Com calcular un aerogenerador: fórmules + exemple pràctic de càlcul

Selecció del model

El cost d'un conjunt d'un generador eòlic, un inversor, un pal, un SHAVRA, un armari de commutació de transferència automàtica, depèn directament de la potència i l'eficiència.

Potència màxima kW	Diàmetre del rotor m	alçada del pal m	Velocitat nominal m/s	Voltatge Dt
0,55	2,5	6	8	24
2,6	3,2	9	9	120
6,5	6,4	12	10	240
11,2	8	12	10	240
22	10	18	12	360

Com veieu, per dotar la finca total o parcialment d'electricitat es necessiten generadors d'alta potència, força problemàtics d'instal·lar pel vostre compte. En qualsevol cas, les altes inversions de capital i la necessitat d'instal·lar el pal amb l'ajuda d'equips especials redueixen significativament la popularitat dels sistemes d'energia eòlica per a ús privat.

Hi ha aerogeneradors portàtils de baixa potència que podeu portar amb vosaltres de viatge. Aquests models són compactes, s'instal·len ràpidament a terra, no requereixen cures especials i proporcionen prou energia per a un passatemps còmode a la natura.

I encara que la potència màxima d'aquest model és de només 450 W, això és suficient per il·luminar tot el càmping i permet utilitzar els electrodomèstics lluny de la civilització.

Per a les mitjanes i petites empreses, la instal·lació de diversos parcs eòlics generadors podria suposar un estalvi important en els costos energètics. Moltes empreses europees es dediquen a la producció de productes d'aquest tipus.

Es tracta de sistemes d'enginyeria complexos que requereixen manteniment i manteniment preventius, però la seva potència nominal és tal que permet cobrir les necessitats de tota la producció. Per exemple, a Texas, al parc eòlic més gran dels Estats Units, només 420 generadors d'aquest tipus generen 735 megawatts a l'any.

Pros i contres d'instal·lar una turbina eòlica

Aquest equip, com les plaques solars, pertany a la categoria de fonts d'energia alternatives. Però, a diferència de les cèl·lules fotovoltaiques, que necessiten la llum solar, un aerogenerador pot funcionar de manera eficient les 24 hores del dia, els 365 dies de l'any.

Avantatges	Defectes
Energia gratuïta a qualsevol lloc	Preu de l'equip
Energia ecològica	Cost d'instal·lació
Independència energètica de l'estat i les seves tarifes	Cost del servei.
Independència de la llum solar	Dependència de la velocitat del vent

Per equilibrar tots aquests pros i contres, sovint fan un munt: un generador eòlic amb un panell solar. Aquestes instal·lacions es complementen, reduint així la dependència de la generació elèctrica del sol i del vent.

Càlcul de la potència del generador eòlic

En la majoria dels casos, el procés de viabilitat de muntar parcs eòlics dependrà de la velocitat mitjana del vent en una zona concreta. La instal·lació d'aerogeneradors es justifica amb una força de vent mínima de quatre metres per segon. Amb una velocitat del vent de nou a dotze metres per segon, l'aerogenerador funcionarà a la màxima velocitat.

Generador eòlic horitzontal

A més, la potència d'aquests dispositius també depèn de les superfícies de les pales utilitzades i de la mida diametral del dispositiu del rotor. Amb les velocitats mitjanes del vent conegudes per a una regió determinada, és possible seleccionar el generador necessari mitjançant una determinada mida d'hèlix.

El càlcul es fa segons la fórmula: P \u003d 2D * 3V / 7000 kW, en què P és la potència, D és la mida diametral del dispositiu de cargol i un paràmetre com V indica la força del vent en metres per segon. . Però aquesta fórmula només és adequada per a aerogeneradors horitzontals.

energia alternativa

La càrrega del vent també pot aportar beneficis, per exemple, convertint la força del vent en aerogeneradors. Així, a una velocitat del vent V = 10 m/s, amb un diàmetre de cercle d'1 metre, el molí de vent té unes pales d = 1,13 m i produeix uns 200–250 W de potència útil. Una arada elèctrica, consumint aquesta quantitat d'energia, podrà llaurar uns cinquanta (50 m²) de terreny en una parcel·la personal en una hora.

Si apliqueu la gran mida del generador eòlic, de fins a 3 metres, i la velocitat mitjana del flux d'aire de 5 m / s, podeu obtenir 1-1,5 kW de potència, que proporcionarà electricitat gratuïta a una petita casa de camp.Amb la introducció de l'anomenada tarifa "verda", el període d'amortització dels equips es reduirà a 3-7 anys i, en el futur, pot generar beneficis nets.

Càlcul d'hèlixs d'aerogeneradors

Quan es dissenya un molí de vent, normalment s'utilitzen dos tipus de cargols:

1. Rotació en el pla horitzontal (aspa).
2. Rotació en el pla vertical (rotor Savonius, rotor Darrieus).

Els dissenys de cargols amb rotació en qualsevol dels plans es poden calcular mitjançant la fórmula:

Z=L*W/60/V

Per a aquesta fórmula: Z és el grau de velocitat (velocitat baixa) de l'hèlix; L és la mida de la longitud del cercle descrita per les fulles; W és la velocitat (freqüència) de gir de l'hèlix; V és el cabal d'aire.

Aquest és el disseny del cargol anomenat "Rotor Darier". Aquesta versió de l'hèlix es considera eficaç en la fabricació d'aerogeneradors de petita potència i grandària. El càlcul del cargol té algunes característiques

A partir d'aquesta fórmula, podeu calcular fàcilment el nombre de revolucions W - la velocitat de rotació. I la relació de treball de revolucions i velocitat del vent es pot trobar a les taules disponibles a la xarxa. Per exemple, per a una hèlix amb dues pales i Z=5, la relació següent és certa:

Nombre de fulles	Grau de velocitat	Velocitat del vent m/s
2	5	330

A més, un dels indicadors importants de l'hèlix del molí de vent és el pas. Aquest paràmetre es pot determinar mitjançant la fórmula:

H=2πR*tgα

Aquí: 2π és una constant (2*3,14); R és el radi descrit per la fulla; tg α és l'angle de la secció.

Càlcul de la potència del generador eòlic

L'autofabricació d'un molí de vent també necessita un càlcul preliminar.Ningú vol dedicar temps i materials a la fabricació de qui sap què, vol tenir una idea de les capacitats i la potència esperada de la instal·lació amb antelació. La pràctica demostra que les expectatives i la realitat es correlacionen malament entre si, les instal·lacions creades sobre la base d'estimacions aproximades o hipòtesis que no estan recolzades per càlculs precisos donen resultats febles.

Per tant, normalment s'utilitzen mètodes de càlcul simplificats, que donen resultats prou propers a la veritat i no requereixen l'ús d'una gran quantitat de dades.

Fórmules per al càlcul

Per s'ha de fer el càlcul del generador eòlic les següents accions:

• Determineu les necessitats d'electricitat de la vostra llar. Per fer-ho, cal calcular la potència total de tots els dispositius, equips, il·luminació i altres consumidors. La quantitat resultant mostrarà la quantitat d'energia necessària per alimentar la casa.
• el valor resultant s'ha d'augmentar un 15-20% per tal de tenir una mica de reserva d'energia per si de cas. No hi ha dubte que aquesta reserva és necessària. Al contrari, pot resultar insuficient, encara que, la majoria de les vegades, l'energia no s'utilitzarà completament.
• coneixent la potència requerida, es pot estimar quin generador es pot utilitzar o fabricar per resoldre les tasques. El resultat final de l'ús d'un molí de vent depèn de les capacitats del generador, si no compleixen les necessitats de la casa, haureu de canviar el dispositiu o construir un kit addicional.
• càlcul de l'aerogenerador. De fet, aquest moment és el més difícil i polèmic de tot el procediment. S'utilitzen les fórmules per determinar la potència de flux

Per exemple, considereu el càlcul d'una opció senzilla. La fórmula té aquest aspecte:

P=k R V³ S/2

On P és la potència del flux.

K és el coeficient d'ús de l'energia eòlica (un valor que és inherentment proper a l'eficiència) es pren entre 0,2 i 0,5.

R és la densitat de l'aire. Té diferents valors, per senzillesa agafarem igual a 1,2 kg/m3.

V és la velocitat del vent.

S és l'àrea de cobertura de la roda del vent (coberta per pales giratòries).

Considerem: amb un radi d'una roda de vent d'1 m i una velocitat del vent de 4 m/s

P = 0,3 x 1,2 x 64 x 1,57 = 36,2 W

El resultat mostra que el flux de potència és de 36 watts. Això és molt petit, però l'impulsor del comptador és massa petit. A la pràctica, s'utilitzen rodes de vent amb una envergadura de pales de 3-4 metres, en cas contrari, el rendiment serà massa baix.

Què cal considerar

En calcular el molí de vent, s'han de tenir en compte les característiques de disseny del rotor. Hi ha impulsors amb tipus de rotació vertical i horitzontal, amb diferents rendiments i rendiments. Les estructures horitzontals es consideren les més efectives, però tenen necessitats de punts d'instal·lació elevats.

Serà igualment important garantir una potència suficient de l'impulsor per fer girar el rotor del generador. Els dispositius amb rotors rígids, que permeten obtenir una bona sortida energètica, requereixen una potència considerable a l'eix, que només pot ser proporcionada per un impulsor amb una gran superfície i diàmetre de les pales.

Un punt igualment important són els paràmetres de la font de rotació: el vent. Abans de fer càlculs, hauríeu d'aprendre tant com sigui possible sobre la força i les direccions del vent predominants en una zona determinada.Tingueu en compte la possibilitat d'huracans o ràfegues precipitades, esbrineu amb quina freqüència es poden produir. Un augment inesperat del cabal és perillós per a la destrucció del molí de vent i la fallada de l'electrònica de conversió.

Generador eòlic d'orientació vertical confeccionat

Hi ha hagut un renovat interès pels aerogeneradors, sobretot en els darrers anys. Hi ha nous models més còmodes i pràctics.

Fins fa poc s'utilitzaven principalment aerogeneradors horitzontals de tres pales. I les vistes verticals no es van estendre a causa de la gran càrrega sobre els coixinets de la roda del vent, com a resultat de la qual va sorgir un augment de la fricció, absorbint energia.

Però gràcies a l'ús dels principis de levitació magnètica, el generador de vent sobre imants de neodimi va començar a utilitzar-se orientat verticalment amb precisió, amb una pronunciada rotació inercial lliure. Actualment, ha demostrat ser més eficaç que l'horitzontal.

L'arrencada fàcil s'aconsegueix gràcies al principi de levitació magnètica. I gràcies al multipol, que dóna la tensió nominal a baixes velocitats, és possible abandonar completament les caixes de canvis.

Alguns aparells poden començar a funcionar quan la velocitat del vent és de només un centímetre i mig per segon, i quan només arriba als tres o quatre metres per segon, ja pot ser igual a la potència generada per l'aparell.

Recuperació dels parcs eòlics

Per a les centrals eòliques creades amb la finalitat de vendre electricitat, és a dir, com a producció industrial, el problema d'amortització sembla una mica més reeixit. La venda de productes -corrent elèctric- permet reemborsar les despeses d'adquisició, funcionament i reparació de molins de vent. Al mateix temps, els resultats pràctics no sempre semblen brillants.Així, les centrals eòliques més grans existents al món, amb grans volums de producció d'energia, tenen una rendibilitat extremadament baixa, i algunes d'elles es reconeixen com a insostenibles.

El motiu d'aquesta situació rau en la desafortunada relació entre el cost de l'equip, la vida útil i el rendiment del complex. En poques paraules, durant la vida útil de la turbina no té temps per produir prou energia per justificar el cost de la seva compra i manteniment.

Aquesta situació és típica de la majoria de parcs eòlics. La inestabilitat de la font d'energia, la baixa eficiència del disseny, en total, formen una producció de baix rendiment, si parlem purament econòmicament. Entre les oportunitats per augmentar la rendibilitat, les més efectives són:

• augment de la productivitat
• menors costos operatius

Tenint en compte les peculiaritats de la meteorologia russa, una manera prometedora és augmentar el nombre d'aerogeneradors a l'estació, però reduir-ne la potència. Resulta un sistema que té molts avantatges:

• Els molins de vent individuals són capaços de generar energia amb vents lleugers quan els models grans no poden arrencar
• Es redueixen els costos de compra i manteniment d'equips
• la fallada d'una unitat individual no crea problemes greus per a la planta en conjunt
• reducció dels costos de posada en marxa i transport

L'últim punt és especialment rellevant per al nostre país, on la instal·lació de centrals eòliques té lloc a regions remotes o muntanyoses, i els problemes de lliurament i muntatge de l'estructura són extremadament aguts.

Una altra manera d'augmentar la rendibilitat és utilitzar estructures verticals. Aquesta opció es considera a la pràctica mundial com a baixa productivitat, adequada per proporcionar energia a consumidors individuals: una casa privada, il·luminació, bombes, etc.

Quins aerogeneradors són els més eficients

Horitzontal

vertical

Aquest tipus d'equips ha guanyat la major popularitat, en què l'eix de rotació de la turbina és paral·lel al terra. Aquests generadors eòlics sovint s'anomenen molins de vent, en els quals les pales giren en contra del flux del vent. El disseny de l'equip inclou un sistema de desplaçament automàtic del capçal. Cal trobar el flux del vent. També es necessita un dispositiu per girar les fulles per utilitzar fins i tot una petita força per generar electricitat. L'ús d'aquests equips és més adequat a les empreses industrials que a la vida quotidiana. A la pràctica, s'utilitzen més sovint per crear sistemes de parcs eòlics.

Els dispositius d'aquest tipus són menys efectius a la pràctica. La rotació de les pales de la turbina es realitza paral·lelament a la superfície terrestre, independentment de la força del vent i del seu vector. La direcció del flux tampoc té cap paper, amb cap impacte, els elements de rotació es desplacen contra ell. Com a resultat, el generador eòlic perd part de la seva potència, la qual cosa comporta una disminució de l'eficiència energètica de l'equip en conjunt. Però pel que fa a la instal·lació i el manteniment, les unitats en què les fulles estan disposades verticalment són més adequades per a l'ús domèstic. Això es deu al fet que el conjunt de la caixa de canvis i el generador estan muntats a terra. Els desavantatges d'aquest equip inclouen una instal·lació cara i costos operatius greus. Es necessita espai suficient per muntar el generador. Per tant, l'ús de dispositius verticals és més adequat en petites explotacions privades.

De dues fulles	De tres fulles	de múltiples fulles
Aquest tipus d'unitats es caracteritza per la presència de dos elements de rotació. Aquesta opció és pràcticament ineficient avui en dia, però és força habitual per la seva fiabilitat.	Aquest tipus d'equip és el més habitual. Les unitats de tres fulles s'utilitzen no només a l'agricultura i la indústria, sinó també a les llars privades. Aquest tipus d'equip ha guanyat popularitat per la seva fiabilitat i eficiència.	Aquest últim pot tenir 50 o més elements de rotació. Per garantir la generació de la quantitat necessària d'electricitat, no és necessari desplaçar les fulles, sinó portar-les al nombre de revolucions requerit. La presència de cada element de rotació addicional proporciona un augment del paràmetre de la resistència total de la roda eòlica. Com a resultat, la sortida de l'equip amb el nombre de revolucions requerit serà problemàtica. Els dispositius de carrusel equipats amb una pluralitat de fulles comencen a girar amb una petita força del vent. Però el seu ús és més rellevant si el fet mateix de desplaçar-se juga un paper, per exemple, quan cal bombejar aigua. Per tal d'assegurar eficaçment la producció d'una gran quantitat d'energia, no s'utilitzen unitats de fulles múltiples. Per al seu funcionament, és necessària la instal·lació d'un dispositiu d'engranatge. Això no només complica tot el disseny de l'equip en conjunt, sinó que també fa que sigui menys fiable en comparació amb els de dues i tres fulles.

Amb fulles dures

Unitats de vela

El cost d'aquestes unitats és més elevat a causa de l'alt cost de producció de peces de rotació. Però en comparació amb els equips de vela, els generadors amb fulles rígides són més fiables i tenen una llarga vida útil.Com que l'aire conté pols i sorra, els elements de rotació estan sotmesos a una càrrega elevada. Quan l'equip funciona en condicions estables, requereix una substitució anual de la pel·lícula anticorrosió que s'aplica als extrems de les fulles. Sense això, l'element de rotació comença a perdre les seves propietats de treball amb el temps.

Aquest tipus de fulles són més senzilles pel que fa a la producció i menys costoses que el metall o la fibra de vidre. Però l'estalvi en la fabricació pot comportar costos importants en el futur. Amb un diàmetre de la roda eòlica de tres metres, la velocitat de la punta de la fulla pot ser de fins a 500 km/h, quan les revolucions de l'equip són d'unes 600 per minut. Aquesta és una càrrega greu fins i tot per a peces rígides. La pràctica demostra que els elements de rotació de l'equip de vela s'han de canviar sovint, sobretot si la força del vent és alta.

D'acord amb el tipus de mecanisme rotatiu, totes les unitats es poden dividir en diversos tipus:

• dispositius Darier ortogonals;
• unitats amb un conjunt rotatiu Savonius;
• dispositius amb un disseny vertical-axial de la unitat;
• equip amb mecanisme rotatiu tipus helicoïdal.

Velocitat del vent

Independentment de si teniu previst comprar un generador ja fet o construir-lo vosaltres mateixos, la velocitat del vent serà un dels paràmetres més importants per determinar la potència de la instal·lació.

En primer lloc, cada tipus d'aerogenerador té la seva pròpia velocitat inicial. Per a la majoria d'instal·lacions, això és de 2-3 m/s. Si la velocitat del vent està per sota d'aquest llindar, el generador no funcionarà en absolut i, en conseqüència, també es generarà electricitat.

A més de la velocitat inicial, també n'hi ha una de nominal, a la qual el generador eòlic assoleix la seva potència nominal. Per a cada model, el fabricant indica aquesta xifra per separat.

Tanmateix, si la velocitat és superior a la inicial, però inferior a la nominal, la generació d'electricitat es reduirà significativament. I per no quedar-vos sense electricitat, heu de centrar-vos sempre en primer lloc en la velocitat mitjana del vent a la vostra regió i directament al vostre lloc. Podeu trobar el primer indicador mirant el mapa del vent, o mirant la previsió meteorològica de la vostra ciutat, que normalment indica la velocitat del vent.

La segona xifra, idealment, s'hauria de mesurar amb instruments especials directament al lloc on hi haurà l'aerogenerador. Al cap i a la fi, la vostra casa pot estar tant en un turó, on la velocitat del vent serà més alta, com en una terra baixa, on pràcticament no hi haurà vent.

En aquesta situació, els que pateixen constantment ràfegues d'huracà es troben en una millor posició, i poden comptar amb un major rendiment dels aerogeneradors.

Què és la càrrega del vent

El flux de masses d'aire al llarg de la superfície de la terra es produeix a diferents velocitats. En topar amb qualsevol obstacle, l'energia cinètica del vent es converteix en pressió, creant una càrrega de vent. Aquest esforç el pot sentir qualsevol que es mogui contra corrent. La càrrega generada depèn de diversos factors:

• velocitat del vent,
• la densitat del raig d'aire, - a alta humitat, la gravetat específica de l'aire augmenta, respectivament, augmenta la quantitat d'energia transferida,
• forma d'un objecte estacionari.

En aquest últim cas, les forces dirigides en diferents direccions actuen sobre parts individuals de l'estructura de l'edifici, per exemple:

Selecció de generadors per a aerogeneradors

Tenint el valor calculat del nombre de revolucions de l'hèlix (W), obtingut pel mètode descrit anteriorment, ja és possible seleccionar (fabricar) el generador adequat. Per exemple, amb el grau de velocitat Z = 5, el nombre de fulles és 2 i la velocitat és de 330 rpm. amb una velocitat del vent de 8 m/s, la potència del generador hauria de ser d'aproximadament 300 watts.

El generador de la central eòlica "en el context". Una còpia exemplar d'un dels possibles dissenys d'un generador per a un sistema d'energia eòlica domèstica, muntat per mi mateix

Així es veu un motor de bicicleta elèctrica, a partir del qual es proposa fer un generador per a un molí de vent domèstic. El disseny del motor de la bicicleta és ideal per a la implementació amb pocs càlculs i modificacions. No obstant això, la seva potència és baixa.

Les característiques d'un motor de bicicleta elèctrica són aproximadament les següents:

Paràmetre	Valors
Tensió, V	24
Potència, W	250-300
Freqüència de gir, rpm	200-250
Parell, Nm	25

Una característica positiva dels motors de bicicletes és que pràcticament no cal tornar-los a fer. Estan dissenyats estructuralment com a motors elèctrics de baixa velocitat i es poden utilitzar amb èxit per a turbines eòliques.

Com tallar fulles

Més enllà de la línia començant arrel de la fulla tingueu en compte les dimensions del radi de la fulla: a la columna "Radi de la fulla" a les columnes verdes. D'acord amb aquestes dimensions, poseu punts a la línia a l'esquerra ia la dreta de l'arrel de la fulla. A l'esquerra, si mireu des de l'arrel de la fulla fins a la punta, hi haurà les coordenades del patró Rear mm, i a la dreta de la línia, les coordenades del patró Front mm.Després de connectar els punts i tens una fulla, que normalment es talla amb una fulla d'una serra per a metalls, o amb una serra de calar elèctrica.

Els forats per connectar la fulla al cub es fan estrictament al llarg de la línia central de la fulla, que es va dibuixar a la canonada al principi, si mou els forats, la fulla es mantindrà en un angle diferent amb el vent i perdrà tot. les seves qualitats. vores de la fulla cal processar, arrodonir la part davantera de la fulla, esmolar la part posterior i arrodonir les puntes de les fulles perquè res xiuli i faci soroll. El full de càlcul d'Excel ja té en compte el processament de la vora en el càlcul tal com es mostra a la imatge següent.
>

Espero que us hagi quedat més clar com utilitzar la placa i com seleccionar un cargol per al generador. Per exemple, és clar, vaig triar un generador amb paràmetres inadequats, ja que la càrrega d'una bateria de 12v comença massa aviat, per a 24v i 48 volts els resultats serien diferents i la potència seria encara més gran, però no es pot descriure totes les exemples.

El més important és entendre els principis, per exemple, escollir una hèlix si té bona potència a una velocitat, això no vol dir que la tingui a la pràctica, si el generador carrega l'hèlix massa aviat, no arribarà. la seva velocitat i no desenvoluparà la potència que hauria de ser a velocitats més baixes, tot i que el vent serà calculat o fins i tot superior. Fulles personalitzades a una velocitat determinada i agafaran la màxima potència del vent a la seva velocitat.

Dispositiu i principi de funcionament

El generador eòlic funciona amb l'ajuda de l'energia eòlica. El disseny d'aquest dispositiu ha d'incloure els elements següents:

• pales de turbina o hèlix;
• turbina;
• generador elèctric;
• l'eix del generador elèctric;
• un inversor, la funció del qual és convertir el corrent altern en corrent continu;
• un mecanisme que fa girar les fulles;
• un mecanisme que fa girar la turbina;
• pila;
• màstil;
• controlador de moviment rotatiu;
• amortidor;
• sensor de vent;
• canya del sensor de vent;
• góndola i altres elements.

Les unitats industrials tenen un armari elèctric, protecció contra llamps, un mecanisme rotatiu, una base fiable, un dispositiu d'extinció d'incendis i telecomunicacions.

Un generador eòlic és un dispositiu que converteix l'energia eòlica en electricitat. Els precursors dels àrids moderns són els molins que produeixen farina a partir del gra. Tanmateix, l'esquema de connexió i el principi de funcionament del generador no han canviat gaire.

1. A causa de la força del vent, les pales comencen a girar, el parell de les quals es transmet a l'eix del generador.
2. La rotació del rotor crea un corrent altern trifàsic.
3. A través del controlador, s'envia corrent altern a la bateria. La bateria és necessària per crear un funcionament estable del generador eòlic. Si hi ha vent, la unitat carrega la bateria.
4. Per protegir-se d'un huracà, el sistema de generació d'energia eòlica té elements per allunyar la roda del vent del vent. Això passa plegant la cua o frenant la roda amb un fre elèctric.
5. Per recarregar la bateria, caldrà instal·lar el controlador. La funció d'aquest últim inclou el seguiment de la càrrega de la bateria per evitar-ne l'avaria. Si cal, aquest dispositiu pot abocar l'excés d'energia al llast.
6. Les bateries tenen una tensió baixa constant, però ha d'arribar al consumidor amb una potència de 220 volts. Per aquest motiu, els inversors s'instal·len als aerogeneradors.Aquests últims són capaços de convertir el corrent altern en corrent continu, augmentant la seva força a 220 volts. Si l'inversor no està instal·lat, només caldrà utilitzar aquells dispositius dissenyats per a baixa tensió.
7. El corrent convertit s'envia al consumidor per alimentar les bateries de calefacció, la il·luminació de l'habitació i els electrodomèstics.

Noves justificacions per a vells conceptes

Els supòsits infundats que els desenvolupaments moderns haurien d'augmentar dràsticament l'eficiència de les turbines eòliques no tenen cap base. Els models horitzontals moderns aconsegueixen un 75% d'eficiència del seu límit teòric de Bentz (aproximadament un 45% d'eficiència). Al cap i a la fi, la secció de la física que regula l'eficiència dels aerogeneradors és la hidrodinàmica, i les seves lleis són immutables des del moment en què van ser descobertes.

Alguns dissenyadors intenten augmentar l'eficiència augmentant el nombre de fulles, fent-les més primes. Podeu augmentar la seva longitud, i això dóna un efecte més gran a causa del creixement de la zona escombrada.

Però tot i així, cal mantenir un equilibri entre la desacceleració del vent i la seva velocitat residual.

Hi ha una altra direcció: augmentar la velocitat del vent fent-lo passar per un difusor. Però la hidrodinàmica està plena d'efectes ja descoberts del flux al voltant dels obstacles al llarg del camí de menor resistència.

Hi ha models DAWT més o menys reeixits amb grans angles de con, però aquests intents de "enganyar el vent" no augmenten l'eficiència tant com s'anuncia.

Els aerogeneradors moderns amb més èxit són els models verticals amb pales Darrieus, muntats sobre coixinets d'empenta magnètics levitants (MAGLEV).Treballant gairebé en silenci, comencen a girar a una velocitat del vent inferior a 1 m / s i suporten fortes ràfegues de fins a 200 km / h. És sobre la base d'aquestes fonts d'energia alternativa que és més rendible formar un sistema energètic privat independent.

Gràcies per llegir fins al final! No oblidis si t'ha agradat l'article!

Comparteix amb amics, deixa els teus COMENTARIS (Els teus comentaris ajuden molt al desenvolupament del projecte)

Uneix-te al nostre grup VK:

ALTER220 Portal d'energies alternatives

i proposa temes per debatre, junts serà més interessant!!!

Valor del procediment

Si descuideu els càlculs de la càrrega del moviment de l'aire, podeu, com diuen, arruïnar-ho tot de sobte i posar en perill la vida de les persones.

Si normalment no hi ha dificultats amb la pressió de la neu a les parets dels edificis -aquesta càrrega es pot veure, es pot pesar i fins i tot tocar-, aleshores tot és molt més complicat amb el vent. No és visible, és molt difícil predir-ho de manera intuïtiva. Sí, és clar, el vent té algun efecte sobre les estructures de suport i, en alguns casos, fins i tot pot ser destructiu: torça pancartes publicitàries, desborda tanques i marcs de parets i arrenca els sostres. Però, com és possible predir i tenir en compte aquesta força? És realment calculable?

Cedeix! Tanmateix, aquest és un negoci trist i als no professionals no els agrada calcular la càrrega del vent. Hi ha una explicació clara per a això: la importància dels càlculs és un tema molt responsable i difícil, molt més complicat que els càlculs de càrrega de neu. Si només dues pàgines i mitja es dediquen a la càrrega de neu a l'empresa conjunta especialment dedicada a això, el càlcul de la càrrega del vent és tres vegades més! A més, se li assigna una aplicació obligatòria, es col·loquen en 19 pàgines indicant els coeficients aerodinàmics.

Si els ciutadans de Rússia encara tenen sort amb això, per als habitants de Bielorússia és encara més difícil: el document TKP_EN_1991-1-4-2O09 "Efectes del vent", que regula els estàndards i els càlculs, té un volum de 120 pàgines!

Amb l'Eurocodi (EN_1991-1-4-2O09) a l'escala de la construcció d'una estructura privada per als efectes del vent, poca gent vol fer front a una tassa de te a casa. S'aconsella als interessats professionalment que el descarreguin i estudiïn a fons, tenint-hi un consultor especialitzat envoltat. En cas contrari, a causa d'un enfocament i comprensió incorrectes, les conseqüències dels càlculs poden ser desastroses.

Factor d'aprofitament de l'energia eòlica

Cal tenir en compte que per als aerogeneradors hi ha un indicador d'eficiència específic: KIEV (Coeficient d'utilització de l'energia eòlica). Indica quin percentatge del flux d'aire que passa per la secció de treball afecta directament les pales del molí de vent. O, per dir-ho més científicament, mostra la relació entre la potència rebuda a l'eix del dispositiu i la potència del flux que actua sobre la superfície del vent de l'impulsor. Així, KIEV és un anàleg d'eficiència específica, aplicable només als aerogeneradors.

Fins ara, els valors de KIEV del 10-15% original (indicadors dels antics molins de vent) han augmentat fins al 356-40%. Això es deu a la millora en el disseny dels molins de vent i a l'aparició de nous materials i detalls tècnics més eficients, conjunts que ajuden a reduir les pèrdues per fricció o altres efectes subtils.

Els estudis teòrics han determinat que el factor màxim d'aprofitament de l'energia eòlica és de 0,593.

Resumint l'anterior: és rendible un aerogenerador?

Els resultats anteriors demostren clarament la recuperació dels costos de compra i posada en marxa d'un generador eòlic.Sobretot perquè:

• El cost d'un quilowatt està en constant creixement a causa de la inflació.
• Quan s'utilitza un molí de vent, l'objecte esdevé no volàtil.
• El "excedent" d'electricitat generada es pot acumular i emmagatzemar en cas de clima tranquil gràcies a un sistema d'alimentació ininterrompuda.
• Molts objectes allunyats de la xarxa d'alimentació centralitzada es veuen obligats a existir en absència d'electricitat, ja que la seva connexió no és rendible.

Per tant, el generador eòlic és rendible. La seva compra per a consumidors intensius d'energia sense subministrament elèctric és econòmicament factible. Un hotel fora de la ciutat, una granja agrícola o una empresa ramadera, un assentament de cabanes; en qualsevol cas, es justificaran els costos de connexió d'una font alternativa d'electricitat. Només queda triar un model adequat de molí de vent i instal·lar-lo, guiat per les recomanacions del fabricant. La potència del dispositiu hauria de correspondre a la velocitat mitjana del vent a la vostra zona. Podeu especificar-ho mitjançant un mapa de vent especial o segons l'estació meteorològica local.

Tingueu en compte: per als aerogeneradors de fabricants xinesos, la potència nominal del dispositiu es calcula tenint en compte les velocitats del vent al 50-70% del nivell del sòl. Instal·lar un molí de vent a aquesta alçada és problemàtic

Un pal massa alt és car i la seva força està subjecta a requisits estrictes. A més, a l'alçada indicada, les ratxes de vent formen forts corrents de Foucault. No només frenen el funcionament del generador eòlic, sinó que també poden causar trencaments de fulles. La solució és instal·lar el dispositiu a una alçada de 30-35 m, que permetrà l'accés a vents forts, però evitarà que el molí de vent es trenqui.