Come calcolare un generatore eolico

Il principio di funzionamento dei generatori eolici

Nei dispositivi eolici fatti in casa o di marca con un asse di rotazione verticale o orizzontale, le pale iniziano a muoversi a causa della forza del vento. Gli elementi principali dell'attrezzatura fanno ruotare il gruppo rotore per mezzo di un'apposita unità di azionamento.La presenza di un avvolgimento statorico contribuisce alla conversione dell'energia meccanica in corrente elettrica. Le eliche assiali hanno caratteristiche aerodinamiche, per cui forniscono un rapido scorrimento della turbina dell'unità.

Quindi, nei generatori rotanti, la forza di rotazione viene convertita in elettricità, che viene raccolta nella batteria. Infatti, più forte è il flusso d'aria, più veloci scorrono le lame dell'unità, che contribuisce alla generazione di energia. Poiché il funzionamento dell'apparecchiatura del generatore si basa sul massimo utilizzo di una sorgente alternativa, una parte delle pale ha una forma più arrotondata. Il secondo è piatto. Quando il flusso d'aria passa attraverso la parte arrotondata, si forma una sezione sottovuoto, questa contribuisce all'aspirazione della lama e la porta di lato.

Ciò porta alla formazione di energia, il cui impatto porta alla rotazione delle pale con un piccolo vento.

Durante lo scorrimento, ruota l'asse delle viti, che sono collegate al meccanismo rotante. Questo dispositivo ha dodici elementi magnetici che scorrono all'interno. Ciò porta alla formazione di una corrente elettrica alternata con una frequenza, come nelle prese domestiche. L'energia risultante non solo può essere generata, ma anche trasmessa a distanza, ma non può essere accumulata.

Per raccoglierlo sarà necessario convertirlo in corrente continua, questo è lo scopo del circuito elettrico posto all'interno della turbina. Per ottenere una grande quantità di elettricità, vengono prodotte apparecchiature industriali; i parchi eolici di solito includono dozzine di tali installazioni.

Il principio di funzionamento del generatore eolico consente di utilizzare l'unità nelle seguenti versioni:

• per funzionamento autonomo;
• con pannelli solari;
• in parallelo con la batteria tampone;
• insieme a un gruppo elettrogeno a benzina o diesel.

Quando il flusso d'aria si muove a una velocità di circa 45 km/h, la generazione di energia della turbina è di circa 400 watt. Questo è sufficiente per illuminare l'area suburbana suburbana. Se necessario, è possibile implementare l'accumulo di elettricità nella batteria.

Per caricare la batteria, viene utilizzata un'attrezzatura speciale. Con una diminuzione della quantità di sottocarica, la velocità di rotazione delle lame inizierà a diminuire. Se la batteria è completamente scarica, gli elementi dell'apparecchiatura del generatore scorreranno nuovamente. Questo principio consente di mantenere la carica del dispositivo a un livello specifico. Con una maggiore portata d'aria, la turbina dell'unità sarà in grado di produrre più energia.

L'utente Darkhan Dogalakov, usando l'esempio del modello SEAH 400-W, ha parlato del principio di funzionamento delle apparecchiature eoliche.

Il generatore eolico per la casa non è più una rarità

Gli impianti eolici sono stati a lungo utilizzati su scala industriale. Ma la complessità del design, così come la complessità della sua installazione, non hanno permesso di utilizzare questa apparecchiatura in case private, come i pannelli solari.

Tuttavia, ora, con lo sviluppo della tecnologia e l'aumento della domanda di "energia verde", la situazione è cambiata. I produttori hanno avviato la produzione di impianti di piccole dimensioni per il settore privato.

Principio di funzionamento

Il vento fa ruotare le pale del rotore montate sull'albero del generatore. Come risultato della rotazione negli avvolgimenti, viene generata una corrente alternata. Per aumentare il numero di giri e, di conseguenza, la quantità di energia generata, è possibile utilizzare un riduttore (trasmissione). Può anche bloccare completamente la rotazione delle lame, se necessario.

La corrente alternata risultante viene convertita in 220 W diretti tramite un inverter. Quindi passa al consumatore o, tramite il regolatore di carica, alle batterie per l'accumulo.

Uno schema completo del funzionamento dell'impianto dalla generazione di energia al suo consumo.

Tipi di turbine eoliche e quale è meglio per una casa privata

Al momento ci sono due tipi di questo design:

1. Con rotore orizzontale.
2. Con rotore verticale.

Il primo tipo con rotore orizzontale. Questo meccanismo è considerato il più efficace. L'efficienza è di circa il 50%. Lo svantaggio è la necessità di una velocità minima del vento di 3 m al secondo, il design crea molto rumore.

Per la massima efficienza, è necessario un albero alto, che, a sua volta, complica l'installazione e l'ulteriore manutenzione.

Il secondo tipo con verticale. Un generatore eolico con rotore verticale ha un'efficienza non superiore al 20%, mentre è sufficiente una velocità del vento di soli 1-2 m al secondo. Allo stesso tempo, funziona in modo molto più silenzioso, il livello di rumore emesso non supera i 30 dB e senza vibrazioni. Non richiede un grande spazio per lavorare, pur non perdendo efficienza.

L'installazione non richiede un albero alto. L'attrezzatura può essere montata sul tetto della casa anche con le tue mani.

L'assenza di un anemometro e di un meccanismo rotante, che non è affatto necessario con questo design, rende questo tipo di generatore eolico più economico rispetto alla prima opzione.

Recensione video

Quale impostazione scegliere?

Prima di rispondere a questa domanda, è necessario comprendere le proprie esigenze, le capacità finanziarie e le priorità operative.

Se vuoi ottenere la massima potenza e sei disposto a spendere soldi per la manutenzione periodica del generatore, scegli la prima opzione. Investendo in un albero alto una volta e pagando i cuscinetti o la sostituzione dell'olio una volta ogni 5-10 anni, otterrai la completa indipendenza energetica e, anche se vivi in ​​Ucraina o nei paesi dell'UE, sarai in grado di vendere elettricità in eccesso.

L'elevata rumorosità di questa stazione richiede la scelta di un luogo il più lontano possibile dagli edifici residenziali. Anche questo punto deve essere preso in considerazione, perché gli infrasuoni non passeranno inosservati ai tuoi vicini.

Per ottenere una potenza equivalente rispetto alla prima opzione, sarà necessario fornire 3 aerogeneratori di questo tipo. Tuttavia, in termini di prezzo, si ottiene all'incirca lo stesso importo (soggetto ad automontaggio).

Recensione video di un esperto nel campo delle fonti energetiche alternative

Componenti aggiuntivi

• Il controller, che occupa un posto nel circuito elettrico dietro al generatore, è necessario per controllare le lame e caricare la batteria convertendo la corrente alternata generata in corrente continua.
• La batteria immagazzina la carica per l'uso con tempo calmo. Inoltre, stabilizza la tensione di uscita del generatore, in modo che anche con forti raffiche di vento, non ci siano interruzioni di tensione.
• I sensori di direzione e un anemoscopio raccolgono dati sulla direzione e la velocità del vento.
• ATS passa automaticamente da una fonte all'altra con una frequenza di 0,5 secondi. L'interruttore di alimentazione automatico consente di combinare il mulino a vento con la rete elettrica pubblica, il generatore diesel, ecc.

Importante: la rete non può funzionare contemporaneamente da più fonti di alimentazione. inverter

Come sapete, la maggior parte dei dispositivi domestici non utilizza la corrente continua per funzionare, quindi nella catena tra la batteria e gli elettrodomestici è presente un inverter che esegue l'operazione inversa, ad es. convertire la corrente continua in tensione alternata 220v, necessaria per il funzionamento dei dispositivi

Invertitori. Come sapete, la maggior parte dei dispositivi domestici non utilizza la corrente continua per funzionare, quindi nella catena tra la batteria e gli elettrodomestici è presente un inverter che esegue l'operazione inversa, ad es. convertire la corrente continua in tensione alternata 220v, necessaria per il funzionamento dei dispositivi.

Tutte queste trasformazioni dall'energia ricevuta "prendono" una certa parte - fino al 20 percento.

Ricambi e accessori per turbine eoliche

Il principale set di apparecchiature di base, senza il quale il funzionamento dei generatori di energia eolica è impossibile, include:

• generatore elettrico (motore);
• turbina eolica, pale, rotore;
• chiusure;
• meccanismo rotante;
• sensore del vento;
• albero;
• cavo.

Batterie, inverter non di rete e di rete, controller, sistema di azionamento azimutale (coda), altre apparecchiature aggiuntive vengono selezionati individualmente per ogni installazione.

È necessario sostituire i pezzi di ricambio dell'aerogeneratore durante la manutenzione e, in casi estremi, la riparazione

È meglio ordinare componenti di base e pezzi di ricambio direttamente dal produttore. È possibile contattare aziende che forniscono dalla Germania e da altri paesi europei turbine eoliche rinnovate (usate) e accessori adatti a loro per lavori di riparazione.

È necessario avere accesso ai componenti principali per la riparazione dell'impianto

Quando si effettua un ordine per i pezzi di ricambio, è necessario fornire informazioni sul produttore del generatore, indicarne il modello e la capacità. È richiesta una descrizione dettagliata del pezzo (può essere in forma di fotografia), indicando le sue caratteristiche funzionali e tecniche.

Calcolo dei carichi del vento

Così, hai coordinato a lungo, realizzato e finalmente montato la tua migliore pubblicità esterna.

La bellezza! Sono tutti felici. Ma chu ... dopo il primo forte vento, un cliente arrabbiato ti chiama con notizie scioccanti: la pubblicità è caduta!

L'incubo dell'inserzionista si è avverato... Cos'è successo?

Ed è successo quanto segue: durante la progettazione della pubblicità esterna, il calcolo del carico del vento sulla pubblicità esterna è stato ignorato o eseguito in modo errato: sul materiale e sugli elementi di fissaggio.

Come evitarlo, come proteggersi da un esito così deplorevole del proprio lavoro?

Ricordiamo la semplice formula per calcolare il carico del vento, che si misura in kg/mq:

Pw = k*q

Decifrare lettere complicate

Pw è la pressione del vento normale alla superficie ricevente. Questa pressione è considerata positiva.
k è il coefficiente aerodinamico dipendente dalla forma e dalla posizione del soggetto al vento

oggetto.
q - prevalenza della velocità del vento (kg / mq), corrispondente alla velocità del vento più alta per un determinato luogo, tenendo conto delle raffiche speciali.

Il valore di q in funzione della velocità del vento è determinato come segue:

q = 7 / g * sq. V / 2

7 - peso dell'aria (1,23 kg / m3) a Patm. = 760 mm Hg. e tatm.= 15 °С
g - accelerazione di gravità (9,81 m / sec.q)
V è la velocità del vento più alta (m / s) a una data altezza h, cioè

Altezza h da terra, m

Velocità del vento V, km/h m/s

Velocità prevalenza q, kg/mq

Altezza h da terra, m	Velocità del vento V, km/h m/s	Velocità prevalenza q, kg/mq
0 — 8	103,7  28,8	51
8 — 20	128,9  35,8	80

q = quadrato V / 16

Tela installata verticalmente, fissata in un telaio o tesa su cavi

Costruzione - larghezza b, altezza d	Rapporto dimensioni	Le zone	Coefficiente aerodinamico, k
Tela installata verticalmente, fissata in un telaio o tesa su cavi	g/b < 5	b*d	1,2
g/b >= 5	b*d	1,6

Quindi si scopre che tutto è abbastanza semplice.

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Suggerimenti per l'installazione

Probabilmente, tutti capiscono che un generatore eolico dovrebbe essere installato in quei luoghi in cui è la massima forza del vento. Queste sono steppe, zone costiere, altri spazi aperti lontani dagli edifici. La turbina eolica non deve essere posizionata vicino agli alberi. Non puoi nemmeno metterlo vicino a piccoli alberi, perché col tempo cresceranno.

Generatore eolico con rotore Darrieus

Per quanto riguarda la condivisione con la rete elettrica o solo un generatore eolico, la scelta qui è tua. In ogni caso, l'acquisto deve essere economicamente giustificato, e non solo rendere omaggio al trend della moda.

Calcolo dell'ammortamento delle turbine eoliche

Avendo investito centinaia di migliaia di rubli nell'acquisto del dispositivo, il nuovo proprietario ha il diritto di contare sui suoi evidenti vantaggi e sul rimborso del mulino a vento. Proviamo a calcolare il prezzo di un kilowatt di elettricità su un modello standard di un generatore da 4-5 kW.

Con una velocità del vento di 4-5 m / s, il dispositivo fornirà circa 350 kW al mese o 4200 kW all'anno. La durata del generatore è di circa 25 anni, il costo della maggior parte dei modelli di dispositivi è di 280.000 rubli.

Dividere il costo per il prodotto della produzione annua e della vita utile:

280.000 / 4200*25 = 2.666 rubli

Pertanto, il costo di un kilowatt di energia di un generatore eolico di ammortamento sarà di poco superiore a 2,5 rubli. Rispetto all'attuale livello dei prezzi, c'è un vantaggio, ma non è così grande come vorremmo quando si utilizzano fonti di energia alternative.

I calcoli di cui sopra danno un risultato diverso se la velocità del vento è di circa 7-8 m/s. Un generatore eolico con una capacità di 6-7 kW produrrà circa 780 kW al mese o 9000 kW all'anno.

Con il costo di tali mulini a vento di circa 310.000, otteniamo il seguente risultato:

310.000 / 9000 * 25 = 1,3722 rubli Questo costo è un ovvio vantaggio, soprattutto per le strutture ad alta intensità energetica.

Cosa determina l'efficienza di una turbina eolica?

Come già accennato, l'efficienza di un generatore eolico deriva dalle sue condizioni tecniche, dal tipo di turbina e dalle caratteristiche costruttive di questo modello. Dal corso di fisica della scuola, è noto che l'efficienza è il rapporto tra lavoro utile e lavoro totale. O il rapporto tra l'energia spesa per l'esecuzione del lavoro e l'energia ricevuta come risultato.

A questo proposito sorge un punto interessante: l'energia eolica utilizzata è ottenuta in modo completamente gratuito, nessuno sforzo è stato fatto da parte dell'utente. Questo rende l'efficienza un indicatore puramente teorico che determina le qualità puramente costruttive del dispositivo, mentre per i possessori sono più importanti le caratteristiche operative.

Cioè, si verifica una situazione in cui l'efficienza non è così importante, tutta l'attenzione è data a compiti puramente pratici.

Tuttavia, con la modifica dei parametri operativi in ​​una direzione o nell'altra, l'efficienza cambia automaticamente, il che indica la sua interconnessione con lo stato generale del dispositivo.

carico del vento

Metodo di calcolo

Descrizione del progetto

Caratteristiche geometriche degli elementi

Determinazione del carico del vento

Vento con un angolo di 90 gradi rispetto allo scudo

Vento con un angolo di 45° rispetto allo scudo 5 Calcolo della rastrelliera

Parte 2. Calcolo per la sostenibilità

Metodo di calcolo

Questo progetto è tipico per le regioni ventose dal 3° al 5°.
1. Zona del vento - III, IV, V
2. Tipo di terreno per la determinazione del carico del vento - A
3. Livello di responsabilità - 3, per il quale si assume il coefficiente di riduzione del carico γp pari a 0,8-0 95 (in questo progetto γp = 09)
4. La vita utile della struttura è di 10 anni
5 Temperatura esterna stimata t ≥ -w°c, come temperatura media del periodo di cinque giorni più freddo secondo SNiP 23-01-99 "Climatologia delle costruzioni", che corrisponde alla regione climatica di costruzione II4, II5
6. Zona di umidità - SNiP "umida" 23-01-99 (Fig. 2)
7. Il grado di impatto aggressivo dell'ambiente sulle strutture metalliche è mediamente aggressivo, secondo SNiP 2.0311-85 "Protezione delle strutture edilizie dalla corrosione", tabella. 24, per gruppo gas "B" in ambiente umido

Descrizione della struttura pubblicitaria

La figura 1 mostra un diagramma di un pannello pubblicitario pieghevole bifacciale con un'altezza dello stand da 2 a 5 m fino alla parte inferiore del pannello.Le dimensioni del pannello pubblicitario sono 6180x3350x 410mm asse rack e con un offset di 3/4 (mostrato in Figura 1). Il rack è fissato con 8 ancoraggi di fondazione su una fondazione profonda Tutti i parametri variabili a seconda dell'area del vento dell'installazione e dell'altezza del rack sono riportati nella Tabella 1

Disegno di progettazione pubblicitaria. Riso. uno

Le principali dimensioni geometriche e elementi di fissaggio della struttura pubblicitaria, a seconda dell'area del vento. Tabella 1

Altezza scaffalatura, m	Elementi strutturali	regione del vento
III	IV	V
2	Cremagliera	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)
Fondazione	2,5×1,9×0,5 m	2,8×2,1×0,5 m	3,2×2,1×0,5 m
Ankera	M 30	M 30	M 30
Traverse	Gnshv.236×70	Gnshv.236×70	Gnshv.236×70
altezza libera	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)
2,5	Cremagliera	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)
Fondazione	2,7×1,9×0,5 m	3×2,1×0,5 m	3,6×2,1×0,5 m
Ankera	M 30	M 30	M 30
Traverse	Gnshv.236×70	Gnshv.236×70	2 alberi.236×70
altezza libera	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
3	Cremagliera	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (С245)
Fondazione	3×1,9×0,5 m	3,6×2,1×0,5 m	4×2,1×0,5 m
Ankera	M 30	M 30	M36
Traverse	Gnshv.236×70	Gnshv.236×70	2 larghezza.rete 236×70
altezza libera	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
3,5	Cremagliera	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (С245)
Fondazione	3,4×1,9×0,5 m	3,8×2,1×0,5 m	4,2×2,1×0,5 m
Ankera	M 30	M 30	M36
Traverse	Gnshv.236×70	MW236×70	2 alberi.236×70
altezza libera	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
4	Cremagliera	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (С245)	Ф325х10 (С345)
Fondazione	3,6×1,9×05 m	4×2,1×0,5 m	4,4×2,1×0,5 m
Ankera	M 30	M36	M36
Traverse	Gnshv.236×70	MW236×70	2 alberi.236×70
altezza libera	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
4,5	Cremagliera	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (С345)	Ф325х10 (С345)
Fondazione	3,8×1,9×0,5 m	4,2×2,1×0,5 m	4,6×2,1×0,5 m
Ankera	M 30	M36	M36
Traverse	Gnshv.236×70	2 alberi.236×70	2 alberi.236×70
altezza libera	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
5	Cremagliera	Ф325х10 (С245)	Ф325х10 (С345)	—
Fondazione	4×1,9×0,5 m	4,4x21x0,5m	—
Ankera	M36	M36	—
Traverse	Gnshv.236×70	2 alberi.236×70	—
altezza libera	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)	—

su

Calcolo e selezione di un generatore eolico

A cosa devi prestare attenzione quando scegli una turbina eolica. Per cominciare, comprendi che i modelli costosi stranieri non sono necessariamente la soluzione migliore.

Qui devi procedere dalle tue esigenze nella generazione di elettricità. Quindi, calcola quanta elettricità spenderai.

Generatore eolico con rotore elicoidale

La potenza del generatore eolico dipende direttamente dal diametro del cerchio che formano le pale. Approssimativamente, puoi calcolare la potenza usando la seguente formula:

P = D^2 * R^3 / 7000, dove

D è il diametro delle lame;

R è la velocità del vento.

Se il diametro è di 1,5 metri e la velocità nella tua zona è di 5 metri al secondo, la potenza sarà di circa 0,04 kilowatt. Come puoi vedere, la potenza può essere aumentata in due modi: aumentando il diametro e la velocità del vento. E l'ultimo parametro non dipende da noi.

Al momento dell'acquisto, prestare attenzione alla capacità delle batterie.La calma può essere quasi ovunque, ad eccezione delle zone costiere

E durante tali periodi, i tuoi elettrodomestici prenderanno elettricità dalle batterie. La loro capacità è limitata. Pertanto, è meglio disporre di un'alimentazione di backup aggiuntiva.

Di quanta elettricità ha bisogno una famiglia tipo? In un appartamento ordinario, consumiamo circa 360 kWh al mese. Un generatore eolico con una capacità di 5 kilowatt genererà questa quantità anche a basse velocità del vento, cosa che di solito accade nella Russia centrale. Ma se il consumo di energia è elevato (ad esempio c'è una stufa elettrica, una caldaia elettrica, ecc.), allora un generatore eolico con una capacità di 5 kilowatt non è più sufficiente. A meno che non sia installato vicino al mare o a un grande specchio d'acqua.
 

Un po' sul costo

Come puoi vedere, la fascia di prezzo è molto ampia. A installazione media per 1 kW costerà da 25.000 a 300.000 rubli. I modelli più costosi presentano una serie di vantaggi significativi, da una maggiore efficienza a varie funzionalità aggiuntive.

Raccomandazioni generali

Ovviamente, per selezionare il diametro più ottimale dell'elica dell'aerogeneratore, è necessario conoscere la velocità media del vento nel luogo dell'installazione prevista. La quantità di elettricità prodotta da un mulino a vento aumenta in rapporto cubo con l'aumento della velocità del vento. Ad esempio, se la velocità del vento aumenta di 2 volte, l'energia cinetica generata dal rotore aumenterà di 8 volte. Pertanto, possiamo concludere che la velocità del vento è il fattore più importante che influisce sulla potenza dell'impianto nel suo insieme.

Per selezionare il luogo di installazione di un impianto elettrico eolico, sono più adatte aree con un numero minimo di barriere antivento (senza grandi alberi ed edifici) a una distanza di almeno 25-30 metri da un edificio residenziale (non dimenticare che le turbine eoliche ronzano molto forte durante il funzionamento). L'altezza del centro del rotore del mulino a vento dovrebbe essere almeno 3-5 metri più alta degli edifici più vicini. Non ci dovrebbero essere alberi o edifici sulla linea del passaggio ventoso. Le cime delle colline o le catene montuose con paesaggio aperto sono più adatte per la posizione della turbina eolica.

Se la tua casa di campagna non è progettata per essere collegata a una rete comune, dovresti considerare l'opzione di sistemi combinati:

• WPP + Pannelli solari
• WPP + Diesel

Le opzioni combinate aiuteranno a risolvere i problemi nelle regioni in cui il vento è variabile o dipende dalla stagione e questa opzione è rilevante anche per i pannelli solari.

Turbine eoliche rinnovate: che cos'è?

Le apparecchiature per l'energia eolica possono essere considerate una delle più affidabili, se non la più affidabile, del settore energetico. La ragione di ciò non è solo l'alta tecnologia utilizzata nella sua fabbricazione, ma anche i carichi relativamente piccoli a cui è soggetta. Pertanto, le turbine eoliche funzionano regolarmente per molti anni, spesso superiori a 20 anni. Poiché ogni parco eolico e ogni generatore eolico sono legati ad uno specifico appezzamento di terreno, è consigliabile sostituire il parco eolico o generatore eolico con altri più potenti al raggiungimento del periodo di ritorno dell'investimento di un determinato progetto, ovvero quando l'investimento investito in esso viene restituito e viene ricevuto il profitto pianificato.Le turbine eoliche esistenti sono generalmente in buone condizioni ed è consigliabile venderle come "turbine eoliche usate" o "turbine eoliche usate". Il mercato mondiale di tali apparecchiature nel mondo è molto ampio. Anche la richiesta di tali apparecchiature è elevata. Il motivo è il grande carico di aziende che producono apparecchiature per l'energia eolica. Di norma, solo una piccola parte di tali apparecchiature "usate" è già stata smontata ed è disponibile.

Le turbine eoliche "usate" vengono preparate in prevendita secondo appositi regolamenti di lavoro e diventano le cosiddette. "rISTRUTTURATO". Solitamente, durante la ristrutturazione, vengono eseguiti i seguenti lavori: sostituzione dei cuscinetti nel cambio, indipendentemente dalla loro usura, risoluzione dei problemi e riparazione degli ingranaggi del cambio, generatore, telaio, lame, verniciatura. Dopo i lavori di ristrutturazione, le turbine eoliche vengono inviate al nuovo proprietario. Di norma, dopo la vendita di tale attrezzatura, è coperta da una garanzia per un periodo di un anno.

Un esempio di calcolo delle pale dal 160° tubo per questo generatore

velocità

Ho ottenuto il miglior risultato dal tubo 160 con un diametro di 2,2 m e velocità Z3.4 - 6 pale, ma è meglio non realizzare un diametro dell'elica del genere da un tubo da 160 mm, le pale troppo sottili e fragili risulteranno. A 3 m / s, la velocità nominale della vite era di 84 giri / min e la potenza della vite era di 25 watt, cioè è approssimativamente adatta. È necessario, ovviamente, con un margine per l'efficienza del generatore, ma il tubo 160 è già sottile e molto probabilmente già a 7 m / s si osserverà uno sfarfallio. Ma per esempio andrà

Ora, se modifichi la velocità del vento nella tabella, puoi vedere che la potenza dell'elica e la sua velocità coincideranno approssimativamente con i parametri dell'elica, che è ciò di cui abbiamo bisogno, poiché è importante che l'elica non sia sovraccaricata e non sotto carico, altrimenti andrà in tilt con un forte vento.
>

Quindi, con un vento diverso, ho ricevuto tali dati sull'elica. Di seguito nello screenshot sono riportati i dati dell'elica a 3 m/s, la potenza massima dell'elica (KIEV) alla velocità Z3.4 In questo caso, i giri e la potenza coincidono approssimativamente con la potenza del generatore a questi giri

Velocità del generatore 100 giri/min - 2 Ampere 30 watt
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Successivamente, inseriamo la velocità di 5 m / s, come puoi vedere nello screenshot, 141 giri / min dell'elica e la potenza sull'albero dell'elica è di 124 watt, che coincide approssimativamente anche con il generatore. Velocità del generatore 150 giri/min - 8 Ampere 120 watt

A 7 m / s, l'elica inizia a bypassare il generatore in termini di potenza e, naturalmente, sottocarico, prende un'alta velocità, quindi ho aumentato la velocità a Z4, si è anche rivelata una corrispondenza approssimativa in termini di potenza e velocità con il generatore. Velocità del generatore 200 giri/min -14 Ampere 270 watt

A 10 m / s, la vite è diventata molto più potente del generatore a velocità nominale, come lento e non può far girare il generatore più velocemente. Quindi, con Z4, la potenza dell'elica è di 991 watt e le rivoluzioni sono di soli 332 giri/min. Velocità del generatore 300 giri/min - 26 Ampere 450 watt. Ma un generatore sotto carico consente all'elica di girare fino alla velocità Z5 e superiore, mentre La vite di KIEV cade, e quindi la potenza, ma allo stesso tempo la velocità aumenta, quindi si è scoperto che la vite farà girare un po' di più il generatore, ma allo stesso tempo perderà potenza e l'equilibrio arriverà da qualche parte.In questo caso, i dati coincidono approssimativamente con il generatore, ma l'elica supera chiaramente il generatore in termini di potenza, quindi con questo vento è il momento di fare protezione spostando l'elica fuori dal vento.

Quindi abbiamo montato una vite per tubi in PVC con un diametro di 160 mm sotto il generatore. Devo dire subito che è stata l'elica a sei pale di tale velocità che si è rivelata la più adatta. E quindi puoi considerare una vite di qualsiasi diametro e numero di lame. È solo che un'elica a tre pale con un diametro di 2,3 m si è rivelata troppo veloce per questo generatore e non guadagnerebbe slancio per il suo KIEV massimo, poiché il generatore inizierebbe immediatamente a rallentarlo.

Pertanto, aumentando il numero di pale, ho abbassato la velocità dell'elica e mantenuto la sua potenza. Quindi l'elica si è rivelata adatta al generatore, ma il tubo 160 ha introdotto i suoi limiti, in particolare il diametro è troppo grande e nel vento da 7 m / s, l'elica con pale fragili e sottili molto probabilmente otterrà un svolazzano e rimbombano come un elicottero che decolla. Sì, e con questa elica rimuoviamo dal generatore, grosso modo, con un vento di 10 m / s, solo 600-700 watt, ma può essere il doppio se aumentiamo la velocità dell'elica e aumentiamo leggermente il suo diametro .

Di seguito è riportato uno screenshot dalla scheda Blade Geometry. Queste sono le dimensioni per tagliare la lama dal tubo

Principi fai-da-te per la realizzazione di pale per un generatore eolico

Spesso la principale difficoltà è determinare le dimensioni ottimali, poiché le sue prestazioni dipendono dalla lunghezza e dalla forma delle pale eoliche.

Materiali e strumenti

I seguenti materiali costituiscono la base:

• compensato o legno in un'altra forma;
• lastre in fibra di vetro;
• alluminio laminato;
• Tubi in PVC, componenti per tubazioni in plastica.

Pale per turbine eoliche fai da te

Scegli un tipo di ciò che è disponibile sotto forma di residui dopo la riparazione, ad esempio. Per la loro successiva elaborazione, avrai bisogno di un pennarello o una matita per disegnare, un seghetto alternativo, carta vetrata, forbici di metallo, un seghetto.

Disegni e calcoli

Se parliamo di generatori a bassa potenza, le cui prestazioni non superano i 50 watt, secondo la tabella seguente viene realizzata una vite per loro, è lui che è in grado di fornire velocità elevate.

Successivamente, viene calcolata un'elica a tre pale a bassa velocità, che ha un alto tasso di spunto iniziale. Questa parte servirà completamente i generatori ad alta velocità, le cui prestazioni raggiungono i 100 watt. La vite funziona in tandem con motori passo-passo, motori a bassa potenza a bassa tensione, generatori di automobili con magneti deboli.

Dal punto di vista dell'aerodinamica, il disegno dell'elica dovrebbe assomigliare a questo:

Produzione da tubi di plastica

I tubi in PVC per fognature sono considerati il ​​materiale più conveniente; con un diametro finale della vite fino a 2 m, sono adatti pezzi con un diametro fino a 160 mm. Il materiale attrae con facilità di elaborazione, costi accessibili, ubiquità e abbondanza di disegni e diagrammi già sviluppati.

È importante scegliere plastica di alta qualità per evitare la rottura delle lame.

Il prodotto più conveniente, che è una grondaia liscia, deve solo essere tagliato secondo il disegno. La risorsa non teme l'esposizione all'umidità e non richiede cure, ma può diventare fragile a temperature inferiori allo zero.

Realizzare lame da billette di alluminio

Tali viti sono caratterizzate da durata e affidabilità, sono resistenti alle influenze esterne e sono molto durevoli.Ma tenete presente che risultano essere più pesanti di conseguenza, rispetto a quelle in plastica, la ruota in questo caso è sottoposta ad una scrupolosa equilibratura. Nonostante il fatto che l'alluminio sia considerato abbastanza malleabile, lavorare con il metallo richiede la presenza di strumenti convenienti e abilità minime nel maneggiarli.

La forma di fornitura del materiale può complicare il processo, poiché la comune lamiera di alluminio si trasforma in lame solo dopo aver conferito ai grezzi un profilo caratteristico; a tale scopo è necessario prima creare una apposita dima. Molti designer alle prime armi piegano prima il metallo lungo il mandrino, dopodiché passano alla marcatura e al taglio di pezzi grezzi.

Lame in alluminio billet

Le lame in alluminio mostrano un'elevata resistenza ai carichi, non reagiscono ai fenomeni atmosferici e agli sbalzi di temperatura.

vite in fibra di vetro

È preferito dagli esperti, poiché il materiale è capriccioso e difficile da elaborare. Sequenza:

• ritaglia un modello di legno, strofinalo con mastice o cera: il rivestimento dovrebbe respingere la colla;
• per prima cosa, viene realizzata una metà del pezzo: il modello è imbrattato con uno strato di resina epossidica, sopra la fibra di vetro. La procedura viene ripetuta rapidamente fino a quando il primo strato non ha avuto il tempo di asciugarsi. Pertanto, il pezzo riceve lo spessore richiesto;
• eseguire la seconda metà in modo simile;
• quando la colla si indurisce, entrambe le metà possono essere collegate con resina epossidica con un'attenta molatura dei giunti.

L'estremità è dotata di un manicotto, attraverso il quale il prodotto è collegato al mozzo.

Come fare una lama di legno?

Questo è un compito difficile a causa della forma specifica del prodotto, inoltre tutti gli elementi di lavoro della vite dovrebbero alla fine risultare identici.Lo svantaggio della soluzione riconosce anche la necessità di una successiva protezione del pezzo dall'umidità, per questo è verniciato, impregnato di olio o olio essiccante.

Il legno non è desiderabile come materiale per una ruota del vento, poiché è soggetto a screpolature, deformazioni e marciume. A causa del fatto che dà e assorbe rapidamente l'umidità, cioè cambia massa, l'equilibrio della girante viene regolato arbitrariamente, ciò influisce negativamente sull'efficienza del design.

Valore di progetto del carico del vento

Il valore standard del carico del vento (1) è:

\({w_n} = {w_m} + {w_p} = 0,1 + 0,248 = {\rm{0,348}}\) kPa. (venti)

Il valore finale calcolato del carico del vento, in base al quale verranno determinate le forze nelle sezioni del parafulmine, si basa sul valore standard, tenendo conto del fattore di affidabilità:

\(w = {w_n} \cdot {\gamma _f} = {\rm{0.348}} \cdot 1.4 = {\rm{0.487}}\) kPa. (21)

Domande frequenti (FAQ)

Da cosa dipende il parametro di frequenza nella formula (6)?

il parametro della frequenza dipende dallo schema di progettazione e dalle condizioni per il suo fissaggio. Per una barra con un'estremità fissata rigidamente e l'altra libera (trave a sbalzo), il parametro di frequenza è 1,875 per la prima modalità di vibrazione e 4,694 per la seconda.

Cosa significano i coefficienti \({10^6}\), \({10^{ - 8}}\) nelle formule (7), (10)?

questi coefficienti portano tutti i parametri ad una unità di misura (kg, m, Pa, N, s).

Recupero ed efficienza

Il costo del generatore eolico stesso è piuttosto elevato. E oltre a ciò, dovrai comunque acquistare batterie, un inverter, un controller, un albero, cavi, ecc. Ora sono comuni modelli di turbine eoliche con una capacità di 300 watt.Si tratta di modelli piuttosto deboli che generano i loro 300 wattora in caso di vento di 10-12 metri al secondo e con un vento di 4-5 metri al secondo si generano 30-50 wattora. Tali installazioni sono sufficienti per fornire illuminazione a LED e alimentare piccoli dispositivi elettronici. Non devi aspettarti che da questo generatore eolico puoi fornire una TV, un forno a microonde, un frigorifero e un'illuminazione completa. Il costo delle turbine eoliche a bassa potenza parte da 15-20 mila rubli. Il kit non comprende batterie, inverter e palo. Un set completo costerà almeno 50 mila rubli.

Quando fornirai elettricità a una casa e a un piccolo appezzamento sussidiario, avrai bisogno di un generatore eolico da 3-5 kilowatt. Il prezzo di una tale turbina eolica è compreso tra 0,3 e 1 milione di rubli. Il prezzo include il controller, l'albero, l'inverter, le batterie.