Jak vypočítat větrný generátor pomocí vzorců

Větrné generátory jako zdroj elektřiny si v poslední době získaly oblibu mezi obyvateli příměstských oblastí. Před instalací je nutné vypočítat větrný generátor pro vaši oblast. Toto ekologické zařízení na výrobu elektřiny se dodává ve dvou typech:

• s vodorovnou osou
• se svislou osou

Ty druhé jsou efektivnější a technologicky vyspělejší. Jedinou nevýhodou vertikálních větrných turbín je jejich vysoká cena. Často se taková zařízení zaplatí do patnácti let. Jako doplňkový zdroj energie se proto používají větrné generátory. Můžete je nainstalovat sami.

Další umělci na Yuda

Jak vybrat větrný generátor

Pokud k otázce nákupu vertikálního větrného generátoru přistoupíte moudře, můžete zvýšit jeho produktivitu a zkrátit dobu návratnosti. Nejprve se podívejme na různé typy vertikálních větrných turbín:

• ortogonální generátory, které nevyžadují vodicí mechanismy. Mají několik lopatek rovnoběžných s hlavní osou. Provoz takového generátoru nezávisí na směru větru.
• Darrieus rotorové větrné turbíny. Mají dva nebo tři listy na ploché vrtuli. Hlavní výhodou konstrukce je, že ji lze namontovat na úroveň terénu.
• Savonius rotorové generátory. Jsou velmi účinné, protože vrtule může pracovat při nízkých rychlostech, což výrazně snižuje spotřebu baterie.
• zařízení s velkým počtem lopatek na ose. Toto je pokročilejší verze ortogonálního zařízení. Jsou velmi účinné, ale jejich ceny jsou také výrazně vyšší.
• zařízení se spirálovým rotorem. Také se vyvinuly z ortogonálního zařízení. Díky své sofistikované technologii lopatky na ose málo zatěžují naviják. Tím se zvyšuje životnost generátoru. Ale cena za ně je také velmi vysoká

Nejoblíbenější větrné turbíny jsou ortogonální a Savonius rotor. Téměř každá větrná turbína s vertikální osou používá neodymové magnety. Jsou poměrně účinné a náklady nejsou příliš vysoké. Abyste při výběru větrného generátoru nepřeplatili, můžete provést správné výpočty sami.

Co vypočítat při výběru generátoru

Když se rozhodnete koupit takové užitečné zařízení, jako je větrný generátor, musíte zvážit následující parametry:

• výkon větrného generátoru s neodymovými magnety. Pokud ve vaší oblasti nefouká silný vítr, potřebujete generátor s malou kapacitou.
• směr větru. Pokud vítr často mění směr, bude vám vyhovovat pouze vertikální větrná turbína s pohyblivými lopatkami.
• značka. Cena zařízení přímo závisí na výrobci. Je třeba si uvědomit, že dovážené zboží je vždy dražší než jejich ruské protějšky.

Samozřejmě nejprve musíte vypočítat výkon.

Jak vypočítat větrný generátor sami

Pro výpočet výkonu větrného generátoru pro vaši oblast použijte speciální vzorce. Nejprve si musíte spočítat množství energie, které dokáže generátor vyrobit za rok ve vaší oblasti. Chcete-li to provést, musíte provést řadu akcí:

• provést výpočet. Na základě výsledků bude vybrána délka lopatek a výška věže.
• Proveďte analýzu rychlosti větru ve vaší oblasti. To lze provést ručně pomocí speciálního zařízení, pozorováním větru po dobu několika měsíců nebo vyžádáním výsledků z místní meteorologické stanice.

Metoda pro výpočet síly proudění větru vlastníma rukama zahrnuje použití vzorce – P*= krV 3S/2, . V tomto vzorci se používají následující zápisy:

• r — hustota vzduchu, která je za normálních podmínek 1,225 kg / m3
• V — rychlost proudění v m/s
• S — plocha toku v metrech čtverečních
• k — koeficient účinnosti větrné turbíny v hodnotě 0,2-0,5

Pomocí těchto výpočtů můžete určit vhodný výkon pro vaši oblast. Obal větrného generátoru ukazuje, při jakém proudění větru je jeho provoz nejúčinnější. Obvykle je tato hodnota v rozsahu 7-11 m/s .

Větrné generátory (od ortogonálních po Savonius) jsou optimálním zdrojem dodatečné nebo hlavní elektřiny v soukromém domě. Pokud provedete správný výpočet větrného generátoru vlastními rukama, budete si moci zakoupit jednotku vhodnou pro vaši oblast.

Alternativní energie získávaná z větrných elektráren je ve společnosti velmi zajímavá. Existuje o tom mnoho důkazů na úrovni skutečné každodenní praxe.

Majitelé venkovských nemovitostí staví větrné mlýny vlastníma rukama a jsou s výsledkem spokojeni, i když efekt může být krátkodobý. Důvodem je, že větrný generátor nebyl při montáži správně vypočítán.

Souhlasím, nechtěl bych utrácet čas a peníze na realizaci projektu a skončit s neúčinnou instalací. Proto je důležité pochopit, jak vypočítat větrný generátor a podle jakých parametrů vybrat hlavní provozní součásti větrné turbíny.

Článek je věnován řešení těchto problémů. Teoretická část materiálu je doplněna názornými příklady a praktickými doporučeními pro sestavení větrného generátoru.

Výpočet větrné turbíny

Kde začít s výpočtem systému pro výrobu elektřiny z větrné energie? Vzhledem k tomu, že mluvíme o větrném generátoru, zdá se logická předběžná analýza větrné růžice v konkrétní oblasti.

Výpočtové parametry, jako je rychlost větru a jeho charakteristický směr pro dané území, jsou důležitými návrhovými parametry. Do jisté míry určují úroveň výkonu větrné turbíny, která bude skutečně dosažitelná.

Je těžké si vůbec představit větrné generátory takové síly. Ale takové návrhy existují a fungují efektivně. Výpočty takových konstrukcí však ukazují relativně nízký výkon ve srovnání s tradičními zdroji energie

Pozoruhodné je, že tento proces má dlouhodobý charakter (nejméně 1 měsíc), což je zcela zřejmé. Jedním nebo dvěma měřeními nelze vypočítat maximální pravděpodobné parametry rychlosti větru a jeho nejčastějšího směru.

Budou potřeba desítky měření. Tato operace je však skutečně nezbytná, pokud existuje touha vybudovat efektivní produktivní systém.

Jak vypočítat výkon větrného mlýna

Větrné generátory pro domácí použití, zejména ty ručně vyráběné, nikdy nepřekvapily lidi s vysokým výkonem. To je pochopitelné. Stačí si představit masivní stožár 8-10 m vysoký, vybavený generátorem s rozpětím listů vrtule více než 3 m, a to není nejvýkonnější instalace. Jen asi 2 kW.

K servisu větrných turbín tohoto výkonu se používají vrtulníky a týmy specialistů v počtu až desítek lidí. Pro výpočet takové elektrárny je zapojen ještě větší počet účinkujících

Obecně platí, že pokud se spoléháte na standardní tabulku ukazující vztah mezi výkonem větrného generátoru a požadovaným rozpětím listů vrtule, je se čemu divit. Podle tabulky vyžaduje větrný mlýn 10 W dvoumetrovou vrtuli.

500wattová konstrukce bude vyžadovat vrtuli o průměru 14 m Kromě toho závisí parametr rozpětí listů na jejich počtu. Čím více lopatek, tím menší rozpětí.

Ale to je jen teorie, podmíněná rychlostí větru nepřesahující 4 m/sec. V praxi je vše poněkud jiné a výkon domácích instalací, které skutečně fungují po dlouhou dobu, nikdy nepřesáhl 500 W.

Proto je zde výběr výkonu obvykle omezen na rozsah 250-500 W při průměrné rychlosti větru 6-8 m/sec.

Tabulka závislosti výkonu větrné energetické soustavy na průměru rotoru a počtu lopatek. Tuto tabulku lze použít pro výpočty, ale s přihlédnutím k její kompilaci pro parametry rychlosti větru do 4 m/s (+)

Z teoretické pozice se výkon větrné elektrárny vypočítá pomocí vzorce:

N=p*S*V 3 /2,

• p – hustota vzduchových hmot;
• S – celková ofukovaná plocha listů vrtule;
• V — rychlost proudění vzduchu;
• N – výkon proudění vzduchu.

Protože N je parametr, který radikálně ovlivňuje výkon větrného generátoru, skutečný výkon instalace se bude blížit vypočítané hodnotě N.

Výpočet vrtulí větrných turbín

Při stavbě větrného mlýna se obvykle používají dva typy vrtulí:

• okřídlený — rotace ve vodorovné rovině;
• Savonius rotor, Darrieus rotor — rotace ve svislé rovině.

Návrhy šroubů s rotací v libovolné rovině lze vypočítat pomocí vzorce:

Z=D*Š/60/V

• Z – stupeň rychlosti (nízká rychlost) vrtule;
• L – velikost délky kruhu popsaného lopatkami;
• W – rychlost (frekvence) otáčení vrtule;
• V – rychlost proudění vzduchu.

Na základě tohoto vzorce si snadno spočítáte počet otáček W – rychlost otáčení.

Takto vypadá konstrukce šroubu zvaného „Darieu Rotor“. Tato verze vrtule je považována za účinnou při výrobě větrných generátorů malého výkonu a velikosti. Výpočet šroubu má některé funkce

A pracovní vztah mezi otáčkami a rychlostí větru lze nalézt v tabulkách, které jsou dostupné na internetu. Například pro vrtuli se dvěma listy a Z=5 platí následující vztah:

Jedním z důležitých ukazatelů vrtule větrného mlýna je také stoupání.

Tento parametr lze určit pomocí vzorce:

H=2πR* tan α,

Další informace o výběru tvaru a počtu lopatek, stejně jako pokyny pro jejich výrobu, jsou uvedeny v tomto článku.

Výběr generátorů pro větrné turbíny

S vypočtenou hodnotou počtu otáček šroubu (W), získanou výše popsanou metodou, již můžete vybrat (vyrobit) vhodný generátor.

Například při stupni rychlosti Z=5 je počet lopatek rovný 2 a rychlost 330 ot./min. Při rychlosti větru 8 m/s. Výkon generátoru by měl být přibližně 300 W.

Pohled v řezu na generátor větrné elektrárny. Demonstrativní příklad jednoho z možných návrhů generátoru domácí větrné elektrárny, sestaveného samostatně

Vzhledem k těmto parametrům může být vhodnou volbou jako generátor pro domácí větrnou elektrárnu motor používaný v návrzích moderních elektrokol. Tradiční název dílu je motor na kolo (vyrobeno v Číně).

Takto vypadá elektromotor na kolo, na jehož základě se navrhuje vyrobit generátor pro domácí větrný mlýn. Konstrukce motoru jízdního kola je ideální pro realizaci prakticky bez výpočtů a úprav. Jejich síla je však nízká

Vlastnosti elektromotoru jízdního kola jsou přibližně následující:

Pozitivní vlastností motorů pro jízdní kola je, že je prakticky není nutné měnit. Konstrukčně byly navrženy jako pomaloběžné elektromotory a lze je s úspěchem použít pro větrné generátory.

Výpočet a výběr regulátoru nabíjení

Regulátor nabíjení baterie je vyžadován pro jakýkoli typ větrné elektrárny, včetně domácího provedení.

Regulátor je kompaktní, ale extrémně užitečné elektronické zařízení, které je zodpovědné za racionální rozdělení náboje přijatého větrným mlýnem. Jednoduše řečeno, jedná se o předřadný regulátor

Regulátor při překročení povoleného napětí vypíná přívod náboje do baterií a přesměruje energii přímo ke spotřebiči. Jako spotřebitel lze použít zařízení, které snadno snese změny v napájení.

V případě ztráty nabití baterií je to regulátor, který přepne dodávku energie „do rezervy“. Je nutné zabránit úplnému vybití a přebití baterií.

Pokud je energie pro objekt generována společně solárními panely a větrnými generátory, může jeden regulátor společný pro všechny instalace vyrovnávat dodávku nabíjení