Vėjo energijos atsargos skaičiuojamos 170 trilijonų kWh per metus. Vėjo jėgainės jau tiek ištirtos, kad kiekvienas namas gali sau leisti savo reikmėms įsirengti nedidelį vėjo malūnėlį.

Tačiau vėjo energija turi nemažai trūkumų. Tarp jų galime išskirti sklaidą erdvėje, vėjo greičio svyravimus. Vėjo malūnai atspindi radijo bangas, trukdo paukščiams ir vabzdžiams skraidyti.

Šiuo metu sukurti vėjo malūnai, galintys veikti esant silpniausiam vėjui. Sraigto mentės žingsnis yra automatiškai reguliuojamas taip, kad visada būtų užtikrintas maksimalus galimas vėjo energijos panaudojimas, o esant per dideliam vėjo greičiui, mentė taip pat automatiškai perkeliama į mentės padėtį, kad būtų išvengta avarijos. Be to, aktyviai naudojamos cikloninės jėgainės, kurių galia siekia iki šimto tūkstančių kilovatų, kur šiltas oras, pakilęs specialiame 15 metrų bokšte ir maišydamasis su cirkuliuojančiu oro srautu, sukuria dirbtinį cikloną, kuris tuo tarpu sukuria. turbina. Tokie įrenginiai yra daug efektyvesni nei saulės baterijos ir įprasti vėjo malūnai.

Vėjo turbinos

Vėjo turbinos yra vieninteliai elektros energijos iš vėjo energijos gamintojai. Tai bokštas su korpusu gale ir besisukančiomis mentėmis (3 pav.). Korpuso viduje yra kiekvieno peilio energijos keitikliai. Menčių skaičius gali būti labai įvairus, tačiau dauguma vartotojų renkasi vėjo turbinas su trimis menčių. Smeigtuko aukštis gali labai skirtis iki 5-7 metrų aukščio.

Vėjo turbinų veikimo principas ir tipai

Vėjo turbinos rotoriaus mentės paima energiją iš vėjo, sulėtindamos jį. Jie priešinasi vėjui, o vėjas į juos remiasi ta pačia jėga. Slėgio jėga naudojama ankstyviausiuose vėjo malūnuose. Horizontalios ašies mentės negali judėti pagal vėjo kryptį, todėl negali pasinaudoti traukos jėga. Vietoj to jie naudojasi liftu.

Vėjo generatoriai skiriasi šiomis pagrindinėmis savybėmis:

ašmenų skaičius;

Medžiagos peilių gamybai;

Sukimosi ašies vieta žemės atžvilgiu;

Sraigto žingsnis.

Pagal ašmenų skaičių jie yra vieno-dviejų-trys ir kelių ašmenų. Pastarieji sukimąsi pradeda nuo menkiausio oro judėjimo, tačiau tinka tik tokiems tikslams, kur svarbus pats sukimosi faktas, o ne generuojama elektros energija. Tai yra, jie yra būtini, pavyzdžiui, siurbiant vandenį iš gilių šulinių.

Pagal medžiagas, iš kurių gaminamos mentės, yra standžios ir burinės vėjo jėgainės. Burlaiviai yra daug pigesni nei standūs iš stiklo pluošto ar metalo.

Pagal sukimosi ašies vietą dirvožemio paviršiui išskiriamos horizontalios ir vertikalios vėjo jėgainės. Jų skirtumai yra tokie subtilūs, kad skirtingomis sąlygomis jie keičia savo pranašumą. Su vertikalia ašimi vėjo malūnai iškart pagauna menkiausią vėjelio dvelksmą, nereikalauja vėtrungės, tačiau jie yra mažiau galingi nei horizontalūs.

Atsižvelgiant į sraigto žingsnį, vėjo turbinos yra su kintamu ir fiksuotu žingsniu. Kintamasis žingsnis tikrai leidžia padidinti sukimosi greitį, tačiau konstrukcija yra sudėtinga. Tai padidina vėjo malūno svorį, tai yra, reikalauja papildomų išlaidų. Daug paprastesnis ir patikimesnis fiksuotas žingsnis.

Vėjo generatoriaus skaičiavimas

Apskaičiuojant ašmenis, būtina nustatyti stygos plotį ir ašmenų montavimo kampą keliose atkarpose išilgai ašmenų. Kiekvienoje sekcijoje būtina nustatyti teisingą mentės formą, kad kiekviena vėjo dalis, su kuria susidurs ši sekcija, išgautų geriausią jėgą (pakėlimą).

Apskaičiuojant geriausią apkrovą ir ją atitinkantį geriausią profilį, vadinamą baigtinių elementų metodu, ašmenys laikomi atskirų elementų rinkiniu.

Apskaičiuokite vėjo srauto galią pagal formulę:

kur V - vėjo greitis, m/s; c - oro tankis, kg / m 3; S yra oro srauto įtakos plotas, m 2 .

Dėl daugumos vėjo turbinų technologinių savybių galia apskaičiuojama naudojant tikslesnę formulę:

kur o yra vėjo energijos panaudojimo koeficientas (vardiniu režimu greitaeigiams vėjo malūnams jis pasiekia didžiausią o max \u003d 0,4 h 0,5), bematė vertė; R - rotoriaus spindulys, m; V - oro srauto greitis, m/s; c - oro tankis, kg / m 3; s p - pavarų dėžės naudingumo koeficientas, %; z g - generatoriaus naudingumo koeficientas, %.

Skaičiavimo pavyzdžiu paimsime šias reikšmes:

c \u003d 1,25 kg / m 3;

Dėl to pagal (3.2) formulę gauname tokią reikšmę:

Akivaizdu, kad norint parinkti optimaliausią vėjo jėgainės sraigto skersmenį, reikia žinoti vidutinį vėjo greitį planuojamo įrengimo vietoje. Vėjo turbinos pagaminamos elektros energijos kiekis didėja kubiniu santykiu, didėjant vėjo greičiui. Pavyzdžiui, jei vėjo greitis padidės 2 kartus, tai rotoriaus generuojama grynoji energija padidės 8 kartus. Todėl galima daryti išvadą, kad vėjo greitis yra svarbiausias veiksnys, turintis įtakos vėjo jėgainės galiai.

Vėjo turbinos įrengimo vietai parinkti tinkamiausia vieta yra su minimaliu vėjo barjerų skaičiumi (stambūs medžiai, pastatai) ne mažesniu kaip 25-30 m atstumu Vėjo parko aukštis turi būti ne mažesnis kaip 3 -5 m artimiausių pastatų aukščio. Vėjuoto praėjimo linijoje neturėtų būti medžių ar pastatų. Vėjo turbinos vietai labiausiai tinka kalvos ar kalnų grandinės su atviru kraštovaizdžiu.

Kylant elektros energijos, taip pat dujų, benzino ir dyzelino kainoms, namų savininkai vis dažniau svarsto elektros energijos tiekimo iš nepriklausomų įvairios kilmės ir dizaino alternatyvių energijos šaltinių galimybes. Vienas iš labiausiai prieinamų šaltinių yra vėjo energija.

Kiek energijos slypi vėjas?

Pirmiausia apytiksliai įvertinkime galią, kurią norime panaudoti savo tikslams. Apskaičiuokite oro srauto išskiriamą energiją su tankiu? ir greitis V, spaudžiant plotą S pagal paprastą formulę:

P = V3? S

Jei imsime oro tankį? = 1,25 kg / m3, vėjo greitį V = 5 m / s, o 2 metrų spindulio turbinos skerspjūvio plotą S = 12,5 m2, rezultatas bus būti 1953 W, t. y. šiek tiek mažiau nei 2 kW. Tačiau net ir pažangiausios vėjo jėgainės (VE) šiandien gali paversti tik nedidelę dalį elektros energija.

Didžiausi nuostoliai susiję su oro srauto turbulencija turbinoje ir vėjo malūno menčių lenkimu. Į juos atsižvelgiama pagal vėjo energijos konversijos koeficientą?, kuris šiuolaikiniuose įrenginiuose neviršija 0,4 - 0,5. Atsižvelgdami į pavarų dėžės ir generatoriaus efektyvumą, laikysime juos atitinkamai 0,9 ir 0,85. Ir tos pačios elektrinės išėjimo galios vertė, apskaičiuota pagal patikslintą formulę:

P=? ? R2 V3? Efektyvumas ed Efektyvumo genas = 0,45 12,5 125 1,25 0,9 0,85 = 672 W,

tai sudaro apie trečdalį visos sunaudojamos vėjo energijos. Šiuo metu bendras esamų vėjo jėgainių efektyvumas neviršija 40 proc.
Šis apytikslis vėjo turbinos skaičiavimas rodo, kad energijos nėra daug, ypač lyginant su šiuolaikinėmis nešiojamomis dyzelinėmis elektrinėmis.

O kaip praktikoje?

Geras pavyzdys, kaip naudinga vėjo energija panaudoti, būtų atsižvelgti į faktiškai gaminamos įmonės Wind Electric ir sėkmingai praktikoje naudojamo modelio WE3000 vėjo jėgainių parko parametrus. Su 4,5 m rotoriaus skersmeniu, esant vardiniam vėjo greičiui 10 m/s, generuoja 3 kW, o didžiausia vėjo generatoriaus galia – 5,1 kW. Norint paleisti generatorių, reikia vėjo, kurio greitis ne mažesnis kaip 2 m/s.

Tokia instaliacija gali tiekti elektrą mažam kotedžui, nors ne visada ir ne visur galite tikėtis pakankamai vėjuoto oro.

Kiek kainuoja vėjo energija?

Vėjo elektrinių elektros energijos kainą kiekvienu konkrečiu atveju gana paprasta apskaičiuoti pagal šią formulę:

C \u003d (St + RE T) / (RT),

Šv– elektrinės pirkimo ir įrengimo išlaidos;
RE– metinės veiklos sąnaudos;
R– per metus pagaminta energija (kWh/metus);
T- WPP tarnavimo laikas metais (paprastai - 20 metų).

Kiek energijos vis tiek reikia?

Prieš pirkdami vėjo jėgainių parką, turėtumėte visiškai nustatyti didžiausią bendrą galią, kurią sunaudoja visi namuose esantys buitiniai prietaisai, prietaisai ir elektros instaliacijos, viskas, ką vienu metu galima prijungti prie tinklo. Ir čia labai svarbu, ar vėjo jėgainių parkas bus naudojamas kaip papildomas ar atsarginis energijos šaltinis, ar norite savo ūkį perkelti į visiškai autonominį maitinimo šaltinį.

Pirmuoju atveju tereikia žinoti minimalias energijos sąnaudas, kurios yra būtinos dingus elektrai, ir įsigyti atitinkamos talpos instaliaciją.
Norint užtikrinti visišką energetinį savarankiškumą, būtina įsigyti didelės galios vėjo jėgaines, kurios gali užtikrinti bendrą visos buitinės technikos suvartojimą. Žinoma, tai nėra pigu, bet nebereikia pirkti elektros šone.

Kur yra vėjo jėgainių parkas?

Žinoma, geriausia VPP vietos pasirinkimą palikti specialistams. Tačiau reikia laikytis 3 pagrindinių taisyklių:

• Pašalinkite oro srauto turbulenciją šalia turbinos. Vėjo turbinos aukštis ant stiebo turi 10 m viršyti visus 100 m atstumu esančius aukštybinius objektus. Tai taikoma, pavyzdžiui, stulpams ir elektros linijoms.
• Pasinaudokite natūraliais reljefo privalumais. Faktas yra tas, kad tarpekliai ir kanjonai yra natūralūs vėjo tuneliai ir vietose, kur jie siaurėja, vėjo greitis žymiai padidėja.
• Suraskite vėjo jėgaines atviriausiose vietose, pavyzdžiui, lauke, rezervuaro pakrantėje ar kalvos viršūnėje.

Vėjo malūnų menčių dydis ir skaičius

Vėjo generatoriaus menčių apskaičiavimas bendruoju atveju priklauso nuo paprasto ryšio, kurį reikia išmokti - kuo daugiau menčių turbinoje, tuo mažesnis jos skersmuo reikalingas tam tikrai galiai generuoti.

Energijos šaltinių derinimas

Vietovėje, kur vėjo kryptis ir stiprumas dažnai keičiasi priklausomai nuo sezoninių svyravimų ar dėl kokių nors kitų priežasčių, patikimiausias autonominio maitinimo variantas bus dviejų skirtingų energijos šaltinių derinys. Norint išvengti elektros tiekimo trikdžių, lygiagrečiai su vėjo jėgainėmis racionalu naudoti saulės baterijas arba trivialų dyzelinį generatorių.

Jau perskaityta: 5 499

Svarbus niuansas perkant vėjo malūną

Prieš pirkdami arba, turite nuspręsti dėl jo galios, energijos poreikių ir kitų įrenginio parametrų. Tai labai svarbu perkant, nes kainos yra tokios didelės, kad turite nusipirkti įrenginį, kurį vartotojas galėtų tvarkyti. Kai kuriais atvejais galimybės yra tokios mažos, kad įsigyti nebėra prasmės.

Vėjo generatoriaus galios skaičiavimas

taip pat reikia paskaičiuoti. Niekas nenori skirti laiko ir medžiagų gaminant kas žino ką, nori iš anksto turėti supratimą apie įrenginio galimybes ir numatomą galią. Praktika rodo, kad lūkesčiai ir realybė tarpusavyje prastai koreliuoja, instaliacijos, sukurtos remiantis apytiksliais įvertinimais ar prielaidomis, neparemtos tiksliais skaičiavimais, duoda silpnus rezultatus.

Gana sunku tiksliai apskaičiuoti, atsižvelgiant į visus veiksnius, turinčius įtakos vėjo malūnui. Teoriškai nepasiruošusiems meistrams toks skaičiavimas yra per sudėtingas, reikia turėti daug duomenų, kurių be specialių matavimų ar skaičiavimų nėra.

Todėl dažniausiai naudojami supaprastinti skaičiavimo metodai, kurie duoda pakankamai artimus tiesai rezultatus ir nereikalauja didelio duomenų kiekio.

Kaip gaminti?

Norėdami apskaičiuoti vėjo generatorių, turite atlikti šiuos veiksmus:

• Nustatykite savo namų elektros poreikį. Norėdami tai padaryti, reikia apskaičiuoti bendrą visų prietaisų, įrangos, apšvietimo ir kitų vartotojų galią. Gautas kiekis parodys energijos kiekį, reikalingą namui maitinti.
• gautą vertę reikia padidinti 15-20%, kad bet kuriuo atveju būtų šiek tiek galios rezervo. Neabejotina, kad šis rezervas reikalingas. Priešingai, jos gali pasirodyti nepakankamai, nors dažniausiai energija nebus visiškai panaudota.
• žinant reikiamą galią, galima įvertinti, koks generatorius gali būti naudojamas ar pagamintas sprendžiant užduotis. Galutinis vėjo malūno naudojimo rezultatas priklauso nuo generatoriaus galimybių, jei jie neatitiks namo poreikių, tuomet arba teks keisti įrenginį arba statyti papildomą komplektą
• vėjo turbinos skaičiavimas. Tiesą sakant, šis momentas yra pats sunkiausias ir prieštaringiausias visoje procedūroje. Naudojamos srauto galios nustatymo formulės

Pavyzdžiui, apsvarstykite paprastas varianto skaičiavimas. Formulė atrodo taip:

P=k R V³ S/2

Kur P yra srauto galia.

K - vėjo energijos panaudojimo koeficientas (vertė, kuri iš esmės yra artima naudingumo koeficientui) imamas 0,2-0,5 ribose.

TAIP PAT SKAITYKITE: Pagrindiniai vėjo energijos trūkumai ir privalumai: naudojimo istorija ir planetos ištekliai

R yra oro tankis. Jis turi skirtingas vertes, paprastumo dėlei imsime 1,2 kg / m 3.

V - vėjo greitis.

S - vėjo ratų aprėpties zona (uždengta besisukančiomis mentėmis).

Svarstome: su 1 m vėjo rato spinduliu ir 4 m/s vėjo greičiu

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

Rezultatas rodo, kad galios srautas yra 36 vatai. Tai labai maža, bet skaitiklio sparnuotė per maža. Praktiškai naudojami vėjo ratai, kurių ašmenų ilgis yra 3–4 metrai, kitaip našumas bus per mažas.

Į ką reikėtų atsižvelgti?

Apskaičiuojant vėjo turbiną, reikėtų atsižvelgti į rotoriaus konstrukcijos ypatybės. Yra vertikalios ir horizontalios sukimosi sparnuotės, kurių efektyvumas ir našumas skiriasi. Horizontalios konstrukcijos laikomos efektyviausiomis, tačiau joms reikia aukštų įrengimo taškų.

Stiebo statyba gali kainuoti daug pinigų ir darbo. Be to, apie 10 m aukštyje virš žemės esančio vėjo malūno priežiūra yra itin sunki ir pavojinga.

Taip pat bus svarbu užtikrinti pakankamą sparnuotės galią sukti generatoriaus rotorių. Įtaisai su standžiais rotoriais, leidžiančiais gauti gerą energijos išeigą, reikalauja nemažos veleno galios, kurią gali užtikrinti tik didelio ploto ir menčių skersmens sparnuotė.

Ne mažiau svarbus momentas yra sukimosi šaltinio – vėjo – parametrai. Prieš atlikdami skaičiavimus, turėtumėte kuo daugiau sužinoti apie vėjo stiprumą ir vyraujančias kryptis tam tikroje vietovėje. Atsižvelkite į uraganų ar žvarbų gūsių tikimybę, pasidomėkite, kaip dažnai jie gali kilti. Netikėtas srauto padidėjimas yra pavojingas vėjo malūno sunaikinimui ir konvertuojančios elektronikos gedimui.

Tikroji naminio vėjo generatoriaus galia

Namų gamybos prietaisų ypatybė yra improvizuotų medžiagų ir prietaisų naudojimas. Tokiomis sąlygomis ne visada įmanoma užtikrinti visišką projekto duomenų atitiktį. Tuo pačiu metu apskaičiuotų ir realių rodiklių skirtumas gali būti ir neigiamas, ir teigiamas.

Vertės, kurios lemia komplekto galimybes, yra vėjo rato ir generatoriaus galia. Kiek jie atitinka vienas kitą, tai ir visa vėjo generatoriaus galia bus gauta kaip rezultatas.

Pavyzdžiui, jei generatoriaus sukimosi greitis yra 2000 aps./min., kad būtų užtikrintas vardinis našumas, joks vėjo ratas negali užtikrinti norimų verčių.

Todėl pirmiausia reikia parinkti mažo greičio generatorių pavyzdžius, galinčius generuoti didelius energijos kiekius esant mažam sukimosi greičiui. Tam modernizuojami paruošti įrenginiai (pavyzdžiui, ant automobilių generatorių rotoriaus sumontuoti neodimio magnetai), gaminami jų pačių dizainai, remiantis tais pačiais neodimio magnetais, kurių galia ir našumas yra iš anksto apskaičiuotas.

Vėjo turbinos parametrų skaičiavimas

Vėjo rato apskaičiavimas vaidina svarbų vaidmenį statant vėjo turbiną. Būtent sparnuotė perima vėjo srautą, savo energiją sukimosi judėjimo forma perduoda generatoriaus rotoriui. Skaičiavimui pirmiausia reikės žinoti generatoriaus parametrus - galią, vardinį rotoriaus greitį ir kt.

Vėjo turbinos kaip elektros energijos šaltinis pastaruoju metu išpopuliarėjo tarp priemiesčių gyventojų. Prieš montuodami, būtina apskaičiuoti vėjo generatorių jūsų vietovėje. Šis aplinkai nekenksmingas elektros energijos gamybos įrenginys yra dviejų tipų:

• su horizontalia ašimi
• su vertikalia ašimi

Pastarieji yra efektyvesni ir technologiškai pažangesni. Vienintelis vertikalių vėjo jėgainių trūkumas – aukšta kaina. Dažnai tokie įrenginiai atsiperka per penkiolika metų. Todėl vėjo jėgainės naudojamos kaip papildomas energijos šaltinis. Galite juos įdiegti patys.

Kaip išsirinkti vėjo generatorių

Jei teisingai sprendžiate vertikalaus vėjo generatoriaus pirkimo klausimą, galite padidinti jo našumą ir sutrumpinti atsipirkimo laikotarpį. Pirmiausia apsvarstykite skirtingus vertikalių vėjo turbinų tipus:

• stačiakampiai generatoriai, kuriems nereikia kreipiamųjų mechanizmų. Jie turi keletą geležčių, lygiagrečių pagrindinei ašiai. Tokio generatoriaus veikimas nepriklauso nuo vėjo krypties.
• vėjo generatoriai su Darrieus rotoriumi. Jie turi dvi ar tris mentes ant plokščio sraigto. Pagrindinis konstrukcijos pranašumas yra tas, kad jį galima montuoti žemės lygyje.
• Savonius rotoriniai generatoriai. Jie yra labai efektyvūs, nes propeleris gali veikti esant mažam greičiui, o tai žymiai sumažina akumuliatoriaus sąnaudas.
• prietaisai su daugybe ašmenų ant ašies. Tai pažangesnė stačiakampio instrumento versija. Jie yra labai veiksmingi, tačiau jų kainos yra žymiai didesnės.
• prietaisai su sraigtiniu rotoriumi. Jie taip pat išsivystė iš ortogonalinio instrumento. Dėl savo sudėtingos technologijos ašies mentės mažai apkrauna ritę. Tai padidina generatoriaus tarnavimo laiką. Bet jie taip pat labai brangūs.

Populiariausios vėjo turbinos yra ortogonaliniai ir Savonius rotoriai. Beveik kiekviena vertikalios ašies vėjo turbina yra varoma neodimio magnetais. Jie yra gana veiksmingi, o kaina nėra per didelė. Kad nepermokėtumėte renkantis vėjo generatorių, teisingus skaičiavimus galite atlikti savo rankomis.

Į ką atkreipti dėmesį renkantis generatorių

Kai nuspręsite įsigyti tokį naudingą įrenginį kaip vėjo generatorių, turite atsižvelgti į šiuos parametrus:

• vėjo generatoriaus galia ant neodimio magnetų. Jei jūsų vietovėje nėra stipraus vėjo, jums reikia mažos talpos generatoriaus
• Vėjo kryptis. Jei vėjai dažnai keičia kryptį, jums tiks tik vertikalus vėjo generatorius su judančiomis mentėmis.
• prekės ženklas. Prietaiso kaina tiesiogiai priklauso nuo gamintojo. Reikėtų prisiminti, kad importuotos prekės visada yra brangesnės nei Rusijos analogai.

Kaip savarankiškai apskaičiuoti vėjo generatorių

Norėdami apskaičiuoti vėjo turbinos galią savo vietovėje, naudokite specialias formules. Pirmiausia turite apskaičiuoti energijos kiekį, kurį generatorius gali pagaminti per metus jūsų vietovėje. Norėdami tai padaryti, turite atlikti keletą veiksmų:

• atlikti skaičiavimą. Remiantis gautais rezultatais, bus parenkamas menčių ilgis ir bokšto aukštis
• analizuoti vėjo greitį jūsų vietovėje. Tai galite padaryti patys, naudodami specialų įrenginį, keletą mėnesių stebėdami vėją arba prašyti rezultatų iš vietinės meteorologijos stoties.

Vėjo srauto galios apskaičiavimo savo rankomis metodas apima formulės naudojimą - P* = krV 3S/2, [Wt]. Šioje formulėje naudojamas toks žymėjimas:

• r yra oro tankis, kuris normaliomis sąlygomis yra 1,225 kg/m3
• V— srauto greitis m/s
• S- srauto plotas kvadratiniais metrais
• k— vėjo turbinos turbinos naudingumo koeficientas vertėje 0,2-0,5

Atlikę šiuos skaičiavimus, galėsite nustatyti savo vietovėje tinkamą galią. Ant vėjo generatoriaus pakuotės nurodyta, kokiam vėjo srautui jo darbas yra efektyviausias. Paprastai ši vertė yra diapazone 7-11 m/s.

Vėjo generatoriai (nuo statmenos iki Savonius) yra optimalus papildomos arba pagrindinės elektros energijos šaltinis privačiame name. Jei savo rankomis atliksite teisingą vėjo generatoriaus apskaičiavimą, galite įsigyti jūsų vietovei tinkamą įrenginį.

Dėl brangios elektros energijos tapo svarbu naudoti alternatyvius šaltinius, vienas iš jų – vertikalios vėjo jėgainės. Jei reikia, tokią įrangą galite pasistatyti patys.

[ Slėpti ]

Vėjo generatoriaus įtaisas

Naujos kartos vėjo malūno, skirto vėjo energijai gaminti, projektavimas apima:

1. Ratas su mentelėmis. Šis mazgas yra pagrindinis rotorius, reikalingas oro srauto jėgai suvokti. Jo paskirtis – kinetinę vėjo energiją paversti mechanine. Tai sukuria sukimo momentą ant veleno.
2. Pavarų dėžė. Jis naudojamas sukimosi judėjimui sinchronizuoti ir formuoja generatoriaus bloko veleno sukimosi greitį. Montuojamas konstrukcijos viduje.
3. Generatoriaus blokas yra įtaisas, skirtas generuoti elektros srovę, sukimo momentą paverčiant magnetiniu lauku. Šis įrenginys padeda sukurti įtampos skirtumą elektros grandinėje.
4. baterija. Akumuliatoriaus paskirtis – kaupti energiją ir gaminti nuolatinę srovę, kurios vertė – 12 voltų.
5. inverterio mazgas. Tai mechanizmas, naudojamas nuolatinei srovės vertei konvertuoti į kintamąją. Darbinis parametras yra 220 voltų.

Vertikalaus vėjo malūno prijungimo prie buitinio tinklo namuose schema

Vėjo generatorių veikimo principas

Namuose arba firminiuose vėjo įtaisuose su vertikalia arba horizontalia sukimosi ašimi, ašmenys pradeda judėti dėl vėjo jėgos. Pagrindiniai įrangos elementai verčia rotoriaus agregatą suktis specialiu pavaros bloku. Statoriaus apvijos buvimas prisideda prie mechaninės energijos pavertimo elektros srove. Ašiniai sraigtai turi aerodinamines savybes, dėl kurių jie užtikrina greitą įrenginio turbinos slinkimą.

Tada sukamuosiuose generatoriuose sukimosi jėga paverčiama elektros energija, kuri surenkama į akumuliatorių. Tiesą sakant, kuo stipresnis oro srautas, tuo greičiau slenka įrenginio mentės, o tai prisideda prie energijos generavimo. Kadangi generatoriaus įrangos veikimas pagrįstas maksimaliu alternatyvaus šaltinio panaudojimu, viena menčių dalis yra labiau suapvalinta forma. Antrasis yra plokščias. Kai oro srautas praeina per apvalią dalį, susidaro vakuuminė sekcija, kuri prisideda prie ašmenų įsiurbimo ir nukreipia ją į šoną.

Slenkant sukasi varžtų ašis, kurie yra prijungti prie sukamojo mechanizmo. Šiame įrenginyje yra dvylika magnetinių elementų, kurie slenka viduje. Dėl to susidaro kintamoji elektros srovė su dažniu, kaip ir buitiniuose lizduose. Gauta energija gali būti ne tik generuojama, bet ir perduodama per atstumą, tačiau jos negalima kaupti.

Norint jį surinkti, reikės paversti nuolatine srove, tokia yra turbinos viduje esančios elektros grandinės paskirtis. Norint gauti daug elektros energijos, gaminama pramoninė įranga, vėjo jėgainėse paprastai yra dešimtys tokių įrenginių.

Vėjo generatoriaus veikimo principas leidžia naudoti įrenginį šiomis versijomis:

• autonominiam darbui;
• su saulės baterijomis;
• lygiagrečiai su atsargine baterija;
• kartu su benzininiu arba dyzeliniu generatoriumi.

Kai oro srautas juda apie 45 km/h greičiu, turbinos galia yra apie 400 vatų. To pakanka, kad apšviestų priemiesčio priemiesčio zoną. Jei reikia, galite įdiegti elektros energijos kaupimą akumuliatoriuje.

Akumuliatoriui įkrauti naudojama speciali įranga. Sumažėjus papildomo įkrovimo kiekiui, ašmenų sukimosi greitis pradės mažėti. Jei akumuliatorius visiškai išsikrovęs, generatoriaus įrangos elementai vėl slinks. Šis principas leidžia palaikyti įrenginio įkrovimą tam tikrame lygyje. Esant didesniam oro srautui, įrenginio turbina galės pagaminti daugiau energijos.

Vartotojas Darkhanas Dogalakovas, naudodamas SEAH 400-W modelio pavyzdį, kalbėjo apie vėjo įrenginių veikimo principą.

Kurios vėjo turbinos yra efektyviausios (agregatų klasifikacija)

Sukimosi ašių klasifikacija:

Klasifikavimas pagal ašmenų skaičių:

Sukimosi elementų klasifikacija pagal medžiagas:

Pagal varžto žingsnį:

„Fodiator Ch“ kanalas išsamiai kalbėjo apie vėjo generatorių agregatų rūšis.

Klasifikavimas pagal rotoriaus tipą

Atsižvelgiant į sukamojo mechanizmo tipą, visi įrenginiai gali būti suskirstyti į keletą tipų:

• stačiakampiai Darier prietaisai;
• įrenginiai su Savonius sukamuoju mazgu;
• prietaisai su vertikalia ašine įrenginio konstrukcija;
• įranga su spiralinio tipo sukamuoju mechanizmu.

Darnier įrenginiai

Šios klasės įranga gali būti su dviem arba trimis sukimosi elementais. Ašmenys bus išlenkti ovalo formos.

Pagrindiniai šio tipo privalumai:

• įranga savarankiškai orientuojasi į oro srauto kryptį;
• įrenginio kinetinės schemos paprastumas;
• pagrindinis pavaros velenas yra arti žemės, kad būtų lengviau prižiūrėti.

Vienetų trūkumai:

• dėl konstrukcijos ypatumų nėra galimybės savarankiškai reklamuoti įrangą;
• per didelė atraminių mazgų apkrova, kuri yra susijusi su dinamine vėjo srauto įtaka;
• įrenginiai su Darnier rotoriumi yra garsūs;
• išilgai turi būti laikomasi nurodyto sukimosi elemento profilio.

Savonius rotoriniai generatoriai

Tokia įranga yra įtaisas, kuriame mechanizmo mentės yra pagamintos cilindrinių įtaisų pavidalu.

Pagrindiniai privalumai:

• prietaisas gali pradėti veikti esant nedidelei trijų metrų per sekundę vėjo srauto jėgai;
• didelis įrenginio veikimo resursas ir patikimumas;
• veikiantis gerų sukimo momento indikatorių rinkinys;
• pigumas gamybos ir priežiūros požiūriu.

Pagrindiniai trūkumai yra mažas įrenginio efektyvumas konvertuojant vėjo srautą. Įrangos galia ne didesnė kaip 4-6 kW. Dėl šios priežasties Savonius sukamieji mechanizmai dažniausiai naudojami kombinuotuose įrenginiuose. Pavyzdžiui, norint įjungti generatoriaus įrenginį, suprojektuotą pagal Darnier schemą.

Vartotojas Andrejus Vasiljevas parodė, kaip veikia spiralinė įranga, pastatyta ant Savonius rotoriaus.

Įrenginiai su vertikaliu ašiniu rotoriumi

Pagrindinis šio tipo įrangos bruožas yra tas, kad peiliai yra išdėstyti vertikaliai ir pasižymi aviacijos sparno profiliu. Jo ašis lygiagreti velenui. Vizualiai toks generatorius panašus į Darnier agregatą, tačiau gamybos požiūriu paprastesnis. Veikdamas greičiau paima darbo greitį, o eksploatacijos metu praktiškai neskleidžia garso bangų. Priemiesčio zonose optimalu naudoti generatorius su vertikaliu ašiniu rotoriumi, nes jie pasižymi dideliu patikimumu ir ilgu tarnavimo laiku.

Su spiraliniu mechanizmu

Šio tipo įranga yra pažangesnė aukščiau nurodyto tipo versija. Jo ašmenys pagaminti spiralės formos kreivės pavidalu. Tai leidžia užtikrinti tolygesnį ašmenų sukimąsi ir sumažinti įrenginio atraminio komponento apkrovą.

Dėl pagrindinių elementų lenkimo veikimo metu generatorius greičiau įgauna greitį. Pagal efektyvumą tokią įrangą galima palyginti su klasikinėmis horizontaliomis vėjo jėgainėmis. Tačiau veikimo metu tokie įrenginiai skleidžia daugiau triukšmo. Dėl apskritai sudėtingos menčių konfigūracijos agregatus su tokio tipo rotoriaus mechanizmais pagaminti yra brangiau.

AERO Prop kanalas demonstravo įrenginio veikimą su sraigtiniu įtaisu.

Vėjo generatorių privalumai

Tokios įrangos pranašumai:

1. Mažos pradinės vėjo srauto greičio vertės, kad pajudėtų įrenginio sukimosi mechanizmas. Kai kuriuose šiuolaikinės įrangos modeliuose šis skaičius siekia nuo 0,3 metro per sekundę. Tačiau iš tikrųjų vertikalios vėjo turbinos pradės efektyviai gaminti energiją maždaug 3–5 m/s greičiu. Įrangos vardinės galios indikatorius bus tuo atveju, kai greičio reikšmės yra 10-18 metrų per sekundę.
2. Vėjo generatoriaus veikimas nepriklauso nuo vėjo krypties. Dėl dizaino ypatybių įrenginys gali užfiksuoti orą nepriklausomai nuo kampo.
3. Vertikaliųjų generatorių agregatams paprastai būdingas sumažintas foninis triukšmas. Praktiškai šis parametras yra ne didesnis kaip 20 decibelų. Taip pat prietaisams veikiant nepasirodo dažniai, artimi apatinei ribai – infragarsas, kuris neigiamai veikia sveikatą. Todėl įrangą galima montuoti arti gyvenamųjų pastatų.
4. Veikimo metu vėjo jėgainės praktiškai neskleidžia elektromagnetinės spinduliuotės. Konstrukcijos darbas nesukuria destruktyvių vibracijų.
5. Įranga paukščiams nepavojinga, nes jie ją suvokia kaip vieną kliūtį. Tai didelis pranašumas prieš horizontalias vėjo jėgaines. Tokių prietaisų mentės nesusietos su kliūtimis ir dėl to su jomis susiduria.
6. Dėl konstrukcijos ypatybių vertikaliai įrangai nereikia naudoti papildomų paleidimo mechanizmų. Rotoriaus mazgas pradeda suktis, kai tik vėjo srautas pasiekia minimalią įrengimo pradžios vertę.
7. Vėjo generatoriaus veikimas galimas bet kokiomis klimato sąlygomis. Tokia įranga leidžia atlaikyti net stiprų vėją, iki uragano.
8. Įrenginių naudojimo ir priežiūros paprastumas. Vėjo turbinos pasižymi supaprastinta valdymo sistema ir minimaliomis eksploatavimo sąnaudomis, reikalingomis darbinei būklei palaikyti. Dėl šios priežasties įranga vis dažniau naudojama privačiuose namuose.

Vartotojo Odesos inžinierius išsamiai papasakojo apie generatorių komplektų privalumus ir trūkumus.

Vertikalių vėjo jėgainių trūkumai

Vienetų trūkumai:

1. Žemas efektyvaus oro srauto konvertavimo parametras. Palyginti su horizontalia įranga, tai yra 2–2,5 karto mažiau.
2. Vertikaliems įrenginiams būdingas didelis medžiagų suvartojimas. Taip yra dėl didelio ašmenų tūrio.
3. Kai kurie agregatų modeliai turi didelių gabaritų dizainą, kuris paprastai didėja didėjant naudingajai galiai. Dėl to šis trūkumas neigiamai veikia įrangos įrengimo zonos išdėstymą.
4. Norint surinkti vertikalų įrenginį, reikės daugiau medžiagų, palyginti su horizontaliais įrenginiais. Dėl to jų kaina bus didesnė.
5. Instaliacijos skleidžiamos vibracijos, nors ir nedidelės, vis tiek išlieka. Dėl to, taip pat staigių slinkties režimų pokyčių, guolių įtaisams susidaro didelė apkrova. Todėl judančios įrangos dalys dažnai lūžta.

„Teplo-voda“ kanalas išsamiai papasakojo apie visus šio tipo prietaisams būdingus trūkumus.

Vertikalaus vėjo generatoriaus gaminimo savo rankomis instrukcijos

Norint naudoti tokį įrenginį, jo pirkti nebūtina. Įrangą galite pasigaminti patys.

Ko prireiks?

Norėdami surinkti įrenginį, jums reikės:

• sukamasis mechanizmas, tai judanti įrangos dalis;
• peiliai - sugaus oro srautą;
• ašinis stiebas, skirtas pritvirtinti sukamąjį mechanizmą, taip pat sukimosi elementai gali būti pagaminti stulpo arba piramidės pavidalu;
• statoriaus įtaisas - naudojamas ritės su viela padėties nustatymui;
• AKB - baterija reikalinga gaunamai energijai kaupti;
• inverterio mazgas, naudojamas nuolatinei srovei konvertuoti į kintamąją;
• valdiklis – sistemos valdymo blokas, skirtas generatoriaus blokui sustabdyti tuo momentu, kai įrangos galia viršija normą.

Ašmenys gali būti pagaminti iš lengvo, elastingo plastiko lakšto. Rekomenduojama naudoti būtent šią medžiagą, nes kitos yra labiau linkusios deformuotis ir pažeisti. Tik lakštinis plastikas gali efektyviai susidoroti su didelėmis dinaminėmis apkrovomis. Mažesni peiliukai gali būti pagaminti iš vidutinio tankio PVC, tačiau platesniems peiliams reikės tvirtesnės medžiagos.

Vartotojas Aleksandras Polulyakhas išsamiau papasakojo apie komponentų paruošimą, taip pat vėjo generatoriaus įrenginio sukūrimą iš buitinio ventiliatoriaus.

Žingsnis po žingsnio veiksmų algoritmas

Gamybos procesas atrodo taip:

1. Pirmajame etape gaminami sukimosi elementai. Norėdami tai padaryti, iš didelio stiprumo PVC vamzdžio reikia iškirpti keturias identiškas dalis. Tada iš standžios medžiagos išpjaunami du pusapvaliai elementai ir tvirtinami kiekvienoje vamzdžio pusėje. Ašmenų aukštis bus apie 70 cm. Tada dalių sukimosi spindulys bus apie 69 cm.
2. Norėdami sukurti rotoriaus sistemą, jums reikės šešių neodimio magnetų, taip pat ferito diskų, kurių kiekvieno skersmuo 23 cm. Elementams pritvirtinti reikia superklijų. Su jo pagalba magnetai pritvirtinami prie pirmojo disko. Atliekant šią užduotį, svarbu kaitalioti poliškumą, o montuojant reikia laikytis 60 laipsnių kampo tarp elementų. Sudėties skersmuo bus 16,5 cm.
3. Antrasis diskas surenkamas tokiu pačiu būdu. Visi magnetiniai elementai turi būti pritvirtinti klijais arba geriau - užpilti.
4. Statoriaus mechanizmui pagaminti reikalingos devynios ritės, kurių kiekviena yra apvyniota 60 vario laidininko apsisukimų. Jo sekcijos skersmuo turi būti 1 mm. Svarbu teisingai lituoti laidus. Pirmosios ritės pradžia fiksuojama ketvirtosios gale, o ji – septintos kontaktu.
5. Kitos sukamojo mechanizmo fazės surinkimas atliekamas panašiai. Tik veiksmai prasideda nuo antrojo ritinio.
6. Tada iš faneros lakšto reikia padaryti statoriaus įtaiso formą. Ant dugno klojamas stiklo pluošto lakštas, o viršuje sumontuotos fazės, ant kurių lituojamos ritės. Gautą struktūrą reikia užpildyti klijais ir palikti išdžiūti dvi dienas. Tai efektyviai sugriebs visus elementus ir užims reikiamas vietas. Atlikus šią užduotį atskiri komponentai sujungiami į vieną sistemą.
7. Surinkimui viršutiniame rotoriaus mechanizme turi būti padarytos keturios skylės, kuriose bus sumontuotos smeigės. Tada apatinis įtaisas dedamas ant laikiklio, montuojant magnetai nukreipiami į viršų.
8. Tada montuojamas statoriaus mechanizmas. Prieš tai įrenginyje būtina padaryti skylutes, per kurias mazgas bus pritvirtintas prie laikiklio.
9. Smeigės remiasi į aliuminio plokštę, po kurios montuojamas antrasis rotoriaus mechanizmas. Šis mazgas montuojamas taip, kad magnetiniai elementai būtų nukreipti žemyn.
10. Tada veržliarakčiu pasukite kiekvieną kaištį paeiliui. Tai užtikrins tolygų viršutinio rotoriaus mechanizmo nuleidimą į apatinį. Po to, kai surinkimas užėmė reikiamą vietą, smeigės turi būti išmontuotos. Aliumininės plokštės nuimamos, jų nebereikia.
11. Baigus darbą visa konstrukcija tvirtinama veržlėmis. Tvirtinimo elementai turi būti priveržti kuo tvirčiau, bet ne standžiai, kitaip gali nutrūkti sriegiai.
12. Kaip stiebą rekomenduojama naudoti tvirtą plieninį vamzdį, jo ilgis turėtų būti apie penkis metrus. Prie jo pritvirtinamas gatavas generavimo įrenginys. Po to rėmas su plastikiniais peiliukais prijungiamas prie įrenginio. Tada surinkta konstrukcija montuojama aikštelėje, paruoštoje įrangos montavimui. Ant paviršiaus rekomenduojama iš anksto pasidaryti tritaškį armuotą pamatą, o geresniam fiksavimui būtina numatyti tempimą.
13. Jei mes kalbame apie elektros tinklo prijungimą prie vėjo generatoriaus įrenginio, tada laidų prijungimas atliekamas tam tikra seka. Valdymo blokas turi gauti resursą iš įrenginio ir konvertuoti kintamą srovę į konstantą, kuri reikalinga akumuliatoriui įkrauti. Baterija išlaikys savo įkrovą. Inverterio mechanizmas skirtas nuolatinę srovę paversti kintamuoju, kuris bus naudojamas buitinei įrangai maitinti.

nuotraukų galerija

Rotoriaus elementų ir magnetų, taip pat smeigių montavimas ant aliuminio plokštės Rotoriaus mechanizmo menčių tvirtinimo schemos

Kaip savarankiškai apskaičiuoti vėjo generatorių

Formulės naudojamos įrangos, kuri bus naudojama tam tikroje srityje, galios parametrui apskaičiuoti. Visų pirma, apskaičiuojamas energijos kiekis, kurį vėjo generatorius gali generuoti ištisus metus.

Suminės įrangos galios apskaičiavimas

Norėdami atlikti užduotį, atliekami šie veiksmai:

1. Pirmiausia atliekami skaičiavimai. Pagal gautus rezultatus parenkamas sukimosi elementų ilgis bei bokšto aukštis.
2. Atliekama tam tikrai vietovei būdingo oro srauto vidutinio greičio analizė. Tam reikės specialios įrangos. Su juo keletą mėnesių reikia stebėti oro srauto stiprumą. Jei instrumento nėra, rezultatų galite paprašyti vietinės meteorologijos stoties atstovų.

Vėjo generatoriaus galios apskaičiavimas atliekamas pagal formulę Р=krV 3S/2.

Simbolių žymėjimai:

• r yra oro srauto tankio parametras, normaliomis sąlygomis ši vertė yra 1,225 kg/m3;
• V – vidutinis vėjo greitis, matuojamas metrais per sekundę;
• S yra bendras oro srauto plotas, matuojamas metrais;
• k – įrenginyje sumontuotos turbinos naudingumo koeficientas;

Naudodami šiuos skaičiavimus galite tiksliai nustatyti galios kiekį, reikalingą generatoriaus rinkiniui tam tikroje srityje. Jei perkama firminė įranga, tada ant jos pakuotės turi būti nurodyta, kokia oro srauto jėga įrenginio veikimas bus efektyviausias. Vidutiniškai ši vertė svyruos nuo septynių iki vienuolikos metrų per sekundę.

Vartotojas Odesos inžinierius išsamiai papasakojo apie generatoriaus įrenginio surinkimo procedūrą, taip pat apie skaičiavimų atlikimą.

Vėjo turbinos sraigtų skaičiavimas

Skaičiavimo procedūra atliekama pagal formulę Z=LW/60/V, simbolių žymėjimas:

• Z – vieno sraigto mažo greičio vertė;
• L yra apskritimo, kurį apibūdins sukimosi elementai, dydis;
• W – vieno varžto sukimosi greitis;
• V yra oro srauto tiekimo greičio parametras.

Remiantis šia formule, apskaičiuojamas apsisukimų skaičius. Tačiau skaičiuojant būtina atsižvelgti į vieno įrangos varžto žingsnį. Jis apskaičiuojamas pagal formulę H=2pR* tga.

Simbolių aprašymas:

• 2n yra pastovi reikšmė 6,28;
• R – spindulio reikšmė, kuri apibūdins įrangos sukimosi elementus;
• tg a yra pjūvio kampas.

Vėjo generatoriaus keitiklio skaičiavimas

Prieš atliekant šiuos skaičiavimus, reikia atsižvelgti į šiuos dalykus. Jei namų tinkle naudojama tik viena 12 voltų baterija, tada nėra prasmės montuoti keitiklį. Vidutinė vasarnamio ar privataus namų ūkio galia yra apie 4 kW, esant maksimalioms apkrovoms. Tokiam tinklui baterijų skaičius bus ne mažesnis kaip dešimt, kiekviena iš jų skirta 24 voltams. Turint tiek daug baterijų, patartina naudoti keitiklį.

Tačiau tokiomis sąlygomis, kai naudojama dešimt 24 voltų baterijų, jums reikės bent 3 kW vėjo generatoriaus. Silpnesnė įranga nepajėgs aprūpinti energijos tokiam baterijų skaičiui. Buitiniams prietaisams ši galia gali būti per didelė.

Inverterio įrenginio galios parametras apskaičiuojamas taip:

1. Pirma, būtina apibendrinti visų energijos vartotojų galios charakteristikas.
2. Tada nustatomas vartojimo laikas.
3. Apskaičiuojamas didžiausios apkrovos parametras.

Aleksandras Kapustinas parodė vėjo generatoriaus su inverteriu paleidimo procedūrą.

Kur geriausia įrengti?

Siekiant maksimalaus efektyvumo, įranga turi būti pastatyta atviroje vietoje, aukščiausiame taške. Svarbu, kad vėjo generatorius būtų ne žemiau nei šalia esančių pastatų lygis. Dėl to atsiras kliūčių vėjo srautui, dėl to efektyvumas bus žemas. Tuo atveju, kai aikštelė eina į rezervuarą ar upę, vėjo generatorius įrengiamas tiesiai ant kranto.

Sistemai montuoti idealiai tinka kalvos arba didelės tuščios vietos. Pageidautina, kad erdvėje nebūtų dirbtinių kliūčių, kurios trukdytų vėjo srautui praeiti. Jei sklypas ar pastatas yra miesto ribose, tuomet vėjo generatorius turi būti sumontuotas ant stogo. Norint įrengti įrangą gyvenamajame daugiabutyje, reikia gauti raštišką kaimynų sutikimą, taip pat valdžios institucijų leidimą. Generatorius bus sumontuotas ir ant stogo.

Renkantis vietą, svarbu atsiminti, kad vėjo jėgainės turi būti ne arčiau kaip 15 metrų nuo pastatų ir ne toliau kaip 25. Dėl to įrenginio veikimo triukšmas gyventojams netrukdys.