Bir rüzgar santralinin hesaplanması. Bir rüzgar jeneratörünün hesaplanması
Zaten okundu: 5 499
Yel değirmeni alırken önemli bir nüans
Veya satın almadan önce gücüne, kendi enerji ihtiyacına ve cihazın diğer parametrelerine karar vermelisiniz. Bu, satın alırken temelde önemlidir, çünkü fiyatlar o kadar yüksektir ki, kullanıcının finansmanı kaldırabileceği bir cihaz satın almanız gerekir. Bazı durumlarda, fırsatlar o kadar düşüktür ki, satın alma artık mantıklı değildir.
Rüzgar jeneratörü güç hesabı
ayrıca hesaplanması gerekiyor. Hiç kimse kim bilir neyin üretimi için zaman ve malzeme harcamak istemez, kurulumun yetenekleri ve beklenen gücü hakkında önceden bir fikir sahibi olmak isterler. Uygulama, beklentilerin ve gerçekliğin birbiriyle zayıf bir şekilde ilişkili olduğunu, yaklaşık tahminler veya doğru hesaplamalarla desteklenmeyen varsayımlar temelinde oluşturulan kurulumların kötü sonuçlar verdiğini göstermektedir.
Yel değirmenini etkileyen tüm faktörler dikkate alındığında doğru bir hesaplama yapmak oldukça zordur. Teorik olarak hazırlanmayan ustalar için böyle bir hesaplama çok karmaşıktır, özel ölçümler veya hesaplamalar yapılmadan elde edilemeyen birçok veriye sahip olmayı gerektirir.
Bu nedenle, genellikle gerçeğe yeterince yakın sonuçlar veren ve kullanımını gerektirmeyen basitleştirilmiş hesaplama yöntemleri kullanılır. Büyük bir sayı veri.
Nasıl üretilir?
Rüzgar jeneratörünü hesaplamak için aşağıdaki adımları gerçekleştirmelisiniz:
- Evinizin elektrik ihtiyacını belirleyin. Bunu yapmak için tüm cihazların, ekipmanların, aydınlatmanın ve diğer tüketicilerin toplam gücünü hesaplamak gerekir. Ortaya çıkan miktar, eve güç sağlamak için gereken enerji miktarını gösterecektir.
- Her ihtimale karşı bir miktar güç rezervine sahip olmak için elde edilen değer %15-20 artırılmalıdır. Hiç şüphe yok ki bu rezerve ihtiyaç var. Aksine, yetersiz olduğu ortaya çıkabilir, ancak çoğu zaman enerji tam olarak kullanılmayacaktır.
- bilmek gerekli güç, görevleri çözmek için hangi jeneratörün kullanılabileceğini veya üretilebileceğini anlayabilirsiniz. Yel değirmenini kullanmanın nihai sonucu, jeneratörün yeteneklerine bağlıdır, eğer evin ihtiyaçlarını karşılamıyorlarsa, ya cihazı değiştirmeniz ya da ek bir kit oluşturmanız gerekecektir.
- rüzgar türbini hesabı. Aslında bu an, tüm prosedürdeki en zor ve tartışmalı an. Akış gücünü belirlemek için formüller kullanılır
Örneğin, düşünün Ödeme basit seçenek . Formül şöyle görünür:
P=k R V³ S/2
Burada P, akış gücüdür.
K - rüzgar enerjisi kullanım faktörü (doğası gereği verimliliğe yakın bir değer) 0.2-0.5 aralığında alınır.
AYRICA OKUYUN: Rüzgar enerjisinin ana dezavantajları ve avantajları: kullanım tarihi ve gezegenin kaynakları
R, hava yoğunluğudur. sahip Farklı anlamlar, basit olması için 1,2 kg / m3'e eşit alacağız.
V - rüzgar hızı.
S - rüzgar çarkı kapsama alanı (dönen kanatlarla kaplıdır).
Şunları dikkate alıyoruz: 1 m'lik bir rüzgar çarkının yarıçapı ve 4 m/s'lik bir rüzgar hızı ile
P = 0,3 x 1,2 x 64 x 1,57 = 36,2 W
Sonuç, güç akışının 36 watt olduğunu gösterir. Bu çok küçük, ancak sayaç pervanesi çok küçük. Uygulamada kanat açıklığı 3-4 metre olan rüzgar çarkları kullanılır, aksi takdirde performans çok düşük olacaktır.
Neler dikkate alınmalıdır?
Bir rüzgar türbini hesaplanırken dikkate alınmalıdır rotor tasarım özellikleri. Farklı verimlilik ve performansa sahip dikey ve yatay dönüş tipine sahip çarklar vardır. En etkili olanlar yatay yapılar ancak yüksek montaj noktalarına ihtiyaçları vardır.
Direk inşaat maliyeti olabilir büyük miktarda para ve önemli yatırım. Ayrıca yerden yaklaşık 10 m yükseklikte bulunan bir yel değirmeninin bakımı son derece zor ve tehlikelidir.
Jeneratör rotorunu döndürmek için yeterli pervane gücünün sağlanması da eşit derecede önemli olacaktır. Elde edilmesini sağlayan sıkı rotorlu cihazlar iyi çıkış enerji, mil üzerinde yalnızca bir çark tarafından sağlanabilen önemli miktarda güç gerektirir. geniş alan ve bıçak çapı.
Daha az olmayan önemli nokta dönme kaynağının parametreleridir - rüzgar. Hesaplamalar yapmadan önce, belirli bir alandaki kuvvet ve hakim rüzgar yönleri hakkında mümkün olduğunca çok şey öğrenmelisiniz. Kasırga veya şiddetli rüzgar olasılığını hesaba katın, ne sıklıkta meydana gelebileceklerini öğrenin. Akış hızında beklenmedik bir artış, yel değirmeninin tahrip olması ve dönüştürücü elektroniğin arızalanması için tehlikelidir.
Ev yapımı bir rüzgar jeneratörünün gerçek gücü
özellik ev yapımı cihazlar doğaçlama malzeme ve cihazların kullanılmasıdır. Bu gibi durumlarda, tasarım verilerine tam uyumun sağlanması her zaman mümkün olmamaktadır. Aynı zamanda, hesaplanan ve gerçek göstergelerdeki fark hem negatif hem de pozitif olabilir.
Kitin yeteneklerini belirleyen değerler, rüzgar çarkının ve jeneratörün gücüdür. Birbirlerine karşılık geldikleri sürece, bu ve rüzgar jeneratörünün toplam gücü sonuç olarak elde edilecektir.
Örneğin, bir jeneratör nominal performans için 2000 rpm'lik bir dönüş hızı gerektiriyorsa, o zaman hiçbir rüzgar çarkı istenen değerleri sağlayamaz.
Bu nedenle, her şeyden önce, düşük dönüş hızlarında büyük miktarlarda enerji üretebilen düşük hızlı jeneratör örneklerinin seçilmesi gerekmektedir. Bunu yapmak için hazır cihazlar modernize edilir (örneğin, otomobil jeneratörlerinin rotoruna neodimyum mıknatıslar takılır), önceden hesaplanmış güç ve performansa sahip aynı neodimyum mıknatıslara dayalı olarak kendi tasarımları yapılır.
Rüzgar türbini parametrelerinin hesaplanması
Rüzgar çarkının hesaplanması rüzgar türbini yapımında önemli bir rol oynar. Rüzgar akışını devralan, enerjisini dönme hareketi şeklinde jeneratör rotoruna aktaran pervanedir. Hesaplama, her şeyden önce, jeneratörün parametreleri hakkında bilgi gerektirecektir - güç, nominal rotor hızı, vb.
Artan enerji fiyatları, birçok ev sahibini alternatif enerji kaynakları kullanma olasılığını düşünmeye zorluyor. Bir seçenek rüzgar türbinlerini kullanmaktır. Kullanımıyla ilgili önemli kısıtlamalar olmadığı için kaynak kesinlikle yasaldır. Ve şimdilik tamamen ücretsiz - kişisel kullanım için bu şekilde elektrik üretimi herhangi bir vergiye tabi değil.
Hazır rüzgar santralleri oldukça pahalıdır, bu nedenle ev ustaları bunları kendi başlarına yapmak için planlar yapmaya başlar. Ancak, çok zor ve büyük ölçüde tartışmalı bir projeyi uygulamaya başlamadan önce, üretilen enerjinin çıktısının ne olması beklendiğini en azından kabaca tahmin etmenin mantıklı olduğunu kabul ediyoruz. Yani harcanan paranın, emeğin, zamanın karşılığında gerçek bir geri dönüş olacak mı? Bu konuda, bir rüzgar jeneratörünün tahmin edilen gücünü hesaplamak için önerilen hesap makinesi yardımcı olabilir.
Aşağıda hesaplama için bir takım açıklamalar yapılacaktır. Hemen bir rezervasyon yapalım - yukarıdaki algoritma yalnızca eksenel yatay rüzgar jeneratörlerini değerlendirmeye yöneliktir.
Sakinlikten kasırgaya
Bir rüzgar jeneratörünün doğru hesaplanmasının nasıl yapılacağı hakkında konuşmaya geçmeden önce, hadi tanışalım en basit devre rüzgarın şiddetinin belirlenmesi. inmek açık alan ya da eylül ayında sessiz, güneşli bir günde ormanın kenarında. Ateşinizden çıkan duman dikey olarak yükselir, ağaçlar hareket etmez. Ve sadece kavak yaprakları, sanki bakışınızdan korkmuş gibi zar zor titriyor. Hava, sanki yaklaşmakta olandan önce dinleniyormuş gibi sakinleşti. iyi iş. Tamamen sakin. Şimdi - dikkat.
- Birkaç dakika sonra, duman gözle görülür şekilde yana doğru sapmaya başladı, yüzünüzde bir an için hafif bir hava dokunuşu hissettiniz. Böyle bir fenomeni rüzgar olarak adlandırmak hala zordur, ancak hareket açıkça başlamıştır. Bilmek - hız şu an Saniyede 30 santimetre ile bir metre arasında değişir. İngiliz amiral Beaufort böyle bir hareketi hafif bir esinti olarak nitelendirdi.
- Yarım saat daha geçti ve yapraklar hışırdadı, çimen sallandı, yüz havanın zar zor algılanabilir bir serinliğini hissetti. Hareketinin hızı zaten saniyede 3 metreye kadar çıktı - bu, ünlü Beaufort ölçeğinde hafif bir rüzgar.
- İnce ağaç dalları sallandı, yapraklar çırpındı, bozkır tüyü otu alçaldı ve alçaldı, ateşiniz zaten gözle görülür şekilde şişiyor ve daha parlak yanıyor, duman yere yayılıyor. Hız zaten 5 metreye kadar - gözlerinizin önünde zayıf bir rüzgar esmeye başladı.
- Ve burada ağaçların tepeleri canlandı, dallardan daha yüksek sesle fısıldadı, bozkır yolunda toz yükselmeye başladı. Hız 8 metreye kadar ulaşır. Zaten çıplak ayakla bile havanın hareketine ayak uydurmak. Ölçülü bir şekilde gücünü kazandı ve şimdiye kadar ılımlı rüzgar onu belirli bir süre koruyor.
- Sabrı taşar ve dallar daha güçlü sallanmaya başlar, ağaç gövdeleri sallanır, rüzgar saniyede neredeyse 11 metre hıza ulaşır ve sert bir rüzgara dönüşür.
- Orman itidalle uğuldadı, direklerdeki teller ıslık çalmaya başladı, kalın dallar ve gövdeler sallandı. Rüzgar saniyede 14 metrelik mesafeyi aşmayı başarır ve kuvvetli bir rüzgar özelliği kazanır.
- Tüm ağaç gövdeleri havanın baskısı altında sallandı, orman sesleri boğuyor, rüzgara karşı gitmek zaten zor. Hızın 17 metreye ulaştığını ve rüzgarın kuvvetlendiğini bilin.
- Bütün ağaçlar öyle bir kuvvetle sallandı ki kırılmaya başladılar. küçük dallar, yürümek neredeyse imkansız, yere tutunmak ve saklanmak için sürünmek istiyorum. Bu, hızın 20 metreye ulaştığı ve rüzgarın zaten çok güçlü bir karaktere sahip olduğu anlamına gelir.
- Arka Kısa bir zaman hava hareketi ivme kazanıyor. Şehrin sokaklarında olmak tehlikeli: nesneler uçuyor, eski çatıları yıkıyor. Ormanda, kalın dallar kırılır ve bir çarpma ile uçar, denizdeki bir dalga gemileri 3-4 metre yukarı ve aşağı indirir, rüzgar hızı saniyede 24 metreye ulaşır. Amiral Beaufort'un tanımına göre, bu zaten bir fırtına.
- Ağaçlar saldırıya dayanamıyor, sağır edici bir çatırtıyla kırılıyorlar, çoğu yerinden sökülüyor, eski binalar çöküyor, çatılar büyük ölüm kuşları gibi uçuyor, rüzgar saniyede 28 metreyi aşıyor - güçlü bir fırtına.
- Yapıların büyük yıkımı başladı, arabalar koloboklar gibi yuvarlandı, rüzgar yoluna çıkan her şeyi süpürdü, denizdeki dalga beş metreden fazla yüksekliğe ulaştı ve gemi bir çip gibi on metrelik bir uçuruma fırlatıldı ve tekrar getirildi yüzeye, denizcileri inanılmaz bir güçle güverteye bastırıyor. Rüzgar hızı saniyede 30 metreyi aşıyor. Şiddetli bir fırtına devreye girdi.
- Ve son olarak, (Tanrı kimsenin denizde veya karada yaşamasını yasaklar), yıkıcı rüzgarın saniyede 33 metreyi aştığı bir kasırga. Her şey yeryüzünden silinip süpürülür, deniz öfkelenir ve gemiyi aç bir kurdun kuzuya dönüşmesi gibi sallar.
Böylece, Beaufort ölçeğinin yazarının adını taşıyan, sakinden kasırgaya hava hareketinin özelliklerini tanıdık. Bu, 12 puanlık bir rüzgar hızı ölçeğidir. Artık rüzgar jeneratörünün gücünü hesaplamamız gerektiğinde rüzgar hızını görsel olarak belirleyebiliyor ve bunu esas alabiliyoruz.
Bir yel değirmeni hesaplanırken ana parametre rüzgar hızıdır. Her rüzgar jeneratörü için bu parametre bireyseldir. Çoğu kurulumda kanatlar, 2 m/s'den rüzgara maruz kaldığında harekete geçer. Ve sadece 7-11 m / s'de (kurulumun kendisi dikkate alınarak) yel değirmeninin verimliliği maksimum olacaktır. İlk hız başlangıç, ikincisi nominaldir. Bu parametrelerin her ikisi de üretici tarafından her yel değirmeni modelinin ambalajında belirtilmiştir.
- oldukça gerçek. Bu nedenle, bir rüzgar türbininin gücünü hesaplamak için öncelikle bölgenizdeki rüzgar hızını analiz etmeniz gerekir. Bu bir aydan fazla sürecektir. Olası maksimum rüzgar hızı parametreleri 1-2 kez hesaplanamaz. Düzinelerce ölçüm alacaktır. Böyle bir araştırma için zaman yoksa, yerel hava istasyonundan veri talep edebilirsiniz.
Elektriğin sürekli üretilebilmesi için hesaplamanın dikkate alınması gerekir. ortalama sürat belirli bir bölgede rüzgar Hava tahmininden veya rüzgar haritasını inceleyerek bile bulunabilir. Yel değirmeninin yerleştirileceği alanda özel aletlerle anma hızının ölçülmesi tavsiye edilir. Bu önemlidir, çünkü ev bir tepeye veya tersine, neredeyse hiç rüzgarın olmadığı bir ovaya yerleştirilebilir.
P = r V 3 S/2,
r, hava yoğunluğunun göstergesidir (1.225 kg / m3), V, akışın hareket ettiği hızı yansıtan değerdir (m / s), S, akış alanıdır (m 2).
Örneğin bir rüzgar jeneratörünü hesaplamak için vidanın alanını 3 m 2 olarak alabiliriz ve rüzgar hızı 10 m / s'dir. O zaman aşağıdaki değer elde edilecektir: 1,225 10 3 3/2 = 1837,5 watt. Vidalara gelince, küçük ev yarıçapları en az 3-4 m olmalıdır, daha sonra çap 6-8 m ile sınırlıdır Bu tür parametreler, yel değirmeninin tüm eve elektrik sağlaması gerekiyorsa kullanılır, yani ek kaynak değil ana kaynak olarak kullanılır.
Rüzgar akışının hesaplanan gücünde kayıplar dikkate alınmadı. Nihai değer daha da düşük olacaktır. Kesin sonucu elde etmek için, şuna eşit bir faktörle çarpılır:
- %35-45 - 3 yatay kanatlı rüzgar türbinleri için;
- %15-25 - dikey kanatlı Savonius yel değirmenleri için.
Rüzgar enerjisinin kullanım faktörü dikkate alındığında, rüzgar jeneratörünün gücü 1837,5 %40 = 735 W olabilir (için yatay kurulum) ve 1837,5 %20 = 367,5 W.
Hesaplamanın bir sonraki adımında, jeneratörün kendisinin verimliliği şuna eşittir:
- %80 - mıknatıslara dayalı kurulumlar için;
- %60 - elektrik tahrikli bir jeneratör için.
O zaman yatay kanatlı bir yel değirmeni için gerekli güç 735 %80 = 588 watt olacaktır. Bu değerin diğer %20'si kontrolörler, kablolar ve diyot köprüsündeki kayıplar için düşülür. Ardından, 1837,5 W olan başlangıç değerinden, 588 - %20 = 470,4 W kalır.
Bu nedenle, bir ev ve yazlık için bir rüzgar jeneratörünün gücünü hesaplarken, beklenen değer güvenli bir şekilde ikiye bölünebilir. Hesaplamaların gerektirdiğinden 2 kat daha güçlü bir kurulumu hemen tasarlamak daha iyidir. Böylece, kullanılan malzemelerin belirli özellikleri ve evde montaj nüansları da dahil olmak üzere tüm eksiklikleri giderirsiniz. Böyle bir rüzgar jeneratörü, evinize gerekli elektriği kesintisiz olarak sağlayacaktır.
Özel bir eve veya banliyö gayrimenkulüne güç kaynağı düzenlemek için bir rüzgar jeneratörünün nominal gücünü hesaplamak için aşağıdaki ilkeleri kullanmanızı öneririz.
Rüzgar üreten bir elektrik tesisatı seçmek için, ekipmanın önerilen kurulumunun yerindeki en sabit yönü ve ortalama rüzgar hızını mümkün olduğunca doğru bir şekilde belirlemek gerekir. Aynı zamanda, rüzgar jeneratörünün kanatlarının 2 m/s rüzgar hızında dönmeye başladığını anlamak gerekir. en yüksek oran yararlı eylem Tesisatın (COP) değerine 9 - 12 m/s rüzgar hızında ulaşılır.
Küçük bir elektrik sağlamak için kır evi yaklaşık 8 m / s rüzgar hızında üretilen, nominal gücü en az 1 kWh olan bir jeneratör gereklidir.
Rüzgar üreten bir elektrik tesisatının gücü büyük ölçüde rüzgar hızına ve çalışan vidanın çapına bağlıdır.
hesaplama için performans özellikleri küçük bir kır evi için yel değirmeni, aşağıdaki formülleri kullanabilirsiniz:
1. Rüzgar jeneratörünün dönme alanına göre hesaplanması
P \u003d 0,6 * S * V 3,
S- Rüzgar yönüne dik alan (m 2);
V- Rüzgar hızı (saniyede metre).
P– Jeneratör gücü, kW
2. Rüzgar jeneratörünün vida çapına göre hesaplanması
P \u003d D 2 * V 3 / 7000,
D- Vida çapı (metre);
V– Rüzgar hızı (saniyede metre).
P– Jeneratör gücü, kW
3. Hava akışının yoğunluğunu hesaba katan daha karmaşık hesaplama
Aşağıdaki formül kullanılarak daha doğru bir hesaplama yapılabilir:
P = ξ π R2 0,5 V3 ρ ηred ηgen
ξ - rüzgar enerjisi kullanım katsayısı (yüksek hızlı rüzgar türbinleri için nominal modda maksimum ξmax = 0,4 ÷ 0,5'e ulaşır), ölçüsüz bir değer
R- rotor yarıçapı, ölçü birimi - m
V- hız hava akımı, birim - m / sn
ρ - hava yoğunluğu, ölçü birimi - kg/m3
kırmızı- Düşürücü verimliliği, ölçü birimi - yüzde
gen- Jeneratör verimliliği, ölçü birimi - yüzde
Açıktır ki, en çok olanı seçmek için optimal çap rüzgar türbini pervanesi, planlanan kurulum sahasındaki ortalama rüzgar hızını bilmek gereklidir. Bir yel değirmeni tarafından üretilen elektrik miktarı, rüzgar hızının artmasıyla kübik oranda artar. Örneğin rüzgar hızı 2 kat artarsa rotorun ürettiği kinetik enerji 8 kat artacaktır. Bu nedenle, bir bütün olarak tesisin gücünü etkileyen en önemli faktörün rüzgar hızı olduğu sonucuna varılabilir.
Rüzgar üreten bir elektrik tesisatının kurulum yerini seçmek için, minimum sayıda rüzgar bariyeri olan alanlar (olmayan büyük ağaçlar ve binalar) bir konut binasından en az 25-30 metre uzakta (rüzgar türbinlerinin çalışma sırasında çok yüksek sesle vızıldadığını unutmayın). Rüzgar türbini rotor merkezinin yüksekliği en yakın binalardan en az 3-5 metre daha yüksek olmalıdır. Rüzgarlı geçit hattında ağaç veya bina olmamalıdır. Açık araziye sahip tepeler veya sıradağlar, rüzgar türbini konumu için en uygun olanlardır.
senin durumunda tatil evi bağlanması planlanmadı ortak ağ, o zaman birleşik sistemler seçeneğini göz önünde bulundurmalısınız:
- + Solar paneller
- RES + Dizel
Kombine seçenekler, rüzgarın değişken olduğu veya mevsime bağlı olduğu bölgelerde sorunların çözülmesine yardımcı olacaktır ve bu seçenek güneş panelleri için de geçerlidir.
Çevrimiçi rüzgar türbini hesaplayıcısı
Bir rüzgar jeneratörünün rüzgar çarkının gücünü hesaplama yöntemi nispeten doğru ve oldukça basittir.
Rüzgar enerjisinin gücünü hesaplamak için formül aşağıdadır. P=0,6*S*V^3, nerede
P- güç Watt
S- süpürme alanı metrekare.
V^3- Rüzgar hızının küpü m/s
r, dairenin yarıçapının karesidir
Örneğin vidanın alanını alırsak 3 m2. ve 10 m / s rüzgardaki gücü hesaplayın, 0,6 * 3 * 10 * 10 * 10 \u003d 1800 watt elde edersiniz. Ancak bu, rüzgar akışının gücüdür ve vida, teoride% 57'ye ulaşabilen gücün bir kısmını alacaktır, ancak pratikte yatay üç kanatlı rüzgar jeneratörleri için bu parametre% 35-45'tir. Ve için dikey tip Savonius %15-25.
Daha sonra yatay üç kanatlı bir pervane için ortalama olarak rüzgar enerjisi kullanım faktörünü %40 olarak ayarlıyoruz ve 1800*0.4=720 watt hesaplıyoruz. Vida rüzgardan 720 watt alacak ama yine de jeneratörlerin sahip olduğu bir jeneratör verimliliği var. kalıcı mıknatıslar yaklaşık 0,8 ve elektriksel uyarma ile 0,6. Ardından 720 * 0,8 = 576 watt.
Ancak pratikte her şey çok daha kötü olabilir, çünkü jeneratör tüm çalışma modlarında yüksek verime sahip olmadığından, kablolarda, diyot köprüsünde, kontrolörde ve aküde de kayıplar vardır. Bu nedenle, gücün %20'sini güvenle atabilirsiniz ve yaklaşık %576-20 \u003d 640,8 watt kalacaktır.
Dikey bir rüzgar jeneratörü için bu parametre daha da az olacaktır, çünkü ilk olarak KIEV sadece% 20'dir ve verimliliği% 70-90 olan bir çarpandır. Daha sonra 1800 watt rüzgar gücünden ilk kanatlar 1800 * 0,2 = 360 watt alacaktır. Jeneratörün verimliliği 0,8 ve çarpan 0,8 eksi 360 * 0,8 * 0,8 = 230,4 watt'tır. Ve kablolar, diyot köprüsü, kontrolör ve pildeki kayıplar için bir başka eksi %20 ve %230,4-20 = 183,6 watt kalacaktır.
İtibaren gerçek hayat bir rüzgar jeneratörünün gücünün pratik olarak hesaplanması.
Bu formül, rüzgar türbinleriyle ilgili birçok forumda ve sitede bulunabilir. Formülü test etmek için iki rüzgar türbininin gerçek verilerini karşılaştırmak istiyorum. düşük güç Vidalar alan olarak hemen hemen aynıdır, ancak biri yatay, diğeri dikeydir.
Fotoğrafta iki gerçek ev yapımı rüzgar türbini var, ilki 1,5 m pervane çapına sahip yatay üç kanatlı, ikincisi 1 m genişliğinde ve 1,8 m yüksekliğinde dikey. Verileri saymazsak, 10m / s rüzgardaki yatay gücün yaklaşık 90 watt ve dikey olanın 60 watt olduğunu hemen yazacağım. Birincisinin KIEV'i, bıçaklar gözle yapıldığından, muhtemelen 0,3 ve ikincisi, iyi yapılmış bir 0,2 gibi dikey.
Şimdi rüzgarın süpürdüğü vidanın alanını hesaplıyoruz, birincisi 1,76 m, ikincisi dikey 1,8 m.
yatay 0,6 * 1,76 * 10 * 10 * 10 \u003d 1056 * 0,3 * 0,8-20% \u003d 202 watt anlamına gelir.
dikey 0,6 * 1,8 * 10 * 10 * 10 \u003d 1080 * 0,2 * 0,8-20% \u003d 138 watt anlamına gelir.
Bu tür teorik verilere sahibiz, ancak gerçek verileri bilerek, her iki rüzgar türbininin KIEV'inin ve jeneratörlerinin verimliliğinin çok uzak olduğu ortaya çıkıyor. iyi performans. Bu durumda, çoğu için ev yapımı jeneratörler Hesaplamalar olmadan gözle yapılan, güvenli bir şekilde% 50 daha atabilir ve sonunda belirli bir alandaki rüzgar çarkına sahip bir rüzgar türbininden beklenen gerçek gücü elde edebilirsiniz.
Ev yapımı bir rüzgar jeneratörünün gerçek gücü.
202 watt gücünde yatay rüzgar jeneratörü.-50% = 101 watt ve gerçek 90 watt.
138 watt gücünde dikey rüzgar jeneratörü.-50% = 69 watt ve gerçek 60 watt.
Uzun süredir rüzgar türbinleriyle ilgilendiğim için, ev yapımı rüzgar türbinlerinin çoğunun fabrika muadillerinden uzak olduğuna dair (belki hatalı) bir sonuca vardım. Sadece doğru hesaplamalar kullanılarak elde edilebilir yüksek verim tüm rüzgar türbini ve pek başarılı değil.
Ve çoğu ev yapımı rüzgar jeneratörüyle, gücü hesaplarken, beklenen gücün yarısını güvenle atabilir ve rüzgar jeneratörünü, ev montajının ve kullanılan malzemelerin tüm eksikliklerini telafi etmek için ihtiyaç duyduğunuzdan hemen iki kat daha güçlü hale getirebilirsiniz.
Rüzgar türbini güç hesabı
Prensipte bir rüzgar jeneratörünün çapı ve gücü nasıl hesaplanır, her şey oldukça basittir Bir rüzgar çarkını hesaplama formülü ve ayrıca gerçek örnekler güç hesaplamaları.
Alternatif enerji Alternatif enerji, yenilenebilir enerji kaynakları, gezegenin enerji kaynakları.
Artan enerji fiyatları nedeniyle tüm daha fazla sahipözel evler rüzgar, güneş, hidroelektrik ve jeotermal gibi yenilenebilir ve geleneksel olmayan enerji kaynaklarına (RNE) yöneliyor. Burada size ülkemizin sıradan bir vatandaşının rüzgar enerjisini finansal açıdan nasıl rasyonel ve uygun maliyetli bir şekilde kullanabileceğini anlatacağız.
Bir rüzgar çiftliği (RES) seçme örneği gösterilmeden önce, hava akışının nasıl dönüştürüldüğünü bilmek gerekir. elektrik enerjisi ve sitenizde bu tür enerjinin ne kadar elde edilebileceği. Yukarıdaki formülü kullanarak, sitenizde "yürüyen" enerjiyi hesaplayabilirsiniz:
Örneğin normal yoğunlukta bir hava akımı 3 m2'lik bir alana 5 m/s hızla esmektedir. Bu koşullar altında şunları elde ederiz:
Nereye,
V - rüzgar hızı, ölçü birimi - m / s
S - hava akışının üflendiği (sallandığı) alan, ölçü birimi m2'dir
Akışın türbülansa gidecek kısmını, bir nesnenin etrafındaki akışı vb. hesaba katmazsanız ideal olarak yaklaşık 2 kW. AT gerçek koşullar mümkün olduğunca hava akışının potansiyel enerjisinin %30-40'ını alabiliriz. Bu sınırlama, rüzgar türbininin teknolojik ve fiziksel uygulaması ile ilgilidir. Aşağıdaki formül kullanılarak daha doğru bir hesaplama yapılabilir:
Nereye,
ξ rüzgar enerjisi kullanım katsayısıdır (yüksek hızlı yel değirmenleri için nominal modda maksimum ξmax = 0,4 ÷ 0,5'e ulaşır), ölçüsüz bir değer
R, rotorun yarıçapıdır, ölçü birimi m'dir.
V - hava akış hızı, ölçü birimi - m / s
ρ hava yoğunluğudur, ölçü birimi kg/m3'tür
ηred - dişli kutusunun verimliliği, ölçü birimi - yüzde
ηgen - jeneratör verimliliği, ölçü birimi - yüzde
Aşağıdaki veriler için:
ξ = 0,45
R = 2 m
D = 5 m / sn
ρ = 1,25 kg/m3
ηkırmızı = 0,9
ηgen = 0.85
Pek bir şey çıkmıyor. O halde RES kullanımı neden faydalıdır? Bu durumda en iyi onay, "canlı" bir örnek olacaktır. Bunu yapmak için, örnek olarak, kendi ürünlerinden hesaplanan verileri sağlamayı kibarca kabul eden Ukraynalı şirketlerden birinin kurulumunun özelliklerini vereceğiz. Ayrıca bakınız: Rüzgar jeneratörü hesaplayıcısı
Söz konusu model, 5 kW nominal güce ve bizim için önemli olan aşağıdaki teknik parametrelere sahiptir:
WindElectric mühendislik merkezine göre WE3000 modeli aşağıdaki özelliklere sahiptir (rüzgar hızına bağlı olarak güç): Saniyede 10 metrelik bir rüzgar hızında, böyle bir kurulum 3 kWh'den fazla üretecektir, bu enerji miktarı tamamen yeterlidir. küçük bir yazlık için, ancak ülkemizde her zaman rüzgarlı olmadığını hatırlamakta fayda var.
öğrenme zamanı en önemli soru Maliyeti ne kadar olacak ve ödemesi ne kadar sürecek? Elektrik maliyeti yaklaşık olarak aşağıdaki şemaya göre belirlenebilir:
Nereye,
B, RES'in toplam maliyetidir, ölçü birimi UAH, ruble, $ vb.
AB - yıl için işletme maliyetleri, ölçü birimi - (UAH / yıl, ruble / yıl, $ / yıl)
P - yılda üretilen enerji miktarı, ölçü birimi kW zamandır
T, rüzgar jeneratörünün yıl cinsinden hizmet ömrüdür (T = 20 yıl olduğu varsayılmıştır)
Yıllık enerji üretimi,
Bir satın alma işlemi yaparken, onunla ne yapacağımızı ve ona ne kadar ihtiyacımız olduğunu her zaman tam olarak bilemeyiz. Bir rüzgar çiftliği söz konusu olduğunda, bu kesinlikle açıklığa kavuşturulmalıdır.
Seçenek bir: Daireme kısmen bağımsız bir enerji kaynağı sağlamak istiyorum (evim ağa bağlı) harici ağ. Bu durumda, tesisin kapasitesi, şebekeden almak istediğiniz enerji miktarına değil, kendiniz üretmek istediğinize bağlı olacaktır.
İkinci Seçenek: Daireme bağımsız bir enerji kaynağı sağlamak istiyorum, bu nedenle WPS seçeneğini seçiyorum (evim harici ağa bağlı değil. Bu durumda elektrik ihtiyacınızı tam olarak bilmeniz gerekiyor.
Bu iki seçenek arasındaki fark nedir? Her iki durumda da bir rüzgar çiftliği gereklidir, ancak bunun ne ölçüde kullanılacağını, dolayısıyla hangi kapasitede bir kuruluma ihtiyacımız olacağını bilmek gerekir.
RES seçimi için hazırlık. kurulum, konfigürasyon ve garanti hizmetlerini başka kim sağlayabilir, uzman bir şirketle görüşmeye hazırlık yazmak daha doğru olur? Firma size teklif vermeden önce bazı bilgilere sahip olmalıdır. Onlar hakkında bilgi edinmeye çalışalım. Bu da ilginizi çekecektir. Yukarıdaki iki seçenek için hazırlığın birkaç ortak noktası vardır:
1. İhtiyaçlar. Meyve suyu almaya karar verirseniz, önce hissettiğiniz susuzluğun gücünü değerlendirin. Bundan sonra, uygun hacimde bir şişe meyve suyu alın. Bir rüzgar çiftliği kurmak için "iştahınızı" bilmeniz gerekir. Bizim durumumuzda "iştah" altında, gün, ay, mevsim başına tüketilen elektrik miktarını kastetmeliyiz. Üst yükün sınırını ayarlamak da gereklidir (örneğin, Bayram evinizde aynı anda iki TV, bir müzik merkezi, bir bilgisayar, birkaç odanın aydınlatması, bir mikrodalga fırın vb. çalışıyor), yani. Üst yük limiti, evinizin maksimum enerji tüketimidir. Bunun süresini de bilmek gerekir. maksimum yük. Toplam enerji tüketimini ayarlamak çok basittir, ancak sizin açınızdan oldukça dikkat gerektirecektir. Göreviniz, odadaki her elektrikli cihazın gücünü ve çalışma süresini bulmak ve ardından bilgileri tabloya girmektir.
2. Konaklama. Sonraki hazırlık aşaması RES'in konumunun yaklaşık (!) bir seçimi olacaktır. Gösterge niteliğindedir, çünkü yalnızca uzmanlar belirleyebilir en iyi seçenek bireysel durumunuz için. Ancak, daha iyi hayal etmenizi sağlayan birkaç nokta var olası konum WES. 3 altın kuralı unutmayın:
* Türbülans. Rüzgar türbini, 100 metrelik bir yarıçap (elektrik hatları dahil) içindeki en yüksek nesnenin 10 metre yukarısına yerleştirilmelidir.
* Rüzgâr çiftlikleri mümkün olan her yerde kurulmalıdır. açık alanlar(nehir kıyıları, denizler, göller).
* Alanın orografisi. Doğal geçitlerde, kanyonlarda hava akışının sıkışma eğiliminde olduğu ve bunun sonucunda hızının arttığı unutulmamalıdır. Tepelerde de benzer bir durum gözlemlenebilir.
3. Kır evinizin ortak bir ağa bağlanması planlanmıyorsa, birleşik sistemler seçeneğini düşünmelisiniz:
* RES + Güneş panelleri
* RES + Dizel
alternatif enerji alternatif enerji, yenilenebilir enerji kaynakları, gezegenin enerji kaynakları
Makale, rüzgar jeneratörünün basitleştirilmiş bir hesaplamasını sağlar (rüzgar jeneratörünün gücünün hesaplanması). Rüzgar jeneratörünün hesaplanması pratik örneklerle sunulmaktadır.
Ev onarımı No. 1
Aracısız güvenilir ustaları seçin ve %40'a varan tasarruf edin!
- bir başvuru doldurun
- Ustalardan teklif alın
- Fiyat ve incelemelere göre sanatçıları seçin
Bir iş gönderin ve fiyatları öğrenin
Bir elektrik kaynağı olarak rüzgar türbinleri son zamanlarda banliyö bölgelerinde yaşayanlar arasında popülerlik kazanmıştır. Kurulumdan önce, bölgeniz için rüzgar jeneratörünü hesaplamak gerekir. Elektrik üretimi için bu çevre dostu cihaz iki tiptir:
- yatay eksenli
- dikey eksenli
İkincisi daha verimli ve teknolojik olarak gelişmiştir. Dikey rüzgar türbinlerinin tek dezavantajı, yüksek fiyat. Genellikle bu tür cihazlar on beş yıl içinde kendini amorti eder. Bu nedenle, rüzgar türbinleri ek bir enerji kaynağı olarak kullanılmaktadır. Bunları kendiniz kurabilirsiniz.
Bir rüzgar jeneratörü nasıl seçilir
Dikey bir rüzgar jeneratörü satın alma konusuna doğru yaklaşırsanız, üretkenliğini artırabilir ve geri ödeme süresini kısaltabilirsiniz. İlk önce düşünmelisin farklı şekiller dikey rüzgar jeneratörleri:
- kılavuz mekanizmalara ihtiyaç duymayan ortogonal jeneratörler. Ana eksene paralel birkaç kanadı vardır. Böyle bir jeneratörün çalışması rüzgarın yönüne bağlı değildir.
- Darrieus rotorlu rüzgar jeneratörleri. Düz bir pervane üzerinde iki veya üç kanatlıdırlar. Tasarımın ana avantajı, zemin seviyesinde monte edilebilmesidir.
- Savonius rotor jeneratörleri. Pil tüketimini önemli ölçüde azaltan pervane çalışması düşük hızlarda gerçekleştirilebildiğinden çok verimlidirler.
- eksen üzerinde çok sayıda kanat bulunan cihazlar. Bu, ortogonal enstrümanın daha gelişmiş bir versiyonudur. Çok etkilidirler, ancak fiyatları önemli ölçüde daha yüksektir.
- helikoid rotorlu cihazlar. Ayrıca ortogonal aletten de evrimleşmişlerdir. onun sayesinde sofistike teknoloji aks üzerindeki bıçaklar makaraya küçük bir yük bindirir. Bu, jeneratörün ömrünü uzatır. Ama aynı zamanda çok pahalılar.
En popüler rüzgar türbinleri ortogonal ve Savonius rotorlarıdır. Hemen hemen her dikey eksenli rüzgar türbini, neodimyum mıknatıslarla çalışır. Maliyet çok yüksek olmasa da oldukça etkilidirler. Bir rüzgar jeneratörü seçerken fazla ödeme yapmamak için şunları yapabilirsiniz: doğru hesaplamalar kendi ellerinle.
Jeneratör seçerken nelere dikkat edilmeli?
Bunu almaya ne zaman karar verdin? faydalı cihaz, bir rüzgar jeneratörü olarak aşağıdaki parametreleri göz önünde bulundurmanız gerekir:
- neodimyum mıknatıslarda rüzgar jeneratörü gücü. Bölgenizde kuvvetli rüzgar yoksa, küçük kapasiteli bir jeneratöre ihtiyacınız vardır.
- Rüzgarın yönü. Rüzgarlar sıklıkla yön değiştiriyorsa, sadece hareketli kanatlı dikey bir rüzgar jeneratörü size uyacaktır.
- marka. Cihazın fiyatı doğrudan üreticiye bağlıdır. İthal malların her zaman Rus muadillerinden daha pahalı olduğu unutulmamalıdır.
Bir rüzgar jeneratörü hesaplamasını kendiniz nasıl yapabilirsiniz?
Bölgenizdeki bir rüzgar türbininin gücünü hesaplamak için özel formüller kullanın. Öncelikle bölgenizdeki jeneratörün yıl boyunca üretebileceği enerji miktarını hesaplamanız gerekir. Bunu yapmak için bir dizi işlem yapmanız gerekir:
- bir hesaplama yapın. Sonuçlara göre kanatların uzunluğu ve kulenin yüksekliği seçilecektir.
- Bölgenizdeki rüzgar hızını analiz edin. ile kendin yapabilirsin özel cihaz, birkaç ay boyunca rüzgarı izleyerek veya yerel hava durumu istasyonundan sonuçları talep ederek
Bir rüzgar akışının gücünü kendi ellerinizle hesaplama yöntemi, formülün kullanılmasını içerir - P*= krV 3S/2, [Wt]. Bu formül aşağıdaki gösterimi kullanır:
- r normal koşullar altında olan hava yoğunluğu 1.225 kg/m3
- V- m/s cinsinden akış hızı
- S- metrekare cinsinden akış alanı
- k- değerdeki rüzgar türbini türbininin verimlilik katsayısı 0,2-0,5
Bu hesaplamalar ile alanınız için uygun gücü belirleyebileceksiniz. Rüzgar jeneratörünün ambalajı, hangi rüzgar akışında çalışmasının en verimli olduğunu gösterir. Tipik olarak, bu değer aralıktadır. 7-11 m/s.
Rüzgar jeneratörleri (ortogonalden Savonius'a kadar), özel bir evde ek veya ana elektrik için en uygun kaynaktır. Rüzgar jeneratörünün hesabını kendi ellerinizle doğru yaparsanız bölgenize uygun bir ünite satın alabilirsiniz.
Ev onarımı No. 1
↪ ℹ Rüzgar jeneratörü hesabı. ✔ Ne tür dikey rüzgar türbinleri vardır? ✔ Bölgeniz için bir rüzgar jeneratörünün gücünü bağımsız olarak nasıl hesaplayabilirsiniz?
Özel bir eve veya banliyö gayrimenkulüne güç kaynağı düzenlemek için bir rüzgar jeneratörünün nominal gücünü hesaplamak için aşağıdaki ilkeleri kullanmanızı öneririz.
Rüzgar üreten bir elektrik tesisatı seçmek için, ekipmanın önerilen kurulumunun yerindeki en sabit yönü ve ortalama rüzgar hızını mümkün olduğunca doğru bir şekilde belirlemek gerekir. Aynı zamanda, rüzgar jeneratörünün kanatlarının 2 m/s rüzgar hızında dönmeye başladığını anlamak gerekir. Tesisatın maksimum verimlilik faktörüne (COP) 9 - 12 m/s rüzgar hızında ulaşılır.
Küçük bir kır evine elektrik sağlamak için, yaklaşık 8 m / s rüzgar hızında üretilen, nominal gücü en az 1 kWh olan bir jeneratör gereklidir.
Rüzgar üreten bir elektrik tesisatının gücü büyük ölçüde rüzgar hızına ve çalışan vidanın çapına bağlıdır.
Küçük bir kır evi için bir yel değirmeninin performansını hesaplamak için aşağıdaki formülleri kullanabilirsiniz:
1. Rüzgar jeneratörünün dönme alanına göre hesaplanması
P \u003d 0,6 * S * V 3,
S- Rüzgar yönüne dik alan (m 2),
V— Rüzgar hızı (saniyede metre).
P– Jeneratör gücü, kW
2. Rüzgar jeneratörünün vida çapına göre hesaplanması
P \u003d D 2 * V 3 / 7000,
D— Vida çapı (metre),
V– Rüzgar hızı (saniyede metre).
P– Jeneratör gücü, kW
3. Hava akışının yoğunluğunu hesaba katan daha karmaşık hesaplama
Aşağıdaki formül kullanılarak daha doğru bir hesaplama yapılabilir:
P = ξ π R2 0,5 V3 ρ ηred ηgen
ξ - rüzgar enerjisi kullanım faktörü (yüksek hızlı yel değirmenleri için nominal modda maksimum ξmax = 0,4 ÷ 0,5'e ulaşır), ölçüsüz bir değer
R— rotor yarıçapı, ölçü birimi — m
V- hava akış hızı, ölçü birimi - m / s
ρ — hava yoğunluğu, ölçü birimi — kg/m3
kırmızı- Düşürücü verimliliği, ölçü birimi - yüzde
gen— Jeneratör verimliliği, ölçü birimi — yüzde
Açıkçası, rüzgar türbini pervanesinin en uygun çapını seçmek için, planlanan kurulumun sahasındaki ortalama rüzgar hızını bilmek gereklidir. Bir yel değirmeni tarafından üretilen elektrik miktarı, rüzgar hızının artmasıyla kübik oranda artar. Örneğin rüzgar hızı 2 kat artarsa rotorun ürettiği kinetik enerji 8 kat artacaktır. Bu nedenle, bir bütün olarak tesisin gücünü etkileyen en önemli faktörün rüzgar hızı olduğu sonucuna varılabilir.
Rüzgar üreten bir elektrik tesisatının kurulum yerini seçmek için, bir konut binasından en az 25-30 metre mesafede, minimum sayıda rüzgar bariyeri bulunan (büyük ağaçlar ve binalar olmadan) alanlar en uygunudur (unutmayın rüzgar türbinleri çalışma sırasında çok yüksek sesle uğuldar). Rüzgar türbini rotor merkezinin yüksekliği en yakın binalardan en az 3-5 metre daha yüksek olmalıdır. Rüzgarlı geçit hattında ağaç veya bina olmamalıdır. Açık araziye sahip tepeler veya sıradağlar, rüzgar türbini konumu için en uygun olanlardır.
Kır evinizin ortak bir ağa bağlanması planlanmıyorsa, birleşik sistemler seçeneğini düşünmelisiniz:
- RES + Güneş panelleri
- RES + Dizel
Kombine seçenekler, rüzgarın değişken olduğu veya mevsime bağlı olduğu bölgelerde sorunların çözülmesine yardımcı olacaktır ve bu seçenek güneş panelleri için de geçerlidir.
Bir ev veya yazlık için bir rüzgar jeneratörünün gücünün hesaplanması
Özel bir eve veya banliyö gayrimenkulüne güç kaynağı düzenlemek için bir rüzgar jeneratörünün nominal gücünü hesaplamak için aşağıdakileri kullanmanızı öneririz.