Hur man beräknar en vindgenerator

Principen för drift av vindgeneratorer

I hemgjorda eller märkesvaror vindanordningar med en vertikal eller horisontell rotationsaxel börjar bladen att röra sig som ett resultat av vindens kraft. Huvudelementen i utrustningen gör att rotorenheten roterar med hjälp av en speciell drivenhet.Närvaron av en statorlindning bidrar till omvandlingen av mekanisk energi till elektrisk ström. Axiella propellrar har aerodynamiska egenskaper, som ett resultat av vilka de ger snabb rullning av enhetens turbin.

Sedan, i roterande generatorer, omvandlas rotationskraften till elektricitet, som samlas i batteriet. Faktum är att ju starkare luftflödet är, desto snabbare rullar enhetens blad, vilket bidrar till att generera energi. Eftersom driften av generatorutrustningen är baserad på maximal användning av en alternativ källa, har en del av bladen en mer rundad form. Den andra är platt. När luftflödet passerar genom den rundade delen bildas en vakuumsektion, detta bidrar till bladets sugning och leder den åt sidan.

Detta leder till bildandet av energi, vars påverkan leder till att bladen snurrar med en liten vind.

Vid rullning roterar skruvarnas axel, som är anslutna till rotationsmekanismen. Den här enheten har tolv magnetiska element som rullar inuti. Detta leder till bildandet av en växelström med en frekvens, som i hushållsuttag. Den resulterande energin kan inte bara genereras, utan också överföras över avstånd, men den kan inte ackumuleras.

För att samla in det kommer det att vara nödvändigt att omvandla det till likström, detta är syftet med den elektriska kretsen som finns inuti turbinen. För att få en stor mängd elektricitet tillverkas industriell utrustning, vindkraftsparker innehåller vanligtvis dussintals sådana installationer.

Funktionsprincipen för vindgeneratorn gör det möjligt att använda enheten i följande versioner:

• för autonom drift;
• med solpaneler;
• parallellt med reservbatteriet;
• tillsammans med en bensin- eller dieselgeneratorsats.

När luftflödet rör sig med en hastighet av cirka 45 km/h är turbinens kraftgenerering cirka 400 watt. Detta är tillräckligt för att belysa förortsområdet. Om det behövs kan du implementera ackumulering av elektricitet i batteriet.

För att ladda batteriet används specialutrustning. Med en minskning av mängden subcharge kommer bladens rotationshastighet att börja falla. Om batteriet är helt urladdat kommer elementen i generatorutrustningen att rulla igen. Denna princip gör det möjligt att upprätthålla laddningen av enheten på en specifik nivå. Med ett högre luftflöde kommer enhetens turbin att kunna producera mer energi.

Användaren Darkhan Dogalakov, med exemplet på SEAH 400-W-modellen, talade om principen för drift av vindutrustning.

Vindgenerator för hemmet är inte längre en sällsynthet

Vindkraftverk har länge använts i industriell skala. Men komplexiteten i designen, liksom komplexiteten i installationen, gjorde det inte möjligt att använda denna utrustning i privata hem, till exempel solpaneler.

Men nu, med utvecklingen av tekniken och den ökade efterfrågan på "grön energi", har situationen förändrats. Tillverkare har lanserat produktion av små installationer för den privata sektorn.

Funktionsprincip

Vinden roterar rotorbladen monterade på generatoraxeln. Som ett resultat av rotation i lindningarna genereras en växelström. För att öka antalet varv, och följaktligen mängden genererad energi, kan en reduktionsväxel (transmission) användas. Det kan också blockera rotationen av bladen helt, om behov uppstår.

Den resulterande växelströmmen omvandlas till direkt 220 W med hjälp av en växelriktare. Sedan går den till konsumenten eller via laddregulatorn till batterierna för ackumulering.

Ett komplett diagram över driften av installationen från energiproduktion till dess förbrukning.

Typer av vindkraftverk och vilken som är bättre för ett privat hus

För närvarande finns det två typer av denna design:

1. Med horisontell rotor.
2. Med vertikal rotor.

Den första typen med horisontell rotor. Denna mekanism anses vara den mest effektiva. Verkningsgraden är cirka 50 %. Nackdelen är behovet av en minsta vindhastighet på 3 m per sekund, designen skapar mycket buller.

För maximal effektivitet krävs en hög mast, vilket i sin tur komplicerar installation och ytterligare underhåll.

Den andra typen med vertikal. En vindgenerator med vertikal rotor har en verkningsgrad på högst 20%, medan en vindhastighet på endast 1-2 m per sekund är tillräcklig. Samtidigt fungerar det mycket tystare, nivån av avgivet ljud är inte mer än 30 dB och utan vibrationer. Kräver inte ett stort utrymme för att arbeta, samtidigt som det inte tappar effektivitet.

Installation kräver ingen hög mast. Utrustning kan monteras på husets tak även med dina egna händer.

Frånvaron av en vindmätare och en roterande mekanism, som inte alls behövs med denna design, gör denna typ av vindgenerator billigare jämfört med det första alternativet.

Videorecension

Vilken inställning ska man välja?

Innan du svarar på denna fråga måste du förstå dina krav, ekonomiska möjligheter och operativa prioriteringar.

Om du vill få ut mest kraft och är villig att spendera pengar på periodiskt generatorunderhåll, välj det första alternativet. Genom att investera i en hög mast en gång, och betala för lager eller oljebyte en gång vart 5-10 år, får du fullständigt energioberoende, och även om du bor i Ukraina eller EU-länder kommer du att kunna sälja överskottsel.

Den höga ljudnivån på denna station kräver att man väljer en plats så långt som möjligt från bostadshus. Denna punkt måste också beaktas, eftersom infraljud inte kommer att gå obemärkt förbi av dina grannar.

För att få en likvärdig effekt i förhållande till det första alternativet kommer det att vara nödvändigt att leverera 3 vindturbiner av denna typ. Prismässigt erhålls dock ungefär samma mängd (med förbehåll för egenmontering).

Videorecension av en expert inom området alternativa energikällor

Ytterligare komponenter

• Styrenheten, som upptar en plats i den elektriska kretsen bakom generatorn, är nödvändig för att styra bladen och ladda batteriet genom att omvandla den genererade växelströmmen till likström.
• Batteriet lagrar laddningen för användning i lugnt väder. Dessutom stabiliserar den utspänningen från generatorn, så att även med starka vindbyar finns det inga spänningsavbrott.
• Kurssensorer och ett anemoskop samlar in data om vindriktning och hastighet.
• ATS växlar automatiskt mellan strömkällor med en frekvens på 0,5 sekunder. Den automatiska strömbrytaren låter dig kombinera väderkvarnen med det allmänna elnätet, dieselgeneratorn etc.

Viktigt: nätverket kan inte fungera samtidigt från flera strömkällor. växelriktare

Som du vet använder de flesta hushållsapparater inte likström för att fungera, så det finns en växelriktare i kedjan mellan batteriet och apparater som utför den omvända operationen, d.v.s.omvandling av likström till växelspänning 220v, nödvändig för driften av enheter

Växelriktare. Som du vet använder de flesta hushållsapparater inte likström för att fungera, så det finns en växelriktare i kedjan mellan batteriet och apparater som utför den omvända operationen, d.v.s. omvandling av likström till växelspänning 220v, nödvändig för driften av enheter.

Alla ovanstående omvandlingar "tar" en viss del från den mottagna energin - upp till 20 procent.

Reservdelar och tillbehör till vindkraftverk

Den huvudsakliga grunduppsättningen av utrustning, utan vilken driften av vindkraftsgeneratorer är omöjlig, inkluderar:

• elektrisk generator (motor);
• vindkraftverk, blad, rotor;
• fästen;
• roterande mekanism;
• vindsensor;
• mast;
• kabel.

Batterier, icke-nät- och nätväxelriktare, styrenhet, azimutdrivsystem (svans), annan extra utrustning väljs individuellt för varje installation.

Det krävs att reservdelar till vindkraftverket byts ut vid underhåll och i extrema fall reparationer

Baskomponenter och reservdelar beställs bäst direkt från tillverkaren. Du kan kontakta företag som levererar från Tyskland och andra europeiska länder renoverade (begagnade) vindturbiner och tillbehör som passar dem för reparationsarbete.

Det krävs att man har tillgång till huvudkomponenterna för reparation av installationen

När du beställer reservdelar bör du ge information om tillverkaren av generatorn, ange dess modell och kapacitet. En detaljerad beskrivning av delen krävs (den kan vara i form av ett fotografi), som anger dess funktionella och tekniska egenskaper.

Beräkning av vindlaster

Så, du koordinerade under en lång tid, gjorde och monterade till slut din bästa utomhusreklam.

Skönheten! Alla är glada. Men chu ... efter den första hårda vinden ringer en arg kund dig med chockerande nyheter - reklam har fallit!

Annonsörens mardröm blev sann... Vad hände?

Och följande hände - när man designade utomhusreklam ignorerades eller utfördes beräkningen av vindbelastningen på utomhusreklam: på materialet och på fästelementen.

Hur undviker man detta, hur skyddar man sig från ett så bedrövligt resultat av ditt arbete?

Låt oss komma ihåg den enkla formeln för att beräkna vindbelastningen, som mäts i kg / kvm:

Pw = k*q

Dechiffrera knepiga bokstäver

Pw är vindtrycket normalt mot den mottagande ytan. Detta tryck anses vara positivt.
k är den aerodynamiska koefficienten beroende på formen och positionen av motivet mot vinden

objekt.
q - vindhastighetshuvud (kg / kvm), motsvarande den högsta vindhastigheten för en given plats, med hänsyn till speciella vindbyar.

Värdet på q beroende på vindhastigheten bestäms enligt följande:

q = 7 / g * sq. V / 2

7 - luftvikt (1,23 kg / m3) vid Patm. = 760 mm Hg. och tatm.= 15 °С
g - tyngdacceleration (9,81 m/sq. sek)
V är den högsta vindhastigheten (m/s) vid en given höjd h, dvs.

Höjd h över marknivå, m

Vindhastighet V, km/h m/s

Hastighetshuvud q, kg/kvm

Höjd h över marknivå, m	Vindhastighet V, km/h m/s	Hastighetshuvud q, kg/kvm
0 — 8	103,7  28,8	51
8 — 20	128,9  35,8	80

q = kvm V / 16

Vertikalt monterad duk, fixerad i ram eller sträckt på kablar

Konstruktion - b-bredd, d-höjd	Storleksförhållande	Område, S	Aerodynamisk koefficient, k
Vertikalt monterad duk, fixerad i ram eller sträckt på kablar	d/b < 5	b*d	1,2
d/b >= 5	b*d	1,6

Så det visar sig att allt är ganska enkelt.

Vill du lära dig mer om beräkning av vindlaster och få råd från våra experter?

Titta på de vackra idéerna som implementerades i Alprom

• Allt
• Banderoller
• Volumetriska bokstäver
• Arbete på hög höjd
• ljuslådor
• takreklam
• Storformatsutskrift
• LED-reklam

Volumetriska bokstäver för Lexusadmin2017-02-26T06:44:37+00:00

Galleri

Volumetriska bokstäver för Lexus

Volumetriska bokstäver, LED-reklam

Ljuslåda 11 meter lång gjord av komposit med lysdioder i Samara från Alpromadmin2017-02-26T06:51:17+00:00

Ljuslåda 11 meter lång gjord av komposit med lysdioder i Samara från Alprom

Galleri

Ljuslåda 11 meter lång gjord av komposit med lysdioder i Samara från Alprom

Upplysta lådor, LED-reklam

Ljuslådor Trial Sport i Togliattiadmin2017-02-26T06:56:06+00:00

Ljuslådor Trial Sport i Tolyatti

Galleri

Ljuslådor Trial Sport i Togliatti

Upplysta lådor, LED-reklam

Volumetriska upplysta bokstäver NOBEL AUTOMOTIVE i Togliattiadmin2017-02-26T07:04:28+00:00

Volumetriska belysta bokstäver NOBEL AUTOMOTIVE i Tolyatti

Galleri

Volumetriska belysta bokstäver NOBEL AUTOMOTIVE i Tolyatti

Volumetriska bokstäver, LED-reklam

Entrégrupp Inglot i Togliattiadmin2017-02-26T07:19:43+00:00

Entrégrupp Inglot i Togliatti

Galleri

Entrégrupp Inglot i Togliatti

Upplysta lådor, LED-reklam

Volumetriska bokstäver OKAY i Tolyattiadmin2017-02-26T07:27:31+00:00

Volumetriska bokstäver OKAY i Tolyatti

Galleri

Volumetriska bokstäver OKAY i Tolyatti

Volumetriska bokstäver, Höghusverk, LED-reklam

3D-skumbokstäver Botek Wellness i Tolyattiadmin2017-02-26T07:40:55+00:00

Volymbokstäver från polyfoam Botek Wellness i Tolyatti

Galleri

Volymbokstäver från polyfoam Botek Wellness i Tolyatti

Volumetriska bokstäver, LED-reklam

Takreklamkonstruktion av Lada Arena i Togliattiadmin2017-02-26T08:19:20+00:00

Takreklamkonstruktion av Lada Arena i Tolyatti

Galleri

Takreklamkonstruktion av Lada Arena i Tolyatti

Volumetriska bokstäver, Takreklam, LED-reklam

Installationstips

Förmodligen förstår alla att en vindgenerator ska installeras på de platser där den maximala vindkraften är. Dessa är stäpper, kustzon, andra öppna ytor som tas bort från byggnader. Vindkraftverket får inte placeras intill träd. Du kan inte ens placera den nära små träd, eftersom de kommer att växa med tiden.

Vindgenerator med Darrieus rotor

När det gäller att dela med elnätet eller bara en vindgenerator, är valet här ditt. I alla fall bör köpet vara ekonomiskt motiverat, och inte bara hylla modetrenden.

Återbetalningsberäkning för vindkraftverk

Efter att ha investerat hundratusentals rubel i köpet av enheten har den nya ägaren rätt att räkna med sina uppenbara fördelar och återbetalningen av väderkvarnen. Låt oss försöka beräkna priset på en kilowatt el på en standardmodell av en 4-5 kW generator.

Med en vindhastighet på 4-5 m/s ger enheten cirka 350 kW per månad, eller 4200 kW per år. Generatorns livslängd är cirka 25 år, kostnaden för de flesta modeller av enheter är inom 280 000 rubel.

Dela kostnaden med produkten av årlig produktion och livslängd:

280 000 / 4200*25 = 2,666 rubel

Således kommer kostnaden för en kilowatt energi för en återbetalningsvindgenerator att vara drygt 2,5 rubel. Jämfört med nuvarande prisnivå finns det en vinst, men den är inte så stor som vi skulle önska vid användning av alternativa energikällor.

Ovanstående beräkningar ger ett annat resultat om vindhastigheten är ca 7-8 m/s. En vindgenerator med en kapacitet på 6-7 kW kommer att producera cirka 780 kW per månad eller 9000 kW per år.

Med kostnaden för sådana väderkvarnar cirka 310 000 får vi följande resultat:

310 000 / 9000 * 25 = 1,3722 rubel Denna kostnad är en uppenbar fördel, särskilt för energiintensiva anläggningar.

Vad avgör effektiviteten hos ett vindturbin?

Som redan nämnts härleds effektiviteten hos en vindgenerator från dess tekniska tillstånd, typen av turbin och designegenskaperna hos denna modell. Från skolfysikkursen är det känt att effektivitet är förhållandet mellan nyttigt arbete och totalt arbete. Eller förhållandet mellan energin som förbrukas på utförandet av arbetet och energin som erhålls som ett resultat.

I detta avseende uppstår en intressant punkt - vindenergin som används erhålls helt gratis, ingen ansträngning har gjorts från användarens sida. Detta gör effektiviteten till en rent teoretisk indikator som bestämmer enhetens rent konstruktiva egenskaper, medan för ägare är operativa egenskaper viktigare.

Det vill säga att det uppstår en situation där effektivitet inte är så viktigt, all uppmärksamhet ägnas åt rent praktiska uppgifter.

Men med förändringar i driftsparametrar i en eller annan riktning ändras effektiviteten automatiskt, vilket indikerar dess sammankoppling med enhetens allmänna tillstånd.

vindlast

Beräkningsmetod

Designbeskrivning

Geometriska egenskaper hos element

Bestämning av vindbelastningen

Vinda i en vinkel på 90 grader mot skölden

Vinda i en vinkel på 45 o mot skölden 5 Beräkning av stativet

Del 2. Beräkning för hållbarhet

Beräkningsmetod

Detta projekt är typiskt för vindområden från 3:e till 5:e.
1. Vindområde - III, IV, V
2.Terrängtyp vid bestämning av vindbelastning - A
3. Ansvarsnivå - 3, för vilken den belastningsreducerande koefficienten γp tas lika med 0,8-0 95 (i detta projekt γp = 09)
4. Strukturens livslängd är 10 år
5 Uppskattad utomhustemperatur t ≥ -w°c, som medeltemperaturen för den kallaste femdagarsperioden enligt SNiP 23-01-99 "Construction climatology", vilket motsvarar konstruktionens klimatområde II4, II5
6. Fuktighetszon - "våt" SNiP 23-01-99 (Fig. 2)
7. Graden av aggressiv påverkan av miljön på metallkonstruktioner är medel aggressiv, enligt SNiP 2.0311-85 "Skydd av byggnadskonstruktioner från korrosion", tabellen. 24, för gasgrupp "B" i fuktig miljö

Beskrivning av reklamstrukturen

Figur 1 visar ett schema över en hopfällbar dubbelsidig reklampanel med en stativhöjd från 2 till 5 m till panelens botten.Reklampanelens dimensioner är 6180x3350x 410 mm rackaxel, och med en förskjutning på 3/4 (visas i figur 1). Stället är fixerat med 8 fundamentankare på ett djupt fundament. Alla variabla parametrar beroende på vindområdet för installationen och höjden på stativet anges i tabell 1

Reklam design ritning. Ris. ett

De huvudsakliga geometriska dimensionerna och fästelementen för reklamstrukturen, beroende på vindområdet. bord 1

Rackhöjd, m	Strukturella element	vindområdet
III	IV	V
2	Kuggstång	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)
fundament	2,5×1,9×0,5 m	2,8×2,1×0,5m	3,2×2,1×0,5m
Ankera	M 30	M 30	M 30
Tvärbalkar	Gnshv.236×70	Gnshv.236×70	Gnshv.236×70
fri höjd	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)
2,5	Kuggstång	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)
fundament	2,7×1,9×0,5m	3×2,1×0,5m	3,6×2,1×0,5m
Ankera	M 30	M 30	M 30
Tvärbalkar	Gnshv.236×70	Gnshv.236×70	2 skaft.236×70
fri höjd	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
3	Kuggstång	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (С245)
fundament	3×1,9×0,5 m	3,6×2,1×0,5m	4×2,1×0,5m
Ankera	M 30	M 30	M36
Tvärbalkar	Gnshv.236×70	Gnshv.236×70	2 elnät.bredd 236×70
fri höjd	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
3,5	Kuggstång	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (С245)
fundament	3,4×1,9×0,5m	3,8×2,1×0,5m	4,2×2,1×0,5m
Ankera	M 30	M 30	M36
Tvärbalkar	Gnshv.236×70	M.W.236×70	2 skaft.236×70
fri höjd	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
4	Kuggstång	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (С245)	Ф325х10 (С345)
fundament	3,6×1,9×05m	4×2,1×0,5m	4,4×2,1×0,5m
Ankera	M 30	M36	M36
Tvärbalkar	Gnshv.236×70	M.W.236×70	2 skaft.236×70
fri höjd	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
4,5	Kuggstång	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (С345)	Ф325х10 (С345)
fundament	3,8×1,9×0,5m	4,2×2,1×0,5m	4,6×2,1×0,5m
Ankera	M 30	M36	M36
Tvärbalkar	Gnshv.236×70	2 skaft.236×70	2 skaft.236×70
fri höjd	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
5	Kuggstång	Ф325х10 (С245)	Ф325х10 (С345)	—
fundament	4×1,9×0,5 m	4,4x21x0,5m	—
Ankera	M36	M36	—
Tvärbalkar	Gnshv.236×70	2 skaft.236×70	—
fri höjd	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)	—

upp

Beräkning och val av vindgenerator

Vad du behöver vara uppmärksam på när du väljer vindkraftverk. Till att börja med, förstå att utländska dyra modeller inte nödvändigtvis är den bästa lösningen.

Här måste du utgå från dina behov för att generera el. Så, räkna ut hur mycket el du kommer att spendera.

Vindgenerator med spiralformad rotor

Vindgeneratorns kraft beror direkt på diametern på cirkeln som bladen bildar. Ungefärligt kan du beräkna effekten med följande formel:

P = D^2 * R^3 / 7000, där

D är diametern på bladen;

R är vindhastigheten.

Om diametern är 1,5 meter, och hastigheten i ditt område är 5 meter per sekund, blir effekten cirka 0,04 kilowatt. Som du kan se kan kraften ökas på två sätt: genom att öka diametern och vindhastigheten. Och den sista parametern beror inte på oss.

När du köper, var uppmärksam på batteriernas kapacitet. Lugnt kan vara nästan överallt, förutom i kustområdena

Och under sådana perioder kommer dina elektriska apparater att ta el från batterier. Deras kapacitet är begränsad. Därför är det bättre att ha en extra reservströmförsörjning.

Hur mycket el behöver en vanlig familj? I en vanlig lägenhet kör vi ca 360 kWh per månad. En vindgenerator med en kapacitet på 5 kilowatt kommer att generera denna mängd även vid låga vindhastigheter, vilket vanligtvis händer i centrala Ryssland. Men om energiförbrukningen är hög (det finns till exempel en elvärmare, en elpanna etc.), räcker det inte längre med en vindgenerator med en kapacitet på 5 kilowatt. Såvida den inte är installerad nära havet eller en stor vattenmassa.
 

Lite om kostnaden

Som ni ser är prisklassen väldigt stor. PÅ genomsnittlig installation per 1 kW kommer att kosta från 25 000 till 300 000 rubel. Dyrare modeller har ett antal betydande fördelar, från högre effektivitet till olika extrafunktioner.

Allmänna rekommendationer

Uppenbarligen, för att välja den mest optimala diametern på vindkraftspropellern, är det nödvändigt att känna till den genomsnittliga vindhastigheten på platsen för den planerade installationen. Mängden el som produceras av en väderkvarn ökar i kubikförhållande med ökningen av vindhastigheten. Till exempel, om vindhastigheten ökar med 2 gånger, kommer den kinetiska energin som genereras av rotorn att öka med 8 gånger. Därför kan man dra slutsatsen att vindhastigheten är den viktigaste faktorn som påverkar kraften i installationen som helhet.

För att välja installationsplatsen för en vindalstrande elinstallation är områden med ett minsta antal vindbarriärer (utan stora träd och byggnader) på ett avstånd av minst 25-30 meter från ett bostadshus mest lämpliga (glöm inte att vindkraftverk brummar mycket högt under drift). Höjden på vindkraftverksrotorns centrum bör vara minst 3-5 meter högre än de närmaste byggnaderna. Det bör inte finnas några träd eller byggnader på linjen till den blåsiga passagen. Kullar eller bergskedjor med öppet landskap är mest lämpade för vindkraftsplacering.

Om ditt hus på landet inte är planerat att anslutas till ett gemensamt nätverk, bör du överväga alternativet för kombinerade system:

• WPP + Solpaneler
• WPP + Diesel

Kombinerade alternativ hjälper till att lösa problem i regioner där vinden är föränderlig eller beror på säsongen, och det här alternativet är också relevant för solpaneler.

Renoverade vindkraftverk - vad är det?

Vindkraftsutrustning kan anses vara en av de mest pålitliga, om inte den mest pålitliga, inom energibranschen.Anledningen till detta är inte bara den höga teknologin som används vid tillverkningen, utan också de relativt små belastningar som den utsätts för. Därför fungerar vindkraftverk regelbundet i många år, ofta över 20 år. Eftersom varje vindpark och varje vindkraftverk är knutet till ett specifikt stycke mark, är det tillrådligt att ersätta vindkraftparken eller vindgeneratorn med kraftfullare när återbetalningstiden för ett visst projekt uppnås, det vill säga när investeringen investeras i den återlämnas och den planerade vinsten erhålls. Befintliga vindkraftverk är vanligtvis i gott skick, och det är lämpligt att sälja dem som "begagnade vindkraftverk" eller "begagnade vindkraftverk". Världsmarknaden för sådan utrustning i världen är mycket stor. Efterfrågan på sådan utrustning är också stor. Anledningen är den stora belastningen av företag som tillverkar vindenergiutrustning. Som regel är endast en liten del av sådan "begagnad" utrustning redan demonterad och finns i lager.

"Begagnade" vindkraftverk genomgår förköpsförberedelser enligt särskilda arbetsföreskrifter och blir de sk. "renoverad". Vanligtvis vid renovering utförs följande arbeten: byte av lager i växellådan, oavsett deras slitage, felsökning och reparation av växlar på växellåda, generator, ram, blad, målning. Efter renoveringsarbetet skickas vindkraftverken till sin nya ägare. Efter försäljningen av sådan utrustning omfattas den som regel av en garanti på ett år.

Ett exempel på beräkning av bladen från det 160:e röret för denna generator

fart

Jag fick det bästa resultatet från det 160:e röret med en diameter på 2,2 m och hastighet Z3,4 - 6 blad, men det är bättre att inte göra en sådan propellerdiameter från ett 160 mm rör, för tunna och tunna blad kommer att visa sig. Vid 3 m/s var skruvens nominella hastighet 84 rpm och skruvens effekt 25 watt, det vill säga den är ungefär lämplig. Det är naturligtvis nödvändigt med en marginal för generatorns effektivitet, men det 160:e röret är redan tunt och troligen redan vid 7 m / s kommer en fladdra att observeras. Men det kommer till exempel att gå

Om du nu ändrar vindhastigheten i tabellen kan du se att propellerns kraft och dess hastighet ungefär kommer att sammanfalla med propellerns parametrar, vilket är vad vi behöver, eftersom det är viktigt att propellern inte överbelastas och inte underbelastad - annars kommer det att gå över huvudet i en stor vind.
>

Så med en annan vind fick jag sådana propellerdata. Nedan i skärmdumpen visas propellerdata vid 3m/s, maximal propellereffekt (KIEV) vid hastighet Z3.4. I detta fall sammanfaller varvtalen och effekten ungefär med generatoreffekten vid dessa varv

Generatorhastighet 100 rpm - 2 Ampere 30 watt
>

Därefter anger vi hastigheten på 5 m/s, som du kan se på skärmdumpen, 141 rpm på propellern och effekten på propelleraxeln är 124 watt, vilket också ungefär sammanfaller med generatorn. Generatorhastighet 150 rpm - 8 Ampere 120 watt

Vid 7 m/s börjar propellern att kringgå generatorn när det gäller effekt och, naturligtvis, underbelastad, tar den hög hastighet, så jag höjde hastigheten till Z4, det visade sig också vara en ungefärlig match när det gäller kraft och hastighet med generatorn. Generatorhastighet 200 rpm -14 Ampere 270 watt

Vid 10 m / s blev skruven mycket kraftfullare än generatorn vid nominell hastighet, som långsamt varvande och kan inte snurra generatorn snabbare.Så med Z4 är propellereffekten 991 watt, och varven är bara 332 rpm. Generatorhastighet 300 rpm - 26 Ampere 450 watt. Men en underbelastad generator låter propellern snurra upp till hastighet Z5 och högre, medan KIEV-skruven faller, och därav kraften, men samtidigt ökar hastigheten, så det visade sig att skruven kommer att snurra generatorn lite mer, men samtidigt kommer den att tappa kraft och balansen kommer någonstans. I det här fallet sammanfaller uppgifterna ungefär med generatorn, men propellern går tydligt om generatorn vad gäller effekt, så med denna vind är det dags att skydda genom att flytta propellern ur vinden.

Så vi monterade en PVC-rörskruv med en diameter på 160 mm under generatorn. Jag måste genast säga att det var den sexbladiga propellern med sådan hastighet som visade sig vara den mest lämpliga. Och så du kan överväga en skruv med valfri diameter och antal blad. Det är bara det att en trebladig propeller med en diameter på 2,3 m visade sig vara för snabb för denna generator och den skulle inte ta fart för sin maximala KIEV, eftersom generatorn omedelbart skulle börja sakta ner den.

Därför, genom att öka antalet blad, sänkte jag propellerhastigheten och behöll dess kraft. Så propellern visade sig vara lämplig för generatorn, men det 160:e röret införde sina egna begränsningar, i synnerhet är diametern för stor och i vind från 7m / s kommer propellern med tunna och tunna blad med största sannolikhet att få en fladdra och kommer att mullra som en helikopter som lyfter. Ja, och med denna propeller tar vi bort från generatorn, grovt sett, med en vind på 10 m/s, bara 600-700 watt, men det kan vara dubbelt så mycket om vi ökar propellerns hastighet och ökar dess diameter något .

Nedan är en skärmdump från fliken Blade Geometry. Dessa är måtten för att skära bladet från röret

Gör-det-själv-principer för att tillverka blad för en vindgenerator

Ofta är den största svårigheten att bestämma de optimala dimensionerna, eftersom dess prestanda beror på längden och formen på vindturbinbladen.

Material och verktyg

Följande material ligger till grund:

• plywood eller trä i annan form;
• glasfiberskivor;
• valsad aluminium;
• PVC-rör, komponenter för plaströrledningar.

DIY vindkraftsblad

Välj en typ av det som finns i form av rester efter exempelvis reparation. För deras efterföljande bearbetning behöver du en markör eller en penna för att rita, en sticksåg, sandpapper, metallsax, en bågfil.

Ritningar och beräkningar

Om vi ​​pratar om lågeffektsgeneratorer, vars prestanda inte överstiger 50 watt, är en skruv gjord för dem enligt tabellen nedan, det är han som kan ge höga hastigheter.

Därefter beräknas en låghastighets trebladig propeller, som har en hög starthastighet för utbrytning. Denna del kommer fullt ut att tjäna höghastighetsgeneratorer, vars prestanda når 100 watt. Skruven fungerar tillsammans med stegmotorer, lågspänningsmotorer med låg effekt, bilgeneratorer med svaga magneter.

Ur aerodynamisk synvinkel bör propellerritningen se ut så här:

Tillverkning av plaströr

Avlopps PVC-rör anses vara det mest bekväma materialet; med en slutlig skruvdiameter på upp till 2 m är arbetsstycken med en diameter på upp till 160 mm lämpliga. Materialet lockar med enkel bearbetning, överkomlig kostnad, allestädes närvarande och överflöd av redan utvecklade ritningar, diagram

Det är viktigt att välja högkvalitativ plast för att förhindra sprickbildning i bladen.

Den mest bekväma produkten, som är en slät ränna, den behöver bara skäras i enlighet med ritningen. Resursen är inte rädd för att utsättas för fukt och är föga krävande i vården, men kan bli spröd vid minusgrader.

Tillverkning av blad från ämnen av aluminium

Sådana skruvar kännetecknas av hållbarhet och tillförlitlighet, de är resistenta mot yttre påverkan och är mycket hållbara. Men kom ihåg att de visar sig vara tyngre som ett resultat, jämfört med plast, utsätts hjulet i det här fallet för noggrann balansering. Trots det faktum att aluminium anses vara ganska formbart, kräver arbete med metall närvaron av praktiska verktyg och minimala färdigheter i att hantera dem.

Formen av materialförsörjning kan komplicera processen, eftersom vanlig aluminiumplåt förvandlas till blad först efter att ha gett arbetsstyckena en karakteristisk profil; för detta ändamål måste en speciell mall först skapas. Många nybörjardesigners böjer först metallen längs dornen, varefter de går vidare till att markera och skära ämnen.

Blad tillverkade av billet aluminium

Aluminiumblad är mycket motståndskraftiga mot belastningar, reagerar inte på atmosfäriska fenomen och temperaturförändringar.

glasfiberskruv

Det föredras av specialister, eftersom materialet är nyckfullt och svårt att bearbeta. Sekvensering:

• skär ut en trämall, gnugga den med mastix eller vax - beläggningen ska stöta bort lim;
• först görs ena halvan av arbetsstycket - mallen är smetad med ett lager av epoxi, glasfiber läggs ovanpå. Proceduren upprepas snabbt tills det första lagret hunnit torka. Således får arbetsstycket den erforderliga tjockleken;
• utföra den andra halvan på ett liknande sätt;
• när limmet härdar kan båda halvorna sammanfogas med epoxi med noggrann slipning av fogarna.

Änden är utrustad med en hylsa, genom vilken produkten är ansluten till navet.

Hur gör man ett blad av trä?

Detta är en svår uppgift på grund av produktens specifika form, dessutom bör alla skruvens arbetselement så småningom visa sig vara identiska. Nackdelen med lösningen erkänner också behovet av efterföljande skydd av arbetsstycket från fukt, för detta är det målat, impregnerat med olja eller torkande olja.

Trä är inte önskvärt som material för ett vindhjul, eftersom det är benäget att spricka, skeva och ruttna. På grund av det faktum att det snabbt ger och absorberar fukt, det vill säga det ändrar massa, justeras impellerns balans godtyckligt, detta påverkar designens effektivitet negativt.

Designvärde för vindlast

Standardvärdet för vindlasten (1) är:

\({w_n} = {w_m} + {w_p} = 0,1 + 0,248 = {\rm{0,348}}\) kPa. (tjugo)

Det slutliga beräknade värdet av vindbelastningen, genom vilket krafterna i åskstångens sektioner kommer att bestämmas, baseras på standardvärdet, med hänsyn till tillförlitlighetsfaktorn:

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

Vanliga frågor (FAQ)

Vad beror frekvensparametern i formel (6) på?

frekvensparametern beror på designschemat och villkoren för dess fixering. För en stång med ena änden styvt fixerad och den andra fri (cantilever balk) är frekvensparametern 1,875 för det första vibrationsläget och 4,694 för det andra.

Vad betyder koefficienterna \({10^6}\), \({10^{ - 8}}\) i formlerna (7), (10)?

dessa koefficienter bringar alla parametrar till samma måttenheter (kg, m, Pa, N, s).

Återbetalning och effektivitet

Kostnaden för själva vindgeneratorn är ganska stor. Och utöver det kommer du fortfarande att behöva köpa batterier, en växelriktare, en styrenhet, en mast, ledningar etc. Modeller av vindturbiner med en kapacitet på 300 watt är nu vanliga. Det är ganska svaga modeller som genererar sina 300 wattimmar vid en vind på 10-12 meter per sekund och med en vind på 4-5 meter per sekund genereras 30-50 wattimmar. Sådana installationer räcker för att ge LED-belysning och driva liten elektronik. Du behöver inte förvänta dig att du från denna vindgenerator kan tillhandahålla en TV, mikrovågsugn, kylskåp och full belysning. Kostnaden för vindkraftverk med låg effekt börjar från 15-20 tusen rubel. Satsen innehåller inte batterier, växelriktare och mast. En komplett uppsättning kommer att kosta minst 50 tusen rubel.

När du ska ge el till ett hus och en liten bitomt behöver du en 3-5 kilowatt vindgenerator. Priset på en sådan vindturbin ligger i intervallet 0,3-1 miljoner rubel. I priset ingår styrenhet, mast, växelriktare, batterier.