Generador eòlic cinètic: dispositiu, principi de funcionament, aplicació

Dispositiu d'aerogenerador

Els generadors eòlics són absolutament respectuosos amb el medi ambient i poden oferir als consumidors energia gratuïta durant un temps il·limitat. Generadors eòlics: els parcs eòlics tenen diferents capacitats, cosa que permet utilitzar-los en diferents àrees.

La màxima eficiència d'un parc eòlic es pot aconseguir instal·lant-lo en llocs amb corrents d'aire actius constants. Normalment s'utilitzen muntanyes i turons, costes dels mars i oceans i altres condicions similars per a això. La part principal de la instal·lació és l'impulsor, que actua com a turbina. En la majoria dels casos, s'utilitzen estructures de parcs eòlics de tres pales en forma d'hèlix, instal·lades a gran altitud des de la superfície terrestre.
Per obtenir el màxim efecte, les pales, juntament amb el rotor, es posen a la posició òptima mitjançant mecanismes especials, en funció de la direcció i la força del vent. Hi ha altres dissenys: tambor, que no depenen dels factors anteriors i no requereixen cap ajust. Tanmateix, si l'eficiència de les instal·lacions d'hèlix és del 50%, per als dispositius de tambor és molt inferior.

Cada central elèctrica aèria, independentment del disseny, està completament connectada amb l'acció dels corrents d'aire, que sovint canvien el seu rendiment. Això al seu torn provoca canvis en el nombre de revolucions de l'impulsor i en la potència elèctrica produïda. Aquesta situació requereix vincular el generador i la xarxa elèctrica amb l'ajuda d'equips addicionals.

Per regla general, s'utilitzen bateries per a això juntament amb inversors. En primer lloc, la bateria es carrega des del generador, per la qual cosa no importa la uniformitat del corrent. A més, la càrrega de la bateria, convertida en l'inversor, es transfereix a la xarxa.

Les estructures d'hèlix WPP es poden controlar si cal. Si la velocitat del vent és massa alta, l'angle d'atac de les pales es modifica, fins al mínim. Això comporta una reducció de la càrrega del vent a la turbina.Tanmateix, sota la influència dels huracans, els impulsors dels parcs eòlics sovint es deformen i tota la instal·lació domèstica falla. No es poden evitar del tot impactes negatius, ja que els generadors elèctrics es troben a una alçada mitjana de 50 m. Per això, és possible utilitzar vents més forts i estables que predominen a cotes elevades.

Com triar un generador eòlic

Per triar un generador eòlic, heu de:

1. Calcula la potència instal·lada dels aparells elèctrics que es preveu connectar a aquesta font d'energia.
2. A partir dels valors de potència obtinguts i de la velocitat mitjana anual del vent, a la regió d'instal·lació de la unitat, es determina la potència del generador. La potència s'ha de tenir en compte tenint en compte el factor de seguretat, basat en el creixement de les càrregues i per no sobrecarregar el dispositiu durant les càrregues punta.
3. S'ha de tenir en compte el clima del lloc on està instal·lat el dispositiu, ja que les precipitacions afecten negativament el rendiment del generador. Tingueu en compte les característiques climàtiques del lloc de residència.
4. La determinació de l'eficiència de la instal·lació és un dels indicadors més importants.
5. Conèixer el rendiment del generador en relació amb el soroll produït durant el funcionament.
6. Realitzar una anàlisi comparativa de diversos tipus de generadors per a totes les característiques i paràmetres.
7. Llegeix les ressenyes dels usuaris d'instal·lacions similars.
8. Feu una anàlisi dels fabricants nacionals i estrangers, estudieu ressenyes sobre aquestes empreses.

Col·locació d'un aerogenerador de baixa velocitat

Es col·loca un petit fonament en un tros de terra, en el qual es fixa el pal. Prop de la torre, als peus, hi ha un armari elèctric. A la part superior, s'instal·la un mecanisme rotatiu, s'hi munta una góndola. A l'interior d'aquest últim hi ha un anemòmetre, un generador, una transmissió i frens.A la góndola s'adjunta una tapa del rotor, a la qual s'enganxen les pales. Cada ala està connectada a un sistema que ajusta automàticament el to.

La instal·lació d'un aerogenerador de baixa velocitat comença amb la fonamentació i la instal·lació del pal

Un cop finalitzada la instal·lació del generador, munten sistemes de protecció contra llamps i transmissió d'informació sobre el treball, així com un carenat i un mecanisme d'extinció d'incendis.

Un generador eòlic de baixa velocitat és un dispositiu que pot subministrar electricitat a una zona suburbana. Es justifica l'ús en zones amb vent lleuger.

Especificacions

En el moment de comprar controlador de càrrega de l'aerogenerador cal estudiar detingudament la seva fitxa de dades. A l'hora de triar, les característiques són importants:

• potència - ha de correspondre a la potència de l'aerogenerador;
• tensió: ha de correspondre a la tensió de les bateries instal·lades al molí de vent;
• Màx. potència: indica la potència màxima permesa per al model de controlador;
• Màx. actual: indica amb quines potències màximes del generador eòlic pot funcionar el controlador;
• rang de tensió - indicadors màx. i min. tensió de la bateria per al funcionament adequat del dispositiu;
• capacitats de visualització: quines dades sobre el dispositiu i el seu funcionament es mostren a la pantalla d'un model concret;
• condicions de funcionament: a quines temperatures, nivell d'humitat pot funcionar el dispositiu seleccionat.

Si no podeu triar un dispositiu de control de càrrega, poseu-vos en contacte amb un consultor i mostreu-li la fitxa tècnica del vostre molí de vent. El dispositiu es selecciona d'acord amb les capacitats de la instal·lació eòlica. Les condicions de funcionament incorrectes i les desviacions del rang de tensió afectaran negativament el funcionament de tot el sistema eòlic.

Generador d'aerogenerador

Per al funcionament dels molins de vent, es requereixen generadors trifàsics convencionals.El disseny d'aquests dispositius és similar als models utilitzats en els cotxes, però té paràmetres més grans.

Els dispositius d'aerogenerador tenen un bobinat d'estator trifàsic (connexió en estrella), del qual surten tres cables, que van al controlador, on la tensió CA es transforma en CC.

El rotor del generador per a una turbina eòlica es fa amb imants de neodimi: en aquests dissenys no és recomanable utilitzar l'excitació elèctrica, ja que la bobina consumeix molta energia.

Per augmentar la velocitat, sovint s'utilitza un multiplicador. Aquest dispositiu us permet augmentar la potència del generador existent o utilitzar un dispositiu més petit, la qual cosa redueix el cost d'instal·lació.

Els multiplicadors s'utilitzen més sovint en aerogeneradors verticals, en què el procés de rotació de la roda eòlica és més lent. Per a dispositius horitzontals amb una gran velocitat de rotació de les fulles, no es requereixen multiplicadors, cosa que simplifica i redueix el cost de construcció.

Com fer un càlcul d'un generador eòlic tu mateix

Les fórmules s'utilitzen per calcular el paràmetre de potència dels equips que s'utilitzaran en una àrea determinada. En primer lloc, es fa un càlcul de la quantitat d'energia que permet generar l'aerogenerador al llarg de l'any.

Càlcul de la potència total de l'equip

Per completar la tasca, es duen a terme les accions següents:

1. Primer, es fan els càlculs. D'acord amb els resultats obtinguts, es selecciona la longitud dels elements de rotació, així com l'alçada de la torre.
2. Es realitza una anàlisi de la velocitat mitjana del flux d'aire característic d'una zona concreta. Això requerirà un equip especial. Amb ell, cal controlar la força del flux d'aire durant diversos mesos.Si no hi ha cap instrument, podeu sol·licitar els resultats als representants de l'estació meteorològica local.

Càlcul de potència generador eòlic es realitza segons la fórmula P=krV 3S/2.

Designacions de símbols:

• r és el paràmetre de densitat del flux d'aire, en condicions normals aquest valor és 1,225 kg/m3;
• V és la velocitat mitjana del vent, mesurada en metres per segon;
• S és l'àrea total del flux d'aire, mesurada en metres;
• k és el paràmetre d'eficiència de la turbina instal·lada a l'equip;

Amb aquests càlculs, podeu determinar amb precisió la quantitat d'energia necessària per a un grup electrògen en una àrea determinada. Si s'adquireix un equip de marca, el seu embalatge hauria d'indicar amb quina força de flux d'aire el funcionament del dispositiu serà més eficient. De mitjana, aquest valor estarà entre set i onze metres per segon.

L'enginyer d'Odessa de l'usuari va parlar detalladament sobre el procediment per muntar el dispositiu generador, així com sobre la realització de càlculs.

Càlcul d'hèlixs per a un aerogenerador

El procediment de càlcul es realitza segons la fórmula Z=LW/60/V, notació de símbols:

• Z és el valor de baixa velocitat d'una hèlix;
• L és la mida del cercle que descriuran els elements de rotació;
• W és la velocitat de girar un cargol;
• V és el paràmetre de velocitat del subministrament de flux d'aire.

A partir d'aquesta fórmula, es calcula el nombre de revolucions. Però per al càlcul cal tenir en compte el pas d'un cargol de l'equip. Es calcula mitjançant la fórmula H=2pR* tga.

Descripció dels símbols:

• 2n és un valor constant de 6,28;
• R és el valor del radi que descriurà els elements de gir de l'equip;
• tg a és l'angle de la secció.

Càlcul d'un inversor per a un generador eòlic

Abans de realitzar aquests càlculs, cal tenir en compte el següent punt. Si només s'utilitza una bateria de 12 volts a la xarxa domèstica, no té sentit instal·lar un inversor. La potència mitjana d'una casa d'estiueig o d'una llar privada és d'uns 4 kW, subjecte a les càrregues màximes. Per a aquesta xarxa, el nombre de bateries serà d'almenys deu, cadascuna d'elles està dissenyada per a 24 volts. Amb tantes bateries, s'aconsella utilitzar un dispositiu inversor.

Però per a aquestes condicions, quan s'utilitzen deu bateries de 24 volts, necessitareu un aerogenerador de 3 kW, com a mínim. Els equips més febles no seran capaços de proporcionar energia per a tanta quantitat de bateries. Per als electrodomèstics, aquesta potència pot ser massa alta.

El càlcul del paràmetre de potència del dispositiu inversor es realitza de la següent manera:

1. En primer lloc, cal resumir les característiques de potència de tots els consumidors d'energia.
2. Aleshores es determina el temps de consum.
3. Es calcula el paràmetre de càrrega màxima.

Alexander Kapustin va mostrar el procediment per engegar un generador eòlic amb un inversor.

Eficiència

És bastant senzill avaluar l'eficiència energètica d'una unitat d'un determinat tipus i disseny i comparar-la amb el rendiment de motors similars. Cal determinar el coeficient d'ús de l'energia eòlica (KIEV). Es calcula com la relació entre la potència rebuda a l'eix de l'aerogenerador i la potència del flux de vent que actua sobre la superfície de la roda eòlica.

El factor d'aprofitament de l'energia eòlica per a diverses instal·lacions oscil·la entre el 5 i el 40%. L'avaluació quedarà incompleta sense tenir en compte els costos de disseny i construcció de la instal·lació, la quantitat i el cost de l'electricitat generada.En les energies alternatives, el període d'amortització d'un aerogenerador és un factor important, però també cal tenir en compte l'efecte ambiental resultant.

Què és un generador eòlic?

Un generador eòlic és un dispositiu que utilitza l'energia eòlica per generar electricitat. Els corrents d'aire, que es mouen lliurement a l'atmosfera, tenen una energia gegantina i, a més, completament lliures. L'energia eòlica és un intent d'extreure-la i aprofitar-la.

Un generador eòlic és un conjunt d'aparells que reben, processen i preparen l'energia per al seu ús. Els corrents de vent interactuen amb el rotor del molí de vent, fent-lo girar. El rotor està sobreimpulsat (o directament) connectat a un generador que carrega les bateries. La càrrega a través de l'inversor es processa en una forma estàndard (220 V, 50 Hz) i es subministra als dispositius de consum.

A primera vista, el complex és bastant complicat. També hi ha dissenys més senzills, com els molins de vent que alimenten les bombes. Tanmateix, els aparells complexos requereixen un conjunt complet d'equips que puguin proporcionar una font d'alimentació estable i d'alta qualitat.

Varietats d'aerogeneradors

Hi ha diversos tipus de generadors eòlics. Segons el nombre de pales, els molins de vent són de tres, dues, una i múltiples pales. Els dispositius es produeixen sense fulles, on la "vela", que s'assembla a una gran placa, serveix com a part que atrapa el vent. Aquest equip té una eficiència més alta que altres dispositius, però encara no s'utilitza àmpliament. Curiosament, com menys pales tingui un molí de vent, més energia produeix.

Exemples d'aerogeneradors plans

Segons el material utilitzat, les fulles són rígides (de metall o fibra de vidre) i de tela.El segon tipus són els anomenats aerogeneradors de vela, són més econòmics, però perden en practicitat i eficiència davant els resistents.

Una altra característica important és la característica de pas de l'hèlix, que permet canviar la velocitat de gir de les pales. Els dispositius de pas variable us permeten mantenir l'eficiència a diferents velocitats del vent. Però al mateix temps, el cost del sistema augmenta i la fiabilitat disminueix a causa de la complexitat del disseny. Per tant, en la majoria dels casos s'utilitzen dispositius de pas fix, fàcils de mantenir i fiables.

Tipus d'aerogeneradors segons la ubicació de l'eix de treball

L'eix de rotació de treball de l'aerogenerador es pot localitzar tant verticalment com horitzontalment

En ambdós casos, hi ha avantatges i inconvenients als quals cal parar atenció a l'hora de triar.

Hi ha diversos tipus d'aerogeneradors verticals:

1. Generadors eòlics Savonius, el disseny dels quals consta de diversos mitges cilindres, que es fixen en un eix en posició vertical. La força d'aquest dispositiu és la capacitat de treballar en qualsevol direcció del vent. Però també hi ha un greu inconvenient: l'energia eòlica només s'utilitza entre un 25 i un 30%.
2. En el rotor Darrieus, s'utilitzen bandes elàstiques com a fulles, fixades a bigues sense utilitzar un marc. L'eficiència del model és la mateixa que la de la varietat anterior, però cal una instal·lació addicional per iniciar el sistema.
3. Els molins de vent de múltiples fulles són els més eficients entre els dispositius verticals.
4. L'opció més rara són els dispositius amb un rotor helicoïdal. Les pales especialment retorçades garanteixen una rotació uniforme de la roda del vent, però la complexitat del disseny fa que el preu sigui massa elevat, la qual cosa limita l'ús de mecanismes d'aquest tipus.

Els molins de vent d'eix horitzontal són més comuns que els verticals perquè són més eficients però més cars.

Tipus d'aerogeneradors al llarg de l'eix de treball

Els desavantatges inclouen la dependència de l'eficiència de la direcció del vent i la necessitat d'ajustar la posició de l'estructura mitjançant una veleta. S'aconsella instal·lar un aerogenerador d'aquest tipus en un espai obert on no estigui cobert per arbres i edificis, i millor allunyat del lloc de residència permanent de les persones. És força sorollós i suposa un perill per als ocells que hi passen.

Fabricants d'aerogeneradors

El mercat inclou tant dispositius d'origen estranger (principalment Amèrica del Nord, Europa i Xina) com instal·lacions domèstiques. El preu depèn de la potència i de la configuració, per exemple, la presència de bateries solars, i varia entre desenes i centenars de milers de rubles.

Característiques tècniques principals

Els models de controladors utilitzats com a part d'una turbina eòlica en particular difereixen en les seves característiques tècniques, reflectides en el passaport del producte, aquestes són:

• La potència nominal, que és l'indicador principal del dispositiu, ha de correspondre a la potència del generador eòlic;
• La tensió nominal, també indicador principal, ha de correspondre a la tensió de les bateries que componen l'aerogenerador;
• Potència màxima, determina el valor màxim permès per a un model de dispositiu específic;
• El corrent màxim caracteritza la capacitat del dispositiu per funcionar al màxim rendiment del generador eòlic;
• El valor de voltatge màxim i mínim de la bateria determina el rang de tensió en què funciona el dispositiu;
• Si el model pot funcionar simultàniament amb una turbina eòlica i una planta d'energia solar, el corrent de càrrega màxim generat per les plaques solars;
• Tipus de visualització i paràmetres de funcionament que s'hi mostren;
• Característiques de funcionament: temperatura i humitat ambientals;
• Dimensions i pes totals.

Tots els aerogeneradors són iguals?

moltes classificacions per a la fabricació de fulles, a la superfície terrestre,

La majoria dels aerogeneradors existents actualment (central eòlica) es poden classificar en una, dues, tres o múltiples palas. Una petita part dels dispositius més moderns no contenen fulles, i el vent en ells atrapa l'anomenada "vela", que sembla un plat. Darrere hi ha uns pistons que posen en funcionament el sistema hidràulic, i ja genera corrent elèctric. L'eficiència d'aquestes instal·lacions és superior a la de totes les altres. En relació als sistemes de pales, la tendència és la següent: com menys pales, més energia produeix el generador.

Varietats d'aerogeneradors

pot ser més barat,

Si comparem les turbines eòliques segons el pas de l'hèlix, els dispositius amb un pas fix són més fiables. Hi ha molins de vent de pas variable que poden canviar la velocitat de gir, però el seu disseny voluminós comporta costos addicionals per a la instal·lació i manteniment d'aquest sistema.

Els dissenys dels molins de vent són els més diversos, si els tenim en compte des del punt de vista de la direcció de l'eix de gir respecte al sòl.

Els dispositius les fulles dels quals giren al voltant d'un eix vertical, al seu torn, es poden dividir en diversos tipus.

1. Els aerogeneradors de Savonius són diverses meitats de cilindres buits a l'interior, plantats en un eix vertical. El seu principal avantatge és la capacitat de girar independentment de la velocitat i la direcció del vent. Un inconvenient important és la capacitat d'utilitzar l'energia eòlica només en un terç.
2. Un rotor Darier és un sistema de dues o més pales que són plaques planes. Aquest dispositiu és fàcil de fer, però no funcionarà per obtenir molta energia amb ell. A més, es necessita un mecanisme addicional per engegar aquest rotor.
3. El rotor helicoïdal, gràcies a les pales especialment retorçades, té un gir uniforme. El dispositiu és durador, però a causa de la complexitat del disseny, és car.
4. Els aerogeneradors de pales múltiples amb eix de rotació vertical són l'opció més eficient del seu grup.

Els molins de vent amb un eix de rotació horitzontal també tenen els seus avantatges i inconvenients. El seu principal avantatge és l'alta eficiència. Entre els inconvenients d'aquestes estructures, cal destacar la necessitat de captar la direcció del vent amb una veleta i el canvi d'eficiència en funció de la direcció del vent. En aquest sentit, les instal·lacions horitzontals són les més adequades en zones obertes. Al mateix lloc on les pales estaran protegides del vent per edificis, arbres o, per exemple, turons, és millor instal·lar un aerogenerador d'un disseny diferent.

A més, aquest generador eòlic és car i l'aparició d'aquest als voltants definitivament no causarà una gran satisfacció entre els vostres veïns. Les seves fulles poden enderrocar fàcilment un ocell volador i fer molt soroll.

Quins altres tipus d'aerogeneradors hi ha? Bé, és clar, el nostre, nacional i importat. Entre aquests últims, les unitats europees, xineses i nord-americanes estan al capdavant. Al mateix temps, la presència d'aerogeneradors domèstics al mercat no pot menys que alegrar-se.

noves entrades
Motoserra o serra elèctrica: què triar per al jardí? 4 errors en el cultiu de tomàquets en testos que fan gairebé totes les mestresses de casa. Secrets del creixement de plàntules dels japonesos, que són molt sensibles a la terra

El preu d'aquests dispositius està determinat, en primer lloc, per la seva potència i la presència d'elements addicionals, per exemple, panells solars, i varia en un rang molt ampli: des de diverses desenes fins a diversos centenars de milers de rubles.

Fer un molí de vent amb les teves pròpies mans

El treball principal a realitzar és la fabricació i instal·lació d'un rotor giratori. En primer lloc, heu de triar el tipus d'estructura i les seves dimensions. Conèixer la potència necessària del dispositiu i les capacitats de producció ajudarà a determinar-ho.

La majoria dels nodes (si no tots) s'hauran de fer per si mateixos, de manera que l'elecció es veurà afectada pel coneixement que tingui el creador del disseny, quins dispositius i dispositius conegui millor. Normalment, primer es fa un molí de vent de prova, amb l'ajuda del qual es comprova el rendiment i s'especifiquen els paràmetres de l'estructura, després del qual es comencen a fabricar un aerogenerador en funcionament.

Principi de funcionament

A més, la força de rotació es converteix en electricitat, que s'emmagatzema a la bateria. Com més fort és el flux d'aire, més ràpid giren les fulles, produint més energia. Com que el funcionament del generador eòlic es basa en l'ús màxim d'una font d'energia alternativa, un costat de les pales té una forma arrodonida, l'altre és relativament pla. Quan el flux d'aire passa pel costat arrodonit, es crea una zona de buit. Això xucla la fulla, estirant-la cap al costat. Això crea energia, que fa que les fulles girin.

Esquema de funcionament d'un generador eòlic: es mostra el principi de conversió de l'energia eòlica i el funcionament dels mecanismes interns

Durant els seus girs, els cargols també fan girar l'eix connectat al rotor del generador. Quan dotze imants connectats al rotor giren a l'estator, es crea un corrent elèctric altern que té la mateixa freqüència que a les preses de corrent de l'habitació. Aquest és el principi bàsic de com funciona una turbina eòlica. El corrent altern és fàcil de generar i transmetre a llargues distàncies, però impossible d'emmagatzemar.

Esquema d'un generador eòlic

Per fer-ho, s'ha de convertir en corrent continu. Aquest treball es realitza mitjançant un circuit electrònic dins de la turbina. Per obtenir una gran quantitat d'electricitat, es fabriquen plantes industrials. Un parc eòlic normalment consta de diverses desenes d'instal·lacions. Gràcies a l'ús d'aquest dispositiu a casa, podeu obtenir una reducció important dels costos energètics. El principi de funcionament de les turbines eòliques permet utilitzar-los en les opcions següents:

• per al treball autònom;
• en paral·lel amb la bateria de reserva;
• juntament amb plaques solars;
• en paral·lel amb un generador dièsel o de gasolina.

Si el flux d'aire es mou a una velocitat de 45 km/h, la turbina genera 400 watts d'electricitat. Això és suficient per il·luminar la zona suburbana. Aquesta potència es pot acumular recollint-la en una bateria.

Un dispositiu especial controla la càrrega de la bateria. A mesura que la càrrega disminueix, la rotació de les fulles es ralenteix. Quan la bateria està completament descarregada, les fulles comencen a girar de nou. D'aquesta manera, la càrrega es manté a un cert nivell. Com més fort sigui el flux d'aire, més electricitat pot produir la turbina.

Com s'alimenta una turbina eòlica des d'una font alternativa

Els molins de vent no "s'alimenten" de la massa d'aire, estan ajustats per consumir la velocitat del vent. És a dir: el vent s'acosta a l'aerogenerador a gran velocitat i el deixa a una velocitat més lenta. La diferència de velocitats del vent abans i després del generador eòlic determina quanta energia va ser absorbida per aquest dispositiu.

Alguns tipus d'aerogeneradors ho fan millor, d'altres pitjor. Però aquesta és la funció principal del generador eòlic: frenar el vent.

La línia entre eficiència i limitació

No us cregueu mai les afirmacions que una determinada turbina eòlica funciona amb una eficiència del 100%. Això vol dir que el vent darrere de les pales del molí de vent s'ha d'aturar completament. Una prova absurda demostra clarament una afirmació falsa.

Una turbina eòlica amb una eficiència ideal ha de trobar l'equilibri on el vent desprèn prou energia perquè només hagi de sortir de la finestra d'obertura del dispositiu per a més moviment. L'eficiència en aquest cas determina la diferència de velocitat del vent abans i després de la turbina, afectant directament el factor de potència del molí de vent, que pren la fórmula següent: P_sortida= 1/2 × r × S × V3 × eficiència.

La màxima eficiència d'un aerogenerador, fa més de 100 anys, va ser corroborada pel científic alemany Betz en el seu treball científic fonamental. Prenent com a base la fórmula anterior, l'alemany va demostrar de manera extremadament constant que el màxim d'energia 16/27 es pot extreure del vent. Posteriorment, els seus càlculs van ser lleugerament corregits per l'italià Loregio, i va resultar que l'eficiència màxima d'un generador eòlic és del 59%.

Això es nota clarament en la diferència en els principis de funcionament de les turbines Savonius i Darier.Després de tot, els molins de vent de Savonius només prenen la força d'empenta del vent, i els projectes de Darier també utilitzen la sustentació aerodinàmica, que augmenta la velocitat de rotació de les pales.

Principi de funcionament de l'aerogenerador

En absència o interrupcions freqüents de l'electricitat, és millor fer un minigenerador eòlic o diverses turbines eòliques (aerogeneradors) per a l'alimentació individual amb les vostres pròpies mans. Un aparell casolà converteix l'energia cinètica del vent en energia mecànica a causa de la rotació de la roda eòlica.

Inicialment, l'energia mecànica que fa girar el rotor es converteix en un corrent altern trifàsic. El flux d'energia a través del controlador s'emmagatzema en una bateria de corrent continu. Finalment, l'inversor de tensió modifica el corrent per subministrar electricitat als electrodomèstics i la il·luminació.

El principi de funcionament d'un molí de vent és senzill i consisteix en l'acció de tres tipus de força sobre les pales. L'impuls i l'elevació superen el sistema de força de frenada i posen en marxa el volant. Després de la formació d'un camp magnètic pel rotor a la part estacionària del generador, el corrent comença a través dels cables.

Camps d'aplicació del dispositiu

De fet, els aerogeneradors són capaços de proporcionar energia als objectes amb diferents finalitats. Els aerogeneradors de gran capacitat són aptes per al subministrament d'energia a escala industrial. Els dispositius casolans dissenyats correctament proporcionen al propietari del lloc una font d'alimentació ininterrompuda. Podeu fer un generador eòlic per a una casa privada amb les vostres pròpies mans amb mà d'obra i diners mínims.

Avantatges del dispositiu

El principal avantatge d'un aerogenerador domèstic és l'estalvi en la factura elèctrica. Els diners gastats en peces i instal·lació es paguen amb subministraments elèctrics gratuïts.

Avantatges addicionals d'un aerogenerador casolà:

• el model de fàbrica és moltes vegades més car;
• disseny respectuós amb el medi ambient que funciona sense combustible;
• vida útil il·limitada (en cas de fallada, els components són fàcils de substituir);
• idoneïtat en condicions climàtiques adequades amb una velocitat mitjana anual del metre a partir de 4 m/s.

Defectes

El costat negatiu d'un molí de vent individual inclou:

• dependència del clima;
• les tempestes i els huracans sovint posen fora de funcionament el mecanisme;
• calen mesures preventives;
• pals alts necessiten terra;
• alguns models superen el nivell de soroll admissible.

Generador d'aerogenerador

Per al funcionament dels molins de vent, es requereixen generadors trifàsics convencionals. El disseny d'aquests dispositius és similar als models utilitzats en els cotxes, però té paràmetres més grans.

Els dispositius d'aerogenerador tenen un bobinat d'estator trifàsic (connexió en estrella), del qual surten tres cables, que van al controlador, on la tensió CA es transforma en CC.

El rotor del generador per a una turbina eòlica es fa amb imants de neodimi: en aquests dissenys no és recomanable utilitzar l'excitació elèctrica, ja que la bobina consumeix molta energia.

Per augmentar la velocitat, sovint s'utilitza un multiplicador. Aquest dispositiu us permet augmentar la potència del generador existent o utilitzar un dispositiu més petit, la qual cosa redueix el cost d'instal·lació.

Els multiplicadors s'utilitzen més sovint en aerogeneradors verticals, en què el procés de rotació de la roda eòlica és més lent. Per a dispositius horitzontals amb una gran velocitat de rotació de les fulles, no es requereixen multiplicadors, cosa que simplifica i redueix el cost de construcció.

Els detalls del muntatge i la instal·lació d'una turbina eòlica d'una rentadora i d'una turbina eòlica d'un generador de cotxes es descriuen detalladament als articles que recomanem.

Conjunt

• Rotor de fulles. Poden ser, segons el model: un, dos, tres o més;
• Reductor o, en altres paraules, una caixa de canvis dissenyada per regular la velocitat entre el generador i el rotor;
• La carcassa és protectora. El seu propòsit es desprèn del nom: protegeix tots els components de l'estructura de les influències externes;
• La cua s'encarrega de girar en la direcció del vent que bufa;
• La bateria és recarregable. La seva tasca és acumular energia, és a dir. estoc. Com que el temps no sempre és favorable per a la central elèctrica, això sempre ajudarà amb mal temps;
• instal·lació del inversor. S'utilitza per convertir el corrent continu en corrent altern, que alimenta els aparells elèctrics utilitzats en la vida quotidiana.

Càlcul de mida i col·locació

Per calcular el nombre de generadors necessaris per a una central eòlica, tingueu en compte:

• potència requerida;
• nombre de dies de vent;
• característiques d'ubicació.

Així doncs, perquè la instal·lació d'un aerogenerador es justifiqui pels costos, cal determinar el nombre de dies de vent a l'any, així com la seva direcció predominant. Les zones costaneres i les zones de muntanya tenen la ubicació més avantatjosa, ja que aquí la força del vent supera els 60-70 m / s, i això és suficient per abandonar l'electricitat local.

Al territori pla, el vent es caracteritza per un flux uniforme, però la seva força de vegades no és suficient per proporcionar completament una casa privada. La instal·lació a prop de plantacions i boscos no és gens rendible, ja que es consumeix energia eòlica i es manté en major mesura als arbres.

El flux del vent té un augment de potència en proporció directa a la distància de la superfície terrestre. En conseqüència, com més alt sigui el pal del molí de vent, més impuls pot capturar.Tanmateix, com més s'allunyi del terra, més reforç requerirà. Els suports auxiliars no sempre poden subjectar completament el molí de vent. En un fort vent de ratxa, la probabilitat que caigui un pal alt és molt més gran que un pal situat a un nivell de 5-7 metres.

L'eliminació més òptima del pal del terra és de 10-15 metres. La seva fixació es realitza mitjançant dos mètodes:

1. Cimentació de cimentació: s'excaven quatre fosses profundes, però de petit diàmetre, en les quals s'immergen i s'amaguen extensions d'aerogeneradors. El procés és llarg i costós, però el més fiable. En cas de vent fort, el pal es mantindrà immòbil, i l'únic dany que pot patir pot ser el desballestament de les pales.
2. Estries metàl·liques: amb l'ajuda d'un cable metàl·lic, el molí de vent es fixa perpendicularment a la superfície de la terra, mentre que el cable està ben estirat, fixant els seus extrems a terra.

La durada de funcionament de la central elèctrica en conjunt depèn de l'elecció del mètode de fixació del pal.

La presència d'equips especials, així com l'experiència en la realització d'aquests treballs, salvaran el parc eòlic d'avaries prematures.

Generador eòlic de vela

Si les pales dels molins de vent tradicionals estan fetes de materials durs, a la vela, per contra, estan fetes de materials tous. Apte per a qualsevol teixit dens, com ara lona. Sovint s'utilitzen laminats no teixits en aquestes construccions. Exteriorment, un generador eòlic de vela sembla un gran plat giratori per a nens.

Per disseny, els molins de vent de vela es divideixen en dos tipus.

• Circular amb pales de vela triangular
• Amb roda de vela, també circular

Aerogenerador de vela amb pales triangulars

Les pales de vela triangulars solen fer-se isòsceles, però en molts casos la seva forma es selecciona individualment, segons les càrregues de vent de la zona on s'instal·len.Un molí de vent de vela comença a funcionar a una velocitat del vent de 5 m/s. La seva eficiència és superior a la de la majoria de molins de vent de fulles, però al mateix temps no està exempta de moltes mancances. Així, quan el vent canvia, el "veler" s'atura i necessita temps per girar en la nova direcció del flux del vent.

Un altre inconvenient és la fragilitat de les mateixes "veles". Sovint es trenquen, fallen i requereixen una substitució completa.
Es creu que un generador de veles circulars està privat d'aquestes deficiències. La seva eficiència és el doble que la d'un generador amb pales de vela. Exteriorment, sembla una antena parabòlica i es diferencia dels generadors habituals perquè no té fulles, cilindres o rotors giratoris. Aquest generador vibra sota pressió o ràfegues de vent, transferint energia mecànica al generador amb les seves vibracions.