Alternatyvi energija, gaunama iš vėjo elektrinių, kelia didelį susidomėjimą visuomene. Tai įrodo tikroji namų ūkio praktika.
Priemiesčio nekilnojamojo turto savininkai stato vėjo jėgaines savo rankomis ir yra patenkinti rezultatais, nors poveikis taip pat yra trumpalaikis. Taip yra todėl, kad surinkimo metu vėjo generatorius nebuvo tinkamai apskaičiuotas.
Sutinku, aš nenoriu praleisti laiko ir pinigų projektui, kad galėčiau įdiegti neefektyvų įrenginį. Todėl svarbu suprasti, kaip apskaičiuoti vėjo generatorių, ir kokiais parametrais pasirinkti pagrindinius vėjo malūno darbinius vienetus.
Straipsnis skirtas šių problemų sprendimui. Teorinė medžiagos dalis papildyta iliustraciniais pavyzdžiais ir praktinėmis rekomendacijomis vėjo generatoriaus montavimui.
Straipsnio turinys:
-
Vėjo generatoriaus įrengimo skaičiavimas
- Kaip apskaičiuoti vėjo malūno jėgą
- Varžtų vėjo turbinų skaičiavimas
- Vėjo jėgainių generatorių pasirinkimas
- Mokesčių valdiklio skaičiavimas ir parinkimas
- Sistemos akumuliatoriaus pasirinkimas
- Namų vėjo malūnų keitiklio skaičiavimas
- Išvados ir naudingas vaizdo įrašas tema
Vėjo generatoriaus įrengimo skaičiavimas
Kaip pradėti skaičiuoti elektros energijos iš vėjo energijos atgaminimo sistemą? Atsižvelgiant į tai, kad kalbame apie vėjo generatorių, išankstinė vėjo rožių analizė konkrečioje srityje atrodo logiška.
Tokie projektavimo parametrai kaip vėjo greitis ir jo charakteristikos tam tikroje teritorijoje yra svarbūs projektavimo parametrai. Jie tam tikru mastu lemia vėjo malūno galios lygį, kuris bus tikrai pasiekiamas.
Tokios galios vėjo turbinas sunku įsivaizduoti. Tačiau tokie projektai egzistuoja ir veikia efektyviai. Tačiau tokių struktūrų skaičiavimai rodo santykinai nedidelę galią, palyginti su tradiciniais energijos šaltiniais.
Svarbus dalykas, šis procesas yra ilgalaikis (ne trumpesnis kaip 1 mėnuo), kuris yra gana akivaizdus. Apskaičiuokite didžiausius tikėtinus vėjo greičio parametrus, o dažniausia jo kryptis neįmanoma vienu ar dviem matavimais.
Reikės atlikti dešimtys matavimų. Nepaisant to, ši operacija tikrai reikalinga, jei norima sukurti veiksmingą gamybos sistemą.
Kaip apskaičiuoti vėjo malūno jėgą
Namų vėjo jėgainės, ypač tos, kurios pagamintos su savo rankomis, dar neturėjo nustebinti didelės galios žmonių. Tai suprantama. Tik įsivaizduojame masyvų 8-10 m aukščio stiebą su generatoriumi, turinčiu daugiau kaip 3 m sraigto mentes, ir tai nėra galingiausias įrenginys. Tik apie 2 kW.
Tokios galios vėjo jėgainių aptarnavimui naudojami sraigtasparniai ir specialistų komandos, kurių skaičius siekia iki dešimties. Norėdami apskaičiuoti tokią elektrinę, dalyvauja dar didesnis atlikėjų skaičius.
Apskritai, jei pasitikite standartine lentele, rodančia vėjo generatoriaus galios santykį ir reikiamą sraigto mentės intervalą, yra kažkas, ką reikia nustebinti. Pagal lentelę 10 m vėjo malūnui reikalingas 2 metrų sraigtas.
500 vatų konstrukcijai reikalingas 14 m skersmens varžtas, šiuo atveju ašmenų intervalo parametras priklauso nuo jų skaičiaus. Kuo didesni peiliai, tuo mažesnis sūpynės.
Tačiau tai tik teorija, nes vėjo greitis neviršija 4 m / s. Praktiškai viskas yra šiek tiek kitokia, o vidaus įrengimo galia, kuri iš tikrųjų veikia ilgą laiką, niekada neviršijo 500 vatų.
Todėl galios pasirinkimas paprastai yra ribojamas 250–500 W diapazonu, o vidutinis vėjo greitis yra 6-8 m / s.
Vėjo energijos sistemos galios priklausomybės nuo darbinio sraigto skersmens ir ašmenų skaičiaus lentelė. Ši lentelė gali būti naudojama skaičiavimams, tačiau atsižvelgiant į jo sudarymą pagal vėjo greičio parametrą iki 4 m / s (+)
Iš teorinės pozicijos vėjo jėgainės galia vertinama pagal formulę:
N = p * s * v3/2,
kur:
- p - oro masių tankis;
- S - bendras oro sraigto ašmenų plotas;
- V - oro greitis;
- N - oro srauto greitis.
Kadangi N yra parametras, kuris drastiškai veikia vėjo generatoriaus galią, tikrasis įrenginio pajėgumas bus artimas apskaičiuotai vertei N.
Varžtų vėjo turbinų skaičiavimas
Projektuojant vėjo malūną paprastai naudojami du varžtų tipai:
- sparnuotas - sukimasis horizontalioje plokštumoje;
- Savoniaus rotorius, Darier rotorius - sukimasis vertikalioje plokštumoje.
Varžtų su rotacija bet kurioje plokštumoje projektą galima apskaičiuoti pagal šią formulę:
Z = L * W / 60 / V
kur:
- Z - varžto greitis (mažas greitis);
- L - apskritimo ašmenimis apibūdinto ilgio dydis;
- W - varžto greitis (dažnis);
- V - oro srauto greitis.
Pagal šią formulę galite lengvai apskaičiuoti apsisukimų skaičių W - sukimosi greitį.
Tai atrodo kaip varžtas, vadinamas „Rotor Daria“. Ši sraigto versija laikoma veiksminga gaminant mažų pajėgumų ir dydžio vėjo turbinas. Varžtų skaičiavimas turi tam tikrų savybių
Darbiniame greičio ir vėjo greičio santykyje galima rasti tinkle esančias lenteles. Pavyzdžiui, kai varžtas su dviem peiliais ir Z = 5, toks ryšys tinka:
| Peilių skaičius | Greičio laipsnis | Vėjo greitis m / s |
| 2 | 5 | 330 |
Be to, vienas svarbiausių vėjo jėgainės varžto rodiklių yra žingsnis.
Šis parametras gali būti nustatytas naudojant formulę:
H = 2πR * tg α,
kur:
- 2π - pastovus (2 * 3,14);
- R - ašmenimis apibūdintas spindulys;
- tg α - sekcijos kampas.
Papildoma informacija apie ašmenų formos ir skaičiaus pasirinkimą, taip pat jų gamybos instrukcijos pateiktos šį straipsnį.
Vėjo jėgainių generatorių pasirinkimas
Turint apskaičiuotą sraigto greičio (W) vertę, gautą pagal aukščiau pateiktą metodą, jau galite pasirinkti (padaryti) atitinkamą generatorių.
Pavyzdžiui, kai greitis yra Z = 5, ašmenų skaičius yra 2, o greitis - 330 aps./min. Vėjo greitis 8 m / s. generatoriaus galia turėtų būti apie 300 vatų.
Generatoriaus vėjo elektrinė „skyriuje“. Vienas iš galimų namų vėjo energijos sistemos generatoriaus dizaino pavyzdžių kopija, surinkta atskirai
Su tokiais parametrais variklis, naudojamas modernių elektrinių dviračių statybai, gali būti tinkamas pasirinkimas kaip namų ūkio vėjo jėgainės generatorius. Tradicinis pavadinimas yra ciklo variklis (pagamintas Kinijoje).
Atrodo, kad jis yra elektros ciklo variklis, kurio pagrindu siūloma gaminti namų vėjo malūną. Dviračių variklio konstrukcija idealiai tinka įgyvendinti mažai arba visai neįvertinus ir tobulinant. Tačiau jų galia yra maža
Elektrinio ciklo variklio charakteristikos yra tokios:
| Parametras | Reikšmės |
| Įtampa, V | 24 |
| Galia W | 250-300 |
| Sukimosi greitis, aps./min | 200-250 |
| Sukimo momentas Nm | 25 |
Teigiamas velomotorių bruožas yra tas, kad praktiškai jų nereikia perrašyti. Jie buvo konstruktyviai sukurti kaip elektriniai varikliai, turintys mažą apsisukimą ir gali būti sėkmingai naudojami vėjo generatoriams.
Vėjo malūno gamybai naudoti automobilio generatorių arba rinkti skalbimo mašina.
Mokesčių valdiklio skaičiavimas ir parinkimas
Akumuliatoriaus įkrovos valdiklis reikalingas bet kokio tipo vėjo jėgainei, įskaitant namų ūkio struktūrą.
Šio įrenginio skaičiavimas sumažinamas iki prietaiso elektros grandinės parinkimo, kuris atitiktų apskaičiuotus vėjo sistemos parametrus.
Iš šių pagrindinių parametrų:
- generatoriaus vardinė ir maksimali įtampa;
- didžiausią galimą generatoriaus galią;
- maksimaliai įkraunama akumuliatoriaus įkrovimo srovė;
- akumuliatoriaus įtampa;
- aplinkos temperatūra;
- aplinkos drėgmės lygis.
Remiantis pateiktais parametrais, yra įkrovimo valdiklio sąranka su savo rankomis arba pasirinkto prietaiso pasirinkimu.
Akumuliatoriaus įkrovos valdiklis, naudojamas kaip vėjo jėgainės dalis. Prietaisas yra pramoninis gamintojas, pasirenkantis, kuriam tikslui reikia kruopščiai ištirti technines charakteristikas, kad būtų galima tiksliai koordinuoti esamą sistemą
Žinoma, pageidautina pasirinkti (arba surinkti) įrenginį, kurio grandinė sudarytų lengvo paleidimo funkciją silpnų oro srautų sąlygomis. Taip pat sveikintinas valdiklis, skirtas veikti su skirtingų įtampų baterijomis (12, 24, 48 voltų).
Galiausiai, apskaičiuojant (suderinant) valdiklio grandinę, rekomenduojama nepamiršti tokios funkcijos kaip inverterio valdymo.
Sistemos akumuliatoriaus pasirinkimas
Praktiškai naudojamos įvairios baterijos ir beveik visos jos yra tinkamos naudoti kaip vėjo energijos sistemos dalis. Bet jūs vis tiek turite atlikti konkretų pasirinkimą. Priklausomai nuo vėjo jėgainių sistemos parametrų, akumuliatorius parenkamas pagal įtampą, talpą, įkrovimo sąlygas.
Tradiciniai namų vėjo jėgainių komponentai yra klasikinės rūgšties švino baterijos. Jie praktikoje parodė gerus rezultatus. Be to, šio tipo baterijos kaina yra priimtinesnė, palyginti su kitais tipais.
Švino rūgšties akumuliatoriai yra ypač nepretenzingi įkrovimo / iškrovimo sąlygoms, tačiau nepriimtina juos įtraukti į sistemą be valdiklio.
Akumuliatoriaus namų vėjo generatorius. Neturint geriausio valdymo būdo, atsižvelgiant į laidų ir saugojimo reikalavimų chaosą. Esant tokiai energijos kaupimo sistemai, nebūtina pasikliauti jų ilgalaikiais veiksmais.
Esant vėjo generatoriaus rinkiniui, profesionaliai atliktas įkrovimo valdiklis, turinti visavertę automatizavimo sistemą, AGM baterijų naudojimą arba helio.
Abiejų tipų energijos kaupikliai pasižymi didesniu efektyvumu ir ilgaamžiškumu, tačiau jie reikalauja aukštų įkrovimo sąlygų.
Tas pats pasakytina apie vadinamuosius helio tipo šarvuotus akumuliatorius. Tačiau šių baterijų pasirinkimas vidaus vėjo malūnui yra labai ribotas. Tačiau šių brangių baterijų tarnavimo laikas yra ilgiausias, palyginti su visais kitais tipais.
Šioms baterijoms taip pat priskiriamas svarbesnis įkrovimo / iškrovimo ciklas, tačiau jis turi būti naudojamas naudojant aukštos kokybės įkroviklį.
Namų vėjo malūnų keitiklio skaičiavimas
Turėtume nedelsiant padaryti išlygą: jei namų vėjo jėgainės konstrukcijoje yra vienas 12 voltų akumuliatorius, nėra prasmės įrengti inverterį ant tokios sistemos.
Vidutiniškai namų ūkių suvartojamos energijos kiekis yra ne mažesnis kaip 4 kW esant didžiausiam apkrovimui. Todėl daroma išvada: baterijų, skirtų tokiai galiai, skaičius turėtų būti ne mažesnis kaip 10 vienetų ir, pageidautina, esant 24 voltų įtampai. Tokiu skaičiumi baterijų jau yra tikslinga įdiegti keitiklį.
Mažas galios keitiklis (600 W), kuris gali būti naudojamas namų mažoms elektrinėms. Galima maitinti televizorių arba nedidelį šaldytuvą iš tokių 220 voltų įrenginių. Šviestuvo lempoje srovės nepakanka
Tačiau norint užtikrinti 10 baterijų, kurių kiekvienos įtampa yra 24 W, ir siekiant išlaikyti stabilų jų įkrovimą, reikės bent 2-3 kW talpos vėjo malūno. Akivaizdu, kad namų ūkio nepretenzingų dizainų atveju tokia galia yra ne traukti.
Tačiau inverterio galią galima apskaičiuoti taip:
- Apibendrinkite visų vartotojų galias.
- Nustatykite vartojimo laiką.
- Nustatykite didžiausią apkrovą.
Konkrečiu pavyzdžiu tai atrodys taip.
Leiskite pakrauti buitinius elektros prietaisus: apšvietimo lempas - 3 vnt. 40 W, TV imtuvas 120 W, kompaktiškas 200 W šaldytuvas. Apibendriname galingumą: 3 * 40 + 120 + 200 ir gauname 440 W galios.
Nustatykite vartotojų galią vidutiniškai 4 valandoms: 440 * 4 = 1760 W. Remiantis gauta galia vertė per vartojimo laiką, atrodo logiška pasirinkti inverterį iš tokių įrenginių, kurių išėjimo galia yra 2 kW.
Pagal šią vertę apskaičiuojamas reikalingo prietaiso srovės įtampos charakteristika: 2000 * 0,6 = 1200 V / A.
Klasikinė energijos, gautos iš vidaus tipo vėjo generatoriaus, atkūrimo ir paskirstymo schema. Tačiau norint užtikrinti tokį ilgą laiką naudojamų įrenginių skaičių, reikalingas pakankamai galingas įrenginys (+).
Iš tikrųjų, namų ūkių apkrova trijų žmonių šeimai, kurioje yra pilnavertė įranga su buitine technika, bus didesnė nei apskaičiuota pavyzdyje. Paprastai ir atsižvelgiant į apkrovos laiką, parametras viršija 4 valandas. Todėl vėjo energijos keitikliui reikės galingesnio.
Preliminarus vėjo malūno skaičiavimas yra naudingas ne tik savarankiškai. Norint nustatyti optimalius parametrus, būtina pasirinkti vėjo turbiną.
Išvados ir naudingas vaizdo įrašas tema
Vaizdo įraše pateikiami šaltinių duomenų analizės ir formulių taikymo būdai:
Bet kuriuo atveju būtina naudoti apskaičiuotus duomenis. Nesvarbu, ar tai yra pramoninė elektrinė, ar gaminama vidaus sąlygomis, kiekvieno mazgo skaičiavimas visada apima maksimalų įrenginio efektyvumą ir, svarbiausia, eksploatavimo saugumą.
Preliminarūs skaičiavimai nustato projekto įgyvendinamumą, padeda nustatyti, kaip brangus ar ekonomiškas projektas.
Ar turite patirties sprendžiant tokias problemas? Arba turite klausimų šiuo klausimu? Pasidalinkite savo gebėjimais apskaičiuoti ir projektuoti vėjo generatorių. Galite palikti komentarus ir užduoti klausimus žemiau esančioje formoje.
