Come calcolare un aerogeneratore: formule + esempio pratico di calcolo

Selezione del modello

Il costo di un set di un generatore eolico, un inverter, un albero, uno SHAVRA - un quadro elettrico di trasferimento automatico, dipende direttamente dalla potenza e dall'efficienza.

Potenza massima kW	Diametro rotore m	altezza dell'albero m	Velocità nominale m/s	Voltaggio mar
0,55	2,5	6	8	24
2,6	3,2	9	9	120
6,5	6,4	12	10	240
11,2	8	12	10	240
22	10	18	12	360

Come puoi vedere, per fornire elettricità in tutto o in parte alla proprietà, sono necessari generatori di alta potenza, che sono piuttosto problematici da installare da soli. In ogni caso, gli elevati investimenti di capitale e la necessità di installare un albero con l'ausilio di attrezzature speciali riducono notevolmente la popolarità dei sistemi di energia eolica per uso privato.

Ci sono turbine eoliche portatili a bassa potenza che puoi portare con te in viaggio. Questi modelli sono compatti, si montano rapidamente a terra, non richiedono cure particolari e forniscono energia sufficiente per un piacevole passatempo nella natura.

E sebbene la potenza massima di un modello del genere sia di soli 450 W, questo è sufficiente per illuminare l'intero campeggio e consente di utilizzare gli elettrodomestici lontano dalla civiltà.

Per le medie e piccole imprese, l'installazione di diversi parchi eolici di generazione potrebbe consentire notevoli risparmi sui costi energetici. Molte aziende europee sono impegnate nella produzione di prodotti di questo tipo.

Si tratta di sistemi ingegneristici complessi che richiedono manutenzione e manutenzione preventiva, ma la loro potenza nominale è tale da poter coprire le esigenze dell'intera produzione. Ad esempio, in Texas, nel più grande parco eolico degli Stati Uniti, solo 420 di questi generatori generano 735 megawatt all'anno.

Pro e contro dell'installazione di una turbina eolica

Queste apparecchiature, come i pannelli solari, appartengono alla categoria delle fonti energetiche alternative. Ma, a differenza delle celle fotovoltaiche, che necessitano di luce solare, una turbina eolica può funzionare in modo efficiente 24 ore al giorno, 365 giorni all'anno.

Vantaggi	Screpolatura
Energia gratis ovunque	Prezzo dell'attrezzatura
Energia ecologica	Costo di installazione
Indipendenza energetica dallo Stato e dalle sue tariffe	Costo del servizio.
Indipendenza dalla luce solare	Dipendenza dalla velocità del vento

Per bilanciare tutti questi pro e contro, spesso fanno un mucchio: un generatore eolico con un pannello solare. Queste installazioni si completano a vicenda, riducendo così la dipendenza della produzione di elettricità dal sole e dal vento.

Calcolo della potenza del generatore eolico

Nella maggior parte dei casi, la fattibilità dell'installazione di parchi eolici dipenderà dalle velocità medie del vento in una determinata area. L'installazione di turbine eoliche è giustificata con una forza del vento minima di quattro metri al secondo. Con una velocità del vento compresa tra nove e dodici metri al secondo, la turbina eolica funzionerà alla massima velocità.

Generatore eolico orizzontale

Inoltre, la potenza di tali dispositivi dipende anche dalle superfici delle pale utilizzate e dalle dimensioni diametrali del dispositivo rotore. Con le velocità medie del vento note per una determinata regione, è possibile selezionare il generatore richiesto utilizzando una determinata dimensione dell'elica.

Il calcolo viene effettuato secondo la formula: P \u003d 2D * 3V / 7000 kW, in cui P è la potenza, D è la dimensione diametrale del dispositivo a vite e un parametro come V indica la forza del vento in metri al secondo . Ma questa formula è adatta solo per le turbine eoliche orizzontali.

energia alternativa

Il carico del vento può anche essere vantaggioso, ad esempio convertendo la forza del vento nelle turbine eoliche. Quindi, ad una velocità del vento V = 10 m/s, con un diametro del cerchio di 1 metro, il mulino ha pale d = 1,13 m e produce circa 200–250 W di potenza utile. Un aratro elettrico, consumando una tale quantità di energia, sarà in grado di arare una cinquantina (50 m²) di terreno in un appezzamento personale in un'ora.

Se applichi le grandi dimensioni del generatore eolico - fino a 3 metri e la velocità media del flusso d'aria di 5 m / s, puoi ottenere 1-1,5 kW di potenza, che fornirà completamente una piccola casa di campagna con elettricità gratuita.Con l'introduzione della cosiddetta tariffa "verde", il periodo di ammortamento delle apparecchiature sarà ridotto a 3-7 anni e, in futuro, potrà portare un utile netto.

Calcolo delle eliche degli aerogeneratori

Quando si progetta un mulino a vento, vengono solitamente utilizzati due tipi di viti:

1. Rotazione sul piano orizzontale (paletta).
2. Rotazione nel piano verticale (rotore Savonius, rotore Darrieus).

I disegni delle viti con rotazione in uno qualsiasi dei piani possono essere calcolati utilizzando la formula:

Z=L*W/60/V

Per questa formula: Z è il grado di velocità (bassa velocità) dell'elica; L è la dimensione della lunghezza del cerchio descritto dalle lame; W è la velocità (frequenza) di rotazione dell'elica; V è la portata d'aria.

Questo è il design della vite denominata "Rotor Darier". Questa versione dell'elica è considerata efficace nella produzione di turbine eoliche di piccola potenza e dimensioni. Il calcolo della vite ha alcune caratteristiche

Sulla base di questa formula, puoi facilmente calcolare il numero di giri W - la velocità di rotazione. E il rapporto di lavoro tra giri e velocità del vento può essere trovato nelle tabelle disponibili in rete. Ad esempio, per un'elica con due pale e Z=5, vale la seguente relazione:

Numero di lame	Grado di velocità	Velocità del vento m/s
2	5	330

Inoltre, uno degli indicatori importanti dell'elica del mulino a vento è il passo. Questo parametro può essere determinato utilizzando la formula:

H=2πR*tga

Qui: 2π è una costante (2*3,14); R è il raggio descritto dalla lama; tg α è l'angolo di sezione.

Calcolo della potenza del generatore eolico

Anche l'autoproduzione di un mulino a vento necessita di un calcolo preliminare. Nessuno vuole dedicare tempo e materiali alla fabbricazione di chissà cosa, vogliono avere un'idea in anticipo delle capacità e della potenza prevista dell'installazione.La pratica mostra che aspettative e realtà sono scarsamente correlate tra loro, installazioni create sulla base di stime approssimative o ipotesi che non sono supportate da calcoli accurati danno risultati deboli.

Pertanto, vengono solitamente utilizzati metodi di calcolo semplificati, che danno risultati abbastanza vicini alla verità e non richiedono l'uso di una grande quantità di dati.

Formule per il calcolo

Per deve essere effettuato il calcolo del generatore eolico le seguenti azioni:

• Determina il fabbisogno elettrico della tua casa. Per fare ciò, è necessario calcolare la potenza totale di tutti i dispositivi, apparecchiature, illuminazione e altri consumatori. L'importo risultante mostrerà la quantità di energia necessaria per alimentare la casa.
• il valore risultante deve essere aumentato del 15-20% per avere una riserva di carica per ogni evenienza. Non c'è dubbio che questa riserva sia necessaria. Al contrario, potrebbe rivelarsi insufficiente, anche se, il più delle volte, l'energia non verrà utilizzata completamente.
• conoscendo la potenza richiesta, si può stimare quale generatore può essere utilizzato o fabbricato per risolvere i compiti. Il risultato finale dell'utilizzo di un mulino a vento dipende dalle capacità del generatore, se non soddisfano le esigenze della casa, dovrai cambiare il dispositivo o costruire un kit aggiuntivo
• calcolo turbina eolica. In realtà, questo momento è il più difficile e controverso dell'intera procedura. Vengono utilizzate le formule per determinare la potenza del flusso

Si consideri, ad esempio, il calcolo di un'opzione semplice. La formula si presenta così:

P=k R V³ S/2

Dove P è la potenza del flusso.

K è il coefficiente di utilizzo dell'energia eolica (un valore che è intrinsecamente vicino all'efficienza) compreso tra 0,2 e 0,5.

R è la densità dell'aria. Ha valori diversi, per semplicità prenderemo pari a 1,2 kg/m3.

V è la velocità del vento.

S è l'area di copertura della ruota del vento (coperta da pale rotanti).

Consideriamo: con un raggio di una ruota eolica di 1 m e una velocità del vento di 4 m/s

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

Il risultato mostra che il flusso di potenza è di 36 watt. Questo è molto piccolo, ma la girante del contatore è troppo piccola. In pratica si utilizzano ruote eoliche con un'apertura della pala di 3-4 metri, altrimenti le prestazioni saranno troppo basse.

Cosa considerare

Quando si calcola il mulino a vento, è necessario tenere conto delle caratteristiche di progettazione del rotore. Esistono giranti con tipo di rotazione verticale e orizzontale, aventi differenti rendimenti e prestazioni. Le strutture orizzontali sono considerate le più efficaci, ma richiedono punti di installazione elevati.

Sarà altrettanto importante garantire una potenza della girante sufficiente per far ruotare il rotore del generatore. I dispositivi con rotori rigidi, che consentono di ottenere una buona resa energetica, richiedono una notevole potenza sull'albero, che può essere fornita solo da una girante con ampia area e diametro delle pale.

Un punto altrettanto importante sono i parametri della fonte di rotazione: il vento. Prima di fare calcoli, dovresti imparare il più possibile sulla forza e sulle direzioni prevalenti del vento in una determinata area. Prendi in considerazione la possibilità di uragani o raffiche burrascose, scopri quanto spesso possono verificarsi. Un inaspettato aumento della portata è pericoloso per la distruzione del mulino a vento e il guasto dell'elettronica di conversione.

Generatore eolico orientato verticalmente pronto all'uso

C'è stato un rinnovato interesse per le turbine eoliche, soprattutto negli ultimi anni. Ci sono nuovi modelli più comodi e pratici.

Fino a poco tempo si utilizzavano principalmente turbine eoliche orizzontali a tre pale. E le viste verticali non si sono diffuse a causa del carico pesante sui cuscinetti della ruota del vento, a seguito del quale si è verificato un aumento dell'attrito, assorbendo energia.

Ma grazie all'utilizzo dei principi della levitazione magnetica, il generatore eolico su magneti al neodimio iniziò ad essere utilizzato orientato con precisione in verticale, con una pronunciata rotazione inerziale libera. Attualmente, si è dimostrato più efficace dell'orizzontale.

L'avvio facile si ottiene grazie al principio della levitazione magnetica. E grazie al multipolare, che fornisce la tensione nominale alle basse velocità, è possibile abbandonare completamente i riduttori.

Alcuni dispositivi sono in grado di entrare in funzione quando la velocità del vento è solo di un centimetro e mezzo al secondo, e quando raggiunge solo tre o quattro metri al secondo, può già essere uguale alla potenza generata dal dispositivo.

Rimborso dei parchi eolici

Per gli impianti eolici creati allo scopo di vendere elettricità, cioè come produzione industriale, il problema del ritorno dell'investimento sembra un po' più vincente. La vendita dei prodotti - corrente elettrica - consente di rimborsare i costi di acquisto, funzionamento e riparazione dei mulini a vento. Allo stesso tempo, i risultati pratici non sono sempre brillanti. Pertanto, i più grandi impianti eolici esistenti al mondo, con grandi volumi di produzione di energia, hanno una redditività estremamente bassa e alcuni di essi sono riconosciuti come insostenibili.

La ragione di questa situazione risiede nello sfortunato rapporto tra il costo delle apparecchiature, la durata e le prestazioni del complesso. In poche parole, durante la vita utile della turbina non ha il tempo di produrre energia sufficiente per giustificare il costo del suo acquisto e manutenzione.

Questa situazione è tipica per la maggior parte dei parchi eolici. L'instabilità della fonte di energia, la bassa efficienza del progetto, in totale, formano una produzione a basso profitto, se si parla puramente economicamente. Tra le opportunità per aumentare la redditività, le più efficaci sono:

• aumento della produttività
• minori costi operativi

Tenendo conto delle peculiarità della meteorologia russa, un modo promettente è aumentare il numero di turbine eoliche nella stazione, ma ridurne la potenza. Si scopre un sistema che ha molti vantaggi:

• i singoli mulini a vento sono in grado di generare energia con vento leggero quando i modelli di grandi dimensioni non possono avviarsi
• si riducono i costi di acquisto e manutenzione delle apparecchiature
• il guasto di una singola unità non crea seri problemi all'impianto nel suo complesso
• riduzione dei costi di messa in servizio e trasporto

L'ultimo punto è particolarmente rilevante per il nostro Paese, dove l'installazione di impianti eolici avviene in regioni remote o montuose, e le problematiche di consegna e montaggio della struttura sono estremamente acute.

Un altro modo per aumentare la redditività è utilizzare strutture verticali. Questa opzione è considerata nella pratica mondiale come a bassa produttività, adatta a fornire energia ai singoli consumatori: una casa privata, illuminazione, pompe, ecc.

Quali turbine eoliche sono le più efficienti

Orizzontale

verticale

Questo tipo di attrezzatura ha guadagnato la massima popolarità, in cui l'asse di rotazione della turbina è parallelo al suolo. Tali generatori eolici sono spesso chiamati mulini a vento, in cui le pale girano contro il flusso del vento. Il design dell'attrezzatura include un sistema per lo scorrimento automatico della testa. È necessario trovare il flusso del vento. È necessario anche un dispositivo per girare le lame in modo da utilizzare anche una piccola forza per generare elettricità. L'uso di tali apparecchiature è più appropriato nelle imprese industriali che nella vita di tutti i giorni. In pratica sono più spesso utilizzati per realizzare impianti eolici.

I dispositivi di questo tipo sono meno efficaci nella pratica. La rotazione delle pale della turbina avviene parallelamente alla superficie terrestre, indipendentemente dalla forza del vento e dal suo vettore. Anche la direzione del flusso non gioca un ruolo, con alcun impatto gli elementi di rotazione scorrono contro di essa. Di conseguenza, il generatore eolico perde parte della sua potenza, il che porta a una diminuzione dell'efficienza energetica dell'impianto nel suo insieme. Ma in termini di installazione e manutenzione, le unità in cui le lame sono disposte verticalmente sono più adatte all'uso domestico. Ciò è dovuto al fatto che il gruppo del cambio e il generatore sono montati a terra. Gli svantaggi di tali apparecchiature includono un'installazione costosa e seri costi operativi. È necessario spazio sufficiente per montare il generatore. Pertanto, l'uso di dispositivi verticali è più appropriato nelle piccole aziende private.

A due lame	Tre lame	multilama
Questa tipologia di unità è caratterizzata dalla presenza di due elementi di rotazione.Questa opzione è praticamente inefficiente oggi, ma è abbastanza comune a causa della sua affidabilità.	Questo tipo di attrezzatura è la più comune. Le unità a tre lame sono utilizzate non solo nell'agricoltura e nell'industria, ma anche nelle abitazioni private. Questo tipo di attrezzatura ha guadagnato popolarità grazie alla sua affidabilità ed efficienza.	Quest'ultimo può avere 50 o più elementi di rotazione. Per garantire la generazione della necessaria quantità di energia elettrica, non è necessario far scorrere le lame stesse, ma portarle al numero di giri richiesto. La presenza di ogni ulteriore elemento di rotazione prevede un aumento del parametro della resistenza totale della ruota eolica. Di conseguenza, l'uscita dell'apparecchiatura al numero di giri richiesto sarà problematica. I dispositivi a carosello dotati di una pluralità di lame iniziano a ruotare con una piccola forza del vento. Ma il loro uso è più rilevante se il fatto stesso dello scorrimento gioca un ruolo, ad esempio quando è necessario pompare acqua. Per garantire efficacemente la generazione di una grande quantità di energia, non vengono utilizzate unità multilame. Per il loro funzionamento è necessaria l'installazione di un dispositivo ad ingranaggi. Ciò non solo complica l'intero design dell'apparecchiatura nel suo insieme, ma la rende anche meno affidabile rispetto a quelle a due e tre pale.

Con lame dure

Unità a vela

Il costo di tali unità è maggiore a causa dell'alto costo di produzione delle parti rotanti. Ma rispetto alle apparecchiature a vela, i generatori con pale rigide sono più affidabili e hanno una lunga durata. Poiché l'aria contiene polvere e sabbia, gli elementi rotanti sono soggetti a un carico elevato.Quando l'apparecchiatura funziona in condizioni stabili, richiede la sostituzione annuale della pellicola anticorrosione applicata alle estremità delle lame. Senza questo, l'elemento di rotazione inizia a perdere le sue proprietà di lavoro nel tempo.

Questo tipo di lame è più facile da produrre e meno costoso del metallo o della fibra di vetro. Ma i risparmi nella produzione possono portare a costi seri in futuro. Con un diametro della ruota eolica di tre metri, la velocità della punta della pala può arrivare fino a 500 km/h, quando i giri dell'attrezzatura sono di circa 600 al minuto. Questo è un carico serio anche per le parti rigide. La pratica mostra che gli elementi di rotazione dell'attrezzatura velica devono essere cambiati spesso, soprattutto se la forza del vento è elevata.

In base al tipo di meccanismo rotante, tutte le unità possono essere suddivise in diversi tipi:

• dispositivi Darier ortogonali;
• unità con gruppo rotante Savonius;
• dispositivi con un design verticale-assiale dell'unità;
• attrezzatura con meccanismo rotante di tipo elicoidale.

Velocità del vento

Indipendentemente dal fatto che tu abbia intenzione di acquistare un generatore già pronto o di costruirlo da solo, la velocità del vento sarà uno dei parametri più importanti nel determinare la potenza dell'installazione.

In primo luogo, ogni tipo di turbina eolica ha la sua velocità iniziale. Per la maggior parte delle installazioni, questo è 2-3 m/s. Se la velocità del vento è inferiore a questa soglia, il generatore non funzionerà affatto e, di conseguenza, verrà generata anche elettricità.

Oltre alla velocità iniziale, esiste anche una velocità nominale, alla quale il generatore eolico raggiunge la sua potenza nominale. Per ogni modello, il produttore indica questa cifra separatamente.

Tuttavia, se la velocità è superiore a quella iniziale, ma inferiore a quella nominale, la produzione di elettricità sarà notevolmente ridotta. E per non rimanere senza elettricità, dovresti sempre concentrarti prima di tutto sulla velocità media del vento nella tua regione e direttamente sul tuo sito. Puoi scoprire il primo indicatore guardando la mappa del vento o guardando le previsioni del tempo nella tua città, che di solito indicano la velocità del vento.

La seconda cifra, idealmente, dovrebbe essere misurata con strumenti speciali direttamente nel luogo in cui si troverà l'aerogeneratore. Dopotutto, la tua casa può essere sia su una collina, dove la velocità del vento sarà maggiore, sia in una pianura, in cui non ci sarà praticamente vento.

In questa situazione, coloro che subiscono costantemente le raffiche di uragano si trovano in una posizione migliore e possono contare su maggiori prestazioni delle turbine eoliche.

Cos'è il carico del vento

Il flusso di masse d'aria lungo la superficie terrestre avviene a velocità diverse. Urtando qualsiasi ostacolo, l'energia cinetica del vento viene convertita in pressione, creando un carico del vento. Questo sforzo può essere sentito da chiunque si muova controcorrente. Il carico generato dipende da diversi fattori:

• velocità del vento,
• la densità del getto d'aria, - ad alta umidità, il peso specifico dell'aria aumenta, rispettivamente, la quantità di energia trasferita aumenta,
• forma di un oggetto fermo.

In quest'ultimo caso, forze dirette in direzioni diverse agiscono sulle singole parti della struttura dell'edificio, ad esempio:

Selezione di generatori per turbine eoliche

Avendo il valore calcolato del numero di giri dell'elica (W), ottenuto con il metodo sopra descritto, è già possibile selezionare (costruire) il generatore appropriato. Ad esempio, con il grado di velocità Z = 5, il numero di lame è 2 e la velocità è 330 giri/min. con una velocità del vento di 8 m/s, la potenza del generatore dovrebbe essere di circa 300 watt.

Il generatore dell'impianto eolico "nel contesto". Una copia esemplare di uno dei possibili progetti di un generatore per un impianto eolico domestico, assemblato da me

Ecco come appare un motore di bicicletta elettrica, sulla base del quale si propone di realizzare un generatore per un mulino a vento domestico. Il design del motore della bicicletta è ideale per l'implementazione con calcoli e modifiche minimi o nulli. Tuttavia, il loro potere è basso.

Le caratteristiche di un motore per bicicletta elettrica sono approssimativamente le seguenti:

Parametro	I valori
Tensione, V	24
Potenza, W	250-300
Frequenza di rotazione, giri/min	200-250
Coppia, Nm	25

Una caratteristica positiva dei motori delle biciclette è che praticamente non hanno bisogno di essere rifatti. Sono strutturalmente progettati come motori elettrici a bassa velocità e possono essere utilizzati con successo per le turbine eoliche.

Come tagliare le lame

Più avanti lungo la linea a partire da radice della lama notare le dimensioni del raggio della lama - nella colonna "Raggio della lama" nelle colonne verdi. In base a queste dimensioni, metti dei punti sulla linea a sinistra ea destra della radice della lama. A sinistra, se guardi dalla radice della lama alla punta, ci saranno le coordinate del motivo Posteriore mm, ea destra della linea, le coordinate del motivo Anteriore mm. Dopo aver collegato i punti e hai una lama, che di solito viene ritagliata con una lama da un seghetto o con un seghetto alternativo elettrico.

I fori per il fissaggio della lama al mozzo sono realizzati rigorosamente lungo la linea centrale della lama, che è stata disegnata sul tubo proprio all'inizio, se si spostano i fori, la lama si posizionerà con un'angolazione diversa rispetto al vento e perderà tutto le sue qualità. bordi della lama è necessario lavorare, arrotondare la parte anteriore della lama, affilare la parte posteriore 'e arrotondare le punte delle lame in modo che nulla fischi e faccia rumore. Il foglio di calcolo Excel tiene già conto dell'elaborazione dei bordi nel calcolo come nell'immagine seguente.
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Spero che ti sia stato più chiaro come usare la piastra e come selezionare una vite per il generatore. Ad esempio ovviamente ho scelto un generatore con parametri non adatti, dato che la carica di una batteria a 12v parte troppo presto, per 24v e 48 volt i risultati sarebbero diversi e la potenza sarebbe anche maggiore, ma non si possono descrivere tutte le esempi.

La cosa più importante è capire i principi, ad esempio scegliendo un'elica se ha una buona potenza ad una velocità, questo non significa che in pratica l'avrà, se il generatore carica l'elica troppo presto, non raggiungerà la sua velocità e non svilupperà la potenza che dovrebbe essere a velocità inferiori, anche se il vento sarà calcolato o anche superiore. Lame personalizzate ad una certa velocità e prenderanno la massima potenza dal vento alla loro velocità.

Dispositivo e principio di funzionamento

Il generatore eolico funziona con l'aiuto dell'energia eolica. Il design di questo dispositivo deve includere i seguenti elementi:

• pale o eliche di turbine;
• turbina;
• generatore elettrico;
• l'asse del generatore elettrico;
• un inverter, la cui funzione è quella di convertire la corrente alternata in corrente continua;
• un meccanismo che fa ruotare le lame;
• un meccanismo che fa ruotare la turbina;
• batteria;
• albero;
• controller di movimento rotatorio;
• ammortizzatore;
• sensore del vento;
• gambo del sensore del vento;
• gondola e altri elementi.

Le unità industriali hanno un armadio elettrico, una protezione contro i fulmini, un meccanismo rotante, una base affidabile, un dispositivo antincendio e telecomunicazioni.

Un generatore eolico è un dispositivo che converte l'energia eolica in elettricità. I precursori dei moderni aggregati sono i mulini che producono farina dal grano. Tuttavia, lo schema di connessione e il principio di funzionamento del generatore non sono cambiati molto.

1. A causa della forza del vento, le pale iniziano a ruotare, la cui coppia viene trasmessa all'albero del generatore.
2. La rotazione del rotore crea una corrente alternata trifase.
3. Attraverso il controller, la corrente alternata viene inviata alla batteria. La batteria è necessaria per creare un funzionamento stabile del generatore eolico. In presenza di vento, l'unità carica la batteria.
4. Per proteggersi da un uragano, il sistema di generazione di energia eolica ha elementi per allontanare la ruota eolica dal vento. Ciò avviene piegando la coda o frenando la ruota con un freno elettrico.
5. Per ricaricare la batteria, sarà necessario installare il controller. La funzione di quest'ultimo include il monitoraggio della carica della batteria per prevenirne la rottura. Se necessario, questo dispositivo può scaricare l'energia in eccesso nella zavorra.
6. Le batterie hanno una bassa tensione costante, ma devono raggiungere il consumatore con una potenza di 220 volt. Per questo motivo, gli inverter sono installati nelle turbine eoliche. Questi ultimi sono in grado di convertire la corrente alternata in corrente continua, aumentandone la forza a 220 volt.Se l'inverter non è installato, sarà necessario utilizzare solo i dispositivi progettati per la bassa tensione.
7. La corrente convertita viene inviata al consumatore per alimentare batterie di riscaldamento, illuminazione della stanza ed elettrodomestici.

Nuove giustificazioni per vecchi concetti

Le ipotesi infondate secondo cui gli sviluppi moderni dovrebbero aumentare drasticamente l'efficienza delle turbine eoliche non hanno alcun fondamento. I moderni modelli orizzontali raggiungono il 75% di efficienza del loro limite di Bentz teorico (circa il 45% di efficienza). Dopotutto, la sezione della fisica che regola l'efficienza delle turbine eoliche è l'idrodinamica, e le sue leggi sono immutabili dal momento in cui sono state scoperte.

Alcuni progettisti stanno cercando di aumentare l'efficienza aumentando il numero di lame, rendendole più sottili. Puoi aumentare la loro lunghezza e questo dà un effetto maggiore a causa della crescita dell'area spazzata.

Tuttavia, è necessario mantenere un equilibrio tra il rallentamento del vento e la sua velocità residua.

C'è un'altra direzione: aumentare la velocità del vento facendola passare attraverso un diffusore. Ma l'idrodinamica è piena di effetti già scoperti del flusso attorno agli ostacoli lungo il percorso di minor resistenza.

Esistono modelli DAWT più o meno riusciti con ampi angoli del cono, ma questi tentativi di "imbrogliare il vento" non aumentano l'efficienza tanto quanto pubblicizzato.

Le moderne turbine eoliche di maggior successo sono i modelli verticali con pale Darrieus, montate su cuscinetti reggispinta a levitazione magnetica (MAGLEV). Lavorando quasi in silenzio, iniziano a ruotare a una velocità del vento inferiore a 1 m / se resistono a forti raffiche fino a 200 km / h.È sulla base di tali fonti di energia alternativa che è più redditizio formare un sistema energetico privato indipendente.

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Valore della procedura

Se trascuri i calcoli del carico di movimento dell'aria, puoi, come si suol dire, rovinare tutto sul nascere e mettere in pericolo la vita delle persone.

Se di solito non ci sono difficoltà con la pressione della neve sui muri degli edifici - questo carico può essere visto, può essere pesato e persino toccato - allora tutto è molto più complicato con il vento. Non è visibile, è molto difficile prevederlo intuitivamente. Sì, certo, il vento ha qualche effetto sulle strutture portanti, e in alcuni casi può anche essere distruttivo: distorce gli striscioni pubblicitari, travolge recinzioni e intelaiature dei muri e strappa i tetti. Ma come è possibile prevedere e tenere conto di questa forza? è effettivamente calcolabile?

Cede! Tuttavia, questo è un affare noioso e ai non professionisti non piace calcolare il carico del vento. C'è una chiara spiegazione per questo: il significato dei calcoli è una questione molto responsabile e difficile, molto più complicata dei calcoli del carico di neve. Se solo due pagine e mezzo sono dedicate al carico di neve nella joint venture appositamente dedicata a questo, il calcolo del carico del vento è tre volte di più! Inoltre, gli viene attribuita un'applicazione obbligatoria, sono posti su 19 pagine che indicano i coefficienti aerodinamici.

Se i cittadini russi sono ancora fortunati con questo, per gli abitanti della Bielorussia è ancora più difficile: il documento TKP_EN_1991-1-4-2O09 "Effetti del vento", che regola standard e calcoli, ha un volume di 120 pagine!

Con l'Eurocodice (EN_1991-1-4-2O09) sulla scala della costruzione di una struttura privata per gli effetti del vento, poche persone vogliono occuparsi di una tazza di tè a casa. Si consiglia a coloro che sono professionalmente interessati di scaricarlo e studiarlo a fondo, avendo un consulente specializzato circondato da esso. Altrimenti, a causa dell'approccio e della comprensione sbagliati, le conseguenze dei calcoli possono essere disastrose.

Fattore di utilizzo dell'energia eolica

Va notato che per le turbine eoliche esiste un indicatore di efficienza specifico - KIEV (Wind Energy Utilization Coefficient). Indica quale percentuale del flusso d'aria che passa attraverso la sezione di lavoro colpisce direttamente le pale del mulino a vento. O, per dirla più scientificamente, mostra il rapporto tra la potenza ricevuta sull'albero del dispositivo e la potenza del flusso che agisce sulla superficie del vento della girante. Pertanto, KIEV è un analogo dell'efficienza specifico, applicabile solo alle turbine eoliche.

Ad oggi, i valori di KIEV dal 10-15% originale (indicatori di vecchi mulini a vento) sono aumentati al 356-40%. Ciò è dovuto al miglioramento della progettazione dei mulini a vento e all'emergere di nuovi materiali e dettagli tecnici più efficienti, assemblaggi che aiutano a ridurre le perdite per attrito o altri effetti sottili.

Studi teorici hanno determinato che il fattore di utilizzo massimo dell'energia eolica è 0,593.

Riassumendo quanto sopra: una turbina eolica è redditizia?

I risultati di cui sopra dimostrano chiaramente il ritorno sull'investimento per l'acquisto e il lancio di una turbina eolica. Specialmente da quando:

• Il costo di un kilowatt è in costante aumento a causa dell'inflazione.
• Quando si utilizza un mulino a vento, l'oggetto diventa non volatile.
• Il “surplus” di energia elettrica generata può essere accumulato e immagazzinato in caso di bel tempo grazie ad un sistema di continuità di alimentazione.
• Molti oggetti lontani dalla rete di alimentazione centralizzata sono costretti a esistere in assenza di energia elettrica, poiché il loro collegamento non è redditizio.

Quindi, il generatore eolico è redditizio. Il suo acquisto per i consumatori ad alta intensità energetica senza alimentazione è economicamente fattibile. Un hotel fuori città, un'azienda agricola o un'impresa di allevamento, un insediamento di cottage: in ogni caso, saranno giustificati i costi di collegamento di una fonte alternativa di elettricità. Resta solo da scegliere un modello adatto di mulino a vento e installarlo, guidati dalle raccomandazioni del produttore. La potenza del dispositivo dovrebbe corrispondere alla velocità media del vento nella tua zona. Puoi specificarlo utilizzando una speciale mappa del vento o in base alla stazione meteorologica locale.

Nota: per le turbine eoliche di produttori cinesi, la potenza nominale del dispositivo viene calcolata tenendo conto della velocità del vento al 50-70% del livello del suolo. L'installazione di un mulino a vento a tale altezza è problematica

Un albero troppo alto è costoso e la sua forza è soggetta a requisiti severi. Inoltre, all'altezza indicata, raffiche di vento formano forti correnti parassite. Non solo rallentano il funzionamento del generatore eolico, ma possono anche causare la rottura delle pale.La soluzione è installare il dispositivo a un'altezza di 30-35 m, che consentirà l'accesso a forti venti, ma impedirà la rottura del mulino a vento.