Kinetinis vėjo generatorius: įrenginys, veikimo principas, pritaikymas

Vėjo turbinos įtaisas

Vėjo generatoriai yra visiškai nekenksmingi aplinkai ir neribotą laiką gali tiekti vartotojams nemokamą energiją. Vėjo generatoriai – vėjo jėgainių parkai turi skirtingą galią, todėl juos galima naudoti skirtingose ​​srityse.

Maksimalų vėjo jėgainių parko efektyvumą galima pasiekti įrengiant jį vietose, kuriose yra nuolatinės aktyvios oro srovės. Paprastai tam naudojami kalnai ir kalvos, jūrų ir vandenynų pakrantės ir kitos panašios sąlygos. Pagrindinė instaliacijos dalis yra sparnuotė, kuri atlieka turbinos funkciją. Dažniausiai trijų menčių vėjo jėgainių parko konstrukcijos naudojamos sraigto pavidalu, sumontuotos dideliame aukštyje nuo žemės paviršiaus.
Siekiant išgauti didžiausią efektą, mentės kartu su rotoriumi specialiais mechanizmais nustatomos į optimalią padėtį, priklausomai nuo vėjo krypties ir stiprumo. Yra ir kitų konstrukcijų – būgnų, kurie nepriklauso nuo minėtų faktorių ir nereikalauja jokių koregavimo. Tačiau jei sraigto įrenginių efektyvumas yra 50%, tada būgnų įtaisams jis yra daug mažesnis.

Kiekviena oro jėgainė, nepaisant konstrukcijos, yra visiškai susijusi su oro srovių, kurios dažnai keičia jų veikimą, veikimu. Tai savo ruožtu lemia sparnuotės apsisukimų skaičiaus ir gaminamos elektros energijos pokyčius. Dėl šios situacijos reikia suporuoti generatorių ir elektros tinklą naudojant papildomą įrangą.

Paprastai tam naudojamos baterijos kartu su inverteriais. Pirma, akumuliatorius įkraunamas iš generatoriaus, kuriam srovės vienodumas neturi reikšmės. Be to, keitiklyje konvertuotas akumuliatoriaus įkrovimas perkeliamas į tinklą.

Prireikus galima valdyti WPP sraigtų konstrukcijas. Jei vėjo greitis per didelis, menčių smūgio kampas pakeičiamas iki minimumo.Dėl to sumažėja turbinos vėjo apkrova. Tačiau veikiant uraganams vėjo jėgainių sparnuotės dažnai deformuojasi, sugenda visas namo įrengimas. Visiškai išvengti neigiamų poveikių neįmanoma, nes elektros generatoriai yra vidutiniškai 50 m aukštyje.Dėl to galima naudoti stipresnius ir stabilesnius vėjus, vyraujančius dideliame aukštyje.

Kaip išsirinkti vėjo generatorių

Norėdami pasirinkti vėjo generatorių, turite:

1. Apskaičiuokite elektros prietaisų, kuriuos planuojama prijungti prie šio energijos šaltinio, sumontuotą galią.
2. Remiantis gautomis galios vertėmis ir vidutiniu metiniu vėjo greičiu, įrenginio įrengimo regione nustatoma generatoriaus galia. Galia turėtų būti apskaičiuojama atsižvelgiant į saugos koeficientą, pagrįstą apkrovų augimu ir siekiant neperkrauti įrenginio didžiausių apkrovų metu.
3. Reikėtų atsižvelgti į klimatą toje vietoje, kur įrengtas įrenginys, nes krituliai neigiamai veikia generatoriaus veikimą. Atsižvelkite į gyvenamosios vietos klimato ypatybes.
4. Įrenginio efektyvumo nustatymas yra vienas iš svarbiausių rodiklių.
5. Išsiaiškinkite generatoriaus našumą, atsižvelgiant į veikimo metu keliamą triukšmą.
6. Atlikite lyginamąją įvairių tipų generatorių visų charakteristikų ir parametrų analizę.
7. Skaitykite vartotojų atsiliepimus apie panašius įrenginius.
8. Atlikite vidaus ir užsienio gamintojų analizę, išstudijuokite šių įmonių apžvalgas.

Mažo greičio vėjo generatoriaus pastatymas

Į žemės sklypą įdedamas nedidelis pamatas, kuriame tvirtinamas stiebas. Prie bokšto, papėdėje, yra elektros spinta.Viršuje sumontuotas sukamasis mechanizmas, ant jo sumontuota gondola. Pastarojo viduje yra anemometras, generatorius, transmisija ir stabdžiai. Prie gondolos pritvirtintas rotoriaus dangtelis, į kurį įstrigo mentės. Kiekvienas sparnas yra prijungtas prie sistemos, kuri automatiškai reguliuoja žingsnį.

Mažo greičio vėjo turbinos montavimas prasideda nuo stiebo pamatų ir montavimo

Sumontavę generatorių, jie montuoja apsaugos nuo žaibo ir informacijos apie darbą perdavimo sistemas, taip pat gaubtą ir gaisro gesinimo mechanizmą.

Mažo greičio vėjo generatorius yra įrenginys, galintis tiekti elektrą priemiesčio zoną. Naudojimas pateisinamas vietose, kuriose pučia silpnas vėjas.

Specifikacijos

Pirkimo metu vėjo turbinos įkrovimo valdiklis turite atidžiai išstudijuoti jo duomenų lapą. Renkantis svarbu atsižvelgti į charakteristikas:

• galia – turi atitikti vėjo turbinos galią;
• įtampa – turi atitikti vėjo malūne sumontuotų akumuliatorių įtampą;
• Maks. galia - nurodo maksimalią leistiną valdiklio modelio galią;
• Maks. srovė - nurodo, kokiomis didžiausiomis vėjo generatoriaus galiomis valdiklis gali dirbti;
• įtampos diapazonas - indikatoriai maks. ir min. akumuliatoriaus įtampa tinkamam įrenginio veikimui;
• rodymo galimybės – kokie duomenys apie įrenginį ir jo veikimą rodomi konkretaus modelio ekrane;
• veikimo sąlygos – prie kokios temperatūros, drėgmės lygio gali veikti pasirinktas įrenginys.

Jei negalite patys pasirinkti įkrovos valdymo įrenginio, kreipkitės į konsultantą ir parodykite jam savo vėjo malūno duomenų lapą. Įrenginys parenkamas atsižvelgiant į vėjo instaliacijos galimybes.Netinkamos eksploatavimo sąlygos ir nukrypimai nuo įtampos diapazono neigiamai paveiks visos vėjo sistemos veikimą.

Vėjo turbinos generatorius

Vėjo malūnams veikti reikalingi įprasti trifaziai generatoriai. Tokių įrenginių konstrukcija yra panaši į automobiliuose naudojamus modelius, tačiau turi didesnius parametrus.

Vėjo turbininiai įrenginiai turi trifazę statoriaus apviją (žvaigždinę jungtį), iš kurios išeina trys laidai, einantys į valdiklį, kur kintamoji įtampa paverčiama nuolatine.

Vėjo turbinos generatoriaus rotorius pagamintas ant neodimio magnetų: tokiose konstrukcijose nepatartina naudoti elektrinio sužadinimo, nes ritė sunaudoja daug energijos

Norint padidinti greitį, dažnai naudojamas daugiklis. Toks įrenginys leidžia padidinti esamo generatoriaus galią arba naudoti mažesnį įrenginį, o tai sumažina montavimo išlaidas.

Daugikliai dažniau naudojami vertikaliose vėjo jėgainėse, kuriose vėjo rato sukimosi procesas vyksta lėčiau. Horizontaliems įrenginiams su dideliu ašmenų sukimosi greičiu daugikliai nereikalingi, o tai supaprastina ir sumažina statybos sąnaudas.

Kaip savarankiškai apskaičiuoti vėjo generatorių

Formulės naudojamos įrangos, kuri bus naudojama tam tikroje srityje, galios parametrui apskaičiuoti. Visų pirma, apskaičiuojamas energijos kiekis, kurį vėjo generatorius gali generuoti ištisus metus.

Suminės įrangos galios apskaičiavimas

Norėdami atlikti užduotį, atliekami šie veiksmai:

1. Pirmiausia atliekami skaičiavimai.Pagal gautus rezultatus parenkamas sukimosi elementų ilgis, taip pat bokšto aukštis.
2. Atliekama tam tikrai vietovei būdingo oro srauto vidutinio greičio analizė. Tam reikės specialios įrangos. Su juo keletą mėnesių reikia stebėti oro srauto stiprumą. Jei instrumento nėra, rezultatų galite paprašyti vietinės meteorologijos stoties atstovų.

Galios skaičiavimas vėjo generatorius atliekamas pagal formulę P=krV 3S/2.

Simbolių žymėjimai:

• r yra oro srauto tankio parametras, normaliomis sąlygomis ši vertė yra 1,225 kg/m3;
• V – vidutinis vėjo greitis, matuojamas metrais per sekundę;
• S yra bendras oro srauto plotas, matuojamas metrais;
• k – įrenginyje sumontuotos turbinos naudingumo koeficientas;

Naudodami šiuos skaičiavimus galite tiksliai nustatyti galios kiekį, reikalingą generatoriaus rinkiniui tam tikroje srityje. Jei perkama firminė įranga, ant jos pakuotės turi būti nurodyta, kokia oro srauto jėga įrenginio veikimas bus efektyviausias. Vidutiniškai ši vertė svyruos nuo septynių iki vienuolikos metrų per sekundę.

Vartotojas Odesos inžinierius išsamiai papasakojo apie generatoriaus įrenginio surinkimo procedūrą, taip pat apie skaičiavimų atlikimą.

Vėjo turbinos sraigtų skaičiavimas

Skaičiavimo procedūra atliekama pagal formulę Z=LW/60/V, simbolių žymėjimas:

• Z – vieno sraigto mažo greičio vertė;
• L yra apskritimo, kurį apibūdins sukimosi elementai, dydis;
• W – vieno varžto sukimosi greitis;
• V yra oro srauto tiekimo greičio parametras.

Remiantis šia formule, apskaičiuojamas apsisukimų skaičius. Tačiau skaičiuojant būtina atsižvelgti į vieno įrangos varžto žingsnį. Jis apskaičiuojamas pagal formulę H=2pR* tga.

Simbolių aprašymas:

• 2n yra pastovi reikšmė 6,28;
• R – spindulio reikšmė, kuri apibūdins įrangos sukimosi elementus;
• tg a yra pjūvio kampas.

Vėjo generatoriaus keitiklio skaičiavimas

Prieš atliekant šiuos skaičiavimus, reikia atsižvelgti į šiuos dalykus. Jei namų tinkle naudojama tik viena 12 voltų baterija, tada nėra prasmės montuoti keitiklį. Vidutinė vasarnamio ar privataus namų ūkio galia yra apie 4 kW, esant maksimalioms apkrovoms. Tokiam tinklui baterijų skaičius bus ne mažesnis kaip dešimt, kiekviena iš jų skirta 24 voltams. Turint tiek daug baterijų, patartina naudoti keitiklį.

Tačiau tokiomis sąlygomis, kai naudojama dešimt 24 voltų baterijų, jums reikės bent 3 kW vėjo generatoriaus. Silpnesnė įranga nepajėgs aprūpinti energijos tokiam baterijų skaičiui. Buitiniams prietaisams ši galia gali būti per didelė.

Inverterio įrenginio galios parametras apskaičiuojamas taip:

1. Pirma, būtina apibendrinti visų energijos vartotojų galios charakteristikas.
2. Tada nustatomas vartojimo laikas.
3. Apskaičiuojamas didžiausios apkrovos parametras.

Aleksandras Kapustinas parodė vėjo generatoriaus su inverteriu paleidimo procedūrą.

Efektyvumas

Gana paprasta įvertinti tam tikro tipo ir konstrukcijos agregato energijos vartojimo efektyvumą ir palyginti jį su panašių variklių našumu.Būtina nustatyti vėjo energijos naudojimo koeficientą (KIEV). Jis apskaičiuojamas kaip ant vėjo turbinos veleno gaunamos galios ir vėjo srauto, veikiančio vėjo rato paviršių, galios santykis.

Vėjo energijos panaudojimo koeficientas įvairiems įrenginiams svyruoja nuo 5 iki 40%. Įvertinimas bus neišsamus, neatsižvelgus į objekto projektavimo ir statybos sąnaudas, pagamintos elektros kiekį ir kainą. Alternatyvioje energetikoje svarbus veiksnys yra vėjo jėgainės atsipirkimo laikotarpis, tačiau būtina atsižvelgti ir į iš to atsirandantį poveikį aplinkai.

Kas yra vėjo generatorius?

Vėjo generatorius yra įrenginys, kuris naudoja vėjo energiją elektrai gaminti. Oro srovės, laisvai judančios atmosferoje, turi milžinišką energiją ir, be to, visiškai laisvą. Vėjo energija yra bandymas ją išgauti ir tinkamai panaudoti.

Vėjo generatorius yra įrenginių, kurie priima, apdoroja ir paruošia naudojimui, rinkinys. Vėjo srovės sąveikauja su vėjo malūno rotoriumi, todėl jis sukasi. Rotorius yra pervaromas (arba tiesiogiai) prijungtas prie generatoriaus, kuris įkrauna baterijas. Įkrovimas per keitiklį apdorojamas į standartinę formą (220 V, 50 Hz) ir tiekiamas į vartojimo įrenginius.

Iš pirmo žvilgsnio kompleksas yra gana sudėtingas. Yra ir paprastesnių konstrukcijų, pavyzdžiui, vėjo malūnai, kurie maitina siurblius. Tačiau sudėtingiems prietaisams reikalingas visas įrangos komplektas, galintis užtikrinti stabilų ir kokybišką maitinimo šaltinį.

Vėjo turbinų veislės

Yra keletas vėjo generatorių tipų.Pagal menčių skaičių vėjo malūnai būna trijų, dviejų, vieno, kelių menčių. Prietaisai gaminami ir visai be ašmenų, kur didelę plokštę primenanti „burė“ atlieka vėjo gaudymo funkciją. Tokia įranga pasižymi didesniu efektyvumu nei kiti įrenginiai, tačiau ji vis dar nėra plačiai naudojama. Įdomu tai, kad kuo mažiau menčių turi vėjo malūnas, tuo daugiau energijos jis gamina.

Plokščiųjų vėjo turbinų pavyzdžiai

Pagal naudojamą medžiagą peiliukai yra standūs (pagaminti iš metalo arba stiklo pluošto) ir medžiaginiai. Antrasis tipas yra vadinamosios burinės vėjo jėgainės, jos yra pigesnės, tačiau praranda praktiškumą ir efektyvumą kietosioms.

Kita svarbi charakteristika – sraigto žingsnio ypatybė, leidžianti keisti menčių sukimosi greitį. Kintamo aukščio įtaisai leidžia išlaikyti efektyvumą esant skirtingam vėjo greičiui. Tačiau tuo pačiu metu sistemos kaina didėja, o patikimumas mažėja dėl dizaino sudėtingumo. Todėl dažniausiai naudojami fiksuoto žingsnio įrenginiai, kuriuos lengva prižiūrėti ir kurie yra patikimi.

Vėjo turbinų tipai pagal darbo ašies vietą

Vėjo turbinos darbinė sukimosi ašis gali būti išdėstyta tiek vertikaliai, tiek horizontaliai

Abiem atvejais yra privalumų ir trūkumų, į kuriuos turėtumėte atkreipti dėmesį renkantis.

Yra keletas vertikalių vėjo turbinų tipų:

1. Savonius vėjo generatoriai, kurių konstrukcija susideda iš kelių puscilindrų, kurie pritvirtinti ant ašies vertikalioje padėtyje. Tokio prietaiso stiprybė yra galimybė dirbti bet kokia vėjo kryptimi. Tačiau yra ir rimtas trūkumas – vėjo energiją sunaudoja tik 25 – 30 proc.
2. Darrieus rotoriuje elastinės juostos naudojamos kaip mentės, tvirtinamos prie sijų nenaudojant rėmo. Modelio efektyvumas yra toks pat kaip ir ankstesnės veislės, tačiau norint paleisti sistemą, reikia papildomo įrengimo.
3. Tarp vertikalių įrenginių efektyviausi yra kelių menčių vėjo malūnai.
4. Retiausias variantas yra įrenginiai su sraigtiniu rotoriumi. Specialiai susuktos mentės užtikrina tolygų vėjo rato sukimąsi, tačiau dėl konstrukcijos sudėtingumo kaina yra per didelė, o tai riboja tokio tipo mechanizmų naudojimą.

Horizontalios ašies vėjo malūnai yra labiau paplitę nei vertikalūs, nes jie yra efektyvesni, bet brangesni.

Vėjo turbinų tipai išilgai darbo ašies

Trūkumai apima efektyvumo priklausomybę nuo vėjo krypties ir būtinybę reguliuoti konstrukcijos padėtį naudojant vėtrungę. Tokio tipo vėjo turbiną patartina įrengti atviroje vietoje, kur jos neuždengs medžiai ir pastatai, geriau atokiau nuo nuolatinės žmonių gyvenamosios vietos. Jis gana triukšmingas ir kelia pavojų pro šalį skrendantiems paukščiams.

Vėjo turbinų gamintojai

Rinką sudaro tiek užsienio (daugiausia Šiaurės Amerikos, Europos ir Kinijos) kilmės įrenginiai, tiek vidaus įrenginiai. Kaina priklauso nuo galios ir nuo konfigūracijos - pavyzdžiui, nuo saulės baterijų buvimo, ir svyruoja nuo dešimčių iki šimtų tūkstančių rublių.

Pagrindinės techninės charakteristikos

Valdiklių modeliai, naudojami kaip tam tikros vėjo turbinos dalis, skiriasi savo techninėmis charakteristikomis, kurios atsispindi gaminio pase:

• Nominali galia, kuri yra pagrindinis prietaiso indikatorius, turi atitikti vėjo generatoriaus galią;
• Nominali įtampa, taip pat pagrindinis indikatorius, turi atitikti akumuliatorių, sudarančių vėjo turbiną, įtampą;
• Didžiausia galia, nustato didžiausią leistiną reikšmę konkrečiam įrenginio modeliui;
• Didžiausia srovė apibūdina įrenginio gebėjimą veikti esant didžiausiam vėjo generatoriaus našumui;
• Didžiausia ir mažiausia akumuliatoriaus įtampos vertė nustato įtampos diapazoną, kuriame įrenginys veikia;
• Jei modelis gali dirbti vienu metu su vėjo turbina ir saulės elektrine – maksimali saulės baterijų generuojama įkrovimo srovė;
• Ekrano tipas ir jame rodomi veikimo parametrai;
• Eksploatacinės charakteristikos – aplinkos temperatūra ir drėgmė;
• Bendri matmenys ir svoris.

Ar visos vėjo turbinos vienodos?

daug klasifikacijų, skirtų peilių gamybai, žemės paviršiui,

Daugumą šiuo metu esamų vėjo jėgainių (vėjo jėgainių) galima priskirti vieno, dviejų, trijų ar kelių menčių. Nedidelė dalis moderniausių įrenginių visiškai neturi ašmenų, o vėjas juose gaudo vadinamąją „burę“, kuri atrodo kaip lėkštė. Už jo yra stūmokliai, kurie varo hidraulinę sistemą, ir jau ji generuoja elektros srovę. Tokių įrenginių efektyvumas yra didesnis nei visų kitų. Kalbant apie sistemas su ašmenimis, tendencija yra tokia: kuo mažiau menčių, tuo daugiau energijos generatorius gamina.

Vėjo turbinų veislės

gali būti pigiau,

Jei vėjo turbinas lygintume pagal sraigto žingsnį, tai įrenginiai su fiksuotu žingsniu yra patikimesni. Yra kintamo žingsnio vėjo malūnų, kurie gali keisti sukimosi greitį, tačiau jų stambi konstrukcija reikalauja papildomų išlaidų tokios sistemos įrengimui ir priežiūrai.

Vėjo malūnų konstrukcijos yra pačios įvairiausios, jei vertinsime juos sukimosi ašies krypties žemės atžvilgiu požiūriu.

Įrenginius, kurių ašmenys sukasi apie vertikalią ašį, savo ruožtu galima suskirstyti į keletą tipų.

1. Savonius vėjo generatoriai yra viduje kelios tuščiavidurių cilindrų pusės, pasodintos ant vertikalios ašies. Pagrindinis jų privalumas – galimybė suktis nepriklausomai nuo vėjo greičio ir krypties. Reikšmingas trūkumas yra galimybė vėjo energiją panaudoti tik trečdaliu.
2. Darier rotorius yra dviejų ar daugiau plokščių menčių sistema. Tokį įrenginį nesunku pasigaminti, tačiau nepavyks su juo gauti daug energijos. Be to, norint paleisti tokį rotorių, reikia papildomo mechanizmo.
3. Dėl specialiai susuktų ašmenų spiralinis rotorius sukasi tolygiai. Prietaisas yra patvarus, tačiau dėl dizaino sudėtingumo jis yra brangus.
4. Kelių menčių vėjo turbinos su vertikalia sukimosi ašimi yra efektyviausias pasirinkimas savo grupėje.

Vėjo malūnai su horizontalia sukimosi ašimi taip pat turi savo privalumų ir trūkumų. Pagrindinis jų pranašumas yra didelis efektyvumas.Tarp tokių konstrukcijų trūkumų verta paminėti būtinybę vėtrunge fiksuoti vėjo kryptį ir efektyvumo pokytį priklausomai nuo vėjo krypties. Šiuo atžvilgiu horizontalūs įrenginiai yra tinkamiausi atvirose vietose. Toje pačioje vietoje, kur mentes nuo vėjo bus apsaugoti pastatai, medžiai ar, pavyzdžiui, kalvos, geriau įrengti kitokios konstrukcijos vėjo jėgainę.

Be to, tokia vėjo jėgainė yra brangi, o jos atsiradimas netoliese tikrai nesukels didelio kaimynų džiaugsmo. Jo ašmenys gali lengvai numušti skrendantį paukštį ir sukelti didelį triukšmą.

Kokių kitų vėjo turbinų tipų yra? Na, žinoma, mūsų, vietinių ir importuotų. Tarp pastarųjų pirmauja Europos, Kinijos ir Šiaurės Amerikos padaliniai. Tuo pačiu metu vidaus vėjo turbinų buvimas rinkoje gali tik džiaugtis.

nauji įrašai
Grandininis pjūklas ar elektrinis pjūklas - ką pasirinkti sodui? 4 klaidos auginant pomidorus vazonuose, kurias daro beveik visos šeimininkėsSodinukų auginimo paslaptys iš japonų, kurie labai jautrūs žemei

Tokių prietaisų kainą pirmiausia lemia jų galia ir papildomų elementų, pavyzdžiui, saulės baterijų, buvimas, ji svyruoja labai plačiame diapazone - nuo kelių dešimčių iki kelių šimtų tūkstančių rublių.

Vėjo malūno gaminimas savo rankomis

Pagrindinis darbas, kurį reikia atlikti, yra besisukančio rotoriaus gamyba ir montavimas. Visų pirma, turėtumėte pasirinkti konstrukcijos tipą ir jos matmenis. Reikiamos įrenginio galios ir gamybos galimybių žinojimas padės tai nustatyti.

Daugumą mazgų (jei ne visus) teks pasidaryti savarankiškai, tad pasirinkimui įtakos turės tai, kokių žinių turi dizaino kūrėjas, su kokiais įrenginiais ir įrenginiais jis yra geriausiai susipažinęs. Dažniausiai pirmiausia padaromas bandomasis vėjo malūnas, kurio pagalba patikrinamos eksploatacinės savybės ir patikslinami konstrukcijos parametrai, po kurių pradedamas gaminti veikiantis vėjo generatorius.

Veikimo principas

Be to, sukimosi jėga paverčiama elektros energija, kuri kaupiama akumuliatoriuje. Kuo stipresnis oro srautas, tuo greičiau sukasi peiliukai, gamindami daugiau energijos. Kadangi vėjo generatoriaus darbas pagrįstas maksimaliu alternatyvaus energijos šaltinio panaudojimu, viena menčių pusė yra apvalios formos, kita – santykinai plokščia. Kai oro srautas praeina per užapvalintą pusę, susidaro vakuuminė zona. Tai čiulpia ašmenis ir traukia jį į šoną. Tai sukuria energiją, dėl kurios ašmenys sukasi.

Vėjo generatoriaus veikimo schema: parodytas vėjo energijos konvertavimo principas ir vidinių mechanizmų veikimas

Savo apsisukimų metu varžtai taip pat sukasi ašį, prijungtą prie generatoriaus rotoriaus. Kai statoriuje sukasi dvylika prie rotoriaus pritvirtintų magnetų, susidaro kintamoji elektros srovė, kurios dažnis yra toks pat kaip ir įprastose patalpos išvaduose. Tai yra pagrindinis vėjo turbinos veikimo principas. Kintamąją srovę lengva generuoti ir perduoti dideliais atstumais, bet neįmanoma saugoti.

Scheminė vėjo generatoriaus schema

Norėdami tai padaryti, jis turi būti konvertuotas į nuolatinę srovę. Šį darbą atlieka turbinos viduje esanti elektroninė grandinė.Norint gauti daug elektros energijos, gaminami pramoniniai įrenginiai. Vėjo parkas paprastai susideda iš kelių dešimčių įrenginių. Naudodami tokį įrenginį namuose, galite žymiai sumažinti energijos sąnaudas. Vėjo turbinų veikimo principas leidžia jas naudoti šiomis parinktimis:

• savarankiškam darbui;
• lygiagrečiai su atsargine baterija;
• kartu su saulės baterijomis;
• lygiagrečiai su dyzeliniu arba benzininiu generatoriumi.

Jei oro srautas juda 45 km/h greičiu, turbina generuoja 400 vatų elektros energijos. To pakanka priemiesčio zonai apšviesti. Šią galią galima sukaupti surinkus ją į bateriją.

Akumuliatoriaus įkrovimą valdo specialus prietaisas. Kai įkrova mažėja, ašmenų sukimasis sulėtėja. Kai akumuliatorius visiškai išsikrauna, peiliai vėl pradeda suktis. Tokiu būdu įkrovimas palaikomas tam tikrame lygyje. Kuo stipresnis oro srautas, tuo daugiau elektros energijos gali pagaminti turbina.

Kaip vėjo turbina maitinama iš alternatyvaus šaltinio

Vėjo malūnai „nemaitina“ oro mase, yra sureguliuoti taip, kad sunaudotų vėjo greitį. Kitaip tariant: vėjas dideliu greičiu artėja prie vėjo jėgainės ir palieka ją lėčiau. Vėjo greičių skirtumas prieš ir po vėjo generatoriaus lemia, kiek energijos sugėrė šis įrenginys.

Kai kurių tipų vėjo turbinos tai daro geriau, kai kurios prasčiau. Bet tai yra pagrindinė vėjo generatoriaus funkcija – sulėtinti vėją.

Riba tarp efektyvumo ir apribojimų

Niekada netikėkite teiginiais, kad tam tikra vėjo turbina veikia 100% efektyvumu.Tai reiškia, kad vėjas už malūno menčių turi visiškai sustoti. Absurdiškas įrodymas aiškiai parodo klaidingą teiginį.

Idealaus efektyvumo vėjo turbina turi rasti balansą, kai vėjas atiduoda pakankamai energijos, kad tolimesniam judėjimui tereikia išeiti iš įrenginio angos lango. Efektyvumas šiuo atveju lemia vėjo greičio skirtumą prieš ir po turbinos, tiesiogiai įtakojantį vėjo malūno galios koeficientą, kuris yra formulė: P_išeiti= 1/2 × r × S × V3 × efektyvumas.

Didžiausią vėjo turbinos efektyvumą daugiau nei prieš 100 metų savo fundamentaliame moksliniame darbe pagrindė vokiečių mokslininkas Betzas. Remdamasis aukščiau pateikta formule, vokietis itin nuosekliai pagrindė, kad iš vėjo galima išgauti daugiausiai 16/27 energijos. Vėliau jo skaičiavimus šiek tiek pakoregavo italas Loregio ir paaiškėjo, kad maksimalus vėjo generatoriaus efektyvumas yra 59%.

Tai aiškiai matyti iš Savonius ir Darrieus turbinų veikimo principų skirtumo. Juk Savonius vėjo malūnai pasiima tik vėjo stūmimo jėgą, o Darier projektuose taip pat naudojamas aerodinaminis keltuvas, kuris padidina menčių sukimosi greitį.

Vėjo turbinos veikimo principas

Nesant arba dažnai nutrūkus elektros tiekimui, geriau savo rankomis pasigaminti mini vėjo generatorių arba kelias vėjo turbinas (vėjo turbinas), kad būtų galima tiekti individualų maitinimą. Naminis prietaisas vėjo kinetinę energiją paverčia mechanine energija dėl vėjo rato sukimosi.

Iš pradžių mechaninė energija, kuri sukasi rotorių, paverčiama trifaze kintama srove.Energijos srautas per valdiklį yra saugomas nuolatinės srovės akumuliatoriuje. Galiausiai, įtampos keitiklis modifikuoja srovę tiekti elektros energiją prietaisams ir apšvietimui.

Vėjo malūno veikimo principas yra paprastas ir susideda iš trijų rūšių jėgos veikimo ant menčių. Impulsas ir kėlimas įveikia stabdymo jėgos sistemą ir paleidžia smagratį. Po to, kai stacionarioje generatoriaus dalyje esantis rotorius sukuria magnetinį lauką, srovė prasideda per laidus.

Prietaiso taikymo sritys

Tiesą sakant, vėjo turbinos gali tiekti energiją įvairiems objektams. Didelės galios vėjo jėgainės yra tinkamos elektros tiekimui pramoniniu mastu. Tinkamai suprojektuoti namuose pagaminti prietaisai suteikia svetainės savininkui nepertraukiamą maitinimo šaltinį. Vėjo generatorių privačiam namui galite pagaminti savo rankomis su minimaliomis darbo ir grynųjų pinigų išlaidomis.

Prietaiso privalumai

Pagrindinis namų vėjo turbinos privalumas – sutaupytos elektros sąskaitos. Dalims ir montavimui išleisti pinigai grąžinami nemokamai tiekiant elektrą.

Papildomi savadarbės vėjo turbinos privalumai:

• gamyklinis modelis yra daug kartų brangesnis;
• aplinkai nekenksmingas dizainas, veikiantis be kuro;
• neribotas tarnavimo laikas (gedimo atveju komponentus lengva pakeisti);
• tinkamumas tinkamomis klimato sąlygomis, kai vidutinis metinis skaitiklio greitis yra nuo 4 m / s.

Trūkumai

Neigiama atskiro vėjo malūno pusė apima:

• priklausomybė nuo oro sąlygų;
• audros ir uraganai dažnai išjungia mechanizmą;
• būtinos prevencinės priemonės;
• aukštus stiebus reikia įžeminti;
• kai kurie modeliai viršija leistiną triukšmo lygį.

Vėjo turbinos generatorius

Vėjo malūnams veikti reikalingi įprasti trifaziai generatoriai. Tokių įrenginių konstrukcija yra panaši į automobiliuose naudojamus modelius, tačiau turi didesnius parametrus.

Vėjo turbininiai įrenginiai turi trifazę statoriaus apviją (žvaigždinę jungtį), iš kurios išeina trys laidai, einantys į valdiklį, kur kintamoji įtampa paverčiama nuolatine.

Vėjo turbinos generatoriaus rotorius pagamintas ant neodimio magnetų: tokiose konstrukcijose nepatartina naudoti elektrinio sužadinimo, nes ritė sunaudoja daug energijos

Norint padidinti greitį, dažnai naudojamas daugiklis. Toks įrenginys leidžia padidinti esamo generatoriaus galią arba naudoti mažesnį įrenginį, o tai sumažina montavimo išlaidas.

Daugikliai dažniau naudojami vertikaliose vėjo jėgainėse, kuriose vėjo rato sukimosi procesas vyksta lėčiau. Horizontaliems įrenginiams su dideliu ašmenų sukimosi greičiu daugikliai nereikalingi, o tai supaprastina ir sumažina statybos sąnaudas.

Vėjo turbinos iš skalbimo mašinos ir vėjo jėgainės iš automobilio generatoriaus surinkimo ir montavimo specifika išsamiai aprašyta mūsų rekomenduojamuose straipsniuose.

Nustatyti

• Ašmeninis rotorius. Jie, priklausomai nuo modelio, gali būti: vienas, du, trys ar daugiau;
• Reduktorius arba, kitaip tariant, pavarų dėžė, skirta reguliuoti greitį tarp generatoriaus ir rotoriaus;
• Korpusas yra apsauginis. Jo paskirtis aiški iš pavadinimo: apsaugo visus konstrukcijos komponentus nuo išorinių poveikių;
• Uodega atsakinga už sukimąsi pučiamo vėjo kryptimi;
• Baterija yra įkraunama.Jo užduotis – kaupti energiją, t.y. atsargos. Kadangi oras ne visada palankus elektrinei, tai visada padės esant blogam orui;
• inverterio montavimas. Jis naudojamas nuolatinei srovei paversti kintamąja srove, kuri maitina kasdieniame gyvenime naudojamus elektros prietaisus.

Dydžio ir išdėstymo apskaičiavimas

Norėdami apskaičiuoti reikiamą vėjo jėgainės generatorių skaičių, atsižvelkite į:

• reikalinga galia;
• vėjuotų dienų skaičius;
• vietos ypatybės.

Taigi, kad vėjo jėgainės įrengimas būtų pateisinamas išlaidomis, reikia nustatyti vėjuotų dienų skaičių per metus, taip pat jų vyraujančią kryptį. Pajūryje ir kalnuose esančioms vietovėms yra palankiausia vieta, nes čia vėjo jėga viršija 60–70 m/s, ir to visiškai pakanka, kad būtų atsisakyta vietinės elektros.

Lygioje teritorijoje vėjas pasižymi tolygiu srautu, tačiau jo stiprumo kartais nepakanka pilnai aprūpinti privačiu namu. Įrengimas šalia plantacijų ir miškų apskritai yra nepelningas, nes sunaudojama vėjo energija ir ji daugiau laikosi ant medžių.

Vėjo srauto galia didėja tiesiogiai proporcingai atstumui nuo žemės paviršiaus. Atitinkamai, kuo aukštesnis vėjo malūno stiebas, tuo daugiau impulso jis gali užfiksuoti. Tačiau kuo toliau jis pašalinamas nuo žemės, tuo daugiau reikia sustiprinti. Pagalbinės atramos ne visada gali visiškai išlaikyti vėjo malūną. Esant stipriam gūsingam vėjui tikimybė, kad aukštas stiebas nukris, yra daug didesnė nei stiebas, nustatytas 5-7 metrų aukštyje.

Optimaliausias stiebo nuėmimas nuo žemės yra 10-15 metrų. Jo tvirtinimas atliekamas dviem būdais:

1. Pamatų betonavimas – iškasamos keturios gilios, bet nedidelės skersmens duobės, į kurias panardinami ir betonuojami vėjo jėgainių priestatai. Procesas yra daug laiko ir brangus, tačiau patikimiausias. Pučiant stipriam vėjui, stiebas išliks nejudantis, o vienintelė jo žala gali būti menčių nulaužimas.
2. Metalinės strijos - metalinio troso pagalba vėjo malūnas tvirtinamas statmenai žemės paviršiui, tuo tarpu kabelis gerai ištemptas, jo galus pritvirtinant prie žemės.

Visos elektrinės veikimo trukmė priklauso nuo stiebo tvirtinimo būdo pasirinkimo.

Specialios įrangos buvimas, taip pat tokių darbų atlikimo patirtis išgelbės vėjo jėgainių parką nuo ankstyvų gedimų.

Buriuojantis vėjo generatorius

Jei tradicinių vėjo malūnų mentės gaminamos iš kietų medžiagų, tai buriuojant, atvirkščiai, iš minkštų medžiagų. Tinka bet kokiam tankiam audiniui, pavyzdžiui, brezentui. Dažnai tokiose konstrukcijose naudojamos neaustinės laminatės. Iš išorės burinis vėjo generatorius atrodo kaip didelis vaikiškas patefonas.

Pagal konstrukciją buriniai vėjo malūnai skirstomi į du tipus.

• Apvalus su trikampėmis burių mentėmis
• Su burės ratuku, taip pat apskritas

Burinis vėjo generatorius su trikampėmis mentėmis

Trikampės burių mentės dažniausiai gaminamos lygiašonės, tačiau daugeliu atvejų jų forma parenkama individualiai – pagal vietos, kurioje jos sumontuotos, vėjo apkrovas. Burinis vėjo malūnas pradeda veikti esant 5 m/s vėjo greičiui. Jo efektyvumas yra didesnis nei daugumos ašmeninių vėjo malūnų, tačiau tuo pačiu jis neapsieina be daugybės trūkumų. Taigi pasikeitus vėjui „burlaivis“ sustoja ir jam reikia laiko suktis nauja vėjo tekėjimo kryptimi.

Kitas trūkumas – pačių „burių“ trapumas. Jie dažnai plyšta, sugenda ir juos reikia visiškai pakeisti.
Manoma, kad žiedinės burės generatorius neturi šių trūkumų. Jo efektyvumas yra dvigubai didesnis nei generatoriaus su burių mentėmis. Išoriškai ji atrodo kaip palydovinė antena ir nuo įprastų generatorių skiriasi tuo, kad neturi besisukančių menčių, cilindrų ar rotorių. Šis generatorius vibruoja esant slėgiui ar vėjo gūsiams, savo vibracijomis perduodamas generatoriui mechaninę energiją.