Esistono due tipi di pale eoliche in base alla rigidità: rigide e a vela.

Pale rigide per turbine eoliche

I rotori possono essere realizzati con pale di vari materiali e diversi gradi di rigidità. Le installazioni di design industriale classico utilizzano materiali rigidi. Ciò consente di stabilizzare nel tempo i parametri operativi dei prodotti, garantire la ripetibilità delle caratteristiche degli aerogeneratori e aumentare la vita delle pale del rotore, poiché una superficie rigida è in grado di resistere meglio agli effetti dell'ambiente esterno.

Il vento trasporta particelle di polvere, pioggia dall'alto e grandine. La superficie delle ali, prodotta in serie da varie aziende con materiali rigidi appropriati, mantiene la sua forma e la qualità della superficie per tutta la vita del prodotto.

Non dimenticare che la resistenza dell'ala nel flusso d'aria dipende da quanto è liscia la superficie dell'ala, specialmente ad alte velocità del rotore. Il profilo dell'ala è calcolato in modo tale da ottenere la massima efficienza del vento e l'influenza esterna riduce questa efficienza.

Pertanto, per la produzione di pale rigide per turbine eoliche, le imprese utilizzano varie materie plastiche, metallo e legno di composizione, lavorate in modo speciale.

Generatore eolico a vela

La principale differenza tra le pale a vela è il costo molto più basso del materiale, la facilità di fabbricazione e riparazione. Questi vantaggi attirano molti che realizzano un generatore eolico con le proprie mani.

Il materiale può essere tessuto, compensato, lamiere sottili e altri prodotti adatti per la casa e facili da maneggiare da un negozio di ferramenta. Quali altre caratteristiche positive attraggono i costruttori di turbine eoliche?

La caratteristica più importante è l'ampia superficie di lavoro totale delle pale della vela. Il fatto è che un generatore eolico a vela può avviarsi e fornire energia a basse velocità del vento, meno di mezzo metro al secondo. Naturalmente la pala della vela, per la sua forma non aerodinamica, ridurrà l'efficienza del lavoro all'aumentare della velocità di rotazione, ma il compito in questo caso è selezionare proprio l'energia del vento debole che prevale alle medie latitudini . E il rotore di questo tipo affronta questo compito meglio degli altri, poiché il principio del suo funzionamento differisce dal principio di un rotore con un'ala rigida.

Sopra nel testo c'era scritto "il profilo alare è calcolato in modo da ottenere la massima efficienza". Ma il problema è che semplicemente non c'è la massima efficienza, ma c'è la massima efficienza in determinate condizioni, come la velocità di movimento nel flusso d'aria e l'angolo di attacco. Pertanto, per ottenere il valore di efficienza desiderato, è necessario che la pala rigida raggiunga la velocità vettoriale totale relativa al flusso d'aria, di cui si è tenuto conto nel calcolo del profilo alare. E fino a quel momento, la lama funziona in modo estremamente inefficiente. Ed è proprio di questo difetto che viene privato il rotore a vela.

Costi di fabbricazione delle pale delle turbine eoliche

Considera cosa includono i costi di produzione di rotori rigidi e a vela.

Poiché il normale funzionamento di un rotore rigido comporta un'elevata velocità di rotazione, è chiaro che al profilo della pala vengono imposti requisiti maggiori. Ciò porta ad un aumento del costo di materiali di alta qualità e attrezzature costose.

I rotori a vela ruotano a bassa velocità, così puoi risparmiare sulla forma e sulla finitura superficiale. Ma la bassa velocità porta a un altro problema. La potenza della corrente elettrica generata dal generatore dipende direttamente dalla velocità di rotazione del rotore. Più velocemente ruota il rotore, più energia viene generata.

Questo problema può essere risolto in due modi: collegando il generatore tramite un moltiplicatore ad ingranaggi ad alta efficienza o utilizzando uno speciale generatore a bassa velocità.

Entrambe le opzioni sono piuttosto costose, ma la seconda è preferibile, perché non importa quanto sia alta l'efficienza del cambio, non può raggiungere il 100% e parte dell'energia andrà persa.

Pertanto, la domanda su quale turbina eolica costerà di più da produrre può essere risolta come segue.

Se hai intenzione di metterlo a medie latitudini, dove la velocità media annuale del vento non supera i 4 m / s, un'ala rigida costerà di più, poiché in media il rotore non funzionerà normalmente. Ma in realtà, starà semplicemente in piedi per più tempo, poiché non sarà in grado di iniziare.

Una turbina eolica a vela, nel peggiore dei casi, fornirà energia quasi costantemente, perché. 4 m / s per lei, anche se non alta, ma una velocità abbastanza adatta.

Materiali delle pale delle turbine eoliche

Per la produzione di rotori rigidi, attualmente vengono utilizzati attivamente metallo, vetro e fibra di carbonio. A volte le lame vengono stampate su stampanti 3D che sono state ampiamente utilizzate negli ultimi tempi.

Quando si crea un rotore a vela, vengono utilizzati tutti i tipi di tessuti moderni: NewSkytex, Toray, Cuben, Gelvenor, Sofly e altri.

Nel caso di utilizzo di un generatore a bassa velocità, non è necessaria una velocità di rotazione elevata. In questo caso è necessario prevedere dispositivi per la regolazione del passo della vite.

La Russia ha una doppia posizione per quanto riguarda le risorse di energia eolica. Da un lato, a causa della vasta superficie totale e dell'abbondanza di zone pianeggianti, il vento è generalmente abbondante e per lo più uniforme. I nostri venti sono invece prevalentemente a basso potenziale, lenti, vedi fig. Sul terzo, nelle zone scarsamente popolate, i venti sono violenti. Sulla base di ciò, il compito di avviare un generatore eolico nella fattoria è abbastanza rilevante. Ma, per decidere se acquistare un dispositivo abbastanza costoso, o realizzarlo da soli, è necessario riflettere attentamente su quale tipo (e ce ne sono molti) per quale scopo scegliere.

Concetti basilari

1. KIEV - fattore di utilizzo dell'energia eolica. Se per il calcolo viene utilizzato un modello meccanicistico di vento piatto (vedi sotto), è uguale all'efficienza del rotore di un impianto eolico (APU).
2. Efficienza - efficienza end-to-end dell'APU, dal vento in arrivo ai terminali del generatore elettrico o alla quantità di acqua pompata nel serbatoio.
3. La velocità minima di funzionamento del vento (MPS) è la velocità alla quale il mulino a vento inizia a fornire corrente al carico.
4. La velocità massima consentita del vento (MPS) è la velocità alla quale si interrompe la produzione di energia: l'automazione spegne il generatore, o mette il rotore in una banderuola, o lo piega e lo nasconde, oppure il rotore si ferma, o l'APU semplicemente crolla.
5. Velocità del vento iniziale (CWS): a questa velocità, il rotore è in grado di girare senza carico, ruotare ed entrare nella modalità operativa, dopodiché il generatore può essere acceso.
6. Velocità di avviamento negativa (OSS): significa che l'APU (o turbina eolica - centrale eolica, o WEA, centrale eolica) richiede uno spin-up obbligatorio da una fonte di energia esterna per avviarsi a qualsiasi velocità del vento.
7. Momento iniziale (iniziale): la capacità del rotore, rallentato forzatamente nel flusso d'aria, di creare una coppia sull'albero.
8. Turbina eolica (VD) - parte dell'APU dal rotore all'albero del generatore o della pompa o altro consumatore di energia.
9. Generatore eolico rotativo - APU, in cui l'energia eolica viene convertita in coppia sull'albero della presa di forza ruotando il rotore nel flusso d'aria.
10. L'intervallo di velocità operativa del rotore è la differenza tra MDS e MRS durante il funzionamento a carico nominale.
11. Mulino a vento a bassa velocità: in esso la velocità lineare delle parti del rotore nel flusso non supera significativamente la velocità del vento o al di sotto di essa. La prevalenza dinamica del flusso viene convertita direttamente in spinta della pala.
12. Mulino a vento ad alta velocità: la velocità lineare delle pale è significativamente (fino a 20 o più volte) superiore alla velocità del vento e il rotore forma la propria circolazione d'aria. Il ciclo di conversione dell'energia del flusso in spinta è complesso.

Appunti:

1. Le APU a bassa velocità, di norma, hanno un CIEV inferiore rispetto a quelle ad alta velocità, ma hanno una coppia di spunto sufficiente per far girare il generatore senza scollegare il carico e zero TCO, ovvero zero. assolutamente autoaccensione e applicabile con i venti più leggeri.
2. Lentezza e velocità sono concetti relativi. Un mulino a vento domestico a 300 giri / min può essere APU a bassa velocità e potente del tipo EuroWind, da cui stanno guadagnando i campi di parchi eolici, parchi eolici (vedi Fig.) e i cui rotori fanno circa 10 giri / min - alto- velocità, perché. con un tale diametro, la velocità lineare delle pale e la loro aerodinamica sulla maggior parte della campata sono piuttosto "aeroplani", vedi sotto.

Quale generatore è necessario?

Un generatore elettrico per un mulino a vento domestico deve generare elettricità in un'ampia gamma di velocità di rotazione e avere la capacità di avviarsi automaticamente senza automazione e fonti di alimentazione esterne. Nel caso di utilizzo di un'APU con OSS (mulini a vento con spin-up), che, di regola, hanno KIEV ed efficienza elevati, essa deve essere anche reversibile, cioè essere in grado di lavorare come un motore. Con potenze fino a 5 kW, questa condizione è soddisfatta da macchine elettriche a magneti permanenti a base di niobio (supermagneti); su magneti in acciaio o ferrite, puoi contare su non più di 0,5-0,7 kW.

Nota: gli alternatori asincroni o gli alternatori a collettore con statore non magnetizzato non sono affatto adatti. Con una diminuzione della forza del vento, "usciranno" molto prima che la sua velocità scenda a MRS, quindi non si avvieranno da soli.

Un ottimo "cuore" dell'APU con una potenza da 0,3 a 1-2 kW è ottenuto da un alternatore con raddrizzatore incorporato; la maggior parte di loro lo sono ora. In primo luogo, mantengono la tensione di uscita di 11,6-14,7 V in una gamma abbastanza ampia di velocità senza stabilizzatori elettronici esterni. In secondo luogo, i gate di silicio si aprono quando la tensione sull'avvolgimento raggiunge circa 1,4 V e prima il generatore "non vede" il carico. Per fare ciò, il generatore deve essere già abbastanza ben disteso.

Nella maggior parte dei casi, l'oscillatore può essere collegato direttamente, senza trasmissione ad ingranaggi o cinghia, all'albero ad alta velocità HP selezionando la velocità scegliendo il numero di lame, vedi sotto. I "Fast-walker" hanno una coppia di spunto piccola o nulla, ma il rotore, anche senza scollegare il carico, avrà abbastanza tempo per girare prima che le valvole si aprano e il generatore fornisca corrente.

Scelta nel vento

Prima di decidere quale generatore eolico realizzare, decidiamo sull'aerologia locale. in grigio-verdastro aree (senza vento) della mappa del vento, almeno un certo senso proverrà solo da una turbina eolica a vela(e ne parleremo più avanti). Se hai bisogno di un'alimentazione costante, dovrai aggiungere un booster (raddrizzatore con stabilizzatore di tensione), caricabatterie, batteria potente, inverter 12/24/36/48 VDC a 220/380 VAC 50 Hz. Una tale economia costerà non meno di $ 20.000 ed è improbabile che sarà possibile rimuovere una potenza a lungo termine superiore a 3-4 kW. In generale, con un desiderio inesorabile di energia alternativa, è meglio cercarne un'altra fonte.

In luoghi giallo-verdi, leggermente ventosi, se hai bisogno di elettricità fino a 2-3 kW, puoi assumere tu stesso un generatore eolico verticale a bassa velocità. Sono stati sviluppati innumerevoli e ci sono design che, in termini di KIEV ed efficienza, non sono quasi inferiori alle "lame" di fabbricazione industriale.

Se hai intenzione di acquistare una turbina eolica per la tua casa, allora è meglio puntare su un mulino a vento con rotore a vela. Ci sono molte controversie, e in teoria non è ancora tutto chiaro, ma funzionano. Nella Federazione Russa, a Taganrog vengono prodotte "barche a vela" con una capacità di 1-100 kW.

Nelle regioni rosse, ventose, la scelta dipende dalla potenza richiesta. Nell'intervallo 0,5-1,5 kW, sono giustificate le "verticali" fatte da sé; 1,5-5 kW - acquistate "barche a vela". È possibile acquistare anche "Vertical", ma costerà più dell'APU dello schema orizzontale. E, infine, se hai bisogno di un mulino a vento con una potenza di 5 kW o più, allora devi scegliere tra "lame" acquistate orizzontali o "barche a vela".

Nota: molti produttori, in particolare il secondo livello, offrono kit di parti da cui è possibile assemblare da soli un generatore eolico con una potenza fino a 10 kW. Un tale set costerà il 20-50% in meno rispetto a uno già pronto con l'installazione. Ma prima di acquistare, è necessario studiare attentamente l'aerologia del sito di installazione previsto, quindi selezionare il tipo e il modello appropriati in base alle specifiche.

A proposito di sicurezza

Parti di una turbina eolica per uso domestico in funzione possono avere una velocità lineare superiore a 120 e anche 150 m / s, e un pezzo di qualsiasi materiale solido del peso di 20 g, che vola a una velocità di 100 m / s, con un "successo" colpito, uccide sul colpo un uomo sano. Una lastra di acciaio o plastica dura di 2 mm di spessore, che si muove ad una velocità di 20 m/s, la taglia a metà.

Inoltre, la maggior parte dei mulini a vento oltre i 100 watt sono piuttosto rumorosi. Molti generano fluttuazioni della pressione dell'aria a frequenza ultra bassa (meno di 16 Hz) - infrasuoni. Gli infrasuoni sono impercettibili, ma dannosi per la salute e si diffondono molto lontano.

Nota: alla fine degli anni '80, ci fu uno scandalo negli Stati Uniti: il più grande parco eolico del paese a quel tempo doveva essere chiuso. Gli indiani della riserva, a 200 km dal campo della sua APU, hanno dimostrato in tribunale che i disturbi di salute che sono aumentati notevolmente in loro dopo la messa in servizio del parco eolico erano dovuti ai suoi infrasuoni.

Per i suddetti motivi, l'installazione delle APU è consentita ad una distanza di almeno 5 delle loro altezze dagli edifici residenziali più vicini. Nei cantieri delle abitazioni private è possibile installare mulini a vento di produzione industriale, opportunamente certificati. In genere è impossibile installare APU sui tetti: durante il loro funzionamento, anche per quelli a bassa potenza, si verificano carichi meccanici alternati che possono causare risonanza della struttura dell'edificio e la sua distruzione.

Nota: l'altezza dell'APU è il punto più alto del disco spazzato (per rotori a pale) o figura geometrica (per APU verticali con rotore sul polo). Se l'albero dell'APU o l'asse del rotore sporgono ancora più in alto, l'altezza viene calcolata in base alla loro parte superiore: la parte superiore.

Vento, aerodinamica, KIEV

Un generatore eolico fatto in casa obbedisce alle stesse leggi della natura di un generatore eolico fatto in fabbrica calcolato su un computer. E il fai-da-te deve comprendere molto bene le basi del suo lavoro: molto spesso non ha a disposizione costosi materiali ultramoderni e attrezzature tecnologiche. L'aerodinamica dell'APU è davvero difficile ...

Vento e KIEV

Per calcolare le APU seriali di fabbrica, le cosiddette. modello di vento meccanicistico piatto. Si basa sulle seguenti ipotesi:

• La velocità e la direzione del vento sono costanti all'interno della superficie effettiva del rotore.
• L'aria è un mezzo continuo.
• La superficie effettiva del rotore è uguale all'area spazzata.
• L'energia del flusso d'aria è puramente cinetica.

In tali condizioni, l'energia massima di un volume d'aria unitario viene calcolata secondo la formula scolastica, assumendo che la densità dell'aria in condizioni normali sia 1,29 kg * cu. m. A una velocità del vento di 10 m / s, un cubo d'aria trasporta 65 J e da un quadrato della superficie effettiva del rotore è possibile, con un'efficienza del 100% dell'intera APU, rimuovere 650 W. Questo è un approccio molto semplicistico: tutti sanno che il vento non è perfettamente uniforme. Ma questo deve essere fatto per garantire la ripetibilità dei prodotti, una cosa comune nella tecnologia.

Il modello flat non va ignorato, fornisce un chiaro minimo di energia eolica disponibile. Ma l'aria, in primo luogo, è comprimibile e, in secondo luogo, è molto fluida (la viscosità dinamica è di soli 17,2 μPa * s). Ciò significa che il flusso può fluire attorno all'area spazzata, riducendo la superficie effettiva e il KIEV, che è più spesso osservato. Ma in linea di principio è possibile anche la situazione inversa: il vento scorre verso il rotore e l'area della superficie effettiva risulta quindi maggiore di quella spazzata, e KIEV è maggiore di 1 rispetto a quello per un vento piatto .

Facciamo due esempi. Il primo è uno yacht da diporto, piuttosto pesante, lo yacht può andare non solo controvento, ma anche più veloce di lui. Il vento si intende esterno; il vento apparente deve essere ancora più veloce, altrimenti come tirerà la nave?

Il secondo è un classico della storia dell'aviazione. Nei test del MIG-19, si è scoperto che l'intercettore, che era una tonnellata più pesante di un caccia di prima linea, accelera più velocemente. Con gli stessi motori nella stessa cellula.

I teorici non sapevano cosa pensare e dubitava seriamente della legge di conservazione dell'energia. Alla fine, si è scoperto che il punto era il cono della carenatura del radar che sporgeva dalla presa d'aria. Dalla punta al guscio, apparve una tenuta d'aria, come se la trascinasse dai lati ai compressori del motore. Da allora, le onde d'urto si sono affermate in teoria come utili e le fantastiche prestazioni di volo dei moderni velivoli sono dovute in gran parte al loro abile uso.

Aerodinamica

Lo sviluppo dell'aerodinamica è solitamente diviso in due epoche: prima di N. G. Zhukovsky e dopo. Il suo rapporto "Sui vortici allegati" del 15 novembre 1905 segnò l'inizio di una nuova era nell'aviazione.

Prima di Zhukovsky, volavano su vele piatte: si credeva che le particelle del flusso in arrivo dessero tutto il loro slancio al bordo d'attacco dell'ala. Ciò ha permesso di eliminare immediatamente la quantità vettoriale - il momento della quantità di moto - che generava matematica furiosa e molto spesso non analitica, passare a relazioni scalari puramente energetiche molto più convenienti e infine ottenere il campo di pressione calcolato sul piano portante , più o meno simile a quello attuale.

Un tale approccio meccanicistico ha permesso di creare dispositivi che potrebbero, come minimo, prendere il volo e volare da un luogo all'altro, senza necessariamente schiantarsi a terra da qualche parte lungo il percorso. Ma il desiderio di aumentare la velocità, la capacità di carico e altre qualità di volo rivelava sempre di più l'imperfezione della teoria aerodinamica originale.

L'idea di Zhukovsky era la seguente: l'aria attraversa un percorso diverso lungo le superfici superiore e inferiore dell'ala. Dalla condizione di media continuità (le bolle di vuoto non si formano nell'aria da sole), ne consegue che le velocità dei flussi superiore ed inferiore che scendono dal bordo d'uscita devono differire. A causa della viscosità dell'aria, anche se piccola, ma finita, dovrebbe formarsi un vortice a causa della differenza di velocità.

Il vortice ruota, e la legge di conservazione della quantità di moto, immutabile come la legge di conservazione dell'energia, vale anche per le grandezze vettoriali, cioè deve tenere conto della direzione del movimento. Pertanto, immediatamente, sul bordo di uscita, dovrebbe formarsi un vortice di rotazione opposta con la stessa coppia. Per quello? A causa dell'energia generata dal motore.

Per la pratica dell'aviazione, ciò significò una rivoluzione: scegliendo il profilo alare appropriato, era possibile lanciare un vortice attaccato attorno all'ala sotto forma di una circolazione Г, aumentandone la portanza. Cioè, spendendo una parte, e per alte velocità e carichi alari - gran parte della potenza del motore, puoi creare un flusso d'aria attorno al dispositivo, che ti consente di ottenere migliori qualità di volo.

Ciò ha reso l'aviazione aeronautica, e non una parte dell'aeronautica: ora l'aereo potrebbe creare l'ambiente necessario per il volo e non essere più un giocattolo delle correnti d'aria. Tutto ciò di cui hai bisogno è un motore più potente e sempre più potente ...

Ancora KIEV

Ma il mulino a vento non ha un motore. Lui, al contrario, deve prendere energia dal vento e donarla ai consumatori. E qui viene fuori: ha tirato fuori le gambe, la coda si è bloccata. Lasciano troppa poca energia eolica nella circolazione del rotore: sarà debole, la spinta della pala sarà piccola e KIEV e potenza saranno bassi. Diamo molto per la circolazione: il rotore girerà come un matto al minimo con vento leggero, ma i consumatori ottengono di nuovo un po': hanno dato un piccolo carico, il rotore ha rallentato, il vento ha interrotto la circolazione e il rotore si è fermato.

La legge di conservazione dell'energia fornisce la "media aurea" proprio nel mezzo: diamo il 50% dell'energia al carico e per il restante 50% ruotiamo il flusso in modo ottimale. La pratica conferma le ipotesi: se l'efficienza di una buona elica di traino è del 75-80%, il KIEV di un rotore a pale, anch'esso accuratamente calcolato e soffiato in galleria del vento, raggiunge il 38-40%, ovvero fino alla metà di quanto si può ottenere con un eccesso di energia.

Modernità

Oggi l'aerodinamica, armata della matematica e dei computer moderni, si sta allontanando sempre più dalla semplificazione inevitabile dei modelli a una descrizione accurata del comportamento di un corpo reale in un flusso reale. E qui, oltre alla linea generale: potenza, potenza e ancora una volta potenza! – si scoprono vie secondarie, ma promettono solo con una quantità limitata di energia che entra nel sistema.

Il famoso aviatore alternativo Paul McCready ha creato un aeroplano negli anni '80, con due motori da una motosega da 16 CV. mostrando 360 km/h. Inoltre, il suo telaio era un triciclo non retrattile e le ruote erano prive di carenature. Nessuna delle macchine di McCready è andata in linea e non era in servizio di combattimento, ma due - una con motori a pistoni ed eliche e l'altra a reazione - per la prima volta nella storia hanno fatto il giro del mondo senza atterrare su una stazione di servizio.

Anche le vele che hanno dato origine all'ala originale sono state notevolmente influenzate dallo sviluppo della teoria. L'aerodinamica "live" ha permesso agli yacht di avere un vento di 8 nodi. sostare su aliscafi (vedi fig.); per disperdere un tale hulk alla velocità desiderata con un'elica, è necessario un motore di almeno 100 CV. I catamarani da regata con lo stesso vento vanno a una velocità di circa 30 nodi. (55 km/h).

Ci sono anche reperti del tutto non banali. Gli appassionati dello sport più raro ed estremo - il base jumping - che indossano una tuta alare apecial, tuta alare, volano senza motore, manovrando a una velocità superiore ai 200 km/h (fig. a destra), per poi atterrare dolcemente in una luogo preselezionato. In quale fiaba le persone volano da sole?

Anche molti misteri della natura sono stati risolti; in particolare, il volo di un coleottero. Secondo l'aerodinamica classica, non è in grado di volare. Proprio come l'antenato dell'F-117 "stealth" con la sua ala a forma di diamante, non è nemmeno in grado di prendere il volo. E il MIG-29 e il Su-27, che possono volare prima di coda per qualche tempo, non si adattano affatto a nessuna idea.

E perché, allora, quando si tratta di turbine eoliche, non un divertimento e non uno strumento di distruzione del proprio genere, ma una fonte di una risorsa vitale, è d'obbligo ballare dalla teoria dei flussi deboli con il suo modello di vento piatto? Non c'è davvero modo di andare oltre?

Cosa aspettarsi da un classico?

Tuttavia, i classici non dovrebbero essere abbandonati in ogni caso. Fornisce una base senza appoggiarsi su cui non si può salire più in alto. Proprio come la teoria degli insiemi non cancella la tabellina e la cromodinamica quantistica non fa volare le mele dagli alberi.

Quindi, cosa puoi aspettarti dall'approccio classico? Diamo un'occhiata alla foto. Sinistra - tipi di rotori; sono rappresentati in modo condizionale. 1 - giostra verticale, 2 - verticale ortogonale (turbina eolica); 2-5 - rotori a pale con diverso numero di pale con profili ottimizzati.

A destra dell'asse orizzontale c'è la velocità relativa del rotore, cioè il rapporto tra la velocità lineare della pala e la velocità del vento. Verticalmente in alto - KIEV. E giù - ancora, la coppia relativa. Una coppia singola (100%) è considerata quella che crea un rotore decelerato forzatamente nel flusso con KIEV al 100%, cioè quando tutta l'energia del flusso viene convertita in forza di rotazione.

Questo approccio ci consente di trarre conclusioni di vasta portata. Ad esempio il numero di lame va scelto non solo e non tanto in base alla velocità di rotazione desiderata: 3 e 4 lame perdono subito molto in termini di KIEV e coppia rispetto a 2 e 6 lame che funzionano bene all'incirca nella stessa gamma di velocità. E il carosello e l'ortogonale esteriormente simili hanno proprietà fondamentalmente diverse.

In generale, è opportuno privilegiare i rotori a pale, tranne nei casi in cui sia richiesta estrema economicità, semplicità, autoaccensione senza manutenzione senza automazione, ed è impossibile salire sull'albero.

Nota: parleremo in particolare dei rotori a vela: non sembrano adattarsi ai classici.

Linee verticali

Le APU ad asse di rotazione verticale hanno un innegabile vantaggio per la vita di tutti i giorni: i loro componenti che necessitano di manutenzione sono concentrati nella parte inferiore e non c'è bisogno di sollevarli. Rimane, e anche allora non sempre, un cuscinetto reggispinta autoallineante, ma è forte e durevole. Pertanto, quando si progetta un semplice generatore eolico, la selezione delle opzioni deve iniziare con le verticali. I loro tipi principali sono mostrati in fig.

Sole

Nella prima posizione - il più semplice, più spesso chiamato rotore di Savonius. In effetti, fu inventato nel 1924 in URSS da Ya. A. e A. A. Voronin, e l'industriale finlandese Sigurd Savonius si appropriò spudoratamente dell'invenzione, ignorando il certificato di copyright sovietico, e iniziò la produzione di massa. Ma l'introduzione dell'invenzione nel destino significa molto, quindi noi, per non smuovere il passato e non turbare le ceneri dei morti, chiameremo questo mulino il rotore Voronin-Savonius, o in breve, il Sole.

VS per un fai-da-te fa bene a tutti, fatta eccezione per la "locomotiva" KIEV nel 10-18%. Tuttavia, in URSS è stato fatto molto lavoro su di esso e ci sono sviluppi. Di seguito considereremo un design migliorato, non molto più complicato, ma secondo KIEV, dà delle probabilità alle lame.

Nota: un BC a due lame non gira, ma sussulta; La 4 lame è solo leggermente più liscia, ma perde molto a KIEV. Per migliorare 4 "cavalli" il più delle volte si sviluppa su due piani: un paio di lame sotto e un'altra coppia, ruotata di 90 gradi orizzontalmente, sopra di esse. KIEV è preservato e i carichi laterali sulla meccanica si indeboliscono, ma quelli di flessione aumentano leggermente e con un vento superiore a 25 m/s, un tale APU ha un albero, ad es. senza un cuscinetto teso dai ragazzi sopra il rotore, "rompe la torre".

Daria

Il prossimo è il rotore Daria; KIEV - fino al 20%. È ancora più semplice: le lame sono costituite da un semplice elastico senza alcun profilo. La teoria del rotore Darrieus non è ancora ben sviluppata. È solo chiaro che inizia a distendersi per la differenza di resistenza aerodinamica della gobba e della tasca della cintura, e poi diventa come uno ad alta velocità, formando la propria circolazione.

La coppia è piccola e nelle posizioni di partenza del rotore parallela e perpendicolare al vento non esiste affatto, quindi l'autopromozione è possibile solo con un numero dispari di pale (ali?).

Il rotore Darrieus ha altre due cattive qualità. In primo luogo, durante la rotazione, il vettore di spinta della pala descrive una rivoluzione completa rispetto al suo focus aerodinamico, e non in modo fluido, ma a scatti. Pertanto, il rotore Darrieus rompe rapidamente la sua meccanica anche con vento piatto.

In secondo luogo, Daria non solo fa rumore, ma urla e strilla, al punto che il nastro si strappa. Ciò è dovuto alla sua vibrazione. E più lame, più forte è il ruggito. Quindi, se Darya è realizzato, allora è a due pale, realizzato con costosi materiali fonoassorbenti ad alta resistenza (carbonio, mylar) e un piccolo aereo viene utilizzato per girare nel mezzo del palo dell'albero.

ortogonale

Alla pos. 3 - rotore verticale ortogonale con pale profilate. Ortogonale perché le ali sporgono verticalmente. Il passaggio dal BC all'ortogonale è illustrato in Fig. sinistra.

L'angolo di installazione delle pale rispetto alla tangente al cerchio, a contatto con i fuochi aerodinamici delle ali, può essere positivo (nella figura) o negativo, a seconda della forza del vento. A volte le pale sono girevoli e su di esse vengono posizionati dei rubinetti, che trattengono automaticamente l'alfa, ma tali strutture spesso si rompono.

Il corpo centrale (blu in figura) permette di portare il KIEV quasi al 50%, in un ortogonale a tre pale, dovrebbe avere la forma di un triangolo nella sezione con i lati leggermente convessi e gli angoli arrotondati, e con una maggiore numero di lame, è sufficiente un semplice cilindro. Ma la teoria per l'ortogonale fornisce inequivocabilmente il numero ottimale di lame: devono essercene esattamente 3.

Ortogonale si riferisce a mulini a vento ad alta velocità con OSS, ad es. richiede necessariamente una promozione durante la messa in servizio e dopo la calma. Secondo lo schema ortogonale, vengono prodotte APU seriali esenti da manutenzione con una potenza fino a 20 kW.

Elicoide

Rotore elicoidale, o rotore Gorlov (pos. 4) - una specie di ortogonale che fornisce una rotazione uniforme; un ortogonale con ali dritte "lacrima" solo leggermente più debole di un aereo a due pale. La flessione delle lame lungo l'elicoide evita la perdita di KIEV a causa della loro curvatura. Sebbene la lama curva respinga parte del flusso senza utilizzarla, ne trascina anche una parte nella zona di massima velocità lineare, compensando le perdite. Gli elicoidi sono usati meno spesso di altri mulini a vento, perché. a causa della complessità della produzione, risultano essere più costosi di controparti di pari qualità.

Barile-barile

Per 5 pos. – rotore di tipo BC circondato da una pala di guida; il suo schema è mostrato in fig. sulla destra. Raramente trovato nel design industriale, tk. la costosa acquisizione di terreni non compensa l'aumento della capacità e il consumo di materiale e la complessità della produzione sono elevati. Ma un fai-da-te che ha paura del lavoro non è più un maestro, ma un consumatore, e se non servono più di 0,5-1,5 kW, allora per lui una "botte" è un bocconcino:

• Questo tipo di rotore è assolutamente sicuro, silenzioso, non crea vibrazioni e può essere installato ovunque, anche in un parco giochi.
• Piega la "cavalla" di zincato e salda il telaio dei tubi: il lavoro non ha senso.
• La rotazione è assolutamente uniforme, le parti meccaniche possono essere prelevate dal più economico o dalla spazzatura.
• Non ha paura degli uragani: il vento troppo forte non può spingere nel "barile"; intorno ad esso appare un bozzolo a vortice aerodinamico (incontreremo ancora questo effetto).
• E, soprattutto, poiché la superficie del "grab" è molte volte più grande di quella del rotore interno, KIEV può essere super-unità e la coppia a 3 m / s a ​​un "barile" di tre metri di diametro è tale che un generatore da 1 kW con un carico massimo, in quanto non è detto che sia meglio non contrarsi.

Video: generatore eolico Lenz

Negli anni '60 in URSS, E. S. Biryukov brevettò un'APU a carosello con KIEV 46%. Poco dopo, V. Blinov ha ottenuto il 58% dal progetto secondo lo stesso principio del KIEV, ma non ci sono dati sui suoi test. E i test su vasta scala delle forze armate di Biryukov sono stati eseguiti dallo staff della rivista Inventor and Rationalizer. Un rotore a due piani con un diametro di 0,75 m e un'altezza di 2 m, con vento fresco, ha fatto girare un generatore asincrono da 1,2 kW a piena potenza e ha resistito a 30 m/s senza rotture. I disegni dell'APU Biryukov sono mostrati in fig.

1. rotore zincato a tetto;
2. cuscinetto a doppia corona di sfere autoallineante;
3. sartie - cavo d'acciaio da 5 mm;
4. semiasse - tubo d'acciaio con uno spessore della parete di 1,5-2,5 mm;
5. leve di controllo della velocità aerodinamica;
6. lame di controllo della velocità - compensato da 3-4 mm o foglio di plastica;
7. barre di controllo della velocità;
8. carico del regolatore di velocità, il suo peso determina la velocità;
9. puleggia motrice: una ruota di bicicletta senza pneumatico con camera;
10. cuscinetto reggispinta - cuscinetto reggispinta;
11. puleggia condotta - puleggia del generatore normale;
12. Generatore.

Biryukov ha ricevuto diversi certificati di copyright per la sua APU. Innanzitutto, prestare attenzione alla sezione del rotore. In accelerazione, funziona come un sole, creando una grande coppia di spunto. Mentre gira, nelle tasche esterne delle lame viene creato un cuscino a vortice. Dal punto di vista del vento, le pale si profilano e il rotore si trasforma in un'ortogonale ad alta velocità, con il profilo virtuale che cambia in base alla forza del vento.

In secondo luogo, il canale profilato tra le lame nella gamma di velocità operativa funge da corpo centrale. Se il vento aumenta, viene creato anche un cuscino a vortice, che va oltre il rotore. C'è lo stesso bozzolo di vortice attorno all'APU con una paletta di guida. L'energia per la sua creazione è presa dal vento e non è più sufficiente per rompere il mulino a vento.

In terzo luogo, il regolatore di velocità è progettato principalmente per la turbina. Mantiene la sua velocità ottimale dal punto di vista di KIEV. E la frequenza di rotazione ottimale del generatore è fornita dalla scelta del rapporto di trasmissione della meccanica.

Nota: dopo le pubblicazioni nell'IR per il 1965, le forze armate di Biryukov scomparvero nell'oblio. L'autore non ha aspettato una risposta dalle autorità. Il destino di molte invenzioni sovietiche. Dicono che alcuni giapponesi siano diventati miliardari leggendo regolarmente riviste tecniche popolari sovietiche e brevettando tutto ciò che merita attenzione.

Lopatnik

Come hai detto, secondo i classici, una turbina eolica orizzontale con rotore a pale è la migliore. Ma, in primo luogo, ha bisogno di un vento stabile, almeno di media intensità. In secondo luogo, il design per un fai-da-te è irto di molte insidie, motivo per cui spesso il frutto di un lungo duro lavoro illumina al meglio il bagno, il corridoio o il portico, o addirittura si rivela solo in grado di rilassarsi .

Secondo gli schemi di Fig. considerare più in dettaglio; posizioni:

• Figura. MA:

1. pale del rotore;
2. Generatore;
3. telaio del generatore;
4. banderuola protettiva (pala da uragano);
5. collettore di corrente;
6. telaio;
7. nodo rotante;
8. segnavento funzionante;
9. albero;
10. morsetto per sartie.

• Figura. B, vista dall'alto:

1. banderuola protettiva;
2. segnavento funzionante;
3. regolatore di tensione della molla della paletta del vento protettivo.

• Figura. G, collezionista attuale:

1. collettore con pneumatici ad anello continuo in rame;
2. spazzole a molla in rame-grafite.

Nota: è assolutamente necessaria la protezione dagli uragani per una lama orizzontale con un diametro superiore a 1 m, perché. non è in grado di creare un bozzolo di vortici attorno a sé. Con dimensioni più piccole è possibile ottenere una durata del rotore fino a 30 m/s con pale in propilene.

Allora, dove stiamo aspettando di "inciampare"?

lame

Aspettarsi di raggiungere una potenza sull'albero del generatore di oltre 150-200 W su pale di qualsiasi campata, ritagliate da un tubo di plastica dalle pareti spesse, come spesso si consiglia, è la speranza di un dilettante senza speranza. Una lama di un tubo (a meno che non sia così spessa da essere usata semplicemente come grezzo) avrà un profilo segmentato, ad es. la sua sommità, o entrambe le superfici saranno archi di cerchio.

I profili dei segmenti sono adatti per fluidi incomprimibili, come aliscafi o pale dell'elica. Per i gas è necessaria una lama di profilo e passo variabile, ad esempio si veda la Fig .; campata - 2 m Questo sarà un prodotto complesso e dispendioso in termini di tempo che richiede calcoli scrupolosi in piena teoria, soffiando nel tubo e prove sul campo.

Generatore

Quando il rotore è montato direttamente sul suo albero, il cuscinetto standard si romperà presto: non c'è un carico uguale su tutte le pale nei mulini a vento. Abbiamo bisogno di un albero intermedio con uno speciale cuscinetto di supporto e una trasmissione meccanica da esso al generatore. Per i grandi mulini a vento, viene preso un cuscinetto autoallineante a doppia fila; nei migliori modelli - a tre livelli, Fig. D in fig. sopra. Ciò consente all'albero del rotore non solo di piegarsi leggermente, ma anche di spostarsi leggermente da un lato all'altro o su e giù.

Nota: Ci sono voluti circa 30 anni per sviluppare un cuscinetto reggispinta per l'APU di tipo EuroWind.

banderuola di emergenza

Il principio del suo funzionamento è mostrato in Fig. B. Il vento, intensificandosi, preme sulla pala, la molla si allunga, il rotore si deforma, la sua velocità diminuisce e alla fine diventa parallela al flusso. Tutto sembra andare bene, ma - sulla carta era liscio...

In una giornata ventosa, cerca di tenere il coperchio dell'acqua bollita o una pentola grande per il manico parallelo al vento. Fai solo attenzione: il pezzo di ferro irrequieto può colpire la fisionomia in modo da rompere il naso, tagliare il labbro e persino far cadere l'occhio.

Il vento piatto si verifica solo nei calcoli teorici e, con sufficiente accuratezza per la pratica, nelle gallerie del vento. In realtà, un mulino a vento da uragano con una pala da uragano distorce più di quelli completamente indifesi. Tuttavia, è meglio cambiare le lame deformate piuttosto che rifare tutto da capo. Negli ambienti industriali, è un'altra questione. Lì, il passo delle pale, singolarmente, monitora e regola l'automazione sotto il controllo del computer di bordo. E sono fatti di materiali compositi per impieghi gravosi, non di tubi dell'acqua.

collettore attuale

Questo è un nodo regolarmente servito. Qualsiasi ingegnere elettrico sa che il collettore con spazzole deve essere pulito, lubrificato, regolato. E l'albero è da un tubo dell'acqua. Non salirai, una volta al mese o due dovrai gettare a terra l'intero mulino e poi sollevarlo di nuovo. Quanto durerà da tale "prevenzione"?

Video: generatore eolico a pale + pannello solare per l'alimentazione della dacia

Mini e micro

Ma man mano che le dimensioni della lama diminuiscono, la difficoltà diminuisce con il quadrato del diametro della ruota. È già possibile produrre da solo un'APU a lama orizzontale per una potenza fino a 100 W. 6 lame saranno ottimali. Con più pale il diametro del rotore, pensato per la stessa potenza, sarà minore, ma sarà difficile fissarle saldamente al mozzo. I rotori con meno di 6 pale possono essere ignorati: un 2 pale da 100 W ha bisogno di un rotore con un diametro di 6,34 m, e un 4 pale della stessa potenza ha bisogno di 4,5 m Per un 6 pale, il rapporto potenza-diametro si esprime come segue:

• 10 W - 1,16 m.
• 20 W - 1,64 m.
• 30 W - 2 m.
• 40 W - 2,32 m.
• 50 W - 2,6 m.
• 60 W - 2,84 m.
• 70 W - 3,08 m.
• 80 W - 3,28 m.
• 90 W - 3,48 m.
• 100 W - 3,68 m.
• 300 W - 6,34 m.

Sarà ottimale contare su una potenza di 10-20 watt. In primo luogo, una lama di plastica con una campata superiore a 0,8 m non resiste a venti superiori a 20 m/s senza misure di protezione aggiuntive. In secondo luogo, con un'apertura della pala fino allo stesso 0,8 m, la velocità lineare delle sue estremità non supererà la velocità del vento di più di tre volte e i requisiti per la profilatura con torsione sono ridotti di ordini di grandezza; qui il "trogolo" con un profilo segmentato da un tubo funzionerà già in modo abbastanza soddisfacente, pos. B in fig. E 10-20 W forniranno energia al tablet, ricaricano lo smartphone o accenderanno la lampadina della governante.

Quindi, scegli un generatore. Un motore cinese è perfetto: un mozzo per biciclette elettriche, pos. 1 in fig. La sua potenza come motore è di 200-300 watt, ma in modalità generatore cederà fino a circa 100 watt. Ma ci andrà bene in termini di fatturato?

Il fattore di velocità z per 6 pale è 3. La formula per calcolare la velocità di rotazione sotto carico è N = v / l * z * 60, dove N è la velocità di rotazione, 1 / min, v è la velocità del vento e l è la circonferenza del rotore. Con un'apertura della pala di 0,8 m e un vento di 5 m/s, otteniamo 72 giri/min; a 20 m/s - 288 giri/min. Anche una ruota di bicicletta ruota più o meno alla stessa velocità, quindi rimuoveremo i nostri 10-20 watt da un generatore che può darne 100. Puoi mettere il rotore direttamente sul suo albero.

Ma qui sorge il seguente problema: avendo speso tanto lavoro e denaro, almeno per un motore, ci siamo presi... un giocattolo! Quanto sono 10-20, beh, 50 watt? E un mulino a pale in grado di alimentare almeno un televisore non può essere realizzato in casa. È possibile acquistare un mini-generatore già pronto e non costerà meno? Sempre il più possibile, e anche il più economico, vedi pos. 4 e 5. Inoltre, sarà anche mobile. Mettilo su un moncone e usalo.

La seconda opzione è se da qualche parte un motore passo-passo è in giro da una vecchia unità da 5 o 8 pollici, o da un'unità carta o dal carrello di una stampante a getto d'inchiostro o ad aghi inutilizzabile. Può funzionare come un generatore e collegare un rotore a carosello da lattine (pos. 6) ad esso è più facile che assemblare una struttura come quella mostrata in pos. 3.

In generale, secondo le “lame”, la conclusione è inequivocabile: fatta in casa - piuttosto per accontentare il proprio cuore, ma non per una reale efficienza energetica a lungo termine.

Video: il generatore eolico più semplice per l'illuminazione della dacia

barche a vela

Il generatore eolico a vela è noto da molto tempo, ma i pannelli morbidi delle sue pale (vedi Fig.) hanno iniziato a essere realizzati con l'avvento di tessuti e film sintetici resistenti all'usura ad alta resistenza. I mulini a vento multipala con vele rigide sono ampiamente distribuiti in tutto il mondo come azionamento per pompe automatiche a bassa potenza, ma i loro dati tecnici sono persino inferiori a quelli delle giostre.

Tuttavia, una vela morbida come l'ala di un mulino a vento, a quanto pare, non era così semplice. Non si tratta di resistenza al vento (i produttori non limitano la velocità massima consentita del vento): i diportisti-barche a vela sanno già che è quasi impossibile che il vento rompa il pannello di una vela delle Bermuda. Piuttosto, la scotta si strapperà, o l'albero si romperà, o l'intera nave farà una "virata eccessiva". Si tratta di energia.

Sfortunatamente, non è possibile trovare i dati esatti del test. Sulla base del feedback degli utenti, è stato possibile compilare dipendenze "sintetiche" per la turbina eolica Taganrog VEU-4.380/220.50 con un diametro della ruota eolica di 5 m, un peso della testa del vento di 160 kg e una velocità di rotazione fino a 40 1 minuto; sono mostrati in Fig.

Naturalmente, non ci possono essere garanzie per l'affidabilità del 100%, ma anche così è chiaro che qui non c'è odore di un modello meccanico piatto. In nessun modo una ruota di 5 metri con un vento piatto di 3 m / s può dare circa 1 kW, a 7 m / s raggiungere un plateau di potenza e poi mantenerlo fino a un forte temporale. I produttori, a proposito, dichiarano che i 4 kW nominali possono essere ottenuti a 3 m / s, ma quando installati da loro secondo i risultati degli studi aerologici locali.

Anche la teoria quantitativa non è stata trovata; Le spiegazioni degli sviluppatori sono incomprensibili. Tuttavia, dal momento che le persone acquistano le turbine eoliche Taganrog e funzionano, resta da presumere che la circolazione conica dichiarata e l'effetto di propulsione non siano finzione. In ogni caso sono possibili.

Quindi, si scopre, PRIMA del rotore, secondo la legge di conservazione della quantità di moto, dovrebbe sorgere anche un vortice conico, ma in espansione e lento. E un tale imbuto porterà il vento al rotore, la sua superficie effettiva risulterà essere più spazzata e il KIEV sarà sull'unità.

Le misurazioni sul campo del campo di pressione davanti al rotore, almeno con un aneroide domestico, potrebbero far luce su questa domanda. Se risulta essere più alto che dai lati al lato, allora, in effetti, le APU a vela funzionano come le mosche di un coleottero.

Generatore fatto in casa

Da quanto precede, è chiaro che è meglio per i fai-da-te affrontare sia le verticali che le barche a vela. Ma entrambi sono molto lenti e il trasferimento a un generatore ad alta velocità è un lavoro extra, costi aggiuntivi e perdite. È possibile realizzare da soli un efficiente generatore elettrico a bassa velocità?

Sì, è possibile, sui magneti in lega di niobio, i cosiddetti. supermagneti. Il processo di fabbricazione delle parti principali è mostrato in Fig. Bobine - ciascuna di 55 spire di filo di rame da 1 mm in isolamento smaltato ad alta resistenza termoresistente, PEMM, PETV, ecc. L'altezza degli avvolgimenti è di 9 mm.

Notare le scanalature nelle metà del rotore. Dovrebbero essere disposti in modo che i magneti (sono incollati al circuito magnetico con resina epossidica o acrilico) dopo il montaggio convergano con poli opposti. I "Pancakes" (circuiti magnetici) devono essere costituiti da un ferromagnete magneticamente morbido; andrà bene il normale acciaio strutturale. Lo spessore dei “frittelle” è di almeno 6 mm.

In realtà è meglio acquistare i magneti con un foro per l'asse e serrarli con le viti; i supermagneti sono attratti con una forza terribile. Per lo stesso motivo, sull'asta tra i "frittelle" viene inserito un distanziatore cilindrico alto 12 mm.

Gli avvolgimenti che compongono le sezioni statoriche sono collegati secondo gli schemi riportati anche in fig. Le estremità saldate non devono essere allungate, ma dovrebbero formare anelli, altrimenti la resina epossidica, che verrà riempita con lo statore, può rompere i fili quando si indurisce.

Lo statore è colato nello stampo ad uno spessore di 10 mm. Non è necessario centrare e bilanciare, lo statore non ruota. La distanza tra il rotore e lo statore è di 1 mm su ciascun lato. Lo statore nell'alloggiamento del generatore deve essere fissato saldamente non solo dallo spostamento lungo l'asse, ma anche dalla rotazione; un forte campo magnetico con una corrente nel carico lo attirerà.

Video: generatore di mulino a vento fai-da-te

Conclusione

E cosa abbiamo alla fine? L'interesse per le "lame" è spiegato più dal loro aspetto spettacolare che dalle prestazioni effettive in prestazioni fatte in casa ea bassa potenza. Un'APU a carosello autoprodotta fornirà alimentazione "in standby" per caricare la batteria di un'auto o alimentare una piccola casa.

Ma con le APU a vela, i maestri con vena creativa dovrebbero sperimentare, soprattutto in versione mini, con una ruota di 1-2 m di diametro. Se le ipotesi degli sviluppatori sono corrette, sarà possibile rimuovere tutti i suoi 200-300 watt da questo utilizzando il motore del generatore cinese descritto sopra.

Andrej ha detto:

Grazie per la tua consulenza gratuita ... E i prezzi "dalle aziende" non sono molto alti e penso che gli artigiani dell'entroterra saranno in grado di realizzare generatori come il tuo E le batterie Li-po possono essere ordinate dalla Cina, inverter a Chelyabinsk sono molto buoni (con un seno liscio) E vele, pale o rotori sono un altro motivo per il volo dei pensieri dei nostri pratici uomini russi.

Ivan ha detto:

domanda:
Per i mulini ad asse verticale (posizione 1) e la versione “Lenz”, è possibile aggiungere un ulteriore dettaglio: una girante che è esposta al vento e ne copre il lato inutile (andando verso il vento). Cioè, il vento non rallenterà la lama, ma questo "schermo". Impostazione sottovento con una "coda" situata dietro il mulino a vento stesso sotto e sopra le pale (creste). Ho letto l'articolo ed è nata un'idea.

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È apparso abbastanza a lungo da avere il tempo di acquisire una massa di opzioni di design. Una delle opzioni di progettazione vecchie, ma ancora utilizzate con successo e in via di sviluppo, è un rotore a vela. La durata del design è causata dall'elevata sensibilità: un'ampia area delle pale consente di ricevere efficacemente l'energia eolica.

Sui torrenti a bassa velocità, quando i soliti non sono ancora partiti, le barche a vela stanno già ruotando e generando energia. Questi vantaggi costringono i designer a migliorare costantemente il design, creare design nuovi e più efficienti.

Turbina eolica

Il prototipo delle attuali turbine a vela era una pompa dell'acqua del mulino a vento. Ha convertito l'energia eolica in movimento rotatorio e poi in movimento alternativo, costringendo la pompa a muoversi, fornendo acqua dal pozzo alla superficie. Il design era semplice e molto affidabile, tali mulini a vento esistono ancora.

È interessante notare che l'aspetto della turbina eolica era quasi lo stesso dei modelli attuali, sebbene siano trascorsi più di 100 anni dalla comparsa dei primi progetti industriali. L'unica differenza sono le lame in latta dei vecchi campioni e le lame in morbido tessuto di quelle moderne.

Moderne turbine eoliche con rotore a vela

I progetti attuali svolgono un compito leggermente diverso. Generano elettricità, sebbene il principio di funzionamento rimanga lo stesso: la conversione dell'energia eolica in movimento rotatorio.

Con l'avvento di nuove tecnologie e materiali, anche l'aspetto del rotore a vela è cambiato. Le lame ora sono telai tubolari a forma di petalo. È ricoperto da vele in tessuto sintetico denso, che non teme l'umidità o gli sbalzi di temperatura. A volte la cornice non ha una forma chiusa, che rappresenta una parvenza della lettera "G".

Solitamente la vela ha una forma triangolare con l'apice al centro di rotazione. Un lato del triangolo adiacente alla parte superiore non è fissato al telaio. Sotto la pressione del vento, si piega leggermente, formando una pala con un profilo ottimale per una data forza del vento. La rotazione inizia a basse velocità del vento: già a 3-4 m / s, il generatore è in grado di caricare le batterie.

Il principale vantaggio delle barche a vela è la semplicità del design e la possibilità di ripararlo o fabbricarlo completamente da solo. Rispetto alle lame incollate da fibra di vetro o tagliate da tubi in polipropilene, la fabbricazione e la sostituzione sono facili. Allo stesso tempo, ci sono anche campioni industriali. Di solito sono prodotti da piccoli team, ma i design sono piuttosto interessanti. Quindi, ci sono modelli che combinano una vela e un diffusore.

Le lame non si trovano su un piano, ma come i petali di un fiore semiaperto. Il flusso del vento entra in tale presa, si compatta e agisce sulla base della pala con la massima forza. La pressione su quest'area non è pericolosa e l'energia viene trasferita nel modo più efficiente.

Sono anche note barche a vela con asse di rotazione verticale. Ripetono in gran parte i soliti design, principalmente del tipo a carosello. La struttura della vela è di un tipo specifico, escluso lo stesso effetto sul lato di lavoro e posteriore delle pale.

Barca a vela fai da te

Alto vantaggi delle turbine eoliche a vela ha spinto molti dilettanti a impegnarsi nella produzione di tali strutture. La differenza fondamentale rispetto ad altri tipi di mulini a vento è solo il rotore stesso, il resto degli elementi di installazione per tutti i tipi di turbine eoliche sono gli stessi.

La girante a vela ha una massa e un peso ridotti. Ciò significa che l'inerzia di riposo è piccola, anche il carico sulle strutture di supporto e sui cuscinetti è piccolo. Un'altra caratteristica è la capacità delle barche a vela di virare indipendentemente nel vento, il che riduce la complessità della creazione di un rotore. Il diametro della girante può essere reso sufficientemente grande, aumentando la capacità di ricevere l'energia del flusso in modo più efficiente.

Per fabbricazione delle lame vengono utilizzati tubi di metallo. Un'opzione comune è quella di creare un cerchio chiuso come un cerchio, con strisce di raggio che si irradiano dal centro, che sono supporti per vele. Il loro numero può essere diverso, a seconda della forza dei venti nella regione: più forte è il flusso, più lame devi realizzare. Questo rapporto è fatto per formare più fessure nel piano della girante, consentendo il passaggio del vento e riducendo il carico eccessivo.

La girante deve essere qualitativamente equilibrata. Ciò è particolarmente importante per i grandi diametri (per quelli in grado di fornire l'intera casa, saranno necessari fino a 10 m di diametro). Inoltre, è necessario prevedere la possibilità di frenare la ruota e cambiare le vele quando si guastano. L'installazione di un mulino a vento viene eseguita a distanza dalla casa o dagli edifici, deve fornire il contatto con correnti del vento sufficientemente potenti.

Dicono che il nuovo sia il vecchio ben dimenticato. E l'industria energetica sembra non fare eccezione. Dopo essere stata bruciata a Chernobyl, di fronte in diversi luoghi alla minaccia di una crisi energetica, l'umanità sta rivolgendo sempre più la sua attenzione a soluzioni tecniche che in passato sono state immeritatamente cancellate dall'archivio. L'uso dell'energia libera del vento è una di queste soluzioni. Vengono da loro nella loro ricerca creativa e amanti del fare tutto con le proprie mani (vedi, ad esempio, "M-K" n. 4/84, 5/86, 6/90, 7/92 |.

A questo proposito, la pubblicazione proposta, basata sui materiali della rivista americana Mechanic Illustrated, sembra essere di particolare interesse e rilevanza per molti dei nostri lettori.

L'idea - frenare il vento, fornendo così elettricità gratuitamente - è senza dubbio molto allettante. Ma le turbine eoliche prodotte industrialmente non sono sempre adatte per collocarle, ad esempio, vicino a una casa di campagna. E i loro prezzi sono astronomici.

Un'alternativa potrebbe essere una turbina eolica fatta in casa che sia abbastanza abbordabile dal punto di vista di una famiglia a reddito medio, come mostrato nelle illustrazioni pubblicate. Ad eccezione di un generatore di corrente alternata sincrono, il suo design non contiene parti e assiemi costosi e scarsi. Cinematica semplice (e quindi affidabile nel funzionamento, facile da produrre e regolare). E le possibilità energetiche sono tali che ad una velocità media del vento Uwav = 4,8 m/s. soddisferanno più che il fabbisogno elettrico di una piccola casa con un maniero e annessi.

Il "punto culminante" dell'intera struttura qui è la ruota del vento. In primo luogo, è lamellare. Cedendo alla rotazione più semplice per qualche arcaismo del suo aspetto, che ricorda i mulini medievali contro cui combatteva il famigerato Don Chisciotte, questo mulino a vento vince nella cosa principale: la potenza data al carico. In secondo luogo, in tandem con il vento, in questo caso, funziona ... una vela - su ciascuna delle tre pale con area variabile B* e autolimitazione prevista per i venti forti.

Il fatto è che il gruppo pala all'ala del mulino a vento è costituito da un bordo d'attacco rigido, nervature della sezione appropriata e "twist", che garantiscono il funzionamento ottimale dell'estremità, delle parti centrali e della base, nonché del bordo d'uscita , la cui tensione è fornita da un cavo d'acciaio. La vela della lama è realizzata in nylon impregnato di vernice sintetica. È teso sopra lo scheletro con fissaggio mediante barra di fissaggio sulla base del puntone (vedi fig.), e grazie al cavo è sempre elastico. Il tessuto, dopo l'impregnazione con vernice sintetica, non ha affatto perso la sua elasticità e la lama è in grado di cambiare forma in risposta alle raffiche di vento. Accetta automaticamente il miglior angolo di beccheggio per ogni carico di vento specifico.

Bene, se succede, un uragano colpirà. Cosa poi? Sì, non accadrà niente di male. Il cavo che mette in tensione il bordo d'uscita è teso in modo tale che a velocità del vento superiori al range operativo, la vela si stacca, diventa, per così dire, inattiva: si verifica, inoltre, automaticamente una modalità autolimitante.

Tra le altre soluzioni tecniche che si inseriscono con successo nella progettazione di questo impianto eolico, non si può non notare la semplicità e l'affidabilità del gruppo ralla, l'allontanamento dell'elettricità al carico, l'uso di normali trasmissioni a catena nello schema cinematico e il posizionamento riuscito di quasi tutta la cinematica nella carenatura della capsula. La capsula stessa si è dimostrata efficace negli affari.

Le caratteristiche della fabbricazione dei componenti principali, così come l'intera turbina eolica in esame, sono una conseguenza della sua originalità.

Prendi, ad esempio, il bordo anteriore del gruppo lama. In sostanza, questa è una struttura a cassettoni. Ha bisogno di una cornice: un longherone con i corrispondenti elementi interconnessi. E non possono essere realizzati senza modelli.

Sono richiesti sei modelli. Due: per formare nervature

blocchi, tre - per il dispositivo di assemblaggio dell'assieme a lame (stock) e uno - per il pezzo originale della nervatura. Nella loro fabbricazione, la massima precisione e concentrazione, sono richieste marcature pulite.

1 - consumo di energia elettrica (carico), 2 generatori elettrici sincroni con trasmissione nella capsula carenatura. 3 - longherone della lama (3 pezzi), 4 - filatore della ruota del vento, 5 - lama a vela (3 pezzi), 6 - giradischi, 7 - albero di tralicci metallici, 8 - bretelle.

1- ruota eolica a tre pale, 2- cuscinetto a sfere a contatto obliquo (2 pz.), 3 - tubo di supporto quadrato, 4 - albero di trasmissione, 5 - cuscinetto a sfere radiali (2 pz.), 6 - albero intermedio, 7 - trasmissione di potenza con catena a rulli di trasmissione PR-19.05, 8 - carenatura, 9 - trasmissione di potenza con catena a rulli di trasmissione PR-12.7, 10 - generatore sincrono con una potenza di 1200 W, 11 - supporto tubolare interno, 12 - cuscinetto radiale autolubrificante , 13 - tubo a cremagliera esterno, 14 - cuscinetto reggispinta, 15 - capriate metalliche nz albero.

1 - barra di fissaggio (striscia con una sezione di 3X25 mm, AL9-1), 2 - puntone-base (un pezzo di angoli in alluminio rivettato e "epossidato" insieme 25X25 mm dando la configurazione desiderata), 3 - vela (tessuto di nylon impregnato con vernice sintetica del peso di 113, 4 g), 4 - fiocco grande (alluminio laminato da 12 mm), 5 - configurazione speciale), 9 - nervatura "sandwich" (grezzi rivettati e "epossidati" insieme da 6 mm foglio AL9-1; 3 pz.), 10 - staffa di aggancio (pezzo di angolo in alluminio da 20 mm 25X25 mm, 6 pz.), 11 - fiocco piccolo (laminato in alluminio da 12 mm), 12 - estremità (pezzo di angolo rivettato insieme e "epossidato" in alluminio 25X 25 mm), 13 - guaina di piombo (sezione di 12 mm di un cilindro appiattito con un diametro esterno di 12 mm e un diametro interno di 3 mm, 2 pz.), 14 - guaina del cavo (due segmenti composti successivamente di un tubo di polietilene) , 15 - cavo di tensione.

1 - striscia di rinforzo (larghezza nylon 75 mm) della parte terminale, 2 - margine di cucitura 20 mm, 3 - grezza del nastro della vela (nylon piegato a metà), 4 - striscia di rinforzo della base (larghezza nylon 75 mm).

1 - nervatura- "saidvnch" (3 pezzi), 2 - "naso" dell'estremità del rastrello, 3 - staffa di aggancio (6 pezzi), 4 - gambo dell'estremità del montante e (la stessa parte) montante- medio, 5 - base a puntone.

1 - barra di formatura (compensato da 20 mm), 2 - staffa di aggancio, 3 - contorno di un blocco di legno, nonché il secondo strato sulla nervatura "sandwich", 4 - primo strato della nervatura "saidwich".

1 - base, 2 - distanziatore, 3 - fissaggio del puntello della pala (2 pz.), 4 - dima per lavorare sulla base della vela, 5 - piastra di rinforzo (3 pz.), 6 - fissaggio del puntello del centro della vela, 7 - un supporto per il lavoro alla fine. Tutte le parti dello scalo di alaggio sono realizzate in compensato da 20 mm, fissaggio - con viti. Le frecce indicano le direzioni in cui le nervature "sandwich" sono attaccate allo scalo di alaggio nei punti ad esse previsti.

1 - albero di trasmissione (diametro 25 mm, lunghezza 1500 mm, acciaio 45), 2 - ogiva della ruota del vento (D16), 3 - supporto (striscia sezionale 3 × 25 mm, St3, 3 pz., 4 - raggio saldato di il mozzo (angolo in acciaio 25 X 25 mm, 3 pz.), 5 - mozzo (Acciaio 20), 6 cuscinetti dell'albero di trasmissione (2 pz.), 7 - staffa orizzontale (angolo in acciaio 25X 25 mm, 2 pz. ), 8 - tubo di supporto in acciaio (in sezione - quadro 50X 50 mm, spessore parete 4 mm) con guance saldate alle estremità in acciaio quadro 4 mm, 9 - pignone Z3 = 45 (Acciaio 45), 10 - catena PR 12.7, II - staffa verticale (sezione 300 - mm del canale in acciaio n. 8, saldata alle pareti laterali del tubo di supporto), 12 - dado M14 con rondella di Grover (4 pz.), 13 - albero intermedio (diametro 20 mm, lunghezza 350 mm, acciaio 45), 14 - albero intermedio gruppo cuscinetti (2 pz.), 15 - bullone M14 (4 pz.), 16 - catena PR-19.05, 17 - pignone Z2 = 18 (acciaio 45), 18 - pignone Z1 = 42 (Acciaio 45), 19 - Bullone M18 (4 pz.), 20 pignoni Z4 = 17 (Acciaio 45), 21 - staffa a forma di scatola (dimensioni secondo luogo di installazione, a seconda del tipo di generatore, St3, 2 pz.), 22-generatore elettrico, sincrono, potenza 1200 W, 23 - cuscinetto girevole, 24 - supporto interno per tubi in acciaio (lunghezza 90 mm, diametro esterno 60 mm, spessore parete 4,5 mm), 25 - braccio saldato (pezzo d'acciaio da 305 mm angolo 25X 25 mm, 2 pz.), 26 - rondella di sicurezza (4 pz.), 27 - dado M18 (4 pz.), 28 - dado M12 scanalato autobloccante (6 pz.), longherone a 29 lame (sezione del tubo da 1830 mm con un diametro esterno di 50 mm e uno spessore della parete di 3,5 mm, AL9-1, modalità di trattamento termico T6, 3 pz.), 30 - Bullone M12 (6 pz.).

1 - telaio principale (compensato multistrato, 3 pezzi), 2 - pannello longitudinale del rivestimento del boccaporto (compensato da 12 mm, 2 pezzi), 3 - longherone (guida in compensato laminato, tagliata con una piega dopo il 3° telaio, 4 pezzi . ), 4 - connessione bullonata M16 con autobloccante (8 pz.), 5 - guida-staffa (pezzo di acciaio da 100 mm angolo 40X X40 mm, 4 pz.), 6 - striscia di rivestimento (compensato, si assottiglia in larghezza dopo flessione per telaio da 3 m, 23 pz.), 7 - telaio adattatore (compensato da 20 mm), 8 - telaio terminale, 9 - rivestimento in fibra di vetro, 10 - ugello a forma di cono (diametro massimo 386 mm, plastica espansa), 11 - pannello trasversale del portello (compensato da 20 mm).

1 - staffa saldata (angolo in acciaio 25X 25 mm), 2 - rivetto (4 pz.), 3 - cavo elettrico, 4 - terminale e collegamento alla spazzola di contatto (2 pz.), 5 - anima del cavo elettrico (2 pz. ), piastra in fibra di vetro da 6 - 5 mm, 7 - staffa di arresto (angolo in alluminio 12X 12 mm, 2 pz.), 8 - molla con vite di contatto (2 pz.), 9 - guida presa (tubo quadrato in alluminio con elementi di fissaggio, 2 pz.), 10 - spazzola di contatto (2 pz.), 11 - azionamento elettrico isolato (2 pz.), 12 - supporto per tubo interno in acciaio, 13 - anello in ottone con vite di contatto (2 pz.), 14 - boccola textolite con due grani, 15 - rondella a pettine (St3) con due grani, 16 - cuscinetto radiale autolubrificante (AFGM), 17 - supporto esterno per tubi in acciaio, 18 - cuscinetto reggispinta (BrAZh9-4), 19 - bullone M24 con dado e fermo di serraggio.

Due modelli (vedi Fig. 6, elemento 1) sono incollati su un pezzo di compensato da 20 mm. Seguendo il contorno, ritagliare con un seghetto o un seghetto alternativo due rivestimenti di compensato che formano una nervatura. Praticare fori da 5 mm per il centro del longherone e le marcature di montaggio. L'arrotondamento con un raggio di 2,5 mm (per piegare la flangia) e un taglio di cinque gradi dell'angolo posteriore vengono eseguiti utilizzando una raspa.

Una dima (pos. 4 di Fig. 6) con bordo flangia da 15 mm è incollata su una lastra di alluminio AL9-1 da 6 mm che ha subito il trattamento termico T4. Il pezzo risultante viene ritagliato con cura; il centro del longherone è forato e, per una corretta installazione sullo scalo, i fori corrispondenti. Questa è una specie di nuovo modello per creare altri otto di questi spazi vuoti (3 pezzi per ogni lama).

Ribs-"panini" si ottengono "stratificando" grezzi tra due blocchi di formatura (rivestimenti). La fissazione rigida si ottiene inserendo bulloni da 5 mm attraverso il foro nella maschera e il foro al centro del longherone nei blocchi di formatura con grezzi. E affinché la "stratificazione" abbia più successo, i futuri "panini" sono bloccati in una morsa da fabbro. La piegatura delle flange nelle giuste direzioni si ottiene utilizzando un martello di gomma.

La sagomatura della flangia viene completata utilizzando una lega per saldatura dolce al piombo. Dopodiché, la nervatura risultante viene estratta, il bordo posteriore viene tagliato per adattarsi il più possibile al longherone. Ora tocca al resto dei dettagli della lama.

Le staffe di ancoraggio sono realizzate con angolo in alluminio 25X25 mm. Ne sono ricavati anche distanziatori per trattenere la fune e tendere il bordo d'uscita alla base, al centro e alla punta della lama. Sono realizzati in un modo molto particolare: non da uno, ma da due pezzi di un angolo di alluminio, rivettati e "epossidati" insieme. La lunghezza di un tale pezzo è di 2,4 m Nella sua sezione trasversale ricorda la lettera T. L'alta qualità della cucitura si ottiene mediante un'accurata pulizia delle superfici prima dell'unione, per la quale vengono utilizzati detergenti aggressivi, seguito da "risciacquo con acqua e strofinando per lucidare con un "groviglio" di metallo.

La forma desiderata ai distanziatori si ottiene utilizzando un seghetto per metallo. Un ritaglio per il longherone, il rivetto e i fori per i cavi vengono praticati con un trapano elettrico. Come, tuttavia, lo sono i fori nella base del puntone per il successivo fissaggio di una barra di bloccaggio in modo da tenere saldamente la vela sulla pala anche durante i carichi di vento più forti.

Per quanto riguarda le staffe di aggancio, queste sono rivettate e “epossidate” ai distanziali (vedi illustrazioni), alle nervature “sandwich” e al longherone della lama. Inoltre, è più conveniente farlo su un dispositivo speciale: uno scivolo, grazie al quale è garantita un'esecuzione uniforme delle lame e gli angoli di inclinazione sono impostati correttamente.

Ecco una di queste operazioni.

Le nervature- "sandwich" sono imbullonate allo scalo di alaggio nei punti a loro previsti (nelle direzioni indicate in Fig. 7 dalle frecce corrispondenti e lungo i fori di montaggio realizzati sia nello scalo di alaggio che nelle nervature stesse). Quindi, partendo dall'estremità, i "ripiani laterali" dei puntoni dei cavi vengono accuratamente posati sui "piedistalli" a loro destinati, posizionati agli angoli richiesti rispetto alla base, alle estremità delle sporgenze in compensato: cremagliera 7, cremagliera 6 e dima 4 (vedi Fig. 7). Il longherone a lame viene infilato nei fori formati sullo scalo di alaggio, poiché a tale scopo sono previsti incavi semicircolari con un raggio di 25 mm.

Eseguire la marcatura dei fori dei rivetti nel longherone. Quindi quest'ultimo viene estratto, vengono praticati dei fori. E dopo aver installato nuovamente il longherone nello scalo di alaggio, rivettano e "epossidicono" le staffe di aggancio.

La guaina in alluminio del bordo d'attacco della lama è costituita da un foglio AL9-1 da 6 mm, previamente piegato a forma di parabola. Inoltre, quest'ultimo viene eseguito al meglio su un pavimento piano utilizzando una tavola lunga sovrapposta con un bordo lungo l'asse di piegatura. Dopo aver appoggiato le ginocchia sulla tavola, con le mani, con tutto il corpo, creare la necessaria pressione sul foglio, ottenendo la forma desiderata.

L'operazione successiva consiste nell'attaccare la pelle allo scheletro a lame. In questo caso si consiglia l'utilizzo di apposite fascette a forma di C (non mostrate nelle illustrazioni).

Partendo dall'estremità, vengono praticati dei fori per rivetti nel rivestimento, nel longherone e nelle nervature. Le parti da unire vengono "epossidate" e incollate. E dopo che l '"epossido" si è completamente indurito, l'alluminio "in eccesso" viene rifinito con la limatura degli spigoli vivi formati.

Ora - qualche parola sul bordo d'uscita della lama. È montato con un cavo d'acciaio flessibile da 3 mm, che viene infilato attraverso i fori dei montanti ad esso destinati. Il cavo viene installato in tubi di PVC e fissato all'estremità, serrandolo in una guaina di piombo. Dopodiché, una vela viene tirata sullo scheletro della pagaia.

È meglio fare insieme un'operazione così responsabile. Una persona è in piedi sul tavolo, tenendo la lama tra le mani in modo tale che il puntone della base sia in basso e il cavo del bordo d'uscita sia verticale con un peso di due libbre appeso all'estremità. Quindi l'altro (assistente), assicurandosi che venga raggiunta la tensione richiesta, preme il secondo manicotto di piombo posto in corrispondenza del puntone di base del cavo. Il cavo e le guaine in eccesso vengono girati. E l'estremità "aperta" della vela viene avvolta con successivo fissaggio sul puntone di base con l'aiuto di una barra di bloccaggio e bulloni con dadi.

Il resto delle lame sono fatte in modo simile. Come per altri componenti e parti, la loro implementazione, di norma, non comporta particolari difficoltà. Lo stesso si può dire dell'assemblaggio dell'intera turbina eolica nel suo insieme. Semplice e di debug. Osa!

Il materiale è stato preparato per la pubblicazione da N. KOCHETOV

Il problema dell'utilizzo delle turbine eoliche in Ucraina, Russia e molti altri paesi europei e paesi della CSI è la bassa velocità media annua del vento nei luoghi di maggior bisogno di elettricità (3-5 metri al secondo, e molto spesso il vento soffia a una velocità di meno di 3 metri al secondo). Per risolvere questo problema, i mulini a pale vengono utilizzati ad alta quota (50-100 metri) o installati in luoghi ventosi, ad esempio nelle gole, sulle collinette, nei luoghi costieri, ecc. Oppure acquistano un generatore eolico con una capacità di 10 kW per generare 2 kW, ma questo è almeno costoso e questi metodi sono tutt'altro che adatti a tutti. Cosa fare? Generatore eolico a vela!
Se passiamo alle cifre, possiamo vedere che le pale eoliche producono la potenza dichiarata a velocità del vento di 8-15 m/s; allo stesso tempo la velocità minima del vento (la cosiddetta velocità di rottura) è di 2,5-4 m/s, la velocità massima di esercizio è di 25-45 m/s. Diversi altri indicatori hanno mulini a vento a più pale e trinchetta (a vela). La velocità minima del vento è 0,5-1,5 m/s. Potenza massima a velocità del vento di 6-20 m/s, velocità massima del vento operativa - 15-30 m/s.
La differenza di caratteristiche è determinata principalmente dal "riempimento" del cerchio che descrivono le lame. Più pieno - minore è la velocità del vento operativa. Pertanto, i mulini a vento a vela, al contrario, anche con venti deboli (inferiori a 3 m / s) generano elettricità.

Vantaggi dei generatori eolici a vela (mulini a vento):
- velocità minima del vento per rottura 0,5-1,5 m/s;
- la vela si adatta quasi istantaneamente alla forza e alla direzione del vento, il che consente di azionare il mulino a vela in un'ampia gamma di velocità del vento, dalla più piccola alla tempesta (50-60 m/s);
- pale leggere di ampia superficie per “togliere” energia al minimo vento e minore inerzia;
- la pala manca semplicemente metà delle raffiche di vento a causa della sua elevata inerzia;
- la vela è più economica e leggera della pala, il che semplifica le riparazioni, maggiore manutenibilità;
- la disponibilità del materiale delle pale (tela, seta per paracadute, ecc.), in contrasto con la fibra di vetro composita, le leghe speciali e le pale a nido d'ape dei mulini a vento verticali;
- le lame possono essere ripiegate letteralmente in un tubo e trasportate facilmente;
- un tale mulino a vento può essere realizzato con le tue mani, poiché qui la precisione e il bilanciamento delle pale non sono molto importanti;
- i mulini a vela possono essere verticali e orizzontali;
- non si creano rumori infrasuoni e radiodisturbi (le vele sono radiotrasparenti);
- a causa della rotazione relativamente lenta delle vele-pale, è garantita la sicurezza per l'uomo e per gli animali;
- compattezza, sicurezza, facilità di installazione e manutenzione;
- basso costo dell'energia generata.

Svantaggi delle turbine eoliche a vela (mulini a vento):
- quando il vento aumenta, perdono il loro vantaggio e con vento forte perdono contro i generatori eolici a pale a causa dell'aumento dell'attrito contro l'aria.
- ha una velocità inferiore rispetto alla lama, quindi è necessario un generatore o moltiplicatore più lento con un rapporto di trasmissione elevato;

Con venti medi e forti, un mulino a vela è utile anche per riscaldare case, cottage, fattorie, pollai, serre, focolai, ecc. utilizzando il più semplice AVR. Anche una piccola turbina eolica fornirà questa opportunità.