Hoe een windgenerator te berekenen?

Het werkingsprincipe van windgeneratoren

In zelfgemaakte of merk windapparaten met een verticale of horizontale rotatie-as beginnen de bladen te bewegen als gevolg van de kracht van de wind. De belangrijkste elementen van de uitrusting zorgen ervoor dat het rotorsamenstel roteert door middel van een speciale aandrijfeenheid.De aanwezigheid van een statorwikkeling draagt ​​bij aan de omzetting van mechanische energie in elektrische stroom. Axiale propellers hebben aerodynamische eigenschappen, waardoor ze zorgen voor een snelle scrolling van de turbine van de unit.

Vervolgens wordt in roterende generatoren de rotatiekracht omgezet in elektriciteit, die wordt opgevangen in de batterij. Sterker nog, hoe sterker de luchtstroom, hoe sneller de bladen van de unit scrollen, wat bijdraagt ​​aan de opwekking van energie. Omdat de werking van de generatorapparatuur gebaseerd is op het maximaal benutten van een alternatieve bron, heeft een deel van de bladen een meer afgeronde vorm. De tweede is plat. Wanneer de luchtstroom door het afgeronde deel gaat, wordt een vacuümgedeelte gevormd, dit draagt ​​bij aan de zuiging van het blad en leidt het naar de zijkant.

Dit leidt tot de vorming van energie, waarvan de impact leidt tot het ronddraaien van de bladen met een kleine wind.

Bij het scrollen roteert de as van de schroeven, die zijn verbonden met het draaimechanisme. Dit apparaat heeft twaalf magnetische elementen die naar binnen scrollen. Dit leidt tot de vorming van een elektrische wisselstroom met een frequentie, zoals in huishoudelijke stopcontacten. De resulterende energie kan niet alleen worden opgewekt, maar ook over afstanden worden overgedragen, maar kan niet worden geaccumuleerd.

Om het te verzamelen, moet het worden omgezet in gelijkstroom, dit is het doel van het elektrische circuit dat zich in de turbine bevindt. Om een ​​grote hoeveelheid elektriciteit te verkrijgen, wordt industriële apparatuur vervaardigd; windparken bevatten meestal tientallen van dergelijke installaties.

Het werkingsprincipe van de windgenerator maakt het mogelijk om de unit in de volgende uitvoeringen te gebruiken:

• voor autonome werking;
• met zonnepanelen;
• parallel met de back-upbatterij;
• samen met een benzine- of dieselgeneratorset.

Wanneer de luchtstroom met een snelheid van ongeveer 45 km/u beweegt, is de stroomopwekking van de turbine ongeveer 400 watt. Dit is voldoende om de buitenwijken van de buitenwijken te verlichten. Indien nodig kunt u de accumulatie van elektriciteit in de batterij implementeren.

Om de batterij op te laden, wordt speciale apparatuur gebruikt. Met een afname van de hoeveelheid subcharge, zal de rotatiesnelheid van de bladen beginnen te dalen. Als de batterij volledig is ontladen, zullen de elementen van de generatorapparatuur opnieuw scrollen. Dit principe maakt het mogelijk om het opladen van het apparaat op een bepaald niveau te houden. Met een hoger luchtdebiet kan de turbine van de unit meer energie produceren.

De gebruiker Darkhan Dogalakov, die het voorbeeld van het SEAH 400-W-model gebruikte, sprak over het werkingsprincipe van windapparatuur.

Windgenerator voor in huis is geen zeldzaamheid meer

Windenergiecentrales worden al lang op industriële schaal gebruikt. Maar de complexiteit van het ontwerp en de complexiteit van de installatie maakten het niet mogelijk om deze apparatuur in privéwoningen te gebruiken, zoals zonnepanelen.

Nu, met de ontwikkeling van technologie en de toename van de vraag naar "groene energie", is de situatie echter veranderd. Fabrikanten zijn gestart met de productie van kleine installaties voor de particuliere sector.

Werkingsprincipe

De wind laat de rotorbladen draaien die op de generatoras zijn gemonteerd. Door rotatie in de wikkelingen wordt een wisselstroom opgewekt. Om het aantal omwentelingen en daarmee de hoeveelheid opgewekte energie te vergroten, kan een reductiekast (transmissie) worden gebruikt. Het kan ook de rotatie van de messen volledig blokkeren, als dat nodig is.

De resulterende wisselstroom wordt met behulp van een omvormer omgezet in gelijkstroom van 220 W. Daarna gaat het naar de consument of, via de laadregelaar, naar de accu's voor accumulatie.

Een volledig schema van de werking van de installatie van energieopwekking tot verbruik.

Soorten windturbines en welke is beter voor een privéwoning

Op dit moment zijn er twee soorten van dit ontwerp:

1. Met horizontale rotor.
2. Met verticale rotor.

het eerste type met horizontale rotor. Dit mechanisme wordt als het meest effectief beschouwd. Het rendement is ongeveer 50%. Nadeel is de noodzaak van een minimale windsnelheid van 3 m per seconde, het ontwerp maakt veel lawaai.

Voor maximale efficiëntie is een hoge mast vereist, wat op zijn beurt de installatie en het verdere onderhoud bemoeilijkt.

het tweede type met verticale. Een windgenerator met een verticale rotor heeft een rendement van maximaal 20%, terwijl een windsnelheid van slechts 1-2 m per seconde voldoende is. Tegelijkertijd werkt het veel stiller, het uitgestraalde geluid is niet meer dan 30 dB en zonder trillingen. Vereist geen grote werkruimte, zonder aan efficiëntie in te boeten.

Installatie vereist geen hoge mast. Apparatuur kan zelfs met uw eigen handen op het dak van het huis worden gemonteerd.

Het ontbreken van een anemometer en een draaimechanisme, wat bij dit ontwerp helemaal niet nodig is, maakt dit type windgenerator goedkoper dan de eerste optie.

Videobeoordeling

Welke instelling kiezen?

Voordat u deze vraag kunt beantwoorden, moet u uw behoefte, financiële mogelijkheden en operationele prioriteiten begrijpen.

Als u het meeste vermogen wilt krijgen en bereid bent geld uit te geven aan periodiek generatoronderhoud, kiest u voor de eerste optie. Door eenmaal in een hoge mast te investeren en eens in de 5-10 jaar te betalen voor lagers of olievervanging, krijgt u volledige energieonafhankelijkheid en zelfs als u in Oekraïne of EU-landen woont, kunt u overtollige elektriciteit verkopen.

Vanwege het hoge geluidsniveau van dit station moet een plek worden gekozen die zo ver mogelijk verwijderd is van woongebouwen. Ook met dit punt moet rekening worden gehouden, want infrageluid zal niet onopgemerkt blijven bij uw buren.

Om een ​​equivalent vermogen te krijgen ten opzichte van de eerste optie, zullen 3 windturbines van dit type moeten worden geleverd. Qua prijs wordt echter ongeveer hetzelfde bedrag verkregen (onder voorbehoud van zelfmontage).

Videoreview van een expert op het gebied van alternatieve energiebronnen

Extra componenten

• De controller, die een plaats inneemt in het elektrische circuit achter de generator, is nodig om de bladen aan te sturen en de batterij op te laden door de opgewekte wisselstroom om te zetten in gelijkstroom.
• De batterij slaat de lading op voor gebruik bij rustig weer. Bovendien stabiliseert het de uitgangsspanning van de generator, zodat er zelfs bij sterke windstoten geen spanningsonderbrekingen zijn.
• Koerssensoren en een anemoscoop verzamelen gegevens over windrichting en -snelheid.
• ATS schakelt automatisch tussen stroombronnen met een frequentie van 0,5 seconde. Met de automatische stroomschakelaar kunt u de windmolen combineren met het openbare elektriciteitsnet, dieselgenerator, enz.

Belangrijk: het netwerk kan niet tegelijkertijd vanuit meerdere stroombronnen werken. omvormers

Zoals u weet, gebruiken de meeste huishoudelijke apparaten geen gelijkstroom om te werken, dus er is een omvormer in de keten tussen de batterij en apparaten die de omgekeerde werking uitvoert, d.w.z. gelijkstroom omzetten in wisselspanning 220v, noodzakelijk voor de werking van apparaten

Omvormers. Zoals u weet, gebruiken de meeste huishoudelijke apparaten geen gelijkstroom om te werken, dus er is een omvormer in de keten tussen de batterij en apparaten die de omgekeerde werking uitvoert, d.w.z. het omzetten van gelijkstroom in wisselspanning 220v, noodzakelijk voor de werking van apparaten.

Al deze transformaties van de ontvangen energie "nemen" een bepaald deel - tot 20 procent.

Reserveonderdelen en accessoires voor windturbines

De belangrijkste basisuitrusting, zonder welke de werking van windenergiegeneratoren onmogelijk is, omvat:

• elektrische generator (motor);
• windturbine, bladen, rotor;
• bevestigingen;
• roterend mechanisme;
• windsensor;
• mast;
• kabel.

Batterijen, non-grid en grid-omvormers, controller, azimuth-aandrijfsysteem (staart), andere aanvullende apparatuur worden voor elke installatie afzonderlijk geselecteerd.

Het is verplicht om reserveonderdelen van de windturbine te vervangen tijdens onderhoud en, in extreme gevallen, reparatie

Basiscomponenten en reserveonderdelen kunt u het beste rechtstreeks bij de fabrikant bestellen. Voor reparatiewerkzaamheden kunt u terecht bij bedrijven die vanuit Duitsland en andere Europese landen leveren van gerenoveerde (gebruikte) windturbines en daarvoor geschikte accessoires.

Het is vereist om toegang te hebben tot de belangrijkste componenten voor de reparatie van de installatie

Wanneer u een bestelling plaatst voor reserveonderdelen, moet u informatie verstrekken over de fabrikant van de generator, het model en de capaciteit aangeven. Een gedetailleerde beschrijving van het onderdeel is vereist (het kan in de vorm van een foto zijn), met vermelding van de functionele en technische kenmerken.

Berekening van windbelastingen

Dus je hebt lange tijd gecoördineerd, je beste buitenreclame gemaakt en uiteindelijk gemonteerd.

De schoonheid! Iedereen is blij. Maar chu ... na de eerste harde wind belt een boze klant je met schokkend nieuws - de reclame is gevallen!

De nachtmerrie van de adverteerder is uitgekomen... Wat is er gebeurd?

En het volgende gebeurde: bij het ontwerpen van buitenreclame werd de berekening van de windbelasting op buitenreclame genegeerd of verkeerd uitgevoerd: op het materiaal en op de bevestigingsmiddelen.

Hoe dit te vermijden, hoe u te beschermen tegen zo'n betreurenswaardig resultaat van uw werk?

Laten we de eenvoudige formule onthouden voor het berekenen van de windbelasting, die wordt gemeten in kg / m²:

Pw = k*q

Lastige letters ontcijferen

Pw is de winddruk loodrecht op het ontvangende oppervlak. Deze druk wordt als positief beschouwd.
k is de aerodynamische coëfficiënt afhankelijk van de vorm en positie van het onderwerp ten opzichte van de wind

object.
q - windsnelheidskop (kg / m²), overeenkomend met de hoogste windsnelheid voor een bepaalde plaats, rekening houdend met speciale windstoten.

De waarde van q wordt afhankelijk van de windsnelheid als volgt bepaald:

q = 7 / g * vierkante V / 2

7 - luchtgewicht (1,23 kg / m3) bij Patm. = 760 mm Hg. en tatm.= 15 °С
g - zwaartekrachtversnelling (9,81 m / sq. sec)
V is de hoogste windsnelheid (m/s) op een gegeven hoogte h, d.w.z.

Hoogte h boven maaiveld, m

Windsnelheid V, km/u m/s

Snelheidskop q, kg/sq.m

Hoogte h boven maaiveld, m	Windsnelheid V, km/u m/s	Snelheidskop q, kg/sq.m
0 — 8	103,7  28,8	51
8 — 20	128,9  35,8	80

q = vierkante V / 16

Verticaal geïnstalleerd canvas, bevestigd in een frame of gespannen op kabels

Constructie - b-breedte, d-hoogte	Grootte verhouding:	omgeving, S	Aerodynamische coëfficiënt, k
Verticaal geïnstalleerd canvas, bevestigd in een frame of gespannen op kabels	d/b < 5	b*d	1,2
d/b >= 5	b*d	1,6

Dus het blijkt dat alles vrij eenvoudig is.

Wilt u meer weten over het berekenen van windbelastingen en advies krijgen van onze experts?

Kijk naar de mooie ideeën die in Alprom . zijn geïmplementeerd

• Allemaal
• spandoeken
• Volumetrische letters
• Werken op grote hoogte
• lichte dozen
• dak reclame
• Grootformaat printen
• LED-reclame

Volumetrische letters voor Lexusadmin2017-02-26T06:44:37+00:00

Galerij

Volumetrische letters voor Lexus

Volumetrische letters, LED-reclame

Lichtbak 11 meter lang van composiet met LED's in Samara van Alpromadmin2017-02-26T06:51:17+00:00

Lichtbak 11 meter lang van composiet met LED's in Samara van Alprom

Galerij

Lichtbak 11 meter lang van composiet met LED's in Samara van Alprom

Verlichte dozen, LED-reclame

Lichtbakken Trial Sport in Togliattiadmin2017-02-26T06:56:06+00:00

Lichtbakken Trial Sport in Togliatti

Galerij

Lichtbakken Trial Sport in Togliatti

Verlichte dozen, LED-reclame

Volumetrische verlichte letters NOBEL AUTOMOTIVE in Togliattiadmin2017-02-26T07:04:28+00:00

Volumetrische verlichte letters NOBEL AUTOMOTIVE in Togliatti

Galerij

Volumetrische verlichte letters NOBEL AUTOMOTIVE in Togliatti

Volumetrische letters, LED-reclame

Entree groep Inglot in Togliattiadmin2017-02-26T07:19:43+00:00

Entreegroep Inglot in Tolyatti

Galerij

Entreegroep Inglot in Tolyatti

Verlichte dozen, LED-reclame

Volumetrische letters OKAY in Tolyattiaadmin2017-02-26T07:27:31+00:00

Volumetrische letters OKAY in Tolyatti

Galerij

Volumetrische letters OKAY in Tolyatti

Volumetrische letters, Hoogbouw, LED-reclame

3D foam letters Botek Wellness in Tolyattiaadmin2017-02-26T07:40:55+00:00

Volumebrieven van polyfoam Botek Wellness in Tolyatti

Galerij

Volumebrieven van polyfoam Botek Wellness in Tolyatti

Volumetrische letters, LED-reclame

Dakreclame constructie van Lada Arena in Togliattiadmin2017-02-26T08:19:20+00:00

Dakreclame constructie van Lada Arena in Tolyatti

Galerij

Dakreclame constructie van Lada Arena in Tolyatti

Volumetrische letters, Dakreclame, LED-reclame

Installatietips:

Waarschijnlijk begrijpt iedereen dat een windgenerator moet worden geïnstalleerd op die plaatsen waar de maximale windkracht is. Dit zijn steppen, kustzone, andere open ruimtes die uit gebouwen zijn verwijderd. De windturbine mag niet naast bomen worden geplaatst. Je kunt het niet eens in de buurt van kleine bomen plaatsen, omdat ze na verloop van tijd zullen groeien.

Windgenerator met Darrieus-rotor

Wat betreft delen met het elektriciteitsnet of alleen een windgenerator, de keuze is hier aan u. In ieder geval moet de aankoop economisch verantwoord zijn en niet alleen hulde brengen aan de modetrend.

Berekening terugverdientijd windturbine

Na honderdduizenden roebels te hebben geïnvesteerd in de aankoop van het apparaat, heeft de nieuwe eigenaar het recht om te rekenen op de duidelijke voordelen en de terugverdientijd van de windmolen. Laten we proberen de prijs van een kilowatt elektriciteit te berekenen op een standaardmodel van een generator van 4-5 kW.

Bij een windsnelheid van 4-5 m/s zal het apparaat ongeveer 350 kW per maand of 4200 kW per jaar geven. De levensduur van de generator is ongeveer 25 jaar, de kosten van de meeste apparatenmodellen liggen binnen 280.000 roebel.

Deel de kosten door het product van de jaarlijkse productie en levensduur:

280.000 / 4200*25 = 2.666 roebel

De kosten van een kilowatt aan energie van een terugverdienende windgenerator bedragen dus iets meer dan 2,5 roebel. Ten opzichte van het huidige prijspeil is er wel een voordeel, maar dat is niet zo groot als we zouden willen bij het gebruik van alternatieve energiebronnen.

Bovenstaande berekeningen geven een ander resultaat als de windsnelheid ongeveer 7-8 m/s is. Een windgenerator met een vermogen van 6-7 kW zal ongeveer 780 kW per maand of 9000 kW per jaar produceren.

Met de kosten van dergelijke windmolens rond de 310.000 krijgen we het volgende resultaat:

310.000 / 9000 * 25 = 1,3722 roebel Deze kosten zijn een duidelijk voordeel, vooral voor energie-intensieve voorzieningen.

Wat bepaalt het rendement van een windturbine?

Zoals eerder vermeld, wordt het rendement van een windgenerator afgeleid van de technische staat, het type turbine en de ontwerpkenmerken van dit model. Uit het vak natuurkunde op school is bekend dat efficiëntie de verhouding is tussen nuttige arbeid en totale arbeid. Of de verhouding van de energie die wordt besteed aan de uitvoering van het werk en de energie die daardoor wordt ontvangen.

In dit verband doet zich een interessant punt voor: de gebruikte windenergie wordt volledig gratis verkregen, er is geen inspanning van de kant van de gebruiker gedaan. Dit maakt efficiëntie een puur theoretische indicator die de puur constructieve eigenschappen van het apparaat bepaalt, terwijl voor eigenaren operationele kenmerken belangrijker zijn.

Dat wil zeggen, er ontstaat een situatie waarin efficiëntie niet zo belangrijk is, alle aandacht gaat naar puur praktische taken.

Bij veranderingen in bedrijfsparameters in de een of andere richting verandert de efficiëntie echter automatisch, wat aangeeft dat deze is verbonden met de algemene toestand van het apparaat.

windbelasting

Berekeningsmethode

Ontwerpbeschrijving:

Geometrische kenmerken van elementen

Bepaling van de windbelasting

Wind onder een hoek van 90 graden ten opzichte van het schild

Wind onder een hoek van 45 o op het schild 5 Berekening van het rek

Deel 2. Berekening voor duurzaamheid

Berekeningsmethode

Dit project is typisch voor windregio's van de 3e tot de 5e.
1. Windgebied - III, IV, V
2. Type terrein bij het bepalen van de windbelasting - A
3. Verantwoordelijkheidsniveau - 3, waarvoor de lastreducerende coëfficiënt γp gelijk is aan 0,8-0 95 (in dit project γp = 09)
4. De levensduur van de structuur is 10 jaar;
5 Geschatte buitentemperatuur t ≥ -w°c, als de gemiddelde temperatuur van de koudste periode van vijf dagen volgens SNiP 23-01-99 "Bouwklimatologie", die overeenkomt met het klimaatgebied van constructie II4, II5
6. Vochtigheidszone - "nat" SNiP 23-01-99 (Fig. 2)
7. De mate van agressieve impact van de omgeving op metalen constructies is gemiddeld agressief, volgens SNiP 2.0311-85 "Bescherming van bouwconstructies tegen corrosie", tabel. 24, voor gasgroep "B" in een vochtige omgeving

Beschrijving van de advertentiestructuur

Figuur 1 toont een diagram van een opvouwbaar dubbelzijdig reclamepaneel met een standhoogte van 2 tot 5 m tot de onderkant van het paneel. De afmetingen van het reclamepaneel zijn 6180x3350x 410 mm.rekas, en met een offset van 3/4 (getoond in figuur 1). Het rek wordt bevestigd met 8 funderingsankers op een diepe fundering. Alle variabele parameters, afhankelijk van het windoppervlak van de installatie en de hoogte van het rek, worden gegeven in Tabel 1.

Reclame ontwerp tekening. Rijst. een

De belangrijkste geometrische afmetingen en bevestigingsmiddelen van de reclamestructuur, afhankelijk van het windgebied. tafel 1

Hoogte stelling, m	Structurele elementen	wind regio
III	IV	V
2	Rek	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)
Fundering	2,5×1,9×0,5 m	2,8 × 2,1 × 0,5 m	3.2×2.1×0.5m
Ankera	M 30	M 30	M 30
Dwarsbalken	Gnshv.236×70	Gnshv.236×70	Gnshv.236×70
hoofdkamer	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)
2,5	Rek	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)
Fundering	2,7 × 1,9 × 0,5 m	3×2.1×0.5m	3.6×2.1×0.5m
Ankera	M 30	M 30	M 30
Dwarsbalken	Gnshv.236×70	Gnshv.236×70	2 assen.236×70
hoofdkamer	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
3	Rek	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (С245)
Fundering	3×1,9×0,5 m	3.6×2.1×0.5m	4×2.1×0.5m
Ankera	M 30	M 30	M36
Dwarsbalken	Gnshv.236×70	Gnshv.236×70	2 lichtnetbreedte 236×70
hoofdkamer	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
3,5	Rek	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (С245)
Fundering	3.4×1.9×0.5m	3.8×2.1×0.5m	4,2 × 2,1 × 0,5 m
Ankera	M 30	M 30	M36
Dwarsbalken	Gnshv.236×70	MW236×70	2 assen.236×70
hoofdkamer	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
4	Rek	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (С245)	Ф325х10 (С345)
Fundering	3.6×1.9×05m	4×2.1×0.5m	4,4 × 2,1 × 0,5 m
Ankera	M 30	M36	M36
Dwarsbalken	Gnshv.236×70	MW236×70	2 assen.236×70
hoofdkamer	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
4,5	Rek	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (С345)	Ф325х10 (С345)
Fundering	3.8×1.9×0.5m	4,2 × 2,1 × 0,5 m	4,6 × 2,1 × 0,5 m
Ankera	M 30	M36	M36
Dwarsbalken	Gnshv.236×70	2 assen.236×70	2 assen.236×70
hoofdkamer	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
5	Rek	Ф325х10 (С245)	Ф325х10 (С345)	—
Fundering	4×1,9×0,5 m	4,4x21x0,5m	—
Ankera	M36	M36	—
Dwarsbalken	Gnshv.236×70	2 assen.236×70	—
hoofdkamer	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)	—

omhoog

Berekening en selectie van een windgenerator

Waar moet je op letten bij het kiezen van een windturbine. Begrijp ten eerste dat buitenlandse dure modellen niet per se de beste oplossing zijn.

Hier moet u uitgaan van uw behoeften bij het opwekken van elektriciteit. Bereken dus hoeveel stroom je kwijt bent.

Windgenerator met helicoïde rotor

Het vermogen van de windgenerator is direct afhankelijk van de diameter van de cirkel die de wieken vormen. U kunt het vermogen ongeveer berekenen met behulp van de volgende formule:

P = D^2 * R^3 / 7000, waarbij

D is de diameter van de bladen;

R is de windsnelheid.

Als de diameter 1,5 meter is en de snelheid in uw gebied 5 meter per seconde is, dan is het vermogen ongeveer 0,04 kilowatt. Zoals je kunt zien, kan het vermogen op twee manieren worden vergroot: door de diameter en de windsnelheid te vergroten. En de laatste parameter is niet van ons afhankelijk.

Let bij het kopen op de capaciteit van de batterijen.Rust kan bijna overal zijn, behalve in kustgebieden

En tijdens zulke periodes halen uw elektrische apparaten stroom uit batterijen. Hun capaciteit is beperkt. Daarom is het beter om een ​​extra back-up voeding te hebben.

Hoeveel elektriciteit heeft een gemiddeld gezin nodig? In een gewoon appartement verbruiken we ongeveer 360 kWh per maand. Een windgenerator met een vermogen van 5 kilowatt zal deze hoeveelheid zelfs opwekken bij lage windsnelheden, wat meestal gebeurt in centraal Rusland. Maar als het energieverbruik hoog is (er is bijvoorbeeld een elektrische kachel, een elektrische boiler, etc.), dan is een windgenerator met een vermogen van 5 kilowatt niet meer voldoende. Tenzij het in de buurt van de zee of een grote watermassa is geïnstalleerd.
 

Een beetje over de kosten

Zoals je kunt zien, is de prijsklasse erg groot. BIJ gemiddelde installatie per 1 kW kost 25.000 tot 300.000 roebel. Duurdere modellen hebben een aantal belangrijke voordelen, van een hogere efficiëntie tot verschillende extra functies.

Algemene aanbevelingen

Om de meest optimale diameter van de propeller van de windturbine te kiezen, is het uiteraard noodzakelijk om de gemiddelde windsnelheid op de plaats van de geplande installatie te kennen. De hoeveelheid elektriciteit die door een windmolen wordt geproduceerd, neemt in kubieke verhouding toe met de toename van de windsnelheid. Als de windsnelheid bijvoorbeeld 2 keer toeneemt, neemt de kinetische energie die door de rotor wordt gegenereerd 8 keer toe. Daarom kan worden geconcludeerd dat windsnelheid de belangrijkste factor is die het vermogen van de installatie als geheel beïnvloedt.

Om de installatieplaats van een windgenererende elektrische installatie te selecteren, zijn gebieden met een minimum aantal windschermen (zonder grote bomen en gebouwen) op een afstand van minimaal 25-30 meter van een woongebouw het meest geschikt (vergeet niet dat windturbines zoemen zeer luid tijdens bedrijf). De hoogte van het hart van de rotor van de windturbine moet minimaal 3-5 meter hoger zijn dan de dichtstbijzijnde gebouwen. Er mogen geen bomen of gebouwen op de lijn van de winderige passage staan. Heuveltoppen of bergketens met een open landschap zijn het meest geschikt voor de locatie van windturbines.

Als het niet de bedoeling is dat uw landhuis wordt aangesloten op een gemeenschappelijk netwerk, moet u de optie van gecombineerde systemen overwegen:

• WPP + Zonnepanelen
• WPP + Diesel

Gecombineerde opties helpen bij het oplossen van problemen in regio's waar de wind veranderlijk is of afhankelijk is van het seizoen, en deze optie is ook relevant voor zonnepanelen.

Gerenoveerde windturbines - wat is het?

Windenergie-apparatuur kan worden beschouwd als een van de meest betrouwbare, zo niet de meest betrouwbare, in de energie-industrie. De reden hiervoor is niet alleen de geavanceerde technologie die bij de vervaardiging ervan wordt gebruikt, maar ook de relatief kleine belastingen waaraan het wordt onderworpen. Daarom dienen windturbines regelmatig voor vele jaren, vaak meer dan 20 jaar. Aangezien elk windpark en elke windgenerator aan een specifiek stuk land gebonden zijn, is het raadzaam om het windpark of de windgenerator te vervangen door krachtigere exemplaren wanneer de terugverdientijd van een bepaald project is bereikt, dat wil zeggen wanneer de geïnvesteerde investering daarin wordt teruggegeven en de geplande winst wordt ontvangen.Bestaande windturbines zijn doorgaans in goede staat en het is aan te raden deze te verkopen als “gebruikte windturbines” of “gebruikte windturbines”. De wereldmarkt voor dergelijke apparatuur in de wereld is erg groot. Ook de vraag naar dergelijke apparatuur is groot. De reden is de grote hoeveelheid bedrijven die apparatuur voor windenergie produceren. In de regel is slechts een klein deel van dergelijke "gebruikte" apparatuur al gedemonteerd en op voorraad.

"Gebruikte" windturbines ondergaan een pre-sale voorbereiding volgens speciale werkvoorschriften en worden de zogenaamde. "gerenoveerd". Meestal worden tijdens renovatie de volgende werkzaamheden uitgevoerd: vervanging van lagers in de versnellingsbak, ongeacht hun slijtage, probleemoplossing en reparatie van tandwielen van de versnellingsbak, generator, frame, bladen, schilderen. Na de renovatiewerken gaan de windturbines naar hun nieuwe eigenaar. Na de verkoop van dergelijke apparatuur wordt deze in de regel gedekt door een garantie voor een periode van één jaar.

Een voorbeeld van het berekenen van de bladen van de 160e pijp voor deze generator

snelheid

Het beste resultaat kreeg ik van de 160e pijp met een diameter van 2,2 m en snelheid Z3.4 - 6 bladen, maar het is beter om niet zo'n propellerdiameter te maken van een 160 mm pijp, te dunne en dunne bladen zullen blijken. Bij 3 m / s was de nominale snelheid van de schroef 84 rpm en het vermogen van de schroef was 25 watt, dat wil zeggen, het is ongeveer geschikt. Het is natuurlijk noodzakelijk met een marge voor de efficiëntie van de generator, maar de 160e pijp is al dun en hoogstwaarschijnlijk zal al bij 7 m / s een flutter worden waargenomen. Maar het zal bijvoorbeeld gaan

Als u nu de windsnelheid in de tabel wijzigt, kunt u zien dat het vermogen van de propeller en zijn snelheid ongeveer samenvallen met de parameters van de propeller, wat we nodig hebben, omdat het belangrijk is dat de propeller niet overbelast is en niet onderbelast - anders gaat het in de war bij harde wind.
>

Dus met een andere wind kreeg ik zulke propellergegevens. Hieronder in de schermafbeelding staan ​​de propellergegevens bij 3 m/s, het maximale propellervermogen (KIEV) bij snelheid Z3.4 In dit geval vallen het toerental en het vermogen ongeveer samen met het generatorvermogen bij deze omwentelingen

Generatortoerental 100 rpm - 2 Ampère 30 watt
>

Vervolgens voeren we de snelheid van 5 m / s in, zoals je kunt zien in de screenshot, 141 rpm van de propeller en het vermogen op de cardanas is 124 watt, wat ook ongeveer samenvalt met de generator. Generatortoerental 150 tpm - 8 Ampère 120 watt

Bij 7 m / s begint de propeller de generator te omzeilen in termen van vermogen en, natuurlijk, onderbelast, neemt hij hoge snelheid op, dus ik verhoogde de snelheid naar Z4, het bleek ook een geschatte match te zijn qua vermogen en snelheid met de generator. Generatortoerental 200 tpm -14 Ampère 270 watt

Bij 10 m / s werd de propeller veel krachtiger dan de generator bij nominale snelheid, zoals langzaam toeren en kan de generator niet sneller laten draaien. Dus met Z4 is het propellervermogen 991 watt en zijn de omwentelingen slechts 332 tpm. Generatortoerental 300 tpm - 26 Ampère 450 watt. Maar een onderbelaste generator zorgt ervoor dat de propeller kan draaien tot snelheid Z5 en hoger, terwijl KIEV schroef valt, en dus het vermogen, maar tegelijkertijd neemt de snelheid toe, zo bleek dat de schroef de generator iets meer zal laten draaien, maar tegelijkertijd zal het vermogen verliezen en zal de balans ergens komen.In dit geval vallen de gegevens ongeveer samen met de generator, maar haalt de propeller de generator duidelijk in qua vermogen, dus met deze wind is het tijd om bescherming te maken door de propeller uit de wind te halen.

Dus hebben we een PVC pijpschroef met een diameter van 160mm onder de generator gemonteerd. Ik moet meteen zeggen dat het de zesbladige propeller met een dergelijke snelheid was die het meest geschikt bleek te zijn. En dus kunt u een schroef van elke diameter en aantal bladen overwegen. Alleen bleek een driebladige propeller met een diameter van 2,3 m te snel te zijn voor deze generator en zou hij niet aan kracht winnen voor zijn maximale KIEV, omdat de generator hem onmiddellijk zou gaan vertragen.

Daarom heb ik, door het aantal bladen te vergroten, de propellersnelheid verlaagd en zijn kracht behouden. Dus de propeller bleek geschikt voor de generator, maar de 160e pijp bracht zijn eigen beperkingen met zich mee, met name de diameter is te groot en bij wind vanaf 7m / s zal de propeller met dunne en dunne bladen hoogstwaarschijnlijk een fladderen en rommelen als een opstijgende helikopter. Ja, en met deze propeller verwijderen we ruwweg van de generator, met een wind van 10 m / s, slechts 600-700 watt, maar het kan twee keer zoveel zijn als we de snelheid van de propeller verhogen en de diameter iets vergroten .

Hieronder ziet u een screenshot van het tabblad Blade Geometry. Dit zijn de afmetingen om het mes uit de pijp te snijden

Doe-het-zelf principes voor het maken van bladen voor een windgenerator

Vaak is de grootste moeilijkheid het bepalen van de optimale afmetingen, aangezien de prestatie ervan afhangt van de lengte en vorm van de wieken van de windturbine.

Materialen en gereedschappen

De volgende materialen vormen de basis:

• triplex of hout in een andere vorm;
• glasvezel platen;
• gerold aluminium;
• PVC buizen, onderdelen voor kunststof buizen.

DIY windturbinebladen

Kies een soort van wat er bijvoorbeeld in de vorm van restanten beschikbaar is na reparatie. Voor de daaropvolgende verwerking hebt u een stift of potlood nodig om te tekenen, een decoupeerzaag, schuurpapier, een metalen schaar, een ijzerzaag.

Tekeningen en berekeningen

Als we het hebben over generatoren met een laag vermogen, waarvan de prestaties niet hoger zijn dan 50 watt, wordt er een schroef voor gemaakt volgens de onderstaande tabel, hij is het die hoge snelheden kan leveren.

Vervolgens wordt een driebladsschroef met lage snelheid berekend, die een hoge startsnelheid van ontsnapping heeft. Dit onderdeel zal volledig dienen voor hogesnelheidsgeneratoren, waarvan de prestaties 100 watt bereiken. De schroef werkt samen met stappenmotoren, laagspanningsmotoren met laag vermogen, autogeneratoren met zwakke magneten.

Vanuit het oogpunt van aerodynamica zou de propellertekening er als volgt uit moeten zien:

Productie uit kunststof buizen

Riool PVC-buizen worden als het meest geschikte materiaal beschouwd; met een uiteindelijke schroefdiameter tot 2 m zijn werkstukken met een diameter tot 160 mm geschikt. Het materiaal trekt aan met gemak van verwerking, betaalbare kosten, alomtegenwoordigheid en overvloed aan reeds ontwikkelde tekeningen, diagrammen

Het is belangrijk om hoogwaardig kunststof te kiezen om barsten van de messen te voorkomen.

Het handigste product, namelijk een gladde goot, hoeft alleen maar volgens tekening te worden gezaagd. De hulpbron is niet bang voor blootstelling aan vocht en is niet veeleisend in de zorg, maar kan broos worden bij temperaturen onder het vriespunt.

Messen maken van knuppels van aluminium

Dergelijke schroeven worden gekenmerkt door duurzaamheid en betrouwbaarheid, ze zijn bestand tegen invloeden van buitenaf en zijn zeer duurzaam.Maar houd er rekening mee dat ze daardoor zwaarder blijken te zijn, in vergelijking met plastic wielen wordt het wiel in dit geval nauwgezet uitgebalanceerd. Ondanks het feit dat aluminium als vrij kneedbaar wordt beschouwd, vereist het werken met metaal de aanwezigheid van handig gereedschap en minimale vaardigheden om ermee om te gaan.

De vorm van materiaalaanvoer kan het proces bemoeilijken, omdat gewone aluminiumplaat pas in bladen verandert nadat de werkstukken een karakteristiek profiel hebben gekregen; hiervoor moet eerst een speciale sjabloon worden gemaakt. Veel beginnende ontwerpers buigen het metaal eerst langs de doorn, waarna ze doorgaan met het markeren en snijden van plano's.

Messen gemaakt van billet aluminium

Aluminium lamellen zijn zeer goed bestand tegen belastingen, reageren niet op atmosferische verschijnselen en temperatuurveranderingen.

glasvezel schroef

Het heeft de voorkeur van specialisten, omdat het materiaal grillig en moeilijk te verwerken is. Volgorde aanbrengen in:

• knip een houten sjabloon uit, wrijf het in met mastiek of was - de coating moet lijm afstoten;
• eerst wordt de helft van het werkstuk gemaakt - de sjabloon wordt ingesmeerd met een laag epoxy, er wordt glasvezel op gelegd. De procedure wordt snel herhaald totdat de eerste laag tijd heeft gehad om te drogen. Zo krijgt het werkstuk de vereiste dikte;
• voer de tweede helft op een vergelijkbare manier uit;
• wanneer de lijm uithardt, kunnen beide helften worden verbonden met epoxy met zorgvuldig slijpen van de voegen.

Het uiteinde is voorzien van een huls, waardoor het product is verbonden met de naaf.

Hoe maak je een mes van hout?

Dit is een moeilijke taak vanwege de specifieke vorm van het product, bovendien moeten alle werkende elementen van de schroef uiteindelijk identiek blijken te zijn.De keerzijde van de oplossing erkent ook de noodzaak van latere bescherming van het werkstuk tegen vocht, hiervoor is het geverfd, geïmpregneerd met olie of drogende olie.

Hout is niet wenselijk als materiaal voor een windwiel, omdat het vatbaar is voor barsten, kromtrekken en rotten. Vanwege het feit dat het snel vocht afgeeft en absorbeert, dat wil zeggen dat het van massa verandert, de balans van de waaier willekeurig wordt aangepast, heeft dit een negatieve invloed op de efficiëntie van het ontwerp.

Ontwerpwaarde van windbelasting

De standaardwaarde van de windbelasting (1) is:

\({w_n} = {w_m} + {w_p} = 0,1 + 0,248 = {\rm{0.348}}\) kPa. (twintig)

De uiteindelijke ontwerpwaarde van de windbelasting, waarmee de krachten in de secties van de bliksemafleider worden bepaald, is gebaseerd op de standaardwaarde, rekening houdend met de betrouwbaarheidsfactor:

\(w = {w_n} \cdot {\gamma _f} = {\rm{0.348}} \cdot 1.4 = {\rm{0.487}}\) kPa. (21)

Veelgestelde vragen (FAQ)

Waar hangt de frequentieparameter in formule (6) van af?

de frequentieparameter hangt af van het ontwerpschema en de voorwaarden voor de bevestiging. Voor een staaf waarvan het ene uiteinde vast is bevestigd en het andere vrij (vrijdragende balk), is de frequentieparameter 1,875 voor de eerste trillingsmodus en 4,694 voor de tweede.

Wat betekenen de coëfficiënten \({10^6}\), \({10^{ - 8}}\) in formules (7), (10)?

deze coëfficiënten brengen alle parameters tot dezelfde meeteenheden (kg, m, Pa, N, s).

Terugverdientijd en efficiëntie

De kosten van de windgenerator zelf zijn vrij hoog. En daarnaast zul je nog steeds batterijen, een omvormer, een controller, een mast, draden, enz. moeten kopen. Modellen van windturbines met een vermogen van 300 watt zijn tegenwoordig gebruikelijk.Dit zijn nogal zwakke modellen die bij een wind van 10-12 meter per seconde hun 300 wattuur opwekken en bij een wind van 4-5 meter per seconde 30-50 wattuur. Dergelijke installaties zijn voldoende om LED-verlichting te leveren en kleine elektronica van stroom te voorzien. U hoeft niet te verwachten dat u van deze windgenerator kunt voorzien van een tv, magnetron, koelkast en volledige verlichting. De kosten van low-power windturbines beginnen bij 15-20 duizend roebel. De kit bevat geen batterijen, omvormer en mast. Een complete set kost minstens 50 duizend roebel.

Wanneer u een huis en een klein bijgebouw van elektriciteit gaat voorzien, heeft u een windgenerator van 3-5 kilowatt nodig. De prijs van een dergelijke windturbine ligt in het bereik van 0,3-1 miljoen roebel. De prijs is inclusief de controller, mast, omvormer, batterijen.