Kuidas arvutada tuulegeneraator valemitega

Tuuleenergiaettevõtetelt saadud alternatiivne energia tekitab ühiskonna vastu suurt huvi. Selle tõestamine tõelise leibkonna praktika tasemel on rohkelt.

Äärelinna kinnisvara omanikud ehitavad oma käed tuulikud ja on tulemusega rahul, kuigi efekt on ka lühiajaline. Põhjuseks on see, et montaaži ajal ei arvutatud tuulegeneraatorit õigesti.

Nõus, ma ei taha projekti ja raha kulutada ebaefektiivseks paigaldamiseks. Seetõttu on oluline mõista, kuidas tuulegeneraatorit arvutada ja milliste parameetritega valida tuuleveski peamised tööüksused.

Artikkel on pühendatud nende probleemide lahendamisele. Materjali teoreetilist osa täiendavad näited ja praktilised soovitused tuulegeneraatori paigaldamiseks.

Tuulegeneraatori paigaldamise arvutamine

Kuidas hakata arvestama tuuleenergiast toodetud elektri paljundamise süsteemi? Arvestades, et me räägime tuulegeneraatorist, tundub konkreetse piirkonna tuuleenergia esialgne analüüs loogiline.

Sellised konstruktsiooniparameetrid nagu tuulekiirus ja selle iseloomulik suund konkreetsele territooriumile on olulised projekteerimisparameetrid. Nad määravad teatud määral kindlaks tuuleveski võimsustaseme, mis on tõesti saavutatav.

Tähelepanuväärne on see, et see protsess on pikaajaline (vähemalt 1 kuu), mis on üsna ilmne. Arvutage tuulekiiruse maksimaalsed tõenäolised parameetrid ja selle kõige sagedasem suund on ühe või kahe mõõtmisega võimatu.

Vaja on kümneid mõõtmisi. Sellest hoolimata on see operatsioon tõesti vajalik, kui soovitakse luua tõhus tootlik süsteem.

Kuidas arvutada tuuleveski võimsus

Kodused tuuleturbiinid, eriti need, mis on tehtud nende enda kätega, ei ole veel suure võimsusega inimesi üllatunud. See on arusaadav. Üks on vaid ette kujutada massiivset mastit, mille kõrgus on 8-10 m, varustatud generaatoriga, mille pikkus on üle 3 m propelleri labad. See ei ole kõige võimsam paigaldus. Ainult umbes 2 kW.

Üldiselt, kui toetute standardsele tabelile, mis näitab tuulegeneraatori võimsuse ja propelleritera nõutava vahekauguse suhet, on midagi üllatunud. Tabeli kohaselt on 10 W tuuleveski jaoks vajalik 2-meetrine propeller.

500-voldise konstruktsiooni jaoks on vaja 14 m läbimõõduga kruvi, mille puhul sõltub tera spanni parameeter nende arvust. Mida suurem on labad, seda väiksem on kiik.

Kuid see on ainult teooria, sest tuulekiirus ei ületa 4 m / s. Praktikas on kõik mõnevõrra erinev ja kodumaise paigalduse võimsus, mis tegelikult töötab pikka aega, ei ole kunagi ületanud 500 vatti.

Seetõttu piirdub siinjuures võimsuse valik tavaliselt vahemikus 250-500 W, kusjuures keskmine tuulekiirus on 6-8 m / s.

Teoreetilisest seisukohast vaadeldakse tuuleenergiajaama võimsust vastavalt järgmisele valemile:

N = p * s * v³/2,

kus:

• lk - õhumasside tihedus;
• S - propelleri labade kogu puhutud ala;
• V - õhu kiirus;
• N - õhuvoolu kiirus.

Kuna N on parameeter, mis drastiliselt mõjutab tuulegeneraatori võimsust, on paigalduse tegelik võimsus lähedal arvutatud väärtusele N.

Kruvide tuuleturbiinide arvutus

Tuuleveski projekteerimisel kasutatakse tavaliselt kahte tüüpi kruvisid:

• tiibadega - pöörlemine horisontaaltasandil;
• Savonius rootor, Darier rootor - pöörlemine vertikaaltasandil.

Ükskõik millises lennukis pöörlevate kruvide konstruktsiooni saab arvutada järgmise valemi abil:

Z = L * W / 60 / V

kus:

• Z - kruvi kiiruse aste (väike kiirus);
• L - ringi terade poolt kirjeldatud pikkuse suurus;
• W - kruvi kiirus (sagedus);
• V - õhuvoolu kiirus.

Selle valemi alusel saate hõlpsasti arvutada pöörete arvu W - pöörlemiskiiruse.

Kiiruse ja tuulekiiruse töösuhte leiate võrgus olevatest tabelitest. Näiteks kahe kruviga kruvi ja Z = 5 puhul kehtib järgmine suhe:

Samuti on üks tuulegeneraatori kruvi oluline näitaja samm.

Seda parameetrit saab määrata järgmise valemi abil:

H = 2πR * tg α,

kus:

• 2π - konstantne (2 * 3,14);
• R - tera kirjeldatud raadius;
• tg α - sektsiooni nurk.

Lisateave terade kuju ja arvu valiku ning nende valmistamise juhiste kohta on esitatud see artikkel.

Tuuleturbiinide generaatorite valik

Arvestades ülalkirjeldatud meetodil saadud kruvikiiruse (W) arvutatud väärtust, saate juba valida (teha) vastava generaatori.

Näiteks kui kiirusaste on Z = 5, on labade arv 2 ja kiirus on 330 pööret minutis. Tuulekiirusega 8 m / s. generaatori võimsus peaks olema ligikaudu 300 vatti.

Selliste parameetritega võib kaasaegsete elektriliste jalgrataste ehitamiseks kasutatav mootor olla kodumajapidamises kasutatava tuuleenergia generaatoriks sobiv valik. Osa traditsiooniline nimi on tsüklimootor (valmistatud Hiinas).

Elektrilise tsükli mootori omadused on järgmised:

Velomotorite positiivne tunnus on see, et neid praktiliselt ei ole vaja ümber teha. Neid ehitati konstruktiivselt väikeste pööretega elektrimootoritena ja neid saab edukalt kasutada tuulegeneraatorites.

Tuuleveski valmistamiseks kasutage autotootjat või koguda pesumasina üksus.

Laadimiskontrolleri arvutamine ja valik

Aku laadimise kontroller on vajalik mis tahes tüüpi tuuleenergiaettevõtte jaoks, sealhulgas majapidamisstruktuur.

Selle seadme arvutust vähendatakse seadme elektrilise ahela valikule, mis vastaks tuuleenergia süsteemi arvutatud parameetritele.

Nendest põhiparameetritest on:

• generaatori nimiväärtus ja maksimaalne pinge;
• maksimaalne võimalik generaatori võimsus;
• maksimaalne võimalik aku laetuse vool;
• aku pinge;
• ümbritseva keskkonna temperatuur;
• keskkonna niiskuse tase.

Esitatud parameetrite põhjal on laadija kontroller oma kätega või valmis seadme valimisega.

Loomulikult on soovitav valida (või koguda) seade, mille vooluring tagab nõrga õhuvoolu voolu tingimustes kerge käivitamise. Samuti on teretulnud kontroller, mis on mõeldud kasutamiseks erinevate pingetega (12, 24, 48 volti) patareidega.

Lõpuks, kontrolleri ahela arvutamisel (sobitamisel) on soovitatav mitte unustada sellise funktsiooni olemasolu, nagu inverteri juhtimine.

Süsteemi aku valimine

Praktikas kasutatakse erinevat tüüpi patareisid ja peaaegu kõik on üsna sobivad kasutamiseks tuuleenergiasüsteemi osana. Aga te peate ikkagi konkreetse valiku tegema. Sõltuvalt tuuleturbiinisüsteemi parameetritest valitakse aku pinge, võimsuse, laadimistingimuste jaoks.

Kodused tuuleveskid on traditsioonilised happe-pliiakud. Nad näitasid praktilises mõttes häid tulemusi. Lisaks on selle tüüpi aku hind teiste tüüpidega võrreldes vastuvõetavam.

Plii-happe patareid on laengu / tühjenemise tingimustes eriti tagasihoidlikud, kuid nende vastuvõtmine süsteemita ilma kontrollerita on vastuvõetamatu.

Tuulegeneraatorite komplekti juuresolekul on professionaalselt teostatud laadimiskontroller, millel on täieõiguslik automatiseerimissüsteem, AGM akude või heelium.

Mõlemat tüüpi energiasalvestusseadmeid iseloomustab suurem efektiivsus ja pikk kasutusiga, kuid need nõuavad laengutingimustele suuri nõudmisi.

Sama kehtib nn heelium-tüüpi soomustatud patareide kohta. Kuid nende patareide valik kodumaise tuuleveski jaoks on hind oluliselt piiratud. Nende kallite patareide eluiga on siiski pikim võrreldes kõigi teiste tüüpidega.

Neile patareidele antakse ka olulisem laadimis- / tühjenemistsükkel, kuid see sõltub kvaliteetse laadija kasutamisest.

Arvuti inverter kodus tuuleveski jaoks

Peaksime kohe reservatsiooni tegema: kui koduvalmistaja tuuleenergiaseadme konstruktsioonis on üks 12 volti aku, ei ole mõtet sellisele süsteemile inverterit paigaldada.

Keskmiselt on majapidamiste energiatarbimine tippkoormusel vähemalt 4 kW. Sellest järeldub, et selliseks võimsuseks mõeldud patareide arv peaks olema vähemalt 10 tükki ja eelistatavalt pinge all 24 volti. Sellisel arvul patareidel on mõttekas paigaldada inverter.

Selleks, et pakkuda 10 patareid, mille pinge on 24 W / l, ja selleks, et hoida oma laadi stabiilsena, on vajalik vähemalt 2-3 kW võimsusega tuuleveski. Loomulikult ei ole kodumajapidamiste tagasihoidlike disainilahenduste puhul selline võim.

Inverteri võimsust saab siiski arvutada järgmiselt:

1. Kokkuvõttes kõigi tarbijate jõud.
2. Määrake tarbimise aeg.
3. Määrake tippkoormus.

Konkreetse näitena näeb see välja selline.

Laadida on kodumasinad: valgustid - 3 tk. 40 W, TV-vastuvõtja 120 W, kompaktne 200 W külmik. Me kokku võimu: 3 * 40 + 120 + 200 ja saada 440 W väljund.

Määrake tarbijate võimsus keskmiselt 4 tunni jooksul: 440 * 4 = 1760 W. Tuginedes saadud võimsuse väärtusele tarbimise ajal, tundub loogiline valida inverter selliste seadmete hulgast, mille väljundvõimsus on 2 kW.

Selle väärtuse põhjal arvutatakse nõutava seadme voolu-pinge karakteristik: 2000 * 0,6 = 1200 V / A.

Tegelikkuses on leibkonna koormus kolme inimese perekonnale, kus on majapidamisseadmetega täisvõimsus, suurem kui näites arvutatud. Tavaliselt ja seoses laadimisajaga ületab parameeter 4 tundi. Seega vajab tuuleenergia muundur võimsamat võimsust.

Tuuleveski esialgne arvutus on kasulik mitte ainult selle isesõlmimiseks. Optimaalsete parameetrite määramiseks on vajalik ja tuuleturbiini valimine.

Järeldused ja kasulik video antud teemal

Video allikas analüüsitakse, kuidas lähteandmeid analüüsitakse ja kuidas neid kasutatakse.

Arvutatud andmeid on vaja kasutada igal juhul. Sõltumata sellest, kas tegemist on tööstusliku elektrijaamaga või toodetud kodumaiste tingimuste kohaselt, kannab iga sõlme arvutamine alati seadme maksimaalset tõhusust ja mis kõige tähtsam, tööohutust.

Esialgsed arvutused määravad projekti teostatavuse, aitavad kindlaks teha, kui kulukas või ökonoomne on projekt.

Kas teil on kogemusi selliste probleemide lahendamisel? Või teil on küsimusi selle teema kohta? Palun jaga oma oskusi tuulegeneraatori arvutamisel ja projekteerimisel. Kommentaare ja küsimusi võite jätta allolevas vormis.