Kinetische windgenerator: apparaat, werkingsprincipe, toepassing

Windturbine apparaat

Windgeneratoren zijn absoluut milieuvriendelijk en kunnen consumenten onbeperkte tijd van gratis energie voorzien. Windgeneratoren - windparken hebben verschillende capaciteiten, waardoor ze in verschillende gebieden kunnen worden gebruikt.

Het maximale rendement van een windpark kan worden bereikt door het te installeren op plaatsen met constante actieve luchtstromen. Meestal worden hiervoor bergen en heuvels, kusten van zeeën en oceanen en andere soortgelijke omstandigheden gebruikt. Het belangrijkste onderdeel van de installatie is de waaier, die fungeert als turbine. In de meeste gevallen worden driebladige windparkconstructies gebruikt in de vorm van een propeller, geïnstalleerd op grote hoogte vanaf het aardoppervlak.
Om het meeste effect te krijgen, worden de wieken samen met de rotor met behulp van speciale mechanismen in de optimale positie gezet, afhankelijk van de richting en kracht van de wind. Er zijn andere ontwerpen - trommel, die niet afhankelijk zijn van de bovenstaande factoren en geen aanpassingen vereisen. Als het rendement van propellerinstallaties echter op het niveau van 50% ligt, is het voor trommelapparaten veel lager.

Elke luchtkrachtcentrale, ongeacht het ontwerp, is volledig verbonden met de werking van luchtstromen, die vaak hun prestaties veranderen. Dit leidt op zijn beurt tot veranderingen in het aantal omwentelingen van de waaier en het geproduceerde elektrische vermogen. Deze situatie vereist het koppelen van de generator en het elektrische netwerk met behulp van extra apparatuur.

Hiervoor worden in de regel batterijen samen met omvormers gebruikt. Eerst wordt de batterij opgeladen vanuit de generator, waarbij de uniformiteit van de stroom er niet toe doet. Verder wordt de batterijlading, omgezet in de omvormer, overgedragen aan het netwerk.

WPP-schroefconstructies kunnen indien nodig worden aangestuurd. Als de windsnelheid te hoog is, wordt de invalshoek van de bladen gewijzigd, tot het minimum.Dit leidt tot een vermindering van de windbelasting op de turbine. Onder invloed van orkanen worden de waaiers van windparken echter vaak vervormd en faalt de hele woninginstallatie. Het is niet mogelijk om negatieve effecten volledig te vermijden, aangezien elektrische generatoren zich bevinden op een gemiddelde hoogte van 50 m. Hierdoor is het mogelijk om sterkere en stabielere winden te gebruiken die op grote hoogte heersen.

Hoe kies je een windgenerator?

Om een ​​windgenerator te kiezen, moet u:

1. Bereken het geïnstalleerd vermogen van elektrische apparaten die gepland zijn om op deze energiebron te worden aangesloten.
2. Op basis van de verkregen vermogenswaarden en de gemiddelde jaarlijkse windsnelheid, in de regio van installatie van de unit, wordt het vermogen van de generator bepaald. Er moet rekening worden gehouden met het vermogen, rekening houdend met de veiligheidsfactor, gebaseerd op de groei van belastingen en om het apparaat tijdens piekbelastingen niet te overbelasten.
3. Er moet rekening worden gehouden met het klimaat op de plaats waar het apparaat is geïnstalleerd, aangezien neerslag de prestaties van de generator nadelig beïnvloedt. Houd rekening met de klimatologische kenmerken van de woonplaats.
4. Het bepalen van het rendement van de installatie is een van de belangrijkste indicatoren.
5. Ontdek de prestaties van de generator in relatie tot het geluid dat tijdens bedrijf wordt geproduceerd.
6. Voer een vergelijkende analyse uit van verschillende soorten generatoren voor alle kenmerken en parameters.
7. Lees gebruikersrecensies van vergelijkbare installaties.
8. Maak een analyse van binnenlandse en buitenlandse fabrikanten, bestudeer beoordelingen van deze ondernemingen.

Plaatsing van een lage snelheid windgenerator

In een stuk land wordt een kleine fundering geplaatst, waarin de mast wordt vastgezet. Bij de toren, aan de voet, staat een elektriciteitskast.Aan de bovenkant is een draaimechanisme geïnstalleerd, een gondel is erop gemonteerd. Binnenin de laatste bevinden zich een anemometer, generator, transmissie en remmen. Aan de gondel is een rotorkap bevestigd, waarin de wieken worden gestoken. Elke vleugel is verbonden met een systeem dat de toonhoogte automatisch aanpast.

Installatie van een lage snelheid windturbine begint met de fundering en installatie van de mast

Na het voltooien van de installatie van de generator, monteren ze systemen voor bliksembeveiliging en overdracht van informatie over werk, evenals een stroomlijnkap en een brandblusmechanisme.

Een low-speed windgenerator is een apparaat dat elektriciteit kan leveren aan een voorstedelijk gebied. Gebruik is gerechtvaardigd in gebieden met lichte wind.

Specificaties:

Op het moment van kopen laadregelaar voor windturbines je moet zijn gegevensblad zorgvuldig bestuderen. Bij het kiezen zijn de kenmerken belangrijk:

• vermogen - moet overeenkomen met het vermogen van de windturbine;
• spanning - moet overeenkomen met de spanning van de batterijen die op de windmolen zijn geïnstalleerd;
• Maximaal vermogen - geeft het maximaal toegestane vermogen aan voor het controllermodel;
• Maximaal stroom - geeft aan met welke maximale vermogens van de windgenerator de controller kan werken;
• spanningsbereik - indicatoren max. en min. batterijspanning voor een goede werking van het apparaat;
• weergavemogelijkheden - welke gegevens over het apparaat en de werking ervan worden weergegeven op het display van een bepaald model;
• bedrijfsomstandigheden - bij welke temperaturen, vochtigheidsniveau het geselecteerde apparaat kan werken.

Kunt u zelf geen laadcontroleapparaat kiezen, neem dan contact op met een adviseur en laat hem het datablad van uw windmolen zien. Het apparaat wordt geselecteerd in overeenstemming met de mogelijkheden van de windinstallatie.Onjuiste bedrijfsomstandigheden en afwijkingen van het spanningsbereik zullen de werking van het gehele windsysteem nadelig beïnvloeden.

Windturbinegenerator

Voor de werking van windmolens zijn conventionele driefasige generatoren vereist. Het ontwerp van dergelijke apparaten is vergelijkbaar met de modellen die op auto's worden gebruikt, maar heeft grotere parameters.

Windturbine-apparaten hebben een driefasige statorwikkeling (sterverbinding), van waaruit drie draden naar de controller gaan, waar de wisselspanning wordt omgezet in gelijkstroom.

De generatorrotor voor een windturbine is gemaakt op neodymiummagneten: in dergelijke ontwerpen is het niet raadzaam om elektrische bekrachtiging te gebruiken, omdat de spoel veel energie verbruikt

Om de snelheid te verhogen wordt vaak een vermenigvuldiger gebruikt. Met een dergelijk apparaat kunt u het vermogen van de bestaande generator vergroten of een kleiner apparaat gebruiken, wat de installatiekosten verlaagt.

Vermenigvuldigers worden vaker gebruikt in verticale windturbines, waarbij het proces van rotatie van het windwiel langzamer is. Voor horizontale apparaten met een hoge rotatiesnelheid van de bladen zijn geen vermenigvuldigers nodig, wat de constructie vereenvoudigt en verlaagt.

Zelf een windgenerator berekening maken

Er worden formules gebruikt om de vermogensparameter te berekenen van apparatuur die in een bepaald gebied zal worden gebruikt. Allereerst wordt een berekening gemaakt van de hoeveelheid energie die de windgenerator het hele jaar door kan opwekken.

Berekening van het totale vermogen van de apparatuur

Om de taak te voltooien, worden de volgende acties uitgevoerd:

1. Eerst worden de berekeningen gemaakt.In overeenstemming met de verkregen resultaten, worden de lengte van de rotatie-elementen, evenals de hoogte van de toren, gekozen.
2. Er wordt een analyse uitgevoerd van de gemiddelde snelheid van de luchtstroomkarakteristiek van een bepaald gebied. Hiervoor is speciale apparatuur nodig. Hiermee moet u de sterkte van de luchtstroom gedurende enkele maanden volgen. Als er geen instrument is, kunt u de resultaten opvragen bij vertegenwoordigers van het lokale weerstation.

Vermogensberekening windgenerator wordt uitgevoerd volgens de formule P=krV 3S/2.

Symboolaanduidingen:

• r is de luchtstroomdichtheidsparameter, onder normale omstandigheden is deze waarde 1,225 kg/m3;
• V is de gemiddelde windsnelheid, gemeten in meter per seconde;
• S is het totale oppervlak van de luchtstroom, gemeten in meters;
• k is de efficiëntieparameter van de turbine die in de apparatuur is geïnstalleerd;

Met behulp van deze berekeningen kunt u nauwkeurig bepalen hoeveel vermogen een generatorset in een bepaald gebied nodig heeft. Als merkapparatuur wordt gekocht, moet de verpakking aangeven bij welke luchtstroom de werking van het apparaat het meest efficiënt is. Gemiddeld ligt deze waarde in het bereik van zeven tot elf meter per seconde.

De ingenieur van gebruiker Odessa sprak in detail over de procedure voor het monteren van het generatorapparaat en over het uitvoeren van berekeningen.

Berekening van propellers voor een windturbine

De berekeningsprocedure wordt uitgevoerd volgens de formule Z=LW/60/V, symboolnotatie:

• Z is de lage snelheidswaarde van één propeller;
• L is de grootte van de cirkel die de rotatie-elementen zullen beschrijven;
• W is de snelheid waarmee één schroef wordt gedraaid;
• V is de snelheidsparameter van de luchtstroomtoevoer.

Op basis van deze formule wordt het aantal omwentelingen berekend. Maar voor de berekening moet rekening worden gehouden met de spoed van één schroef van de apparatuur. Het wordt berekend met de formule H=2pR* tga.

Beschrijving van symbolen:

• 2n is een constante waarde van 6,28;
• R is de waarde van de straal die de rotatie-elementen van de apparatuur zal beschrijven;
• tg a is de doorsnedehoek.

Berekening van een omvormer voor een windgenerator

Voordat u deze berekeningen uitvoert, moet u rekening houden met het volgende. Als er in het thuisnetwerk slechts één 12 volt-accu wordt gebruikt, heeft het geen zin om een ​​omvormer te installeren. Het gemiddelde vermogen van een zomerhuisje of particulier huishouden is ongeveer 4 kW, afhankelijk van maximale belasting. Voor een dergelijk netwerk is het aantal batterijen minimaal tien, elk is ontworpen voor 24 volt. Bij zoveel accu's is het aan te raden om een ​​inverter apparaat te gebruiken.

Maar voor deze omstandigheden heb je bij gebruik van tien 24-volt-accu's een windgenerator van minimaal 3 kW nodig. Zwakkere apparatuur kan zo'n aantal batterijen niet van energie voorzien. Voor huishoudelijke apparaten kan dit vermogen te hoog zijn.

De berekening van de vermogensparameter van het inverterapparaat wordt als volgt uitgevoerd:

1. Ten eerste is het noodzakelijk om de vermogenskenmerken van alle energieverbruikers samen te vatten.
2. Vervolgens wordt het tijdstip van verbruik bepaald.
3. De piekbelastingparameter wordt berekend.

Alexander Kapustin toonde de procedure voor het starten van een windgenerator met een omvormer.

efficiëntie

Het is vrij eenvoudig om de energie-efficiëntie van een eenheid van een bepaald type en ontwerp te evalueren en deze te vergelijken met de prestaties van vergelijkbare motoren.Het is noodzakelijk om de gebruikscoëfficiënt van windenergie (KIEV) te bepalen. Het wordt berekend als de verhouding tussen het vermogen dat op de as van de windturbine wordt ontvangen en het vermogen van de windstroom die op het oppervlak van het windwiel werkt.

De gebruiksfactor van windenergie voor verschillende installaties varieert van 5 tot 40%. De beoordeling zal onvolledig zijn zonder rekening te houden met de kosten van het ontwerp en de bouw van de faciliteit, de hoeveelheid en de kosten van opgewekte elektriciteit. Bij alternatieve energie is de terugverdientijd van een windturbine een belangrijke factor, maar het is ook noodzakelijk om rekening te houden met het resulterende milieueffect.

Wat is een windgenerator?

Een windgenerator is een apparaat dat windenergie gebruikt om elektriciteit op te wekken. Luchtstromen, vrij bewegend in de atmosfeer, hebben gigantische energie, en bovendien helemaal gratis. Windenergie is een poging om het te winnen en er een goed gebruik van te maken.

Een windgenerator is een set apparaten die energie ontvangen, verwerken en gereedmaken voor gebruik. Windstromen werken samen met de rotor van de windmolen, waardoor deze gaat draaien. De rotor is overstuurd (of direct) verbonden met een generator die de batterijen oplaadt. De lading via de omvormer wordt verwerkt tot een standaardvorm (220 V, 50 Hz) en geleverd aan verbruikers.

Op het eerste gezicht is het complex nogal ingewikkeld. Er zijn ook eenvoudiger ontwerpen, zoals windmolens die pompen voeden. Complexe apparaten vereisen echter een complete set apparatuur die een stabiele en hoogwaardige stroomvoorziening kan bieden.

Soorten windturbines

Er zijn verschillende soorten windgeneratoren.Volgens het aantal bladen zijn windmolens drie-, twee-, een-, meerbladig. Er worden ook apparaten zonder wieken geproduceerd, waarbij het "zeil", dat op een grote plaat lijkt, als windvanger dient. Dergelijke apparatuur heeft een hogere efficiëntie dan andere apparaten, maar wordt nog steeds niet veel gebruikt. Interessant is dat hoe minder wieken een windmolen heeft, hoe meer energie hij produceert.

Voorbeelden van platte windturbines

Afhankelijk van het gebruikte materiaal zijn de bladen stijf (gemaakt van metaal of glasvezel) en van stof. Het tweede type zijn de zogenaamde zeilende windturbines, ze zijn goedkoper, maar ze verliezen aan taaie in praktische en efficiëntie.

Een ander belangrijk kenmerk is de spoedfunctie van de propeller, die het mogelijk maakt om de rotatiesnelheid van de bladen te veranderen. Met apparaten met variabele pitch kunt u de efficiëntie behouden bij verschillende windsnelheden. Maar tegelijkertijd nemen de kosten van het systeem toe en neemt de betrouwbaarheid af vanwege de complexiteit van het ontwerp. Daarom worden in de meeste gevallen apparaten met een vaste toonhoogte gebruikt, die gemakkelijk te onderhouden en betrouwbaar zijn.

Soorten windturbines volgens de locatie van de werkas

De werkas van de windturbine kan zowel verticaal als horizontaal worden geplaatst

In beide gevallen zijn er voor- en nadelen waar je op moet letten bij het kiezen.

Er zijn verschillende soorten verticale windturbines:

1. Savonius windgeneratoren, waarvan het ontwerp bestaat uit meerdere halve cilinders, die verticaal op een as zijn bevestigd. De kracht van een dergelijk apparaat is het vermogen om in elke windrichting te werken. Maar er is ook een serieus nadeel: windenergie wordt slechts door 25 - 30% gebruikt.
2. In de Darrieus-rotor worden elastische banden gebruikt als bladen, bevestigd op balken zonder een frame te gebruiken. De efficiëntie van het model is hetzelfde als die van de vorige variëteit, maar er is een extra installatie nodig om het systeem te starten.
3. Meerbladige windmolens zijn de meest efficiënte onder de verticale apparaten.
4. De zeldzaamste optie zijn apparaten met een helicoïde rotor. Speciaal gedraaide bladen zorgen voor een uniforme rotatie van het windwiel, maar de complexiteit van het ontwerp maakt de prijs te hoog, wat het gebruik van dit soort mechanismen beperkt.

Windmolens met een horizontale as komen vaker voor dan windmolens met een verticale as, omdat ze efficiënter maar duurder zijn.

Soorten windturbines langs de werkas

De nadelen zijn onder meer de afhankelijkheid van efficiëntie van de windrichting en de noodzaak om de positie van de constructie aan te passen met behulp van een windwijzer. Het is raadzaam om een ​​dergelijke windturbine in een open gebied te plaatsen waar deze niet wordt bedekt door bomen en gebouwen, en het is beter om weg te blijven van de vaste verblijfplaats van mensen. Het is nogal luidruchtig en vormt een gevaar voor voorbijvliegende vogels.

Fabrikanten van windturbines

De markt omvat zowel apparaten van buitenlandse oorsprong (voornamelijk Noord-Amerika, Europa en China) als huishoudelijke installaties. De prijs is afhankelijk van het vermogen en de configuratie - bijvoorbeeld de aanwezigheid van zonnebatterijen, en varieert van tienduizenden tot honderdduizenden roebels.

Belangrijkste technische kenmerken:

Modellen van controllers die worden gebruikt als onderdeel van een bepaalde windturbine verschillen in hun technische kenmerken, weergegeven in het productpaspoort, dit zijn:

• Nominaal vermogen, dat de hoofdindicator van het apparaat is, moet overeenkomen met het vermogen van de windgenerator;
• De nominale spanning, ook de hoofdindicator, moet overeenkomen met de spanning van de batterijen waaruit de windturbine bestaat;
• Maximaal vermogen, bepaalt de maximaal toegestane waarde voor een specifiek apparaatmodel;
• De maximale stroom kenmerkt het vermogen van het apparaat om te werken met de hoogste prestaties van de windgenerator;
• De maximale en minimale spanningswaarde op de batterij bepaalt het spanningsbereik waarin het apparaat werkt;
• Als het model gelijktijdig kan werken met een windturbine en een zonne-energiecentrale - de maximale laadstroom die door zonnepanelen wordt opgewekt;
• Displaytype en bedieningsparameters die erop worden weergegeven;
• Operationele kenmerken - omgevingstemperatuur en vochtigheid;
• Totale afmetingen en gewicht.

Zijn alle windturbines hetzelfde?

vele classificaties voor de vervaardiging van bladen, aan het aardoppervlak,

De meeste van de momenteel bestaande windturbines (windkrachtcentrale) kunnen worden geclassificeerd als één-, twee-, drie- of meerbladig. Een klein deel van de modernste apparaten bevat helemaal geen bladen en de wind erin vangt het zogenaamde "zeil", dat eruitziet als een schotel. Daarachter bevinden zich zuigers die het hydraulische systeem in werking stellen en het genereert al elektrische stroom. Het rendement van dergelijke installaties is hoger dan dat van alle andere. Met betrekking tot bladsystemen is de trend als volgt: hoe minder bladen, hoe meer energie de generator produceert.

Soorten windturbines

misschien goedkoper,

Als we windturbines vergelijken op basis van de spoed van de propeller, dan zijn apparaten met een vaste spoed betrouwbaarder. Er zijn windmolens met variabele spoed die de rotatiesnelheid kunnen veranderen, maar hun omvangrijke ontwerp brengt extra kosten met zich mee voor de installatie en het onderhoud van een dergelijk systeem.

De meest uiteenlopende ontwerpen van windmolens, als we ze beschouwen vanuit het oogpunt van de richting van de rotatie-as ten opzichte van de grond.

Apparaten waarvan de bladen om een ​​verticale as draaien, kunnen op hun beurt in verschillende typen worden verdeeld.

1. Savonius-windgeneratoren zijn verschillende helften van holle cilinders aan de binnenkant, geplant op een verticale as. Hun belangrijkste voordeel is het vermogen om te roteren, ongeacht de snelheid en richting van de wind. Een belangrijk nadeel is de mogelijkheid om windenergie slechts voor een derde te gebruiken.
2. Een Darier-rotor is een systeem van twee of meer bladen die vlakke platen zijn. Zo'n apparaat is makkelijk te maken, maar het zal niet lukken om er veel energie mee te krijgen. Daarnaast is er een extra mechanisme nodig om zo'n rotor te starten.
3. De helicoïde rotor heeft dankzij speciaal gedraaide bladen een gelijkmatige rotatie. Het toestel is duurzaam, maar door de complexiteit van het ontwerp wel duur.
4. Meerbladige windturbines met een verticale rotatie-as zijn de meest efficiënte optie in hun groep.

Windmolens met een horizontale draaias hebben ook hun voor- en nadelen. Hun belangrijkste voordeel is een hoog rendement.Een van de nadelen van dergelijke constructies is de noodzaak om de windrichting vast te leggen met een windwijzer en de verandering in efficiëntie afhankelijk van de richting van de wind. In dit opzicht zijn horizontale installaties het meest geschikt in open ruimtes. Op dezelfde plek waar de wieken door gebouwen, bomen of bijvoorbeeld heuvels tegen de wind worden afgeschermd, kan beter een windturbine van een ander ontwerp worden geplaatst.

Bovendien is zo'n windturbine duur, en de uitstraling ervan in de buurt zal bij je buren zeker niet voor veel plezier zorgen. Zijn bladen kunnen gemakkelijk een vliegende vogel neerhalen en veel lawaai maken.

Welke andere soorten windturbines zijn er? Nou ja, natuurlijk, de onze, binnenlands en geïmporteerd. Van die laatste hebben Europese, Chinese en Noord-Amerikaanse eenheden de leiding. Tegelijkertijd kan de aanwezigheid van binnenlandse windturbines op de markt niet anders dan verheugd zijn.

Nieuwe inzendingen
Kettingzaag of elektrische zaag - wat te kiezen voor de tuin 4 fouten bij het kweken van tomaten in potten die bijna alle huisvrouwen makenGeheimen van het kweken van zaailingen van de Japanners, die erg gevoelig zijn voor het land

De prijs van dergelijke apparaten wordt in de eerste plaats bepaald door hun vermogen en de aanwezigheid van extra elementen, bijvoorbeeld zonnepanelen, en varieert over een zeer breed bereik - van enkele tientallen tot enkele honderdduizenden roebel.

Een windmolen maken met je eigen handen

Het belangrijkste werk dat moet worden gedaan, is de fabricage en installatie van een roterende rotor. Allereerst moet u het type structuur en de afmetingen ervan kiezen. Het kennen van het vereiste vermogen van het apparaat en de productiemogelijkheden zal dit helpen bepalen.

De meeste knooppunten (zo niet allemaal) zullen op zichzelf moeten worden gemaakt, dus de keuze zal worden beïnvloed door welke kennis de maker van het ontwerp heeft, met welke apparaten en apparaten hij het beste bekend is. Meestal wordt eerst een proefwindmolen gemaakt, met behulp waarvan de prestaties worden gecontroleerd en de parameters van de constructie worden gespecificeerd, waarna ze beginnen met het vervaardigen van een werkende windturbine.

Werkingsprincipe

Verder wordt de draaikracht omgezet in elektriciteit, die wordt opgeslagen in de batterij. Hoe sterker de luchtstroom, hoe sneller de bladen draaien en meer energie produceren. Aangezien de werking van de windgenerator gebaseerd is op het maximaal benutten van een alternatieve energiebron, heeft de ene zijde van de wieken een ronde vorm, de andere relatief vlak. Wanneer de luchtstroom over de ronde zijde gaat, ontstaat er een vacuümgebied. Dit zuigt het mes op en trekt het opzij. Hierdoor ontstaat energie, waardoor de wieken gaan draaien.

Werkingsschema van een windgenerator: het principe van het omzetten van windenergie en de werking van interne mechanismen wordt getoond

Tijdens hun beurt draaien de schroeven ook de as die is verbonden met de generatorrotor. Wanneer twaalf magneten die aan de rotor zijn bevestigd in de stator draaien, ontstaat er een elektrische wisselstroom die dezelfde frequentie heeft als in gewone kameruitgangen. Dit is het basisprincipe van hoe een windturbine werkt. Wisselstroom is gemakkelijk op te wekken en over lange afstanden te verzenden, maar onmogelijk op te slaan.

Schematisch diagram van een windgenerator

Om dit te doen, moet het worden omgezet in gelijkstroom. Dit werk wordt gedaan door een elektronisch circuit in de turbine.Om een ​​grote hoeveelheid elektriciteit te krijgen, worden industriële installaties vervaardigd. Een windpark bestaat doorgaans uit enkele tientallen installaties. Dankzij het gebruik van een dergelijk apparaat in huis kun je een aanzienlijke verlaging van de energiekosten krijgen. Door het werkingsprincipe van windturbines kunnen ze worden gebruikt in de volgende opties:

• voor autonoom werk;
• parallel met de back-upbatterij;
• samen met zonnepanelen;
• parallel met een diesel- of benzinegenerator.

Als de luchtstroom met een snelheid van 45 km/u beweegt, wekt de turbine 400 watt elektriciteit op. Dit is voldoende om de buitenwijken te verlichten. Dit vermogen kan worden verzameld door het in een batterij te verzamelen.

Een speciaal apparaat regelt het opladen van de batterij. Naarmate de lading afneemt, vertraagt ​​de rotatie van de bladen. Als de accu helemaal leeg is, beginnen de messen weer te draaien. Op deze manier wordt het opladen op een bepaald niveau gehouden. Hoe sterker de luchtstroom, hoe meer elektriciteit de turbine kan produceren.

Hoe een windturbine wordt aangedreven door een alternatieve bron

Windmolens "voeden" zich niet met de luchtmassa, ze zijn afgestemd om windsnelheid te verbruiken. Met andere woorden: de wind nadert de windturbine met hoge snelheid en verlaat deze met een lagere snelheid. Het verschil in windsnelheden voor en na de windgenerator bepaalt hoeveel energie dit apparaat heeft opgenomen.

Sommige soorten windturbines doen het beter, andere slechter. Maar dit is de belangrijkste functie van de windgenerator - om de wind te vertragen.

De grens tussen efficiëntie en beperking

Geloof nooit de beweringen dat een bepaalde windturbine op 100% efficiëntie werkt.Dit betekent dat de wind achter de wieken van de windmolen volledig moet stoppen. Een absurd bewijs toont duidelijk een valse verklaring aan.

Een windturbine met ideale efficiëntie moet de balans vinden waar de wind voldoende energie afgeeft, zodat deze alleen het openingsvenster van het apparaat hoeft te verlaten voor verdere beweging. Het rendement bepaalt in dit geval het verschil in windsnelheid voor en na de turbine, wat direct van invloed is op de arbeidsfactor van de windmolen, waarvoor de volgende formule geldt: P_Uitgang= 1/2 × r × S × V3 × efficiëntie.

Het maximale rendement van een windturbine, meer dan 100 jaar geleden, werd onderbouwd door de Duitse wetenschapper Betz in zijn fundamenteel wetenschappelijk werk. Uitgaande van bovenstaande formule bewees de Duitser zeer consistent dat het maximum van 16/27 energie uit de wind gehaald kan worden. Vervolgens werden zijn berekeningen licht gecorrigeerd door de Italiaanse Loregio en bleek het maximale rendement voor een windgenerator 59% te zijn.

Dit is duidelijk merkbaar in het verschil in de werkingsprincipes van de Savonius- en Darier-turbines. Savonius-windmolens nemen immers alleen de stuwkracht van de wind op en de projecten van Darier maken ook gebruik van aerodynamische lift, waardoor de rotatiesnelheid van de wieken toeneemt.

Het werkingsprincipe van de windturbine

Bij afwezigheid of frequente stroomuitval is het beter om met uw eigen handen een mini-windgenerator of meerdere windturbines (windturbines) te maken voor individuele stroomvoorziening. Een zelfgemaakt apparaat zet de kinetische energie van de wind om in mechanische energie door de rotatie van het windwiel.

Aanvankelijk wordt de mechanische energie die de rotor laat draaien omgezet in een driefasige wisselstroom.De energiestroom door de controller wordt opgeslagen in een DC-batterij. Ten slotte past de spanningsomvormer de stroom aan om elektriciteit te leveren aan apparaten en verlichting.

Het werkingsprincipe van een windmolen is eenvoudig en bestaat uit de werking van drie soorten kracht op de wieken. Impuls en heffen overwinnen het remkrachtsysteem en brengen het vliegwiel in beweging. Na de vorming van een magnetisch veld door de rotor op het stationaire deel van de generator, begint de stroom door de draden.

Toepassingsgebieden van het apparaat

In feite zijn windturbines in staat om objecten voor verschillende doeleinden van energie te voorzien. Windturbines met een groot vermogen zijn geschikt voor stroomvoorziening op industriële schaal. Goed ontworpen zelfgemaakte apparaten geven de eigenaar van de site een ononderbroken stroomvoorziening. U kunt met uw eigen handen een windgenerator voor een privéwoning maken met minimale arbeids- en geldkosten.

Voordelen van het apparaat

Het belangrijkste voordeel van een windturbine voor thuis is de besparing op de elektriciteitsrekening. Het geld besteed aan onderdelen en installatie wordt terugbetaald met gratis elektriciteitsvoorziening.

Bijkomende voordelen van een zelfgemaakte windturbine:

• het fabrieksmodel is vele malen duurder;
• milieuvriendelijk ontwerp dat werkt zonder brandstof;
• onbeperkte levensduur (bij uitval zijn onderdelen eenvoudig te vervangen);
• geschiktheid in geschikte klimatologische omstandigheden met een gemiddelde jaarlijkse snelheid van de meter vanaf 4 m / s.

Gebreken

De negatieve kant van een individuele windmolen omvat:

• afhankelijkheid van het weer;
• stormen en orkanen zetten het mechanisme vaak buiten werking;
• preventieve maatregelen zijn vereist;
• hoge masten hebben aarding nodig;
• sommige modellen overschrijden het toegestane geluidsniveau.

Windturbinegenerator

Voor de werking van windmolens zijn conventionele driefasige generatoren vereist. Het ontwerp van dergelijke apparaten is vergelijkbaar met de modellen die op auto's worden gebruikt, maar heeft grotere parameters.

Windturbine-apparaten hebben een driefasige statorwikkeling (sterverbinding), van waaruit drie draden naar de controller gaan, waar de wisselspanning wordt omgezet in gelijkstroom.

De generatorrotor voor een windturbine is gemaakt op neodymiummagneten: in dergelijke ontwerpen is het niet raadzaam om elektrische bekrachtiging te gebruiken, omdat de spoel veel energie verbruikt

Om de snelheid te verhogen wordt vaak een vermenigvuldiger gebruikt. Met een dergelijk apparaat kunt u het vermogen van de bestaande generator vergroten of een kleiner apparaat gebruiken, wat de installatiekosten verlaagt.

Vermenigvuldigers worden vaker gebruikt in verticale windturbines, waarbij het proces van rotatie van het windwiel langzamer is. Voor horizontale apparaten met een hoge rotatiesnelheid van de bladen zijn geen vermenigvuldigers nodig, wat de constructie vereenvoudigt en verlaagt.

De bijzonderheden van de montage en installatie van een windturbine uit een wasmachine en een windturbine uit een autogenerator staan ​​uitgebreid beschreven in de artikelen die wij aanbevelen.

Set

• Bladrotor. Dit kunnen, afhankelijk van het model, zijn: één, twee, drie of meer;
• Reductiemiddel of, met andere woorden, een versnellingsbak die is ontworpen om de snelheid tussen de generator en de rotor te regelen;
• De behuizing is beschermend. Het doel is duidelijk uit de naam: het beschermt alle componenten van de constructie tegen invloeden van buitenaf;
• De staart is verantwoordelijk voor het draaien in de richting van de waaiende wind;
• De batterij is oplaadbaar.Zijn taak is om energie te accumuleren, d.w.z. voorraad. Aangezien het weer niet altijd gunstig is voor de centrale, zal dit altijd helpen bij slecht weer;
• omvormer installatie. Het wordt gebruikt om gelijkstroom om te zetten in wisselstroom, die elektrische apparaten voedt die in het dagelijks leven worden gebruikt.

Berekening van grootte en plaatsing

Houd bij het berekenen van het benodigde aantal generatoren voor een windenergiecentrale rekening met:

• vereist vermogen;
• aantal winderige dagen;
• locatie kenmerken.

Dus om de installatie van een windturbine door de kosten te verantwoorden, is het noodzakelijk om het aantal winderige dagen per jaar te bepalen, evenals hun overheersende richting. Kustgebieden en gebieden in de bergen hebben de meest gunstige ligging, aangezien hier de windkracht groter is dan 60-70 m / s, en dit is voldoende om lokale elektriciteit op te geven.

Op het vlakke grondgebied wordt de wind gekenmerkt door een uniforme stroming, maar de kracht ervan is soms niet voldoende om een ​​​​privéwoning volledig te bieden. Installatie in de buurt van plantages en bossen is helemaal niet rendabel, omdat windenergie wordt verbruikt en meer aan bomen blijft hangen.

De windstroom heeft een krachttoename die recht evenredig is met de afstand tot het aardoppervlak. Dienovereenkomstig, hoe hoger de mast van de windmolen, hoe meer momentum het kan vangen. Hoe verder het echter van de grond wordt verwijderd, hoe meer versterking het vereist. Hulpsteunen kunnen de windmolen niet altijd volledig vasthouden. Bij een stevige windstoot is de kans dat een hoge mast valt veel groter dan een mast die op een hoogte van 5-7 meter staat.

De meest optimale verwijdering van de mast van de grond is 10-15 meter. De bevestiging wordt op twee manieren uitgevoerd:

1. Fundering betonneren - ze graven vier diepe, maar kleine kuilen in diameter, waarin verlengingen van windturbines worden ondergedompeld en gebetonneerd. Het proces is tijdrovend en kostbaar, maar het meest betrouwbaar. Bij harde wind blijft de mast onbeweeglijk, en de enige schade eraan kan het slopen van de wieken zijn.
2. Metalen striae - met behulp van een metalen kabel wordt de windmolen loodrecht op het aardoppervlak bevestigd, terwijl de kabel goed is uitgerekt en de uiteinden aan de grond bevestigt.

De duur van de werking van de centrale als geheel hangt af van de keuze van de methode om de mast te bevestigen.

De aanwezigheid van speciale apparatuur, evenals ervaring met het uitvoeren van dergelijke werkzaamheden, zal het windpark redden van voortijdige storingen.

Zeilende windgenerator

Als de wieken van traditionele windmolens van harde materialen zijn gemaakt, dan zijn ze bij het zeilen juist gemaakt van zachte materialen. Geschikt voor elke dichte stof, zoals zeildoek. Vaak worden in dergelijke constructies non-woven laminaten gebruikt. Uiterlijk ziet een zeilende windgenerator eruit als een grote kinderdraaischijf.

Door het ontwerp zijn zeilen windmolens verdeeld in twee typen.

• Rond met driehoekige zeilbladen
• Met zeilwiel, ook rond

Zeilwindgenerator met driehoekige wieken

Driehoekige zeilbladen zijn meestal gelijkbenig gemaakt, maar in veel gevallen wordt hun vorm individueel gekozen - afhankelijk van de windbelasting van het gebied waar ze zijn geïnstalleerd. Een varende windmolen begint te werken bij een windsnelheid van 5 m/s. Het rendement is hoger dan dat van de meeste windmolens met bladen, maar is tegelijkertijd niet zonder tekortkomingen. Dus als de wind verandert, stopt de "zeilboot" en heeft hij tijd nodig om in de nieuwe richting van de windstroom te draaien.

Een ander nadeel is de kwetsbaarheid van de "zeilen" zelf. Ze scheuren vaak, falen en vereisen een volledige vervanging.
Er wordt aangenomen dat een cirkelvormige zeilgenerator deze tekortkomingen heeft. Het rendement is twee keer zo hoog als dat van een generator met zeilbladen. Uiterlijk ziet het eruit als een schotelantenne en verschilt het van de gebruikelijke generatoren doordat het geen roterende bladen, cilinders of rotoren heeft. Deze generator trilt onder druk of windstoten en brengt met zijn trillingen mechanische energie over op de generator.