kategoriler: Öne Çıkan Makaleler » Otonom güç kaynağı
Görüntülenme sayısı: 20109
Makaleye yorum: 3
Rusya'da rüzgar jeneratörleri: hayal kırıklığı nasıl seçilir, kurulur ve önlenir
Rüzgar tarafından serbest elektrik alma yeteneği, bireysel ev sahiplerinin çoğuna hitap eder, ancak bir kısmı başarısız olur, bu yöntemde hayal kırıklığına uğrar ve çeşitli forumlarda olumsuz yorumlar yazar. Ancak bu tür kurulumları oluştururken hatalardan kaçınabilir ve bunlardan en iyi şekilde yararlanabilirsiniz.
Elektrik devresi ve tasarım prensipleri ile rüzgar jeneratörü diğer tüm elektrik jeneratörü. Ana fark, aerodinamik bıçaklar tarafından yakalanan hava akışlarının kinetik enerjisi nedeniyle rotorunu döndürme yönteminde yatmaktadır.
Tahmini yerel koşullar
Rüzgârın hızı ve gücü, enerjisi jeneratör tarafından tüketilen motorun pervanesini güvenilir bir şekilde döndürmelidir. Bu yapılmazsa, elektriksiz kalacaksınız.
Aktif bir rüzgar olasılığının yaklaşık bir tahminine, yıllık ortalama rüzgar dağıtım programı yardımcı olacaktır. Sadece dünyanın yüzeyinden 50 metre yükseklikte tasarlandığını unutmayın. Gerçek koşullar için düzeltmeler yapmak gerekir.
50 metre yükseklik için tanımlanan, Rusya toprakları için ortalama yıllık rüzgar dağıtım grafiği
Her bölge için daha spesifik bilgiler, bölgesel hava durumu istasyonunun çalışanları ile netleştirilebilir ve planlanan kurulum yüksekliğini dikkate alabilir. Onlardan rüzgar yönleri istemeniz gerekmez: rüzgar jeneratörü otomatik olarak döner.
Arazinin ve mevsimin etkisi
Mevsime bağlı olarak, rüzgar farklı şekillerde esiyor. Bazı bölgelerde uzun bir durgunluk olabilir.
Ek olarak, rüzgar basıncı keskin bir şekilde azalır:
-
orman ve yakındaki ağaçlar;
-
komşu evler ve binalar;
-
yapının ovadaki veya kotun arkasındaki yeri.
Rüzgar elektrik tesisatlarının kurulumu için, her yönden açık olan tepeler en uygunudur. Rüzgar türbininin izin verilen maksimum yüksekliğe yükseltilmesi tavsiye edilir. Ayrı bir güçlü temel ve stabiliteyi artıran güvenli bir şekilde eklenmiş uzantılara sahip bir kule kullanmak daha iyidir: güçlü rüzgar basıncı ile büyük devrilme kuvvetleri oluşabilir.
Bireysel sahipler rüzgar enerjisi tesislerini evin çatısına veya duvarına monte eder. Bu en iyi seçenek değil. Düşük güçlü motorlar için geçerlidir: dinamik yükler değiştirilerek bina yapısı sürekli çalkalanacak ve dönen bir rotorun gürültüsü, bina elemanları aracılığıyla konutlara iletilecektir.
Örnek: komşu bir mağaza binasının düz çatısında - iki yıl boyunca betonarme levhalardan yapılmış iki katlı bir bina, mobil operatörün MTS antenine sahip bir kule çalıştı. Paneller arasında çatlaklar ortaya çıktıktan ve çatı sızmaya başladığında, anten çıkarıldı ve bina elden geçirildi.
Rüzgar çarkı tasarımı seçme
İnsanlık tarihinin tamamında, rüzgar enerjisi ile çalışan çok sayıda cihaz test edilmiştir. Maksimum verimlilik (yüksek verimlilik), uçak motoru pervanelerinin kavisli bıçakları ("pervaneden" ünlü ifadesini hatırlayın) veya keskin açılarla gelen hava / sıvı akışlarına kadar tekne / gemi motorları gibi bir kaldırma kuvveti oluşturan yapılarda doğaldır.
Bir rüzgar çarkı modeli seçmek için, sadece rüzgar hızını (V) bilmek değil, aynı zamanda fan kanatlarının tasarımını da belirlemek gerekir. Ana göstergeleri, rüzgar akışından etkilenen süpürülmüş yüzeyin (S) alanıdır.
Fanın çıkarabileceği gücü (N) tahmin etmek için formül kullanılır: N = (SρV3)/2.
Ρ değeri hava kütlelerinin yoğunluğudur.
Bazı satıcılar, rüzgar enerjisi santrallerinin verimliliğini 3 m / s'ye kadar hava hızlarında veya çalışma sırasında .31,3 metrelik yarıçapı olan bir daireyi tanımlayan bıçak boyutlarında verimliliğini iddia eder. Cihazlarının özelliklerini yukarıdaki formülde değiştirin: bu tür reklam beyanlarının güvenilirliğini temel fizik yasalarına göre kontrol edersiniz.
≤3m⁄sn hızındaki rüzgar, geleneksel bir rüzgar jeneratörüne güvenilir bir şekilde enerji iletemez. Ancak bu koşullar için, boyutlarını - özellikle 2 metre uzunluğunu artırarak oluşturulan artan alan bıçaklarını kullanabilirsiniz. Bununla birlikte, bu tür yapılar, dört metrelik açıklık nedeniyle, endüstriyel tesisler için daha uygundur.
Rüzgârların dağıtım programına dönersek ve rüzgar çarkı üzerindeki (50 metrelik bir yükseklikte değil) özel etkilerini dikkate alırsak, rüzgarların doğası turuncu bölgeye (5 m / s'den) veya daha yüksekse, Voronezh Devlet Üniversitesi üretim ve kurulum maliyetlerini haklı çıkarır.
Yüksek rüzgar hızlarında, üretilen güç keskin bir şekilde artar. Bu gibi durumlarda, sadece herhangi bir rüzgar jeneratörü yapılandırılır. Diğer durumlarda beklentilerini karşılamayabilir.
Üretici spesifikasyonlarına giriş
Rüzgar jeneratörünün gücünü test etmek ve kontrol etmek fabrikada gerçekleştirilir: sabit fanlardan ayarlanabilir hava akışına sahip bir rüzgar tüneli. Bu, hava aracının ve tüm araç gövdelerinin aerodinamik özelliklerini kontrol eder. Ancak bu yöntem, bir rüzgar elektrik tesisatının gerçek çalışma koşullarını yansıtmaz.
Bir rüzgar tünelinde, rüzgar sürekli çaba ile bir yönde esiyor, ancak gerçekte her zaman hem hızda hem de yönde biraz değişir. Düzenli bir rüzgar gülü davranışını gözlemleyin. Ve rüzgar jeneratörü hızlanma ve frenlemenin etkilerinden çok farklı.
Bunu anlamak için, elinizle basit bir rulmanı (kanat kanatları) ve daha sonra elektromanyetik alanlarla çevrili sargılarla doldurulmuş bir elektrik jeneratörünün (veya motorunun) rotorunu gevşetmeye çalışmak yeterlidir. Yaratılan muhalefet boştayken bile aşılacak. Yükü bağlarken (bunun için her şey yapılır), daha fazla güç uygulamak gerekir.
Rüzgar basıncında değişiklik
Hafif rüzgarlar (daha güçlü / zayıf) rotor hızı ve rüzgar şokları üzerinde çok az etkiye sahiptir - önemli ölçüde. Bunlara karşı koymak için, yapısal elemanların frenlenmesi ve katlanması da dahil olmak üzere çeşitli sönümleme şemaları kullanılır.
Bir örnek yüksek salma pozisyonuna sahip rüzgar jeneratörleridir (kuyruk ucu). Fırtına etkisi sırasında, tüm yapı aniden oldukça büyük bir ağırlığa geri yatırılır.
Basıncı düşürdükten sonra yerine geri döner. Tek bir rüzgarda, kulenin kuleleri fırtınanın enerjisini ikiye katlar. Ve eğer böyle bir rüzgar jeneratörü binaya sabitlenirse, o zaman bu tür şokları algılar. Nasıl?
Elektromanyetik fren sistemi daha iyi ve daha yumuşak çalışır, bu da sargıları kritik hızlarda kapatır. Ancak çok daha karmaşık ve pahalıdır.
Rüzgar yönü değişimi
Rüzgar yatay bir düzlemde farklı taraflardan gusts oluşturabilir. Birçok rüzgar jeneratörü tasarımı, çalışma bıçaklarının süpürülmüş yüzeyinin geniş alanı nedeniyle bu tür yüklere çok hassas bir şekilde tepki verir.
Rüzgar jeneratörleri rüzgar yükünün hareketini tekrarlamaya başlar, ancak önemli bir kütleye sahip olan rüzgar yönünün ekseni ataletten geçer ve çok daha büyük sapma açılarına gider.
Önemli rüzgar rüzgarları ile, dikey bir yöne ulaşabilir veya içinden kayabilir ve rüzgara ters yönde durabilir. Rüzgar çarkı duracak, orijinal konumuna dönecek ve çalışma moduna dönecektir. Bu durumlarda, titreşim sönümleme sistemi (varsa) iyi çalışmaz.
Rüzgar gülü de hemen yönde kurulmaz, ancak kütlesi çok daha azdır ve elektromanyetik süreçlere harcanan çabalar uygulanmaz.
Yıldırım koruması
Nedense unutuyorlar ya da en son hatırlıyorlar. Ama boşuna. Yüksek irtifadaki metal yapıların konumu ve hatta fırtına sırasında elektrik üretmek, yıldırım potansiyellerini çekmek için önkoşulları yaratır.
Yıldırımdan korunma tasarımını düşünmek ve bunu bir rüzgar jeneratörünün montajı ile birlikte yapmak, daha sonra değişiklikler yapmaktan daha kolaydır.
Tipik ev istasyonu rüzgar devresi
Elektrik enerjisi tüketiminin görevlerini dikkate alarak rüzgar jeneratörünün nihai tasarımını belirlemek gerekir. Yük bağlantı şeması yardımcı olacaktır.
Bir güneş pili ve bir rüzgar jeneratörü ile bir ev santralinin basitleştirilmiş bir diyagramı (büyütmek için resmin üzerine tıklayın):
Makalede açıklanan prensipler üzerinde üretilen güce göre bir rüzgar jeneratörü seçmeye başlamak gerekir “Ev için güneş enerjisi santralleri”. Bu makaleyi okuyun ve rüzgar ve güneş istasyonlarının aynı algoritmalar üzerinde çalıştığını anlayacaksınız.
Bu tür istasyonların genel şemaya mükemmel bir şekilde sığabileceğini ve birbirini tamamlayabileceğini, aynı güç ekipmanı ile birlikte çalışabileceğini lütfen unutmayın: invertör, kontrolör ve piller herhangi bir kaynaktan çalışabilir: güneş panelleri, rüzgar.
Belirli koşullar altında ekonomik olarak uygulanabilir. Her ne kadar güneş pilini terk edip sadece bir rüzgar jeneratörü ile çalışabilirsiniz. Seçim senin.
Bazı kaynaklar, kazanların suyunu veya akkor ampulleri ısıtan ısıtma elemanlarına güç vermek için kontrol cihazı ve piller olmadan bir rüzgar jeneratörü kullanılmasını önerir. Bu fikirde olgun bir tane var: şema büyük ölçüde basitleştirildi. Ancak soğuk durumdaki nikrom filamanları, jeneratörün çıkış terminallerini basitçe saran düşük aktif dirence sahiptir. Bu nokta, böyle bir devrenin her başlangıcında dikkate alınmalıdır: ön ısıtma cihazını açın.
Olası sorunlar
Bir rüzgar jeneratörü kullanırken aşağıdakilerle karşılaşabilirsiniz:
-
temel sabitleme gücünün veya mekanik çatlakların ihlali. Periyodik olarak kontrol edilmelidirler;
-
soğuk havalarda gövdenin ve bıçakların buzlanması, daha fazla yük oluşturan ve sistemin verimliliğini azaltan ek ağırlıkların ortaya çıkmasına neden olur;
-
asenkron jeneratörler için en tipik olan dönme hızının (değişen rüzgar hızının) ihlali nedeniyle kararlılıkta bozulma;
-
elektrik devresinde izolasyon hasarı ile yangın.
En iyi küresel rüzgar jeneratörü üreticileri
Bu şirketlerin ekipmanı güvenilir bir şekilde kendini kanıtladı, bu nedenle yüksek bir maliyeti var. Bununla birlikte, rüzgar enerjisinin gelişiminin ilk aşamasında, kendi ellerinizle benzer bir tasarım yapmaya çalışabilirsiniz. Uygulamasından elde edilen beceriler, büyük finansal maliyetler olmadan bölgenizdeki rüzgar yükleri potansiyelini değerlendirmeye yardımcı olacaktır.
Ayrıca bkz. electro-tr.tomathouse.com
: