Hur man beräknar ett vindturbin: formler + praktiskt räkneexempel

Modellval

Kostnaden för en uppsättning av en vindgenerator, en växelriktare, en mast, en SHAVRA - ett automatiskt överföringsväxelskåp, beror direkt på kraften och effektiviteten.

Maximal effekt kW	Rotordiameter m	masthöjd m	Nominell hastighet m/s	Spänning tis
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

Som du kan se, för att helt eller delvis förse gården med el, behövs högeffektsgeneratorer, som är ganska problematiska att installera på egen hand. Hur som helst minskar höga kapitalinvesteringar och behovet av mastinstallation med hjälp av specialutrustning avsevärt populariteten för vindenergisystem för privat bruk.

Det finns bärbara lågeffektsvindkraftverk som du kan ta med dig på en resa. Dessa modeller är kompakta, snabbt monterade på marken, kräver ingen speciell vård och ger tillräckligt med energi för ett bekvämt tidsfördriv i naturen.

Och även om den maximala effekten för en sådan modell bara är 450 W, är detta tillräckligt för att belysa hela campingplatsen och gör det möjligt att använda elektriska hushållsapparater bort från civilisationen.

För medelstora och små företag skulle installationen av flera genererande vindkraftsparker kunna ge betydande besparingar i energikostnader. Många europeiska företag är engagerade i produktion av produkter av denna typ.

Det är komplexa tekniska system som kräver förebyggande underhåll och underhåll, men deras märkeffekt är sådan att den kan täcka hela produktionens behov. Till exempel, i Texas, vid den största vindkraftsparken i USA, genererar endast 420 sådana generatorer 735 megawatt per år.

För- och nackdelar med att installera ett vindkraftverk

Denna utrustning, liksom solpaneler, tillhör kategorin alternativa energikällor. Men till skillnad från solceller, som behöver solljus, kan ett vindkraftverk fungera effektivt 24 timmar om dygnet, 365 dagar om året.

Fördelar	Brister
Gratis energi var som helst	Utrustningspris
Ekologisk energi	Installationskostnad
Energioberoende från staten och dess tariffer	Servicekostnad.
Oberoende från solljus	Beroende på vindhastighet

För att balansera alla dessa för- och nackdelar gör de ofta ett gäng: en vindgenerator med en solpanel. Dessa installationer kompletterar varandra och minskar därmed elproduktionens beroende av sol och vind.

Beräkning av vindkraftverk

I de flesta fall kommer processen för genomförbarheten av att montera vindkraftsparker att bero på de genomsnittliga vindhastigheterna i ett visst område. Installation av vindkraftverk är motiverat med en minsta vindstyrka på fyra meter per sekund. Med en vindhastighet på nio till tolv meter per sekund kommer vindkraftverket att gå med maximal hastighet.

Horisontell vindgenerator

Dessutom beror kraften hos sådana anordningar också på ytorna på de använda bladen och på rotoranordningens diametrala storlek. Med kända medelvindhastigheter för en viss region är det möjligt att välja den generator som krävs med en viss propellerstorlek.

Beräkningen görs enligt formeln: P \u003d 2D * 3V / 7000 kW, där P är effekten, D är den diametrala storleken på skruvanordningen, och en parameter som V indikerar vindstyrkan i meter per sekund . Men denna formel är endast lämplig för horisontella vindkraftverk.

alternativ energi

Vindbelastningen kan också vara fördelaktig, till exempel genom att omvandla vindens kraft i vindkraftverk. Så, vid en vindhastighet V = 10 m/s, med en cirkeldiameter på 1 meter, har väderkvarnen blad d = 1,13 m och producerar cirka 200–250 W nyttig effekt. En elektrisk plog, som förbrukar en sådan mängd energi, kommer att kunna plöja cirka femtio (50 m²) mark på en personlig tomt på en timme.

Om du använder vindgeneratorns stora storlek - upp till 3 meter och den genomsnittliga luftflödeshastigheten på 5 m / s, kan du få 1-1,5 kW kraft, vilket helt kommer att förse ett litet hus på landet med gratis el.Med införandet av den så kallade "gröna" tariffen kommer återbetalningstiden för utrustning att reduceras till 3-7 år och kan i framtiden ge nettovinst.

Beräkning av propellrar till vindkraftverk

När man designar en väderkvarn används vanligtvis två typer av skruvar:

1. Rotation i horisontalplanet (vinge).
2. Rotation i vertikalplanet (Savonius rotor, Darrieus rotor).

Skruvkonstruktioner med rotation i något av planen kan beräknas med formeln:

Z=L*B/60/V

För denna formel: Z är graden av hastighet (låg hastighet) för propellern; L är storleken på längden av cirkeln som beskrivs av bladen; W är hastigheten (frekvensen) för propellerns rotation; V är luftflödet.

Detta är designen på skruven som kallas "Rotor Darier". Denna version av propellern anses vara effektiv vid tillverkning av vindkraftverk med liten kraft och storlek. Beräkningen av skruven har några funktioner

Baserat på denna formel kan du enkelt beräkna antalet varv W - rotationshastigheten. Och arbetsförhållandet för varv och vindhastighet kan hittas i tabellerna som finns tillgängliga på nätverket. Till exempel, för en propeller med två blad och Z=5, gäller följande förhållande:

Antal blad	Grad av hastighet	Vindhastighet m/s
2	5	330

En av de viktiga indikatorerna för väderkvarnens propeller är också stigningen. Denna parameter kan bestämmas med formeln:

H=2πR*tga

Här: 2π är en konstant (2*3,14); R är radien som beskrivs av bladet; tg α är snittvinkeln.

Beräkning av vindkraftverk

Egentillverkning av en väderkvarn kräver också en preliminär beräkning.Ingen vill lägga tid och material på tillverkning av vem vet vad, de vill ha en uppfattning om installationens kapacitet och förväntade kraft i förväg. Praxis visar att förväntningar och verklighet korrelerar dåligt med varandra, installationer skapade utifrån ungefärliga uppskattningar eller antaganden som inte stöds av korrekta beräkningar ger svaga resultat.

Därför används vanligtvis förenklade beräkningsmetoder, som ger resultat tillräckligt nära sanningen och inte kräver användning av en stor mängd data.

Formler för beräkning

För beräkning av vindgeneratorn måste göras följande åtgärder:

• Bestäm ditt hems elbehov. För att göra detta är det nödvändigt att beräkna den totala effekten för alla enheter, utrustning, belysning och andra konsumenter. Den resulterande mängden kommer att visa mängden energi som behövs för att driva huset.
• det resulterande värdet måste ökas med 15-20% för att ha en viss effektreserv för säkerhets skull. Det råder ingen tvekan om att denna reserv behövs. Tvärtom kan det visa sig vara otillräckligt, även om energin oftast inte kommer att användas fullt ut.
• genom att veta vilken effekt som krävs kan man uppskatta vilken generator som kan användas eller tillverkas för att lösa uppgifterna. Slutresultatet av att använda en väderkvarn beror på generatorns kapacitet, om de inte uppfyller husets behov, måste du antingen byta enheten eller bygga ett extra kit
• vindkraftsberäkning. Det här ögonblicket är faktiskt det svåraste och mest kontroversiella i hela förfarandet. Formlerna för att bestämma flödeseffekten används

Överväg till exempel beräkningen av ett enkelt alternativ. Formeln ser ut så här:

P=k R V³ S/2

Där P är flödeseffekten.

K är koefficienten för vindenergianvändning (ett värde som i sig ligger nära effektiviteten) tas inom 0,2-0,5.

R är luftdensiteten. Den har olika värden, för enkelhetens skull tar vi lika med 1,2 kg/m3.

V är vindhastigheten.

S är täckningsområdet för vindhjulet (täckt av roterande blad).

Vi anser: med en radie av ett vindhjul på 1 m och en vindhastighet på 4 m/s

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

Resultatet visar att effektflödet är 36 watt. Detta är mycket litet, men mätarhjulet är för litet. I praktiken används vindhjul med en bladspann på 3-4 meter, annars blir prestandan för låg.

Vad ska man tänka på

Vid beräkning av väderkvarnen bör rotorns designegenskaper beaktas. Det finns pumphjul med vertikal och horisontell rotationstyp, med olika effektivitet och prestanda. Horisontella strukturer anses vara de mest effektiva, men de har behov av höga installationspunkter.

Det kommer att vara lika viktigt att säkerställa tillräcklig impellereffekt för att rotera generatorrotorn. Enheter med styva rotorer, som gör det möjligt att erhålla en bra energieffekt, kräver avsevärd kraft på axeln, som endast kan tillhandahållas av ett pumphjul med en stor yta och diameter på bladen.

En lika viktig punkt är parametrarna för rotationskällan - vinden. Innan du gör beräkningar bör du lära dig så mycket som möjligt om styrkan och rådande vindriktningar i ett givet område.Ta hänsyn till risken för orkaner eller svallbyar, ta reda på hur ofta de kan uppstå. En oväntad ökning av flödeshastigheten är farlig för förstörelsen av väderkvarnen och fel på omvandlingselektroniken.

Färdigt vertikalt orienterat vindkraftverk

Intresset för vindkraftverk har förnyats, särskilt de senaste åren. Det finns nya modeller som är mer bekväma och praktiska.

Fram till nyligen användes huvudsakligen horisontella vindkraftverk med tre blad. Och vertikala vyer spred sig inte på grund av den tunga belastningen på vindhjulets lager, som ett resultat av vilket ökad friktion uppstod och absorberade energi.

Men tack vare användningen av principerna för magnetisk levitation började vindgeneratorn på neodymmagneter användas exakt vertikalt orienterad, med en uttalad fri tröghetsrotation. För närvarande har det visat sig vara mer effektivt än horisontellt.

Enkel start uppnås tack vare principen om magnetisk levitation. Och tack vare multipolen, som ger märkspänningen vid låga hastigheter, är det möjligt att helt överge växellådorna.

Vissa enheter kan börja arbeta när vindhastigheten bara är en och en halv centimeter per sekund, och när den bara når tre eller fyra meter per sekund, kan den redan vara lika med enhetens genererade effekt.

Återbetalning av vindkraftsparker

För vindkraftverk skapade i syfte att sälja el, det vill säga som industriproduktion, ser återbetalningsfrågan något mer framgångsrik ut. Försäljningen av produkter - elektrisk ström - gör att du kan ersätta kostnaderna för inköp, drift och reparation av väderkvarnar. Samtidigt ser praktiska resultat inte alltid lysande ut.Således har de största vindkraftverken som finns i världen, med stora volymer energiproduktion, extremt låg lönsamhet, och vissa av dem anses vara ohållbara.

Anledningen till denna situation ligger i det olyckliga förhållandet mellan kostnaden för utrustning, livslängd och prestanda för komplexet. Enkelt uttryckt, under livslängden av turbinen har inte tid att producera tillräckligt med energi för att motivera kostnaden för dess inköp och underhåll.

Denna situation är typisk för de flesta vindkraftsparker. Energikällans instabilitet, designens låga effektivitet bildar totalt sett en lågvinstgivande produktion, om vi pratar rent ekonomiskt. Bland möjligheterna att öka lönsamheten är de mest effektiva:

• produktivitetsökning
• lägre driftskostnader

Med hänsyn till rysk meteorologis särdrag är ett lovande sätt att öka antalet vindkraftverk i stationen, men minska deras kraft. Det visar sig ett system som har många fördelar:

• enskilda väderkvarnar kan generera kraft i svaga vindar när stora modeller inte kan starta
• utrustningsinköp och underhållskostnader minskar
• misslyckandet i en enskild enhet skapar inga allvarliga problem för anläggningen som helhet
• minskade driftsättnings- och transportkostnader

Den sista punkten är särskilt relevant för vårt land, där installationen av vindkraftverk sker i avlägsna eller bergiga regioner, och frågorna om leverans och montering av strukturen är extremt akuta.

Ett annat sätt att öka lönsamheten är att använda vertikala strukturer. Detta alternativ anses i världspraxis som lågproduktivt, lämpligt för att tillhandahålla energi till enskilda konsumenter - ett privat hus, belysning, pumpar, etc.

Vilka vindkraftverk är mest effektiva

Horisontell

vertikal

Denna typ av utrustning har vunnit störst popularitet, där turbinens rotationsaxel är parallell med marken. Sådana vindgeneratorer kallas ofta för väderkvarnar, där bladen vrider sig mot vindströmmen. Utformningen av utrustningen inkluderar ett system för automatisk rullning av huvudet. Det krävs för att hitta vindflödet. En anordning behövs också för att vrida bladen för att använda även en liten kraft för att generera elektricitet. Användningen av sådan utrustning är mer lämplig i industriföretag än i vardagen. I praktiken används de oftare för att skapa vindkraftssystem.

Enheter av denna typ är mindre effektiva i praktiken. Rotationen av turbinbladen utförs parallellt med jordytan, oavsett vindens styrka och dess vektor. Flödesriktningen spelar inte heller någon roll, med någon påverkan rullar de roterande elementen mot den. Som ett resultat förlorar vindgeneratorn en del av sin kraft, vilket leder till en minskning av energieffektiviteten för utrustningen som helhet. Men när det gäller installation och underhåll är enheter där bladen är anordnade vertikalt mer lämpade för hemmabruk. Detta beror på det faktum att växellådan och generatorn är monterade på marken. Nackdelarna med sådan utrustning inkluderar dyr installation och allvarliga driftskostnader. Det krävs tillräckligt med utrymme för att montera generatorn. Därför är användningen av vertikala enheter mer lämplig i små privata gårdar.

Tvåbladig	Trebladig	flerbladig
Denna typ av enheter kännetecknas av närvaron av två rotationselement. Detta alternativ är praktiskt taget ineffektivt idag, men är ganska vanligt på grund av dess tillförlitlighet.	Denna typ av utrustning är den vanligaste. Trebladiga enheter används inte bara inom jordbruk och industri, utan även i privata hushåll. Denna typ av utrustning har vunnit popularitet på grund av dess tillförlitlighet och effektivitet.	Den senare kan ha 50 eller fler rotationselement. För att säkerställa genereringen av den erforderliga mängden elektricitet är det inte nödvändigt att rulla bladen själva, utan att föra dem till det erforderliga antalet varv. Närvaron av varje ytterligare rotationselement ger en ökning av parametern för vindhjulets totala motstånd. Som ett resultat kommer utmatningen av utrustningen vid det erforderliga antalet varv att vara problematisk. Karusellanordningar utrustade med ett flertal blad börjar rotera med en liten vindkraft. Men deras användning är mer relevant om själva faktumet att rulla spelar en roll, till exempel när vattenpumpning krävs. För att effektivt säkerställa produktionen av en stor mängd energi används inte flerbladiga enheter. För deras drift krävs installation av en växelanordning. Detta komplicerar inte bara hela designen av utrustningen som helhet, utan gör den också mindre pålitlig jämfört med två- och trebladiga.

Med hårda blad

Segelenheter

Kostnaden för sådana enheter är högre på grund av de höga produktionskostnaderna för rotationsdelar. Men jämfört med seglingsutrustning är generatorer med stela blad mer pålitliga och har lång livslängd.Eftersom luften innehåller damm och sand utsätts rotationselementen för en hög belastning. När utrustningen arbetar under stabila förhållanden, kräver den ett årligt byte av den korrosionsskyddande filmen som appliceras på bladens ändar. Utan detta börjar rotationselementet förlora sina arbetsegenskaper med tiden.

Denna typ av blad är lättare att tillverka och billigare än metall eller glasfiber. Men besparingar i tillverkningen kan leda till allvarliga kostnader i framtiden. Med en vindhjulsdiameter på tre meter kan hastigheten på bladets spets vara upp till 500 km/h, när utrustningens varv är cirka 600 per minut. Detta är en allvarlig belastning även för stela delar. Praxis visar att rotationselementen på seglingsutrustning måste bytas ofta, speciellt om vindstyrkan är hög.

I enlighet med typen av roterande mekanism kan alla enheter delas in i flera typer:

• ortogonala Darier-anordningar;
• enheter med en Savonius roterande enhet;
• enheter med en vertikal-axiell design av enheten;
• utrustning med en roterande mekanism av skruvform.

Vindhastighet

Oavsett om du planerar att köpa en färdig generator eller bygga den själv, kommer vindhastigheten att vara en av de viktigaste parametrarna för att bestämma kraften i installationen.

För det första har varje typ av vindturbin sin egen starthastighet. För de flesta installationer är detta 2-3 m/s. Om vindhastigheten är under denna tröskel kommer generatorn inte att fungera alls, och följaktligen kommer elektricitet att genereras.

Förutom den initiala hastigheten finns det också en nominell hastighet, vid vilken vindgeneratorn når sin nominella effekt. För varje modell anger tillverkaren denna siffra separat.

Men om hastigheten är högre än den initiala, men lägre än den nominella, kommer elproduktionen att minska avsevärt. Och för att inte bli utan el bör du alltid först och främst fokusera på den genomsnittliga vindhastigheten i din region och direkt på din sida. Du kan ta reda på den första indikatorn genom att titta på vindkartan, eller genom att titta på väderprognosen i din stad, som vanligtvis anger vindhastigheten.

Den andra siffran bör helst mätas med speciella instrument direkt på den plats där vindturbinen kommer att stå. När allt kommer omkring kan ditt hus vara både på en kulle, där vindhastigheten kommer att vara högre, och i ett lågland, där det praktiskt taget ingen vind kommer att finnas.

I det här läget har de som ständigt lider av orkanvindar bättre läge och kan räkna med bättre prestanda hos vindturbinerna.

Vad är vindlast

Flödet av luftmassor längs jordytan sker med olika hastigheter. När den stöter på något hinder, omvandlas vindens kinetiska energi till tryck, vilket skapar en vindbelastning. Denna ansträngning kan kännas av alla som rör sig mot strömmen. Den genererade belastningen beror på flera faktorer:

• vindhastighet,
• luftstrålens densitet, - med ökad luftfuktighet blir luftens specifika vikt större, respektive mängden överförd energi ökar,
• formen av ett stationärt föremål.

I det senare fallet verkar krafter riktade i olika riktningar på enskilda delar av en byggnadskonstruktion, till exempel:

Val av generatorer för vindkraftverk

Med det beräknade värdet på antalet varv av skruven (W), erhållet med metoden som beskrivs ovan, är det redan möjligt att välja (tillverka) lämplig generator. Till exempel, med graden av hastighet Z = 5, är antalet blad 2 och hastigheten är 330 rpm. med en vindhastighet på 8 m/s bör generatoreffekten vara cirka 300 watt.

Vindkraftverkets generator "i sammanhanget". En exemplarisk kopia av en av de möjliga designerna av en generator för ett vindkraftsystem i hemmet, sammansatt av mig själv

Så här ser en elcykelmotor ut, på grundval av vilken det föreslås att göra en generator för en väderkvarn i hemmet. Designen av cykelmotorn är idealisk för implementering med få eller inga beräkningar och modifieringar. Men deras kraft är låg.

Egenskaperna för en elcykelmotor är ungefär som följer:

Parameter	Värderingar
Spänning, V	24
Power, W	250-300
Rotationsfrekvens, rpm	200-250
Vridmoment, Nm	25

En positiv egenskap med cykelmotorer är att de praktiskt taget inte behöver göras om. De är strukturellt utvecklade som lågvarviga elmotorer och kan framgångsrikt användas för vindkraftverk.

Hur man skär knivar

Längre längs linjen med start från bladrot notera måtten på bladets radie - i kolumnen "Blade radie" i de gröna kolumnerna. Enligt dessa dimensioner, sätt prickar på linjen till vänster och till höger om roten av bladet. Till vänster, om du tittar från roten av bladet till spetsen, kommer det att finnas koordinaterna för det bakre mm-mönstret, och till höger om linjen, koordinaterna för det främre mm-mönstret.Efter att du kopplat prickarna och du har ett blad, som vanligtvis skärs ut med ett blad från en bågfil för metall, eller med en elektrisk sticksåg.

Hål för att fästa bladet på navet görs strikt längs bladets mittlinje, som ritades på röret i början, om du flyttar hålen kommer bladet att stå i en annan vinkel mot vinden och förlora allt dess kvaliteter. bladkanter det är nödvändigt att bearbeta, runda av den främre delen av bladet, slipa den bakre delen och runda av spetsarna på bladen så att ingenting visslar och låter. Excel-kalkylarket tar redan hänsyn till kantbearbetningen i beräkningen som på bilden nedan.
>

Jag hoppas att det blev tydligare för dig hur du använder plattan och hur du väljer en skruv för generatorn. Till exempel valde jag givetvis en generator med olämpliga parametrar, eftersom laddningen av ett 12v batteri startar för tidigt, för 24v och 48 volt skulle resultaten bli annorlunda och effekten skulle bli ännu högre, men du kan inte beskriva alla exempel.

Det viktigaste är att förstå principerna, till exempel att välja en propeller om den har bra effekt vid ett varvtal, det betyder inte att det kommer att ha det i praktiken, om generatorn laddar propellern för tidigt kommer den inte att nå dess hastighet och kommer inte att utveckla den kraft som borde vara vid lägre hastigheter, även om vinden kommer att beräknas eller ännu högre. Blad anpassade till en viss hastighet och kommer att ta maximal kraft från vinden vid deras hastighet.

Enhet och funktionsprincip

Vindgeneratorn arbetar med hjälp av vindkraft. Utformningen av denna enhet måste innehålla följande element:

• turbinblad eller propeller;
• turbin;
• elektrisk generator;
• den elektriska generatorns axel;
• en växelriktare, vars funktion är att omvandla växelström till likström;
• en mekanism som roterar bladen;
• en mekanism som roterar turbinen;
• batteri;
• mast;
• roterande rörelsekontroller;
• spjäll;
• vindsensor;
• vindsensorskaft;
• gondol och andra element.

Industriella enheter har ett elskåp, åskskydd, en roterande mekanism, en pålitlig grund, en brandsläckningsanordning och telekommunikation.

En vindgenerator är en anordning som omvandlar vindenergi till elektricitet. Föregångarna till moderna ballast är kvarnar som producerar mjöl av spannmål. Dock har anslutningsschemat och principen för drift av generatorn inte förändrats mycket.

1. På grund av vindens kraft börjar bladen rotera, vars vridmoment överförs till generatoraxeln.
2. Rotorns rotation skapar en trefas växelström.
3. Genom styrenheten skickas växelström till batteriet. Batteriet är nödvändigt för att skapa en stabil drift av vindgeneratorn. Om det blåser laddar enheten batteriet.
4. För att skydda mot en orkan har vindkraftsgenereringssystemet element för att styra vindhjulet bort från vinden. Detta sker genom att vika svansen eller bromsa hjulet med en elektrisk broms.
5. För att ladda batteriet måste du installera styrenheten. Den senares funktion inkluderar att övervaka laddningen av batteriet för att förhindra att det går sönder. Vid behov kan denna enhet dumpa överskottsenergi i ballasten.
6. Batterier har en konstant låg spänning, men den måste nå konsumenten med en effekt på 220 volt. Av denna anledning installeras växelriktare i vindkraftverk.De senare kan omvandla växelström till likström, vilket ökar dess styrka till 220 volt. Om växelriktaren inte är installerad behöver endast de enheter som är designade för lågspänning användas.
7. Den omvandlade strömmen skickas till konsumenten för att driva värmebatterier, rumsbelysning och hushållsapparater.

Nya motiveringar för gamla begrepp

Ogrundade antaganden om att modern utveckling dramatiskt skulle öka effektiviteten hos vindkraftverk saknar grund alls. Moderna horisontella modeller uppnår 75 % effektivitet av sin teoretiska Bentz-gräns (cirka 45 % effektivitet). När allt kommer omkring är den del av fysiken som reglerar vindkraftverkens effektivitet hydrodynamik, och dess lagar är oföränderliga från det ögonblick de upptäcktes.

Vissa designers försöker öka effektiviteten genom att öka antalet blad, vilket gör dem tunnare. Du kan öka deras längd, och detta ger en större effekt på grund av tillväxten av det sopade området.

Men ändå är det nödvändigt att upprätthålla en balans mellan avmattningen av vinden och dess resthastighet.

Det finns en annan riktning - att öka vindhastigheten genom att passera den genom en diffusor. Men hydrodynamiken är full av redan upptäckta effekter av flöde runt hinder längs vägen för minsta motstånd.

Det finns mer eller mindre framgångsrika DAWT-modeller med stora konvinklar, men dessa försök att ”lura vinden” ökar inte effektiviteten så mycket som annonserats.

De mest framgångsrika moderna vindturbinerna är vertikala modeller med Darrieus-blad, monterade på magnetiska svävande axiallager (MAGLEV).När de arbetar nästan tyst börjar de rotera med en vindhastighet på mindre än 1 m / s och tål kraftiga vindbyar upp till 200 km / h. Det är på basis av sådana alternativa energikällor som det är mest lönsamt att bilda ett privat oberoende energisystem.

Tack för att du läser till slutet! Glöm inte om du gillade artikeln!

Dela med vänner, lämna dina KOMMENTARER (Dina kommentarer hjälper mycket vid utvecklingen av projektet)

Gå med i vår VK-grupp:

ALTER220 Alternativ energiportal

och föreslå ämnen för diskussion, tillsammans blir det mer intressant!!!

Procedurvärde

Om man slarvar med beräkningarna av luftrörelsens belastning kan man, som man säger, förstöra det hela i sin linda och äventyra människors liv.

Om det vanligtvis inte finns några svårigheter med snötrycket på byggnadernas väggar - denna last kan ses, den kan vägas och till och med röras - då är allt mycket mer komplicerat med vinden. Det syns inte, det är väldigt svårt att förutsäga det intuitivt. Ja, naturligtvis, vinden har en viss effekt på de bärande strukturerna, och i vissa fall kan den till och med vara destruktiv: den vrider reklambanderoller, överväldigar staket och väggramar och river av tak. Men hur är det möjligt att förutsäga och ta hänsyn till denna kraft? Går det verkligen att räkna ut?

Ger efter! Detta är dock en trist affär, och icke-professionella gillar inte att beräkna vindbelastningen. Det finns en tydlig förklaring till detta: betydelsen av beräkningar är en mycket ansvarsfull och svår sak, mycket mer komplicerad än snölastberäkningar. Om bara två och en halv sida ägnas åt snöbelastningen i det samriskföretag som är speciellt tillägnat detta, så är beräkningen av vindbelastningen tre gånger mer! Dessutom tillskrivs en obligatorisk applikation, de placeras på 19 sidor som anger de aerodynamiska koefficienterna.

Om medborgarna i Ryssland fortfarande har tur med detta, så är det för invånarna i Vitryssland ännu svårare - dokumentet TKP_EN_1991-1-4-2O09 "Vindeffekter", som reglerar standarder och beräkningar, har en volym på 120 sidor!

Med Eurocode (EN_1991-1-4-2O09) på skalan för att bygga en privat struktur för vindeffekter är det få som vill ta itu med en kopp te hemma. De som är professionellt intresserade rekommenderas att ladda ner och studera den noggrant, med en specialistkonsult omgiven av den. Annars, på grund av felaktig inställning och förståelse, kan konsekvenserna av beräkningar bli katastrofala.

Vindkraftsutnyttjandefaktor

Det bör noteras att det för vindkraftverk finns en specifik effektivitetsindikator - KIEV (Wind Energy Utilization Coefficient). Den indikerar hur stor andel av luftflödet som passerar genom arbetssektionen som direkt påverkar väderkvarnens blad. Eller, för att uttrycka det mer vetenskapligt, det visar förhållandet mellan den effekt som tas emot på enhetens axel och kraften hos flödet som verkar på pumphjulets vindyta. Således är KIEV en specifik, endast tillämplig på vindkraftverk, analog av effektivitet.

Hittills har värdena för KIEV från de ursprungliga 10-15% (indikatorer för gamla väderkvarnar) ökat till 356-40%. Detta beror på förbättringen av konstruktionen av väderkvarnar och uppkomsten av nya, effektivare material och tekniska detaljer, sammansättningar som hjälper till att minska friktionsförluster eller andra subtila effekter.

Teoretiska studier har bestämt den maximala utnyttjandefaktorn för vindenergi till 0,593.

Sammanfattningsvis ovan: Är ett vindkraftverk lönsamt?

Ovanstående resultat bevisar tydligt avkastningen på investeringen för köp och lansering av ett vindkraftverk.Speciellt eftersom:

• Kostnaden för en kilowatt växer ständigt på grund av inflationen.
• När du använder en väderkvarn blir föremålet icke-flyktigt.
• "Överskottet" av genererad el kan ackumuleras och lagras vid lugnt väder tack vare ett avbrottsfritt strömförsörjningssystem.
• Många objekt på avstånd från det centraliserade elnätet tvingas existera i frånvaro av elektricitet, eftersom deras anslutning är olönsam.

Så vindgeneratorn är lönsam. Dess köp för energiintensiva konsumenter utan strömförsörjning är ekonomiskt genomförbart. Ett hotell utanför staden, en jordbruksgård eller ett boskapsföretag, en stugbosättning - i alla fall kommer kostnaderna för att ansluta en alternativ elkälla att vara motiverade. Det återstår bara att välja en lämplig modell av en väderkvarn och installera den, styrd av tillverkarens rekommendationer. Enhetens kraft bör motsvara den genomsnittliga vindhastigheten i ditt område. Du kan specificera det med hjälp av en speciell vindkarta eller enligt den lokala väderstationen.

Observera: för vindkraftverk från kinesiska tillverkare beräknas enhetens nominella effekt med hänsyn till vindhastigheter på 50-70 % av marknivån. Att installera en väderkvarn på en sådan höjd är problematiskt

En för hög mast är dyr, och dess styrka är föremål för stränga krav. Dessutom, på den angivna höjden, bildar vindbyar starka virvelströmmar. De saktar inte bara ner vindgeneratorns drift, utan kan också göra att bladen går sönder. Lösningen är att installera enheten på en höjd av 30-35m, vilket kommer att ge tillgång till starka vindar, men kommer att förhindra att väderkvarnen går sönder.