je ur?en? za?iato?n?kom

Sekcia: Technick? veda

XL ?tudentsk? medzin?rodn? kore?ponden?n? vedeck? a praktick? konferencia „Ml?de?n?cke vedeck? f?rum: Technick? a matematick? vedy“

V?po?et v?konu vetern?ho gener?tora

V?po?et v?konu vetern?ho gener?tora. Rozdelenie trvania grad?ci? r?chlosti vetra, pos?denie prevl?daj?ceho Smer vetra, v?stavba veternej ru?ice pre dan? oblas?. V?ber VRTB - veternej elektr?rne s vertik?lnym hriade?om gener?tora (VAWT)

Rozdelenie r?chlosti vetra pod?a grad?ci? umo??uje vypo??ta? v?robu veternej energie za ka?d? mesiac. Na tento ??el by sa percento opakovate?nosti intervalu r?chlosti vetra malo previes? na zodpovedaj?ci ?asov? interval. Potom v?kon vetern?ho gener?tora zodpovedaj?ci danej grad?cii vetra a prev?dzkov? doba veternej farmy v tomto re?ime umo??uj? ur?i? mno?stvo elektriny za uva?ovan? mesiac pri zodpovedaj?cej r?chlosti vetra. Opakovate?nos? r?chlosti vetra pomocou grad?cie je ?asov? charakteristika r?chlosti vetra. T?to charakteristika je d?le?it? pre v?po?ty veternej energie s?visiace s odhadom prev?dzkov?ch ?asov?ch intervalov veternej elektr?rne pri r?znych r?chlostiach vetra. Pozorovac? interval pre generovanie vetra bol zvolen? na jeden mesiac. Priemern? hodnota mesa?n?ho rozlo?enia potenci?lu vetra sa zis?uje spracovan?m ?dajov z denn?ho pozorovania na najbli??ej meteorologickej stanici. Ako pr?klad rozlo?enia potenci?lu vetra po?as roka pod?a grad?cie uv?dza tabu?ka 1 ?daje z meteorologickej stanice v meste Kostanay.

St?l 1.

Opakovate?nos? r?znych stup?ov r?chlosti vetra (%)

Celkov? energia, ktor? m??e vetern? elektr?re? konkr?tneho typu vyrobi? po?as uva?ovan?ho ?asov?ho intervalu, sa ur?? ako s??et energi? zodpovedaj?cich ka?dej grad?cii vetra:

kde: Pi je sila veternej farmy pri priemern? r?chlos? vietor i – grad?cie, Ti – trvanie i – grad?cie r?chlosti vetra po?as mesiaca, n – po?et grad?ci? r?chlosti vetra.

V?po?et rozlo?enia trvania grad?ci? r?chlosti vetra za dva mesiace pozorovania na meteorologickej stanici je na obr?zku 1.

Obr?zok 1. Graf rozdelenia trvania stup?ovania r?chlosti vetra

Pri v?po?te v?roby energie by sa malo bra? do ?vahy zv??enie r?chlosti vetra vo v??ke osi veternej turb?ny v porovnan? s pozorovan?mi ?dajmi vo v??ke veternej lopatky. Typicky je do jej konfigur?cie zahrnut? ve?a pre vetern? elektr?re? s uveden?m kon?truk?n?ch parametrov. Pri auton?mnych vetern?ch parkoch s v?konom do 100–200 kW v??ka ve?e zvy?ajne nepresahuje 50 m. vertik?lny profil vetry vo v??kach 20, 30, 40, 50 m umo?nia presnej?ie pos?denie potenci?lu veternej energie ?zemia.

Na pos?denie prevl?daj?ceho smeru vetra je skon?truovan? vetern? ru?ica (obr. 2), ?o je vektorov? diagram, v ktorom je d??ka l??ov odchy?uj?cich sa od stredu diagramu r?znymi smermi(body horizontu), je ?mern? frekvencii vetra v t?chto smeroch.

Obr?zok 2. Ru?ica kompasu

Prevl?daj?ci smer vetra na vybranom mieste by sa mal bra? do ?vahy pri v?stavbe veternej farmy a tie? ho korelova? s krajinou (s v?nimkou rovinat?ho charakteru oblasti).

V?sledkom ?t?die potenci?lu veternej energie v navrhovanej lokalite veternej elektr?rne s? teda tieto charakteristiky:

1) Stanovenie priemernej dennej, priemernej mesa?nej a priemernej ro?nej r?chlosti vetra na z?klade pozorovan? po?asia za 5-10 rokov.

2) Prepo?et priemernej r?chlosti vetra ka?d?ho mesiaca na o?ak?van? v??ku ve?e vetern?ho gener?tora.

3) Rozdelenie r?chlosti vetra vo v??ke osi vetern?ho gener?tora v grad?ci?ch pre ka?d? mesiac v roku.

4) V?stavba veternej ru?ice pre mesto Kostanay.

Z?skan? charakteristiky veternej energie umo??uj? optimalizova? v?ber zariaden? na vetern? energiu a ?alej ich integrova? do mestsk?ho energetick?ho syst?mu.

Hybrid auton?mny syst?m– slnko-vietor (invertor-bat?ria).

Sol?rne fotomoduly je mo?n? pripoji? k vetern?mu gener?toru pomocou ovl?da?ov pre sol?rne syst?my+ DGU.

V t?chto podmienkach je potrebn? akceptova? mo?nos? zabezpe?enia zariadenia s in?tal?ciou doplnkov?ho zariadenia:

1. Invertor-bat?riov? syst?m + ATS (na uchov?vanie energie pri absencii z??a?e a na nap?janie z bat?ri? bez vetra), ke? je bat?ria ?plne vybit?, ATS prepne nap?janie z bat?ri? na dieselov? gener?tor nastavi?.

2. In?talovan? v?kon Vetern? elektr?rne a po?iadavky na umiestnenie veternej farmy.

VRTB je vetern? elektr?re? s vertik?lnym hriade?om gener?tora (VAWT). Hlavnou v?hodou dizajnu veternej farmy je jej nez?visl? „ukazovanie na vietor“. Vetern? ?as? prij?ma vietor z ak?hoko?vek smeru automaticky bez ak?chko?vek nastavovac?ch oper?ci? a nevy?aduje ot??anie stanice pri zmene smeru vetra.

Obsiahly energetick? syst?m VRTB obsahuje nasleduj?ce funk?n? prvky:

· VRTB moduly na premenu veternej energie,

· sol?rne fotovoltaick? zariadenie na v?robu elektrickej energie,

· nab?jate?n? bat?rie na skladovanie vyrobenej energie a z?sobovanie spotrebite?ov elektrickou energiou,

· SHUZ VRTB – zariadenie na zabezpe?enie spr?vneho fungovania stanice, riadenie nab?jania, automatiz?ciu,

gener?tor (premena mechanick?ho ot??ania modulov na elektrick? energiu),

· invertor – prevodn?k priamy pr?d, generovan? IES, do premennej po?adovanej spotrebite?om, so schopnos?ou dod?va? elektrinu do siete.

· s rovnak?mi rozmermi ako skrutkov? rotory, maj? ve?k? plocha„zametan?“ povrch a teda v???ia sila (2-3 kr?t),

· neboj? sa prudk?ch kr?tkodob?ch poryvov vetra (preh?nky),

· rotor nestoj? na mieste (v jednej rovine, ako vrtu?a), ale neust?le sa pohybuje pre? od vetra, tak?e in?tal?cie sa neboja b?rkov?ch vetrov a ?ahko, bez dodato?n? opatrenia bezpe?nostn? zariadenia vr?tane kon?truk?n?ch sa pou??vaj? v ?ir?om rozsahu vetra (od 2 do 50 m/sec). So zvy?uj?cou sa r?chlos?ou vetra sa stabilita iba zvy?uje (efekt vrchnej ?asti alebo gyroskopu),

· efekt?vnu pr?cu pri n?zkej r?chlosti vetra (3–4 m/s),

· schopnos? in?talova? jednotku na r?znych miestach (strechy budov, plo?iny, ve?e, mobiln? kon?trukcie (kab?ny, pr?vesy at?.),

· ?pln? ticho vo v?etk?ch prev?dzkov?ch re?imoch (30 V vo vzdialenosti 5 m pri vetre 15 m/s),

· nie je potrebn? syst?m veternej lopatky, ktor? orientuje vrtu?u vo?i vetru, ?o umo??uje in?tal?ciu vo vetre s nestabiln?m smerom alebo s prudkou zmenou smeru vetra,

· relat?vne n?zke ot??ky rotora (do 200 ot./min.) zvy?uj? ?ivotnos? lo??sk, interval medzi mazan?m pohybliv?ch pl?ch a celkov? ?ivotnos?,

· mo?nos? vyu?itia povrchu po vetre,

· jedine?n? gener?tor s protibe?nou rot?ciou,

· jednoduchos? in?tal?cie a ?dr?by,

V?po?et v?konu vetern?ho gener?tora
Mar?enko E.A. V?po?et v?konu vetern?ch gener?torov // XL ?tudentsk? medzin?rodn? kore?ponden?n? vedeck? a praktick? konferencia „Ml?de?n?cke vedeck? f?rum: Technick? a matematick? vedy“

V?PO?ET VETERN?HO GENER?TORA,

Praktick? lekcia ?.4

Cie?: zozn?mi? sa s hlavn?mi parametrami vetern?ch turb?n a metodikou v?po?tu vetern?ch gener?torov.

Trvanie lekcie- 2 hodiny

Pokrok:

1. Na z?klade teoretickej ?asti pr?ce sa obozn?mte a na?rtnite klasifik?ciu a kon?truk?n? vlastnosti vetern?ch gener?torov a ich technick? charakteristiky.

2. V s?lade s individu?lnou ?lohou vypo??tajte vetern? gener?tor.

1. TEORETICK? ?AS?

Vetern? gener?tory sa naz?vaj? motory, ktor? premie?aj? energiu vetra na mechanick? pr?cu. Na z?klade kon?trukcie vetern?ho mlyna a jeho polohy v pr?de vetra s? syst?my vetern?ch turb?n rozdelen? do troch tried:

1. Lopatkov? vetern? turb?ny ma? vetern? koleso s jedn?m alebo druh?m po?tom kr?del. Rovina rot?cie vetern?ho kolesa v lopatkov?ch vetern?ch turb?nach je kolm? na smer vetra, preto je os rot?cie rovnobe?n? s vetrom (obr. 1, a). Koeficient vyu?itia veternej energie t?chto vetern?ch turb?n dosahuje x= 0,42.

2. Karuselov? a rota?n? vetern? gener?tory maj? vetern? koleso (rotor) s lopatkami pohybuj?cimi sa v smere vetra, os ot??ania vetern?ho kolesa zauj?ma vertik?lnu polohu (obr. 1, b). Vetern? energetick? ??innos? t?chto vetern?ch turb?n sa pohybuje od 10 do 18 %.

3. Bubnov? vetern? gener?tory Maj? rovnak? kon?trukciu vetern?ho kolesa ako rotorov? a l??ia sa od nich iba horizont?lnou polohou rotora, t.j. os ot??ania vetern?ho kolesa je vodorovn? a je umiestnen? kolmo na pr?denie vetra (obr. 1, d). Miera vyu?itia veternej energie t?chto vetern?ch turb?n je od 6 do 8 %.

Ry?a. 1. Syst?my vetern?ch turb?n: a - lopatkov? vetern? turb?ny, b) rota?n? vetern? gener?tory, c - karuselov? vetern? gener?tory, d - bubnov? vetern? gener?tory.

Ry?a. 2 – Vetern? turb?na a jej hlavn? prvky

Lopatkov? vetern? turb?na pozost?va z nasleduj?cich prvkov (obr. 2):

1. Vetern? mlyn m??e ma? od 2 do 24 ?epel?. Vetern? mlyny s po?tom lopatiek od 2 do 4 sa naz?vaj? mal? lopatky; ak m? vetern? koleso viac ako 4 lopatky, potom sa naz?va multilopatkov?.

2. Hlava vetern? turb?na predstavuje podperu, na ktorej je namontovan? ?achta vetern? koles? a najvy??? prevod(reduktor).

3. Chvost je pripevnen? k hlave a ot??a ju okolo zvislej osi, ??m nastavuje vetern? koleso na vietor.

4. Ve?a Vetern? turb?na sl??i na pohyb vetern?ho kolesa nad prek??kami, ktor? nar??aj? pr?denie vzduchu. N?zkoenergetick? vetern? turb?ny poh??an? gener?torom s? zvy?ajne namontovan? na st?pe alebo potrub? pomocou kotevn?ch dr?tov.

5. Na z?kladni ve?e je napojen? zvisl? ?achta spodn? prevod(prevodovka), ktor? pren??a pohyb na pracovn? stroje.

6. Regul?cia r?chlosti vetern?ho kolesa je zariadenie alebo mechanizmus, ktor? obmedzuje r?chlos? vetern?ho kolesa pri zvy?ovan? r?chlosti vetra.

Parametre veternej turb?ny s? vz?jomne prepojen? jednoduch?mi, jednozna?n?mi fyzik?lnymi z?vislos?ami.

Hlavn? parametre veternej turb?ny:

Menovit? v?kon P nom [W, kW]— v?kon vyvinut? veternou turb?nou pri projektovanej r?chlosti vetra,

N?vrhov? r?chlos? vetra V P [m/s]— r?chlos?, ktor? sa pou?ije na v?po?et za?a?enia vetrom na kon?trukcie po?as projektovania. V z?vislosti od triedy kon?trukcie sa berie do ?vahy r?chlos? s danou frekvenciou - raz ro?ne, ka?d?ch 5, 10, 15, 20, 50 a 100 rokov,

Priemer veternej turb?ny D [m]– segment sp?jaj?ci dvojicu v???iny vzdialen? priate? z in?ch bodov veternej turb?ny, prech?dzaj?cej jej stredom.

V?roba energie W M [kW H]– mno?stvo energie vyrobenej veternou turb?nou za ur?it? ?asov? obdobie (mesiac, rok), hodnota z?vis? od priemernej r?chlosti vetra,

Priemern? v?kon P SR [kW]- v?kon, pri ktor?ho nepretr?itej ?dr?be sa produkcia energie za mesiac bude rovna? skuto?nej.

V?PO?ET VETERN?HO GENER?TORA
V?PO?ET VETERN?HO GENER?TORA, Praktick? lekcia ?.4 ??el: obozn?mi? sa so z?kladn?mi parametrami vetern?ch turb?n a metodikou v?po?tu vetern?ch gener?torov. Trvanie lekcie – 2 hodiny Postup

V s??asnosti sa st?vaj? ve?mi popul?rnymi vetern? gener?tory. Na trhu je ve?k? mno?stvo r?znych modelov. Vznik? ot?zka: ako vypo??ta? v?kon vetern?ho gener?tora?

V?po?et v?konu vetern?ho gener?tora

Vo v???ine pr?padov bude uskuto?nite?nos? in?tal?cie vetern?ch elektr?rn? z?visie? od priemern?ch r?chlost? vetra v konkr?tnej oblasti. In?tal?cia vetern?ch turb?n je od?vodnen? minim?lnou silou vetra ?tyri metre za sekundu. Pri r?chlosti vetra dev?? a? dvan?s? metrov za sekundu bude vetern? turb?na pracova? na maxim?lnu r?chlos?.

Okrem toho v?kon tak?chto zariaden? z?vis? aj od povrchov pou?it?ch lopatiek a od diametr?lnej ve?kosti rotorov?ho zariadenia. Vzh?adom na zn?me priemern? r?chlosti vetra pre dan? oblas? je mo?n? vybra? po?adovan? gener?tor pomocou ur?itej hodnoty ve?kosti vrtule.

V?po?et sa rob? pod?a vzorca: P = 2D*3V/7000 kW, v ktorom P je v?kon, D je diametr?lna ve?kos? skrutkovacie zariadenie a parameter ako V ozna?uje silu vetra v metroch za sekundu. Tento vzorec je v?ak vhodn? iba pre horizont?lne vetern? gener?tory.

Vetern? gener?tory s vysok?m v?konom: preh?ad, klady a z?pory, nuansy

Dnes sa daj? vyr?ba? vetern? zariadenia, v ktorom je v?kon vetern?ho gener?tora pomerne ve?k?. Vetern? turb?ny s vysok?m v?konom sa pou??vaj? najm? pre priemyseln? potreby.

Tieto gener?tory maj? nesporn? v?hody:

• schopnos? poskytn?? po?adovan? mno?stvo energie, dokonca aj stredne ve?k? dediny,
• vyu??vanie pr?rodn?ch zdrojov energie, ktor?ch z?soby s? jednoducho neobmedzen?.

Nev?hody t?chto gener?torov a vlastne v?etk?ch v?robn?ch zariaden? vyu??vaj?cich vetern? energiu s?:

• nekontrolovate?nos? pr?rodn?ch s?l,
• Bat?riov? zariadenia sa pr?li? r?chlo opotreb?vaj?,
• vytv?ra pomerne ve?a hluku po?as prev?dzky,
• vytv?ranie r?znych typov ru?enia pre r?zne zariadenia.

V s??asnosti existuje ve?k? mno?stvo v?robcov zariaden? na v?robu veternej energie. Tu s? tie hlavn?:

1. Rusk? dc?rska spolo?nos? Algatec Solar (Nemecko),
2. Dom?ca spolo?nos? na v?robu vetern?ch turb?n a in?ch typov zariaden? „EnergyWind“,
3. Moskovsk? spolo?nos? s dobr?m vlastn?m sp?sobom kvalitat?vne charakteristiky zariadenie - "Sapsan-Energia".

Samozrejme, existuj? aj in? spolo?nosti t?mto smerom, ale ich vymenovanie by zabralo pr?li? ve?a ?asu.

Vetern? gener?tory s n?zkym v?konom

Na zabezpe?enie dodato?n?ch potrieb nap?jania v s?kromn?ch dom?cnostiach a mal?ch podnikoch je mo?n? pou?i? vetern? gener?tory s n?zkym v?konom.

Vetern? gener?tory s n?zkym v?konom

Gener?tor s slaby prud nebud? m?c? plne poskytn?? s?kromn?mu domu potrebn? energiu, ale m??u pom?c? ako dodato?n? zdroj energie (v pr?padoch s neust?lymi v?padkami pr?du). V mal?ch podnikoch, aj ako doplnkov? zdroje, je mo?n? nain?talova? nieko?ko gener?torov s n?zkym v?konom.

V s??asnosti existuj? dokonca modely prenosn?ch vetern?ch gener?torov s n?zkou kapacitou. V?kon tak?chto prenosn?ch zariaden? je dostato?n? na proces osvetlenia: m??ete pou?i? jeden alebo dva elektrick? spotrebi?e. Tieto prenosn? modely maj? n?zka hmotnos? a ?ahko sa in?taluje.

Vysokov?konn? priemyseln? vetern? gener?tory

Pre priemyselnom meradle spotreby elektrickej energie, vyu??vaj? sa vetern? elektr?rne s ve?k? sila. Vo v???ine pr?padov s? tieto gener?tory jednoducho obrovsk?.

Priemyseln? vetern? turb?ny – ke? sa vy?aduj? ve?k? v?sledky

Okrem toho sa tieto zariadenia zvy?ajne nach?dzaj? v rozsiahlych ?doliach; m??u by? in?talovan? v dos? opusten?ch oblastiach; existuj? dokonca mo?nosti pre pobre?n? plant??e s vetern?mi turb?nami.

Tak?to obrovsk? ?dolia s vetern?mi mlynmi sa roz??rili najm? v r eur?pske krajiny a na americkom kontinente.

V USA existuje ve?k? mno?stvo miesta, kde sa nach?dzaj? priemyseln? vetern? farmy.

Vetern? gener?tory odli?n? typy pr?vomoci a ich vlastnosti
V s??asnosti s? vetern? gener?tory ve?mi popul?rne. Vznik? ot?zka: ako vypo??ta? v?kon vetern?ho gener?tora bez ch?b?