Kinetisk vindgenerator: enhet, funktionsprincip, tillämpning

Vindkraftverk anordning

Vindkraftverk är absolut miljövänliga och kan förse konsumenterna med gratis energi under obegränsad tid. Vindkraftverk - vindkraftsparker har olika kapacitet, vilket gör det möjligt att använda dem i olika områden.

Den maximala effektiviteten för en vindkraftspark kan uppnås genom att installera den på platser med konstanta aktiva luftströmmar. Vanligtvis används berg och kullar, havskuster och oceaner och andra liknande förhållanden för detta. Huvuddelen av installationen är pumphjulet, som fungerar som en turbin. I de flesta fall används trebladiga vindkraftsstrukturer i form av en propeller, installerad på hög höjd från jordens yta.
För att få största möjliga effekt ställs bladen tillsammans med rotorn in i optimalt läge med hjälp av speciella mekanismer, beroende på vindens riktning och styrka. Det finns andra mönster - trumma, som inte beror på ovanstående faktorer och inte kräver några justeringar. Men om effektiviteten för propellerinstallationer är på nivån 50%, är den mycket lägre för trumenheter.

Varje luftkraftverk, oavsett design, är helt kopplat till verkan av luftströmmar, som ofta förändrar deras prestanda. Detta leder i sin tur till förändringar i antalet varv på pumphjulet och den producerade elektriska effekten. Denna situation kräver parning av generatorn och det elektriska nätverket med hjälp av ytterligare utrustning.

Som regel används batterier för detta tillsammans med växelriktare. Först laddas batteriet från generatorn, för vilken likformigheten av strömmen inte spelar någon roll. Vidare överförs batteriladdningen, omvandlad i växelriktaren, till nätverket.

WPP propellerstrukturer kan styras vid behov. Om vindhastigheten är för hög ändras bladens anfallsvinkel, upp till ett minimum. Detta leder till en minskning av vindbelastningen på turbinen.Men under påverkan av orkaner deformeras ofta vindkraftverkens impeller, och hela heminstallationen misslyckas. Det är inte möjligt att helt undvika negativa effekter, eftersom elektriska generatorer är placerade på en genomsnittlig höjd av 50 m. På grund av detta är det möjligt att använda starkare och mer stabila vindar som råder på höga höjder.

Hur man väljer en vindgenerator

För att välja en vindgenerator måste du:

1. Beräkna den installerade effekten för elektriska apparater som är planerade att anslutas till denna energikälla.
2. Baserat på de erhållna värdena för effekt och den genomsnittliga årliga vindhastigheten, i området för installation av enheten, bestäms generatorns effekt. Effekt bör tas med hänsyn till säkerhetsfaktorn, baserat på tillväxten av belastningar och för att inte överbelasta enheten under toppbelastningar.
3. Hänsyn bör tas till klimatet på den plats där enheten är installerad, eftersom nederbörd negativt påverkar generatorns prestanda. Ta hänsyn till de klimatiska egenskaperna hos bostadsorten.
4. Att bestämma installationens effektivitet är en av de viktigaste indikatorerna.
5. Ta reda på generatorns prestanda i förhållande till ljudet som produceras under drift.
6. Genomför en jämförande analys av olika typer av generatorer för alla egenskaper och parametrar.
7. Läs användarrecensioner av liknande installationer.
8. Gör en analys av inhemska och utländska tillverkare, studera recensioner om dessa företag.

Placering av en låghastighetsvindgenerator

En liten grund placeras i ett stycke land, i vilket masten är fixerad. Nära tornet, vid foten, finns ett elskåp. På toppen är en roterande mekanism installerad, en gondol är monterad på den. Inuti den senare finns vindmätare, generator, transmission och bromsar.En rotorkåpa är fäst vid gondolen, i vilken bladen sitter fast. Varje vinge är kopplad till ett system som automatiskt justerar stigningen.

Installation av ett låghastighetsvindkraftverk börjar med fundamentet och installationen av masten

Efter att ha slutfört installationen av generatorn monterar de system för åskskydd och överföring av information om arbete, samt en kåpa och en brandsläckningsmekanism.

En låghastighetsvindgenerator är en anordning som kan ge el till ett förortsområde. Användning är motiverad i områden med svag vind.

Specifikationer

Vid köptillfället laddningsregulator för vindkraftverk du måste noggrant studera hans datablad. När du väljer är egenskaperna viktiga:

• effekt - måste motsvara kraften hos vindturbinen;
• spänning - måste motsvara spänningen hos batterierna installerade på väderkvarnen;
• Max. effekt - indikerar den maximalt tillåtna effekten för styrenhetsmodellen;
• Max. ström - indikerar med vilken maximal effekt hos vindgeneratorn som styrenheten kan arbeta;
• spänningsområde - indikatorer max. och min. batterispänning för adekvat drift av enheten;
• displayfunktioner - vilken data om enheten och dess funktion visas på displayen för en viss modell;
• driftsförhållanden - vid vilka temperaturer, luftfuktighetsnivå den valda enheten kan fungera.

Om du inte själv kan välja en laddningskontrollanordning, kontakta en konsult och visa honom databladet för din väderkvarn. Enheten väljs i enlighet med vindinstallationens kapacitet. Felaktiga driftsförhållanden och avvikelser från spänningsområdet kommer att påverka driften av hela vindsystemet negativt.

Vindturbingenerator

För drift av väderkvarnar krävs konventionella trefasgeneratorer.Utformningen av sådana enheter liknar modellerna som används på bilar, men har större parametrar.

Vindkraftverksenheter har en trefas statorlindning (stjärnanslutning), från vilken tre ledningar går ut och går till regulatorn, där växelspänningen omvandlas till DC.

Generatorrotorn för en vindturbin är gjord på neodymmagneter: i sådana konstruktioner är det inte tillrådligt att använda elektrisk excitation, eftersom spolen förbrukar mycket energi

För att öka hastigheten används ofta en multiplikator. En sådan enhet låter dig öka kraften hos den befintliga generatorn eller använda en mindre enhet, vilket minskar installationskostnaderna.

Multiplikatorer används oftare i vertikala vindturbiner, där rotationsprocessen av vindhjulet är långsammare. För horisontella enheter med hög rotationshastighet för bladen krävs inte multiplikatorer, vilket förenklar och minskar byggkostnaden.

Hur man gör en vindgeneratorberäkning själv

Formler används för att beräkna effektparametern för utrustning som kommer att användas i ett visst område. Först och främst görs en beräkning av mängden energi som gör att vindgeneratorn kan generera under hela året.

Beräkning av utrustningens totala effekt

För att slutföra uppgiften utförs följande åtgärder:

1. Först görs beräkningarna. I enlighet med de erhållna resultaten väljs längden på rotationselementen, såväl som höjden på tornet.
2. En analys av medelhastigheten för luftflödeskarakteristiken för ett visst område utförs. Detta kommer att kräva specialutrustning. Med det måste du övervaka styrkan i luftflödet i flera månader.Om det inte finns något instrument kan du begära resultaten från representanter för den lokala väderstationen.

Effektberäkning vindgenerator utförs enligt formeln P=krV 3S/2.

Symbolbeteckningar:

• r är luftflödesdensitetsparametern, under normala förhållanden är detta värde 1,225 kg/m3;
• V är medelvindhastigheten, mätt i meter per sekund;
• S är den totala arean av luftflödet, mätt i meter;
• k är effektivitetsparametern för turbinen installerad i utrustningen;

Med hjälp av dessa beräkningar kan du exakt bestämma mängden effekt som krävs för en generator i ett visst område. Om märkesutrustning köps, bör dess förpackning ange vid vilken luftflödeskraft enhetens drift kommer att vara mest effektiv. I genomsnitt kommer detta värde att ligga i intervallet från sju till elva meter per sekund.

Användaren Odessa-ingenjören talade i detalj om proceduren för montering av generatoranordningen, såväl som om att utföra beräkningar.

Beräkning av propellrar för ett vindkraftverk

Beräkningsproceduren utförs enligt formeln Z=LW/60/V, symbolnotation:

• Z är låghastighetsvärdet för en propeller;
• L är storleken på den cirkel som rotationselementen kommer att beskriva;
• W är hastigheten för att vrida en skruv;
• V är hastighetsparametern för luftflödestillförseln.

Baserat på denna formel beräknas antalet varv. Men för beräkningen är det nödvändigt att ta hänsyn till stigningen för en skruv i utrustningen. Den beräknas med formeln H=2pR* tga.

Beskrivning av symboler:

• 2n är ett konstant värde på 6,28;
• R är värdet på radien som kommer att beskriva utrustningens rotationselement;
• tg a är snittvinkeln.

Beräkning av en växelriktare för en vindgenerator

Innan du utför dessa beräkningar måste följande punkt beaktas. Om bara ett 12-volts batteri används i hemnätverket, är det ingen idé att installera en växelriktare. Den genomsnittliga effekten för en sommarstuga eller ett privat hushåll är cirka 4 kW, med förbehåll för maximal belastning. För ett sådant nätverk kommer antalet batterier att vara minst tio, var och en av dem är designad för 24 volt. Med så många batterier är det lämpligt att använda en inverterenhet.

Men för dessa förhållanden, när tio 24-volts batterier används, behöver du en vindgenerator på minst 3 kW. Svagare utrustning kommer inte att kunna ge energi till ett sådant antal batterier. För hushållsapparater kan denna effekt vara för hög.

Beräkningen av effektparametern för växelriktarenheten utförs enligt följande:

1. Först är det nödvändigt att sammanfatta effektegenskaperna för alla energikonsumenter.
2. Därefter bestäms förbrukningstiden.
3. Toppbelastningsparametern beräknas.

Alexander Kapustin visade proceduren för att starta en vindgenerator med en inverter.

Effektivitet

Det är ganska enkelt att utvärdera energieffektiviteten för en enhet av en viss typ och design och jämföra den med prestanda hos liknande motorer. Det är nödvändigt att bestämma användningskoefficienten för vindenergi (KIEV). Det beräknas som förhållandet mellan kraften som tas emot på vindturbinaxeln och kraften från vindflödet som verkar på vindhjulets yta.

Vindenergiutnyttjandefaktorn för olika installationer varierar från 5 till 40 %. Bedömningen kommer att vara ofullständig utan att ta hänsyn till kostnaderna för att projektera och bygga anläggningen, mängden och kostnaden för genererad el.Inom alternativ energi är återbetalningstiden för ett vindkraftverk en viktig faktor, men det är också nödvändigt att ta hänsyn till den miljöeffekt som uppstår.

Vad är en vindgenerator?

En vindgenerator är en enhet som använder vindenergi för att generera elektricitet. Luftströmmar, som rör sig fritt i atmosfären, har gigantisk energi, och dessutom helt gratis. Vindenergi är ett försök att utvinna den och använda den på ett bra sätt.

En vindgenerator är en uppsättning enheter som tar emot, bearbetar och förbereder energi för användning. Vindströmmar interagerar med väderkvarnens rotor och får den att rotera. Rotorn är överdriven (eller direkt) kopplad till en generator som laddar batterierna. Laddningen genom växelriktaren bearbetas till en standardform (220 V, 50 Hz) och tillförs förbrukningsenheter.

Vid första anblicken är komplexet ganska komplicerat. Det finns också enklare konstruktioner, som väderkvarnar som matar pumpar. Komplexa apparater kräver dock en komplett uppsättning utrustning som kan ge en stabil och högkvalitativ strömförsörjning.

Sorter av vindkraftverk

Det finns flera typer av vindkraftverk. Enligt antalet blad är väderkvarnar tre-, två-, en-, flerbladiga. Enheter tillverkas också utan blad alls, där "seglet", som liknar en stor platta, fungerar som den vindfångande delen. Sådan utrustning har en högre effektivitet än andra enheter, men den används fortfarande inte i stor utsträckning. Intressant nog, ju färre blad en väderkvarn har, desto mer energi producerar den.

Exempel på platta vindkraftverk

Beroende på vilket material som används är bladen styva (gjorda av metall eller glasfiber) och tyg.Den andra typen är de så kallade seglande vindkraftverken, de är billigare, men de förlorar mot tuffa i praktisk och effektivitet.

En annan viktig egenskap är propellerns stigning, vilket gör det möjligt att ändra bladens rotationshastighet. Enheter med variabel stigning gör att du kan bibehålla effektiviteten vid olika vindhastigheter. Men samtidigt ökar kostnaden för systemet, och tillförlitligheten minskar på grund av komplexiteten i designen. Därför används i de flesta fall enheter med fast pitch, som är lätta att underhålla och pålitliga.

Typer av vindturbiner beroende på arbetsaxelns placering

Vindkraftverkets rotationsaxel kan placeras både vertikalt och horisontellt

I båda fallen finns det för- och nackdelar som du bör vara uppmärksam på när du väljer.

Det finns flera typer av vertikala vindturbiner:

1. Savonius vindgeneratorer, vars design består av flera halvcylindrar, som är fixerade på en axel i vertikalt läge. Styrkan hos en sådan enhet är förmågan att arbeta i vilken vindriktning som helst. Men det finns också en allvarlig nackdel - vindenergi används endast av 25 - 30%.
2. I Darrieus-rotorn används elastiska band som blad, fixerade på balkar utan att använda ram. Modellens effektivitet är densamma som för den tidigare sorten, men en extra installation krävs för att starta systemet.
3. Flerbladiga väderkvarnar är de mest effektiva bland vertikala enheter.
4. Det sällsynta alternativet är enheter med en spiralformad rotor. Speciellt vridna blad säkerställer enhetlig rotation av vindhjulet, men komplexiteten i designen gör priset för högt, vilket begränsar användningen av mekanismer av denna typ.

Horisontella väderkvarnar är vanligare än vertikala eftersom de är effektivare men dyrare.

Typer av vindturbiner längs arbetsaxeln

Nackdelarna inkluderar effektivitetens beroende av vindens riktning och behovet av att justera strukturens position med hjälp av en väderflöjel. Det är lämpligt att installera ett vindkraftverk av denna typ i ett öppet område där det inte kommer att täckas av träd och byggnader, och det är bättre borta från människors permanenta vistelseort. Det är ganska bullrigt och utgör en fara för fåglar som flyger förbi.

Tillverkare av vindkraftverk

Marknaden omfattar både enheter av utländskt ursprung (främst Nordamerika, Europa och Kina) och inhemska installationer. Priset beror på kraften och på konfigurationen - till exempel närvaron av solbatterier, och varierar i intervallet från tiotals till hundratusentals rubel.

Huvudsakliga tekniska egenskaper

Modeller av styrenheter som används som en del av en viss vindturbin skiljer sig åt i deras tekniska egenskaper, vilket återspeglas i produktpasset, dessa är:

• Märkeffekt, som är enhetens huvudindikator, måste motsvara kraften hos vindgeneratorn;
• Märkspänningen, även huvudindikatorn, måste motsvara spänningen på batterierna som utgör vindkraftverket;
• Maximal effekt, bestämmer det högsta tillåtna värdet för en specifik enhetsmodell;
• Den maximala strömmen kännetecknar enhetens förmåga att fungera med vindgeneratorns högsta prestanda;
• Det maximala och lägsta spänningsvärdet på batteriet bestämmer spänningsområdet inom vilket enheten fungerar;
• Om modellen kan arbeta samtidigt med ett vindturbin och ett solkraftverk - den maximala laddningsström som genereras av solpaneler;
• Displaytyp och driftsparametrar som visas på den;
• Driftsegenskaper - omgivningstemperatur och luftfuktighet;
• Totala mått och vikt.

Är alla vindkraftverk likadana?

många klassificeringar för tillverkning av blad, till jordens yta,

De flesta av de nuvarande vindkraftverken (vindkraftverk) kan hänföras till en-, två-, tre- eller flerbladiga. En liten del av de modernaste enheterna innehåller inte blad alls, och vinden i dem fångar det så kallade "seglet", som ser ut som ett tefat. Bakom den finns kolvarna som driver hydraulsystemet och redan genererar det elektrisk ström. Effektiviteten hos sådana installationer är högre än för alla andra. I förhållande till bladsystem är trenden följande: ju färre blad desto mer energi producerar generatorn.

Sorter av vindkraftverk

kan vara billigare,

Om vi ​​jämför vindturbiner enligt propellerns stigning, är enheter med en fast stigning mer tillförlitliga. Det finns väderkvarnar med variabel stigning som kan ändra rotationshastigheten, men deras skrymmande design medför extra kostnader för installation och underhåll av ett sådant system.

De mest olika utformningarna av väderkvarnar, om vi betraktar dem från synvinkeln av rotationsaxelns riktning i förhållande till marken.

Enheter vars blad roterar runt en vertikal axel kan i sin tur delas in i flera typer.

1. Savonius vindgeneratorer är flera halvor av ihåliga cylindrar inuti, planterade på en vertikal axel. Deras främsta fördel är förmågan att rotera oberoende av vindens hastighet och riktning. En betydande nackdel är möjligheten att använda vindenergi med endast en tredjedel.
2. En Darier-rotor är ett system med två eller flera blad som är platta plattor. En sådan enhet är lätt att göra, men det kommer inte att fungera att få mycket energi med den. Dessutom behövs en extra mekanism för att starta en sådan rötor.
3. Den skruvformade rotorn har, tack vare speciellt vridna blad, en jämn rotation. Enheten är hållbar, men på grund av designens komplexitet är den dyr.
4. Flerbladiga vindturbiner med vertikal rotationsaxel är det mest effektiva alternativet i sin grupp.

Väderkvarnar med horisontell rotationsaxel har också sina fördelar och nackdelar. Deras främsta fördel är hög effektivitet. Bland nackdelarna med sådana strukturer är det värt att notera behovet av att fånga vindens riktning med en väderflöjel och förändringen i effektivitet beroende på vindens riktning. I detta avseende är horisontella installationer mest lämpliga i öppna områden. På samma plats där bladen kommer att skyddas från vinden av byggnader, träd eller till exempel kullar, är det bättre att installera ett vindkraftverk av en annan design.

Dessutom är en sådan vindturbin dyr, och utseendet på den i närheten kommer definitivt inte att orsaka stor glädje bland dina grannar. Dess blad kan lätt slå ner en flygande fågel och göra mycket oväsen.

Vilka andra typer av vindkraftverk finns det? Jo, naturligtvis, vår, inhemska och importerade. Bland de senare ligger europeiska, kinesiska och nordamerikanska enheter i täten. Samtidigt kan närvaron av inhemska vindkraftverk på marknaden inte annat än glädjas.

nya poster
Motorsåg eller elektrisk såg - vad ska man välja för trädgården? 4 misstag när man odlar tomater i krukor som nästan alla hemmafruar gör Hemligheter för att odla plantor från japanerna, som är mycket känsliga för marken

Priset på sådana enheter bestäms först och främst av deras kraft och närvaron av ytterligare element, till exempel solpaneler, och varierar över ett mycket brett spektrum - från flera tiotal till flera hundra tusen rubel.

Att göra en väderkvarn med dina egna händer

Det huvudsakliga arbetet som ska utföras är tillverkning och installation av en roterande rotor. Först och främst bör du välja typ av struktur och dess dimensioner. Att känna till den nödvändiga kraften hos enheten och produktionskapaciteten hjälper till att bestämma detta.

De flesta av noderna (om inte alla) måste göras på egen hand, så valet kommer att påverkas av vilken kunskap skaparen av designen har, vilka enheter och enheter han är bäst bekant med. Vanligtvis görs först en provväderkvarn, med hjälp av vilken prestandan kontrolleras och strukturens parametrar specificeras, varefter de börjar tillverka en fungerande vindgenerator.

Funktionsprincip

Vidare omvandlas rotationskraften till elektricitet, som lagras i batteriet. Ju starkare luftflödet är, desto snabbare snurrar bladen och producerar mer energi. Eftersom driften av vindgeneratorn är baserad på maximal användning av en alternativ energikälla, har en sida av bladen en rundad form, den andra är relativt platt. När luftflödet passerar över den rundade sidan skapas ett vakuumområde. Detta suger bladet och drar det åt sidan. Detta skapar energi, vilket får bladen att snurra.

Funktionsschema för en vindgenerator: principen för omvandling av vindenergi och driften av interna mekanismer visas

Under sina varv roterar skruvarna också axeln som är ansluten till generatorrotorn. När tolv magneter fästa på rotorn roterar i statorn skapas en elektrisk växelström som har samma frekvens som i vanliga rumsuttag. Detta är grundprincipen för hur ett vindkraftverk fungerar. Växelström är lätt att generera och överföra över långa avstånd, men omöjlig att lagra.

Schematiskt diagram av ett vindturbin

För att göra detta måste den omvandlas till likström. Detta arbete utförs av en elektronisk krets inuti turbinen. För att få en stor mängd el tillverkas industrianläggningar. En vindpark består vanligtvis av flera dussin installationer. Tack vare användningen av en sådan enhet hemma kan du få en betydande minskning av energikostnaderna. Principen för drift av vindturbiner gör att de kan användas i följande alternativ:

• för självständigt arbete;
• parallellt med reservbatteriet;
• tillsammans med solpaneler;
• parallellt med en diesel- eller bensingenerator.

Om luftflödet rör sig med en hastighet av 45 km/h genererar turbinen 400 watt el. Detta är tillräckligt för att belysa förortsområdet. Denna kraft kan ackumuleras genom att samla den i ett batteri.

En speciell enhet styr laddningen av batteriet. När laddningen minskar saktar bladens rotation ner. När batteriet är helt urladdat börjar knivarna rotera igen. På så sätt hålls laddningen på en viss nivå. Ju starkare luftflöde, desto mer elektricitet kan turbinen producera.

Hur ett vindkraftverk drivs från en alternativ källa

Väderkvarnar "matar" inte på luftmassan, de är inställda för att konsumera vindhastighet. Med andra ord: vinden närmar sig vindkraftverket med hög hastighet och lämnar det i lägre hastighet. Skillnaden i vindhastigheter före och efter vindgeneratorn avgör hur mycket energi som absorberades av denna enhet.

Vissa typer av vindkraftverk gör det bättre, andra sämre. Men detta är vindgeneratorns huvudfunktion - att sakta ner vinden.

Gränsen mellan effektivitet och begränsning

Tro aldrig på påståendena om att ett visst vindkraftverk fungerar med 100 % verkningsgrad. Det betyder att vinden bakom väderkvarnens blad måste stanna helt. Ett absurt bevis visar tydligt ett falskt påstående.

Ett vindturbin med idealisk verkningsgrad måste hitta balansen där vinden avger tillräckligt med energi så att den bara behöver lämna enhetens öppningsfönster för vidare rörelse. Verkningsgraden i detta fall bestämmer skillnaden i vindhastighet före och efter turbinen, vilket direkt påverkar vindkraftsfaktorn för väderkvarnen, som har följande formel: P_utgång= 1/2 × r × S × V3 × verkningsgrad.

Den maximala effektiviteten hos ett vindturbin, för mer än 100 år sedan, bevisades av den tyske vetenskapsmannen Betz i hans grundläggande vetenskapliga arbete. Med formeln ovan som grund, visade tysken extremt konsekvent att maximalt 16/27 energi kan utvinnas från vinden. Därefter korrigerades hans beräkningar något av den italienska Loregio, och det visade sig att den maximala verkningsgraden för en vindgenerator är 59%.

Detta syns tydligt i skillnaden i principerna för driften av Savonius- och Darrieus-turbinerna.När allt kommer omkring tar Savonius väderkvarnar bara vindens tryckkraft, och Dariers projekt använder också aerodynamisk lyft, vilket ökar bladens rotationshastighet.

Principen för driften av vindturbinen

I frånvaro eller frekventa strömavbrott är det bättre att göra en minivindgenerator eller flera vindturbiner (vindkraftverk) för individuell strömförsörjning med dina egna händer. En hemmagjord enhet omvandlar vindens kinetiska energi till mekanisk energi på grund av vindhjulets rotation.

Inledningsvis omvandlas den mekaniska energin som roterar rotorn till en trefas växelström. Energiflödet genom regulatorn lagras i ett DC-batteri. Slutligen modifierar spänningsomriktaren strömmen för att leverera el till apparater och belysning.

Funktionsprincipen för en väderkvarn är enkel och består i verkan av tre typer av kraft på bladen. Impuls och lyft övervinner bromskraftssystemet och startar svänghjulet i rörelse. Efter bildandet av ett magnetfält av rotorn på den stationära delen av generatorn, börjar strömmen genom ledningarna.

Användningsområden för enheten

Faktum är att vindkraftverk kan ge energi till föremål för olika ändamål. Vindkraftverk med stor kapacitet är lämpliga för strömförsörjning i industriell skala. Korrekt designade hemgjorda enheter ger ägaren av webbplatsen en oavbruten strömförsörjning. Du kan göra en vindgenerator för ett privat hus med dina egna händer med minimala arbets- och kontantkostnader.

Fördelar med enheten

Den största fördelen med ett vindkraftverk i hemmet är besparingarna på elräkningen. Pengarna som spenderas på delar och installation återbetalas med gratis elförsörjning.

Ytterligare fördelar med en hemmagjord vindturbin:

• fabriksmodellen är många gånger dyrare;
• miljövänlig design som fungerar utan bränsle;
• obegränsad livslängd (i händelse av fel är komponenterna lätta att byta ut);
• lämplighet i lämpliga klimatförhållanden med en genomsnittlig årshastighet på en meter från 4 m/s.

Brister

Den negativa sidan av en enskild väderkvarn inkluderar:

• beroende av vädret;
• stormar och orkaner sätter ofta mekanismen ur funktion;
• förebyggande åtgärder krävs;
• höga master behöver jordning;
• vissa modeller överskrider den tillåtna ljudnivån.

Vindturbingenerator

För drift av väderkvarnar krävs konventionella trefasgeneratorer. Utformningen av sådana enheter liknar modellerna som används på bilar, men har större parametrar.

Vindkraftverksenheter har en trefas statorlindning (stjärnanslutning), från vilken tre ledningar går ut och går till regulatorn, där växelspänningen omvandlas till DC.

Generatorrotorn för en vindturbin är gjord på neodymmagneter: i sådana konstruktioner är det inte tillrådligt att använda elektrisk excitation, eftersom spolen förbrukar mycket energi

För att öka hastigheten används ofta en multiplikator. En sådan enhet låter dig öka kraften hos den befintliga generatorn eller använda en mindre enhet, vilket minskar installationskostnaderna.

Multiplikatorer används oftare i vertikala vindturbiner, där rotationsprocessen av vindhjulet är långsammare. För horisontella enheter med hög rotationshastighet för bladen krävs inte multiplikatorer, vilket förenklar och minskar byggkostnaden.

Detaljerna för montering och installation av en vindturbin från en tvättmaskin och en vindturbin från en bilgenerator beskrivs i detalj i de artiklar som vi rekommenderar.

Uppsättning

• Blad rotor. De, beroende på modell, kan vara: en, två, tre eller fler;
• Reducerare eller, med andra ord, en växellåda utformad för att reglera hastigheten mellan generatorn och rotorn;
• Höljet är skyddande. Dess syfte är tydligt från namnet: det skyddar alla komponenter i strukturen från yttre påverkan;
• Svansen är ansvarig för att svänga i riktning mot den blåsande vinden;
• Batteriet är uppladdningsbart. Dess uppgift är att samla energi, d.v.s. stock. Eftersom vädret inte alltid är gynnsamt för kraftverket, kommer detta alltid att hjälpa till vid dåligt väder;
• installation av inverter. Den används för att omvandla likström till växelström, som matar elektriska apparater som används i vardagen.

Beräkning av storlek och placering

För att beräkna det nödvändiga antalet generatorer för ett vindkraftverk, ta hänsyn till:

• erforderlig kraft;
• antal blåsiga dagar;
• platsfunktioner.

Så för att installationen av ett vindturbin ska motiveras av kostnaderna är det nödvändigt att bestämma antalet blåsiga dagar per år, såväl som deras dominerande riktning. Havsområden och områden i bergen har det mest fördelaktiga läget, eftersom vindkraften här överstiger 60-70 m / s, och det är tillräckligt för att överge lokal elektricitet.

På det platta territoriet kännetecknas vinden av ett enhetligt flöde, men dess styrka räcker ibland inte för att helt tillhandahålla ett privat hus. Installation nära plantager och skogar är alls olönsamt, eftersom vindenergi förbrukas och i större utsträckning hänger kvar på träd.

Vindflödet har en effektökning i direkt proportion till avståndet från jordens yta. Följaktligen, ju högre väderkvarnsmasten är, desto mer fart kan den fånga.Men ju längre den tas bort från marken, desto mer förstärkning kräver den. Hjälpstöd kan inte alltid hålla kvar väderkvarnen helt. I en stark byig vind är sannolikheten för att en hög mast faller mycket större än en mast som är inställd på en nivå av 5-7 meter.

Det mest optimala avlägsnandet av masten från marken är 10-15 meter. Dess fästning utförs med två metoder:

1. Grundbetongning - de gräver fyra djupa, men små gropar i diameter, i vilka vindkraftverksförlängningar är nedsänkta och betongda. Processen är tidskrävande och kostsam, men den mest pålitliga. I stark vind kommer masten att förbli orörlig, och den enda skadan på den kan vara skrotningen av bladen.
2. Metallbristningar - med hjälp av en metallkabel fixeras väderkvarnen vinkelrätt mot jordens yta, medan kabeln är väl sträckt och fixerar dess ändar till marken.

Varaktigheten av driften av kraftverket som helhet beror på valet av metoden för att fixera masten.

Närvaron av specialutrustning, såväl som erfarenhet av att utföra sådant arbete, kommer att rädda vindkraftparken från för tidiga haverier.

Segling vindgenerator

Om bladen på traditionella väderkvarnar är gjorda av hårda material, är de i segling tvärtom gjorda av mjuka material. Lämplig för alla täta tyger, som presenning. Ofta används icke-vävda laminat i sådana konstruktioner. Utåt ser en seglande vindgenerator ut som en stor barnskivspelare.

Genom design är seglande väderkvarnar uppdelade i två typer.

• Cirkulär med triangulära segelblad
• Med segelhjul, även cirkulärt

Seglande vindgenerator med triangulära blad

Triangulära segelblad görs vanligtvis likbenta, men i många fall väljs deras form individuellt - enligt vindbelastningarna i området där de är installerade.En seglande väderkvarn börjar arbeta med en vindhastighet på 5 m/s. Dess effektivitet är högre än de flesta vindkvarnar med blad, men samtidigt är den inte utan många brister. Så när vinden växlar stannar "segelbåten" och den behöver tid att snurra i den nya riktningen av vindflödet.

En annan nackdel är bräckligheten hos själva "seglen". De går ofta sönder, misslyckas och kräver en fullständig ersättning.
Man tror att en cirkulär segelgenerator berövas dessa brister. Dess effektivitet är dubbelt så hög som en generator med segelblad. Utåt ser den ut som en parabol och skiljer sig från de vanliga generatorerna genom att den inte har några roterande blad, cylindrar eller rotorer. Denna generator vibrerar under tryck eller vindbyar och överför mekanisk energi till generatorn med dess vibrationer.