Hoe een windturbine berekenen: formules + praktisch rekenvoorbeeld

Modelselectie

De kosten van een set van een windgenerator, een omvormer, een mast, een SHAVRA - een automatische omschakelkast, zijn direct afhankelijk van het vermogen en de efficiëntie.

Maximaal vermogen kW	Rotordiameter m	mast hoogte m	Nominale snelheid m/s	Spanning di
0,55	2,5	6	8	24
2,6	3,2	9	9	120
6,5	6,4	12	10	240
11,2	8	12	10	240
22	10	18	12	360

Zoals u kunt zien, zijn om het landgoed geheel of gedeeltelijk van elektriciteit te voorzien, krachtige generatoren nodig, die vrij problematisch zijn om zelf te installeren. In ieder geval verminderen hoge kapitaalinvesteringen en de noodzaak van mastinstallatie met behulp van speciale apparatuur de populariteit van windenergiesystemen voor privégebruik aanzienlijk.

Er zijn draagbare low power windturbines die je mee kunt nemen op reis. Deze modellen zijn compact, snel op de grond gemonteerd, vereisen geen speciale zorg en bieden voldoende energie voor een comfortabel tijdverdrijf in de natuur.

En hoewel het maximale vermogen van een dergelijk model slechts 450 W is, is dit voldoende om de hele camping te verlichten en het mogelijk te maken om elektrische huishoudelijke apparaten buiten de bewoonde wereld te gebruiken.

Voor middelgrote en kleine ondernemingen kan de installatie van meerdere opwekkingswindparken aanzienlijke besparingen op de energiekosten opleveren. Veel Europese bedrijven houden zich bezig met de productie van dit soort producten.

Dit zijn complexe technische systemen die preventief onderhoud en onderhoud vereisen, maar hun nominaal vermogen is zodanig dat het de behoeften van de gehele productie kan dekken. In Texas bijvoorbeeld, bij het grootste windmolenpark van de Verenigde Staten, wekken slechts 420 van dergelijke generatoren 735 megawatt per jaar op.

Voor- en nadelen van het installeren van een windturbine

Deze apparatuur behoort, net als zonnepanelen, tot de categorie alternatieve energiebronnen. Maar in tegenstelling tot fotovoltaïsche cellen, die zonlicht nodig hebben, kan een windturbine 24 uur per dag, 365 dagen per jaar efficiënt werken.

Voordelen:	Gebreken
Overal gratis energie	Apparatuur prijs:
ecologische energie	Installatiekosten
Energieonafhankelijkheid van de staat en zijn tarieven	Servicekosten.
Onafhankelijkheid van zonlicht	Afhankelijkheid van windsnelheid

Om al deze voor- en nadelen in evenwicht te brengen, maken ze vaak een bos: een windgenerator met een zonnepaneel. Deze installaties vullen elkaar aan, waardoor de afhankelijkheid van de elektriciteitsopwekking van zon en wind wordt verminderd.

Vermogensberekening windgenerator

In de meeste gevallen zal de haalbaarheid van het installeren van windparken afhangen van de gemiddelde windsnelheden in een bepaald gebied. Installatie van windturbines is verantwoord bij een minimale windkracht van vier meter per seconde. Met een windsnelheid van negen tot twaalf meter per seconde draait de windturbine op maximale snelheid.

Horizontale windgenerator

Bovendien hangt het vermogen van dergelijke inrichtingen ook af van de oppervlakken van de gebruikte bladen en van de diametrale afmeting van de rotorinrichting. Met bekende gemiddelde windsnelheden voor een bepaalde regio, is het mogelijk om de benodigde generator te selecteren met behulp van een bepaalde propellergrootte.

De berekening is gemaakt volgens de formule: P \u003d 2D * 3V / 7000 kW, waarbij P het vermogen is, D de diameter van het schroefapparaat is en een parameter zoals V de windsterkte in meters per seconde aangeeft . Maar deze formule is alleen geschikt voor horizontale windturbines.

alternatieve energie

Windbelasting kan ook voordelen opleveren, bijvoorbeeld door de kracht van de wind om te zetten in windturbines. Dus bij een windsnelheid V = 10 m/s, met een cirkeldiameter van 1 meter, heeft de windmolen wieken d = 1,13 m en produceert ongeveer 200-250 W nuttig vermogen. Een elektrische ploeg, die zo'n hoeveelheid energie verbruikt, kan in één uur ongeveer vijftig (50 m²) land op een persoonlijk perceel ploegen.

Als u de grote windgenerator toepast - tot 3 meter en de gemiddelde luchtstroomsnelheid van 5 m / s, kunt u 1-1,5 kW aan vermogen krijgen, wat een klein landhuis volledig van gratis elektriciteit zal voorzien.Met de introductie van het zogenaamde "groene" tarief wordt de terugverdientijd van apparatuur teruggebracht tot 3-7 jaar en kan in de toekomst nettowinst opleveren.

Berekening van propellers van windturbines

Bij het ontwerpen van een windmolen worden meestal twee soorten schroeven gebruikt:

1. Rotatie in het horizontale vlak (vaan).
2. Rotatie in het verticale vlak (Savonius-rotor, Darrieus-rotor).

Schroefontwerpen met rotatie in een van de vlakken kunnen worden berekend met behulp van de formule:

Z=L*W/60/V

Voor deze formule: Z is de snelheidsgraad (lage snelheid) van de propeller; L is de grootte van de lengte van de cirkel beschreven door de bladen; W is de rotatiesnelheid (frequentie) van de propeller; V is het luchtdebiet.

Dit is het ontwerp van de schroef genaamd "Rotor Darier". Deze versie van de propeller wordt als effectief beschouwd bij de vervaardiging van windturbines met een klein vermogen en kleine afmetingen. De berekening van de schroef heeft enkele kenmerken:

Op basis van deze formule kunt u eenvoudig het aantal omwentelingen W - de rotatiesnelheid - berekenen. En de werkverhouding van omwentelingen en windsnelheid is te vinden in de tabellen die beschikbaar zijn op het netwerk. Voor een propeller met twee bladen en Z=5 geldt bijvoorbeeld de volgende relatie:

Aantal bladen	snelheidsgraad	Windsnelheid m/s
2	5	330

Een van de belangrijke indicatoren van de windmolenpropeller is ook de spoed. Deze parameter kan worden bepaald met behulp van de formule:

H=2πR*tgα

Hier: 2π is een constante (2*3.14); R is de straal beschreven door het blad; tg α is de doorsnedehoek.

Vermogensberekening windgenerator

Ook het zelf vervaardigen van een windmolen vraagt ​​om een ​​voorcalculatie. Niemand wil tijd en materiaal besteden aan de fabricage van wie weet wat, ze willen vooraf een idee hebben van de mogelijkheden en het verwachte vermogen van de installatie.De praktijk leert dat verwachtingen en werkelijkheid slecht met elkaar correleren, installaties die zijn gemaakt op basis van geschatte schattingen of aannames die niet worden ondersteund door nauwkeurige berekeningen geven zwakke resultaten.

Daarom worden meestal vereenvoudigde berekeningsmethoden gebruikt, die resultaten geven die dicht genoeg bij de waarheid liggen en waarvoor geen grote hoeveelheid gegevens nodig is.

Formules voor berekening

Voor er moet een berekening van de windgenerator gemaakt worden de volgende acties:

• Bepaal de elektriciteitsbehoefte van uw huis. Om dit te doen, is het noodzakelijk om het totale vermogen van alle apparaten, apparatuur, verlichting en andere consumenten te berekenen. Het resulterende bedrag geeft de hoeveelheid energie weer die nodig is om het huis van stroom te voorzien.
• de resulterende waarde moet met 15-20% worden verhoogd om enige gangreserve te hebben voor het geval dat. Het lijdt geen twijfel dat deze reserve nodig is. Integendeel, het kan onvoldoende blijken te zijn, hoewel de energie meestal niet volledig wordt gebruikt.
• door het benodigde vermogen te kennen, kan men inschatten welke generator kan worden gebruikt of vervaardigd om de taken op te lossen. Het eindresultaat van het gebruik van een windmolen hangt af van de mogelijkheden van de generator. Als ze niet aan de behoeften van het huis voldoen, moet u ofwel het apparaat wijzigen of een extra kit bouwen
• windturbine berekening. Eigenlijk is dit moment het moeilijkste en meest controversiële in de hele procedure. De formules voor het bepalen van het stroomvermogen worden gebruikt

Denk bijvoorbeeld aan de berekening van een eenvoudige optie. De formule ziet er als volgt uit:

P=k R V³ S/2

Waar P het stroomvermogen is.

K is de coëfficiënt van windenergiegebruik (een waarde die inherent dicht bij efficiëntie ligt) wordt genomen binnen 0,2-0,5.

R is de luchtdichtheid. Het heeft verschillende waarden, voor de eenvoud nemen we gelijk aan 1,2 kg/m3.

V is de windsnelheid.

S is het dekkingsgebied van het windwiel (bedekt door roterende bladen).

We beschouwen: bij een windwielstraal van 1 m en een windsnelheid van 4 m/s

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

Het resultaat laat zien dat de vermogensstroom 36 watt is. Dit is erg klein, maar de meterwaaier is te klein. In de praktijk worden windwielen met een spanwijdte van 3-4 meter gebruikt, anders wordt de prestatie te laag.

Wat te overwegen?

Bij het berekenen van een windmolen moet men rekening houden met de ontwerpkenmerken van de rotor. Er zijn waaiers met een verticaal en horizontaal type rotatie, met verschillende efficiëntie en prestaties. Horizontale structuren worden als het meest effectief beschouwd, maar ze hebben hoge installatiepunten nodig.

Het is net zo belangrijk om te zorgen voor voldoende waaiervermogen om de generatorrotor te laten draaien. Apparaten met stijve rotoren, die een goede energie-output mogelijk maken, vereisen een aanzienlijk vermogen op de as, dat alleen kan worden geleverd door een waaier met een groot oppervlak en een grote diameter van de bladen.

Een even belangrijk punt zijn de parameters van de rotatiebron - de wind. Voordat u berekeningen maakt, moet u zoveel mogelijk leren over de kracht en de heersende windrichtingen in een bepaald gebied. Houd rekening met de mogelijkheid van orkanen of buien, zoek uit hoe vaak ze kunnen voorkomen. Een onverwachte toename van het debiet is gevaarlijk voor de vernietiging van de windmolen en het uitvallen van de converterende elektronica.

Kant-en-klare verticaal georiënteerde windturbine

Vooral de laatste jaren is er hernieuwde belangstelling voor windturbines. Er zijn nieuwe modellen die handiger en praktischer zijn.

Tot voor kort werden vooral horizontale windturbines met drie wieken gebruikt. En verticale aanzichten verspreidden zich niet door de zware belasting van de lagers van het windwiel, waardoor verhoogde wrijving ontstond, die energie absorbeerde.

Maar dankzij het gebruik van de principes van magnetische levitatie, begon de windgenerator op neodymiummagneten precies verticaal georiënteerd te worden gebruikt, met een uitgesproken vrije traagheidsrotatie. Op dit moment is het effectiever gebleken dan horizontaal.

Gemakkelijke start wordt bereikt dankzij het principe van magnetische levitatie. En dankzij de meerpolige, die de nominale spanning geeft bij lage snelheden, is het mogelijk om de versnellingsbakken volledig te verlaten.

Sommige apparaten kunnen al aan het werk als de windsnelheid slechts anderhalve centimeter per seconde is, en wanneer deze slechts drie of vier meter per seconde is, kan dit al gelijk zijn aan het opgewekte vermogen van het apparaat.

Terugverdientijd van windparken

Voor windenergiecentrales die zijn opgericht om elektriciteit te verkopen, dus als industriële productie, lijkt de terugverdienkwestie iets succesvoller. Door de verkoop van producten - elektrische stroom - kunt u de kosten van aanschaf, gebruik en reparatie van windmolens vergoeden. Tegelijkertijd zien praktische resultaten er niet altijd even schitterend uit. Zo hebben de grootste bestaande windenergiecentrales ter wereld, met grote hoeveelheden energieproductie, een extreem lage winstgevendheid, en sommige worden als niet-duurzaam beschouwd.

De reden voor deze situatie ligt in de ongelukkige verhouding tussen de kosten van apparatuur, levensduur en prestaties van het complex. Simpel gezegd, tijdens de levensduur van de turbine heeft hij geen tijd om genoeg energie te produceren om de kosten van aanschaf en onderhoud te rechtvaardigen.

Deze situatie is typerend voor de meeste windparken. De instabiliteit van de energiebron, het lage rendement van het ontwerp, in totaal, vormen een productie met weinig winst, als we het puur economisch hebben. Van de mogelijkheden om de winstgevendheid te vergroten, zijn de meest effectieve:

• productiviteitsverhoging
• lagere bedrijfskosten

Rekening houdend met de eigenaardigheden van de Russische meteorologie, is een veelbelovende manier om het aantal windturbines in het station te vergroten, maar hun vermogen te verminderen. Het blijkt een systeem dat veel voordelen heeft:

• individuele windmolens kunnen stroom opwekken bij lichte wind wanneer grote modellen niet kunnen starten
• aanschaf van apparatuur en onderhoudskosten worden verlaagd
• het falen van een individuele unit levert geen ernstige problemen op voor de installatie als geheel
• lagere inbedrijfstellings- en transportkosten

Het laatste punt is vooral relevant voor ons land, waar de installatie van windenergiecentrales plaatsvindt in afgelegen of bergachtige gebieden, en de problemen met de levering en montage van de constructie uiterst acuut zijn.

Een andere manier om de winstgevendheid te vergroten, is het gebruik van verticale structuren. Deze optie wordt in de wereldpraktijk beschouwd als laagproductief, geschikt voor het leveren van energie aan individuele consumenten - een privéwoning, verlichting, pompen, enz.

Welke windturbines zijn het meest efficiënt

Horizontaal

verticaal

Dit type apparatuur is het meest populair geworden, waarbij de rotatie-as van de turbine evenwijdig aan de grond is. Dergelijke windturbines worden vaak windmolens genoemd, waarbij de wieken tegen de windstroom in draaien. Het ontwerp van de apparatuur omvat een systeem voor automatisch scrollen van het hoofd. Het is nodig om de windstroom te vinden. Er is ook een apparaat nodig om de bladen te draaien, zodat zelfs een kleine hoeveelheid kracht kan worden gebruikt om elektriciteit op te wekken. Het gebruik van dergelijke apparatuur is meer geschikt in industriële ondernemingen dan in het dagelijks leven. In de praktijk worden ze vaker gebruikt voor het maken van windparksystemen.

Dergelijke apparaten zijn in de praktijk minder effectief. De rotatie van de turbinebladen wordt parallel aan het aardoppervlak uitgevoerd, ongeacht de kracht van de wind en zijn vector. De richting van de stroming maakt ook niet uit, bij enige impact scrollen de roterende elementen er tegenaan. Als gevolg hiervan verliest de windgenerator een deel van zijn vermogen, wat leidt tot een afname van de energie-efficiëntie van de apparatuur als geheel. Maar qua installatie en onderhoud zijn units waarin de lamellen verticaal zijn opgesteld meer geschikt voor thuisgebruik. Dit komt door het feit dat de versnellingsbak en de generator op de grond zijn gemonteerd. De nadelen van dergelijke apparatuur zijn onder meer dure installatie en serieuze bedrijfskosten. Er is voldoende ruimte nodig om de generator te monteren. Daarom is het gebruik van verticale apparaten meer geschikt in kleine particuliere boerderijen.

Tweebladig	Driebladig	multi-blade
Dit type eenheden wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van twee rotatie-elementen.Deze optie is tegenwoordig praktisch inefficiënt, maar komt vrij vaak voor vanwege de betrouwbaarheid.	Dit type apparatuur komt het meest voor. Driebladige units worden niet alleen gebruikt in de landbouw en industrie, maar ook in particuliere huishoudens. Dit type apparatuur is populair geworden vanwege de betrouwbaarheid en efficiëntie.	De laatste kan 50 of meer rotatie-elementen hebben. Om ervoor te zorgen dat de benodigde hoeveelheid elektriciteit wordt opgewekt, is het niet nodig om de bladen zelf te scrollen, maar om ze op het vereiste aantal omwentelingen te brengen. De aanwezigheid van elk extra rotatie-element zorgt voor een toename van de parameter van de totale weerstand van het windwiel. Dientengevolge zal de output van de apparatuur bij het vereiste aantal omwentelingen problematisch zijn. Carrouselinrichtingen uitgerust met meerdere bladen beginnen te draaien met een kleine windkracht. Maar het gebruik ervan is relevanter als het scrollen zelf een rol speelt, bijvoorbeeld wanneer er water moet worden gepompt. Om de productie van een grote hoeveelheid energie effectief te garanderen, worden geen meerbladige units gebruikt. Voor hun werking is de installatie van een versnellingsapparaat vereist. Dit bemoeilijkt niet alleen het hele ontwerp van de apparatuur als geheel, maar maakt het ook minder betrouwbaar in vergelijking met twee- en driebladige apparaten.

Met harde messen

Zeileenheden

De kosten van dergelijke eenheden zijn hoger vanwege de hoge productiekosten van roterende onderdelen. Maar in vergelijking met zeiluitrusting zijn generatoren met stijve bladen betrouwbaarder en hebben ze een lange levensduur. Omdat de lucht stof en zand bevat, worden de roterende elementen zwaar belast.Wanneer de apparatuur onder stabiele omstandigheden werkt, moet de anticorrosiefilm die op de uiteinden van de bladen is aangebracht jaarlijks worden vervangen. Zonder dit begint het rotatie-element na verloop van tijd zijn werkeigenschappen te verliezen.

Dit type bladen is eenvoudiger in productie en goedkoper dan metaal of glasvezel. Maar besparingen in de productie kunnen in de toekomst tot ernstige kosten leiden. Met een windwieldiameter van drie meter kan de snelheid van de punt van het blad oplopen tot 500 km / u, wanneer de omwentelingen van de apparatuur ongeveer 600 per minuut zijn. Dit is een serieuze belasting, zelfs voor stijve onderdelen. De praktijk leert dat de rotatie-elementen op zeiluitrusting vaak moeten worden gewijzigd, vooral als de windkracht hoog is.

In overeenstemming met het type draaimechanisme kunnen alle eenheden worden onderverdeeld in verschillende typen:

• orthogonale Darier-apparaten;
• units met een Savonius roterende montage;
• apparaten met een verticaal-axiaal ontwerp van de eenheid;
• apparatuur met een spiraalvormig draaimechanisme.

Windsnelheid

Ongeacht of u van plan bent een kant-en-klare generator te kopen of zelf te bouwen, de windsnelheid zal een van de belangrijkste parameters zijn bij het bepalen van het vermogen van de installatie.

Ten eerste heeft elk type windturbine zijn eigen beginsnelheid. Voor de meeste installaties is dit 2-3 m/s. Als de windsnelheid onder deze drempel ligt, werkt de generator helemaal niet en wordt er dus ook elektriciteit opgewekt.

Naast de beginsnelheid is er ook een nominale, waarbij de windgenerator zijn nominaal vermogen bereikt. Voor elk model geeft de fabrikant dit cijfer apart aan.

Als de snelheid echter hoger is dan de initiële, maar lager dan de nominale, zal de elektriciteitsproductie aanzienlijk worden verminderd. En om niet zonder stroom te zitten, richt u zich altijd eerst op de gemiddelde windsnelheid in uw regio en direct op uw terrein. U kunt de eerste indicator vinden door naar de windkaart te kijken of door naar de weersvoorspelling in uw stad te kijken, die meestal de windsnelheid aangeeft.

Het tweede cijfer zou idealiter met speciale instrumenten moeten worden gemeten, direct op de plaats waar de windturbine komt te staan. Je huis kan immers zowel op een heuvel staan, waar de windsnelheid hoger zal zijn, als in een laagland, waar vrijwel geen wind zal zijn.

In deze situatie zijn degenen die constant last hebben van orkaanvlagen in een betere positie en kunnen ze rekenen op betere prestaties van de windturbine.

Wat is windbelasting?

De stroming van luchtmassa's langs het aardoppervlak vindt plaats met verschillende snelheden. Als je tegen een obstakel botst, wordt de kinetische energie van de wind omgezet in druk, waardoor een windbelasting ontstaat. Deze inspanning kan worden gevoeld door iedereen die tegen de stroom in beweegt. De gegenereerde belasting is afhankelijk van verschillende factoren:

• windsnelheid,
• de dichtheid van de luchtstraal, - bij hoge luchtvochtigheid wordt het soortelijk gewicht van de lucht groter, respectievelijk neemt de hoeveelheid overgedragen energie toe,
• vorm van een stilstaand object.

In het laatste geval werken in verschillende richtingen gerichte krachten op afzonderlijke delen van een bouwconstructie, bijvoorbeeld:

Selectie van generatoren voor windmolens

Met de berekende waarde van het aantal omwentelingen van de propeller (W), verkregen met de hierboven beschreven methode, is het al mogelijk om de juiste generator te selecteren (fabriceren). Met de snelheidsgraad Z = 5 is het aantal bladen bijvoorbeeld 2 en is het toerental 330 tpm. bij een windsnelheid van 8 m/s moet het generatorvermogen ongeveer 300 watt zijn.

Windturbinegenerator "in sectie". Een voorbeeldige kopie van een van de mogelijke ontwerpen van een generator voor een windenergiesysteem voor thuis, door mijzelf geassembleerd

Zo ziet een elektrische fietsmotor eruit, op basis waarvan wordt voorgesteld om een ​​generator voor een huiswindmolen te maken. Het ontwerp van de fietsmotor is ideaal voor implementatie met weinig of geen berekeningen en aanpassingen. Hun macht is echter laag.

De kenmerken van een elektrische fietsmotor zijn ongeveer als volgt:

Parameter	Waarden
Spanning, V	24
Vermogen, W	250-300
Rotatiefrequentie, rpm	200-250
Koppel, Nm	25

Een positief kenmerk van fietsmotoren is dat ze praktisch niet hoeven te worden overgedaan. Ze zijn structureel ontworpen als laagtoerige elektromotoren en kunnen met succes worden gebruikt voor windturbines.

Hoe messen te snijden?

Verder langs de lijn vanaf mes wortel let op de afmetingen van de bladradius - in de kolom "Bladeradius" in de groene kolommen. Zet volgens deze afmetingen stippen op de lijn links en rechts van de wortel van het mes. Aan de linkerkant, als u van de wortel van het blad naar de punt kijkt, ziet u de coördinaten van het achterste mm-patroon en rechts van de lijn de coördinaten van het front mm-patroon. Nadat je de punten hebt verbonden, heb je een mes, dat meestal wordt uitgesneden met een mes van een ijzerzaag of met een elektrische decoupeerzaag.

Gaten voor het bevestigen van het blad aan de naaf zijn strikt langs de hartlijn van het blad gemaakt, die helemaal aan het begin op de buis is getekend, als u de gaten verplaatst, staat het blad in een andere hoek met de wind en verliest alles zijn kwaliteiten. mesranden het is noodzakelijk om het voorste deel van het mes te verwerken, af te ronden, het achterste deel te slijpen en de uiteinden van de messen af ​​te ronden zodat niets fluit en geluid maakt. Het Excel-spreadsheet houdt al rekening met de randverwerking in de berekening op de manier zoals in onderstaande afbeelding.
>

Ik hoop dat het je duidelijker is geworden hoe je de plaat moet gebruiken en hoe je een schroef voor de generator moet selecteren. Ik koos natuurlijk bijvoorbeeld voor een generator met ongeschikte parameters, aangezien het laden van een 12v-batterij te vroeg begint, voor 24v en 48 volt zouden de resultaten anders zijn en zou het vermogen nog hoger zijn, maar je kunt niet alle voorbeelden.

Het belangrijkste is om de principes te begrijpen, bijvoorbeeld een propeller kiezen als deze een goed vermogen heeft bij één snelheid, dit betekent niet dat hij het in de praktijk zal hebben, als de generator de propeller te vroeg laadt, zal deze niet bereiken zijn snelheid en zal niet het vermogen ontwikkelen dat bij lagere snelheden zou moeten zijn, hoewel de wind wordt berekend of zelfs hoger. Messen aangepast tot een bepaalde snelheid en zullen bij hun snelheid het maximale vermogen van de wind afnemen.

Apparaat en werkingsprincipe

De windgenerator werkt met behulp van windenergie. Het ontwerp van dit apparaat moet de volgende elementen bevatten:

• turbinebladen of propeller;
• turbine;
• elektrische generator;
• de as van de elektrische generator;
• een omvormer waarvan de functie is om wisselstroom om te zetten in gelijkstroom;
• een mechanisme dat de bladen roteert;
• een mechanisme dat de turbine laat draaien;
• accu;
• mast;
• roterende bewegingscontroller;
• demper;
• windsensor;
• windsensor schacht;
• gondel en andere elementen.

Industriële units hebben een stroomkast, bliksembeveiliging, een draaimechanisme, een betrouwbare basis, een brandblusapparaat en telecommunicatie.

Een windgenerator is een apparaat dat windenergie omzet in elektriciteit. De voorlopers van moderne aggregaten zijn molens die meel produceren uit graan. Het aansluitschema en het werkingsprincipe van de generator zijn echter niet veel veranderd.

1. Door de kracht van de wind beginnen de bladen te draaien, waarvan het koppel wordt overgebracht op de generatoras.
2. Door de rotatie van de rotor ontstaat een driefasige wisselstroom.
3. Via de controller wordt wisselstroom naar de accu gestuurd. De batterij is nodig om een ​​stabiele werking van de windgenerator te creëren. Als er wind is, laadt het apparaat de batterij op.
4. Om te beschermen tegen een orkaan, heeft het windenergieopwekkingssysteem elementen om het windwiel weg te sturen van de wind. Dit gebeurt door de staart in te klappen of het wiel af te remmen met een elektrische rem.
5. Om de batterij op te laden, moet u de controller installeren. De functie van deze laatste omvat het bewaken van het opladen van de batterij om defecten te voorkomen. Indien nodig kan dit apparaat overtollige energie in de ballast dumpen.
6. Batterijen hebben een constante lage spanning, maar die moet de consument bereiken met een vermogen van 220 volt. Om deze reden worden omvormers in windturbines geïnstalleerd. Deze laatste zijn in staat wisselstroom om te zetten in gelijkstroom, waardoor de sterkte toeneemt tot 220 volt.Als de omvormer niet is geïnstalleerd, hoeven alleen die apparaten te worden gebruikt die zijn ontworpen voor laagspanning.
7. De omgezette stroom wordt naar de consument gestuurd om verwarmingsbatterijen, kamerverlichting en huishoudelijke apparaten van stroom te voorzien.

Nieuwe rechtvaardigingen voor oude concepten

Ongefundeerde veronderstellingen dat moderne ontwikkelingen het rendement van windturbines drastisch zouden moeten verhogen, hebben geen enkele basis. Moderne horizontale modellen halen 75% efficiëntie van hun theoretische Bentz-limiet (ongeveer 45% efficiëntie). Het deel van de natuurkunde dat de efficiëntie van windturbines regelt, is immers hydrodynamica, en de wetten ervan zijn onveranderlijk vanaf het moment dat ze werden ontdekt.

Sommige ontwerpers proberen de efficiëntie te verhogen door het aantal bladen te vergroten, waardoor ze dunner worden. Je kunt hun lengte vergroten en dit geeft een groter effect door de groei van het geveegde gebied.

Maar toch is het noodzakelijk om een ​​evenwicht te bewaren tussen het vertragen van de wind en de restsnelheid.

Er is een andere richting - om de windsnelheid te verhogen door deze door een diffusor te leiden. Maar hydrodynamica zit vol met reeds ontdekte effecten van stroming rond obstakels langs de weg van de minste weerstand.

Er zijn min of meer succesvolle DAWT-modellen met grote kegelhoeken, maar deze pogingen om "de wind te bedriegen" verhogen de efficiëntie niet zo veel als geadverteerd.

De meest succesvolle moderne windturbines zijn verticale modellen met Darrieus-bladen, gemonteerd op magnetische zwevende druklagers (MAGLEV). Ze werken bijna geruisloos en beginnen te draaien met een windsnelheid van minder dan 1 m / s en zijn bestand tegen zware windstoten tot 200 km / u.Het is op basis van dergelijke bronnen van alternatieve energie dat het het meest winstgevend is om een ​​privaat onafhankelijk energiesysteem te vormen.

Bedankt voor het lezen tot het einde! Vergeet niet of je het artikel leuk vond!

Deel met vrienden, laat uw COMMENTAAR achter (uw opmerkingen helpen de ontwikkeling van het project enorm)

Word lid van onze VK-groep:

ALTER220 Portal voor alternatieve energie

en stel onderwerpen voor discussie voor, samen zal het interessanter zijn!!!

Procedurewaarde:

Als je de berekeningen van de belasting van luchtverplaatsing negeert, kun je, zoals ze zeggen, de hele zaak in de kiem smoren en het leven van mensen in gevaar brengen.

Als er meestal geen problemen zijn met de druk van sneeuw op de muren van gebouwen - deze lading kan worden gezien, gewogen en zelfs aangeraakt - dan is alles veel gecompliceerder met de wind. Het is niet zichtbaar, het is heel moeilijk om het intuïtief te voorspellen. Ja, natuurlijk heeft de wind enig effect op de draagconstructies, en in sommige gevallen kan hij zelfs destructief zijn: hij verdraait reclamebanners, overspoelt hekken en muurframes en scheurt daken eraf. Maar hoe is het mogelijk om deze kracht te voorspellen en er rekening mee te houden? Is het eigenlijk te berekenen?

Stort in! Dit is echter een sombere aangelegenheid en niet-professionals houden er niet van om de windbelasting te berekenen. Daar is een duidelijke verklaring voor: de betekenis van berekeningen is een zeer verantwoordelijke en moeilijke zaak, veel ingewikkelder dan sneeuwlastberekeningen. Als er in de speciaal daarvoor bestemde joint venture slechts twee en een halve pagina's aan de sneeuwbelasting wordt besteed, dan is de berekening van de windbelasting drie keer zo groot! Bovendien is er een verplichte toepassing aan toegewezen, ze worden op 19 pagina's geplaatst die de aerodynamische coëfficiënten aangeven.

Als de burgers van Rusland hier nog steeds geluk mee hebben, dan is het voor de inwoners van Wit-Rusland nog moeilijker - het document TKP_EN_19911-4-2O09 "Windeffecten", dat normen en berekeningen regelt, heeft een volume van 120 pagina's!

Met de Eurocode (EN_1991-1-4-2O09) op de schaal van het bouwen van een eigen constructie voor windeffecten, willen maar weinig mensen thuis met een kopje thee te maken hebben. Degenen die professioneel geïnteresseerd zijn, wordt aangeraden om het grondig te downloaden en te bestuderen, met een gespecialiseerde adviseur eromheen. Anders kunnen de gevolgen van berekeningen door een verkeerde benadering en begrip desastreus zijn.

Gebruiksfactor windenergie

Opgemerkt moet worden dat er voor windturbines een specifieke efficiëntie-indicator is - KIEV (Wind Energy Utilization Coefficient). Het geeft aan welk percentage van de luchtstroom die door het werkgedeelte gaat, rechtstreeks van invloed is op de wieken van de windmolen. Of, om het wetenschappelijker te zeggen, het toont de verhouding tussen het vermogen dat op de as van het apparaat wordt ontvangen en het vermogen van de stroming die op het windoppervlak van de waaier werkt. KIEV is dus een specifiek, alleen van toepassing op windturbines, analoog aan efficiëntie.

Tot op heden zijn de waarden van KIEV van de oorspronkelijke 10-15% (indicatoren van oude windmolens) gestegen tot 356-40%. Dit komt door de verbetering van het ontwerp van windmolens en de opkomst van nieuwe, efficiëntere materialen en technische details, samenstellingen die wrijvingsverliezen of andere subtiele effecten helpen verminderen.

Theoretisch onderzoek heeft uitgewezen dat de maximale benuttingsfactor voor windenergie 0,593 is.

Samengevat: is een windturbine winstgevend?

Bovenstaande resultaten bewijzen duidelijk de terugverdientijd van de kosten van aanschaf en lancering van een windgenerator. Vooral sinds:

• De kosten van een kilowatt stijgen voortdurend als gevolg van inflatie.
• Bij gebruik van een windmolen wordt het object niet-vluchtig.
• Het "overschot" aan opgewekte elektriciteit kan worden geaccumuleerd en opgeslagen bij rustig weer dankzij een ononderbroken stroomvoorzieningssysteem.
• Veel objecten op afstand van het gecentraliseerde elektriciteitsnet worden gedwongen te bestaan ​​​​bij afwezigheid van elektriciteit, omdat hun verbinding onrendabel is.

De windgenerator is dus winstgevend. De aanschaf ervan voor energie-intensieve verbruikers zonder stroomvoorziening is economisch haalbaar. Een hotel buiten de stad, een landbouwboerderij of een veehouderij, een cottage-nederzetting - in ieder geval zullen de kosten voor het aansluiten van een alternatieve elektriciteitsbron gerechtvaardigd zijn. Het blijft alleen om een ​​geschikt model van een windmolen te kiezen en deze te installeren, geleid door de aanbevelingen van de fabrikant. Het vermogen van het apparaat moet overeenkomen met de gemiddelde windsnelheid in uw regio. U kunt het specificeren met behulp van een speciale windkaart of volgens het lokale weerstation.

Let op: voor windturbines van Chinese fabrikanten wordt het nominale vermogen van het apparaat berekend rekening houdend met windsnelheden op 50-70% van het grondniveau. Een windmolen op zo'n hoogte installeren is problematisch

Een te hoge mast is kostbaar en aan de sterkte ervan worden hoge eisen gesteld. Daarnaast vormen windstoten op de aangegeven hoogte sterke wervelstromen. Ze vertragen niet alleen de werking van de windgenerator, maar kunnen er ook voor zorgen dat de wieken breken.De oplossing is om het apparaat op een hoogte van 30-35m te installeren, die toegang geeft tot harde wind, maar voorkomt dat de windmolen breekt.