Kinetik rüzgar jeneratörü: cihaz, çalışma prensibi, uygulama

Rüzgar türbini cihazı

Rüzgar jeneratörleri kesinlikle çevre dostudur ve tüketicilere sınırsız bir süre için ücretsiz enerji sağlayabilir. Rüzgar jeneratörleri - rüzgar çiftliklerinin farklı kapasiteleri vardır, bu da onları farklı alanlarda kullanmayı mümkün kılar.

Bir rüzgar çiftliğinin maksimum verimliliği, sabit aktif hava akımlarının olduğu yerlere kurularak elde edilebilir. Bunun için genellikle dağlar ve tepeler, denizlerin ve okyanusların kıyıları ve benzeri koşullar kullanılır. Tesisatın ana kısmı, türbin görevi gören çarktır. Çoğu durumda, üç kanatlı rüzgar santrali yapıları, dünya yüzeyinden yüksek bir irtifada kurulmuş bir pervane şeklinde kullanılır.
En büyük etkiyi elde etmek için, rotor ile birlikte kanatlar, rüzgarın yönüne ve gücüne bağlı olarak özel mekanizmalar kullanılarak optimum konuma ayarlanır. Başka tasarımlar da var - yukarıdaki faktörlere bağlı olmayan ve herhangi bir ayar gerektirmeyen tambur. Ancak pervane kurulumlarının verimi %50 seviyesinde ise tamburlu cihazlar için çok daha düşüktür.

Tasarımdan bağımsız olarak her bir hava santrali, genellikle performanslarını değiştiren hava akımlarının etkisiyle tamamen bağlantılıdır. Bu da çarkın devir sayısında ve üretilen elektrik gücünde değişikliklere yol açar. Bu durum jeneratör ile elektrik şebekesinin ek donanımlar yardımıyla eşleştirilmesini gerektirir.

Kural olarak, bunun için invertörlerle birlikte piller kullanılır. İlk olarak, akü, akımın homojenliğinin önemli olmadığı jeneratörden şarj edilir. Ayrıca, inverterde dönüştürülen pil şarjı ağa aktarılır.

Gerektiğinde RES pervane yapıları kontrol edilebilir. Rüzgar hızı çok yüksekse, kanatların hücum açısı minimuma kadar değiştirilir. Bu, türbin üzerindeki rüzgar yükünün azalmasına yol açar.Bununla birlikte, kasırgaların etkisi altında, rüzgar çiftliklerinin çarkları genellikle deforme olur ve tüm ev kurulumu başarısız olur. Elektrik jeneratörleri ortalama 50 m yükseklikte yer aldığından olumsuz etkilerden tamamen kaçınmak mümkün değildir, bu nedenle yüksek irtifalarda hakim olan daha güçlü ve daha kararlı rüzgarlar kullanmak mümkündür.

Bir rüzgar jeneratörü nasıl seçilir

Bir rüzgar jeneratörü seçmek için şunları yapmalısınız:

1. Bu enerji kaynağına bağlanması planlanan elektrikli cihazların kurulu gücünü hesaplayınız.
2. Elde edilen güç değerlerine ve ortalama yıllık rüzgar hızına dayanarak, ünitenin kurulum bölgesinde jeneratörün gücü belirlenir. Güç, yüklerin büyümesine bağlı olarak ve pik yükler sırasında cihaza aşırı yüklenmemek için güvenlik faktörü dikkate alınarak alınmalıdır.
3. Yağış, jeneratörün performansını olumsuz etkilediğinden, cihazın kurulduğu yerdeki iklime dikkat edilmelidir. İkamet yerinin iklim özelliklerini dikkate alın.
4. Tesisatın verimliliğini belirlemek en önemli göstergelerden biridir.
5. Jeneratörün performansını, çalışma sırasında üretilen gürültüye göre öğrenin.
6. Tüm özellikler ve parametreler için çeşitli jeneratör türlerinin karşılaştırmalı bir analizini yapın.
7. Benzer kurulumların kullanıcı incelemelerini okuyun.
8. Yerli ve yabancı üreticilerin analizini yapın, bu işletmelerle ilgili incelemeleri inceleyin.

Düşük hızlı rüzgar jeneratörünün yerleştirilmesi

Direğin sabitlendiği bir arazi parçasına küçük bir temel yerleştirilir. Kulenin yanında, dibinde bir güç kabini var. Üstte döner bir mekanizma kurulur, üzerine bir gondol monte edilir. İkincisinin içinde bir anemometre, jeneratör, şanzıman ve frenler bulunur.Gondola, bıçakların sıkıştığı bir rotor kapağı takılmıştır. Her kanat, perdeyi otomatik olarak ayarlayan bir sisteme bağlıdır.

Düşük hızlı bir rüzgar türbininin montajı, direğin temeli ve montajı ile başlar.

Jeneratörün kurulumunu tamamladıktan sonra, yıldırımdan korunma ve işle ilgili bilgilerin iletilmesi, ayrıca bir kaplama ve yangın söndürme mekanizması için sistemler monte ederler.

Düşük hızlı rüzgar jeneratörü, bir banliyö bölgesine elektrik sağlayabilen bir cihazdır. Hafif rüzgarlı alanlarda kullanım haklı.

Özellikler

satın alma sırasında rüzgar türbini şarj kontrolörü onun veri sayfasını dikkatlice incelemeniz gerekir. Seçim yaparken, özellikler önemlidir:

• güç - rüzgar türbininin gücüne karşılık gelmelidir;
• voltaj - yel değirmenine takılan pillerin voltajına uygun olmalıdır;
• Maks. güç - denetleyici modeli için izin verilen maksimum gücü gösterir;
• Maks. akım - kontrolörün rüzgar jeneratörünün hangi maksimum güçleriyle çalışabileceğini gösterir;
• voltaj aralığı - göstergeler maks. ve dk. cihazın yeterli çalışması için pil voltajı;
• görüntüleme yetenekleri - belirli bir modelin ekranında cihaz ve çalışmasıyla ilgili hangi veriler görüntülenir;
• çalışma koşulları - seçilen cihazın hangi sıcaklıklarda, nem seviyesinde çalışabileceği.

Kendiniz bir şarj kontrol cihazı seçemiyorsanız, bir danışmanla görüşün ve ona yel değirmeninizin veri sayfasını gösterin. Cihaz, rüzgar tesisatının özelliklerine göre seçilir. Yanlış çalışma koşulları ve voltaj aralığından sapmalar, tüm rüzgar sisteminin çalışmasını olumsuz yönde etkileyecektir.

Rüzgar Türbini Jeneratörü

Yel değirmenlerinin çalışması için geleneksel üç fazlı jeneratörler gereklidir.Bu tür cihazların tasarımı, otomobillerde kullanılan modellere benzer, ancak daha büyük parametrelere sahiptir.

Rüzgar türbini cihazları, AC voltajının DC'ye dönüştürüldüğü kontrolöre giden üç telin çıktığı üç fazlı bir stator sargısına (yıldız bağlantısı) sahiptir.

Bir rüzgar türbini için jeneratör rotoru neodim mıknatıslar üzerinde yapılır: bu tür tasarımlarda bobin çok fazla enerji tükettiği için elektriksel uyarma kullanılması tavsiye edilmez.

Hızı artırmak için genellikle bir çarpan kullanılır. Böyle bir cihaz, mevcut jeneratörün gücünü artırmanıza veya kurulum maliyetini azaltan daha küçük bir cihaz kullanmanıza olanak tanır.

Çarpanlar, rüzgar çarkının dönme sürecinin daha yavaş olduğu dikey rüzgar türbinlerinde daha sık kullanılır. Bıçakların yüksek dönme hızına sahip yatay cihazlar için, inşaat maliyetini basitleştiren ve azaltan çarpanlara gerek yoktur.

Kendiniz bir rüzgar jeneratörü hesaplaması nasıl yapılır

Belirli bir alanda kullanılacak ekipmanın güç parametresini hesaplamak için formüller kullanılır. Öncelikle rüzgar jeneratörünün yıl boyunca üretmesini sağlayan enerji miktarı hesaplanır.

Ekipmanın toplam gücünün hesaplanması

Görevi tamamlamak için aşağıdaki eylemler gerçekleştirilir:

1. Önce hesaplamalar yapılır. Elde edilen sonuçlara göre, kulenin yüksekliğinin yanı sıra dönme elemanlarının uzunluğu da seçilir.
2. Belirli bir alanın hava akış karakteristiğinin ortalama hızının bir analizi yapılır. Bu özel ekipman gerektirecektir. Bununla birlikte, birkaç ay boyunca hava akışının gücünü izlemeniz gerekir.Alet yoksa, yerel hava istasyonunun temsilcilerinden sonuçları talep edebilirsiniz.

Güç hesaplama rüzgar jeneratörü formüle göre gerçekleştirilir P=krV 3S/2.

Sembol tanımları:

• r hava akış yoğunluğu parametresidir, normal şartlar altında bu değer 1.225 kg/m3'tür;
• V, saniyede metre cinsinden ölçülen ortalama rüzgar hızıdır;
• S, metre cinsinden ölçülen hava akışının toplam alanıdır;
• k, ekipmana kurulu türbinin verimlilik parametresidir;

Bu hesaplamaları kullanarak, belirli bir alanda bir jeneratör seti için gereken güç miktarını doğru bir şekilde belirleyebilirsiniz. Markalı ekipman satın alınırsa, ambalajı, cihazın çalışmasının hangi hava akışı kuvvetinde en verimli olacağını belirtmelidir. Ortalama olarak, bu değer saniyede yedi ila on bir metre aralığında olacaktır.

Kullanıcı Odessa mühendisi, jeneratör cihazının montaj prosedürü ve hesaplamaların yapılması hakkında ayrıntılı olarak konuştu.

Bir rüzgar türbini için pervanelerin hesaplanması

Hesaplama prosedürü Z=LW/60/V formülüne göre gerçekleştirilir, sembol gösterimi:

• Z, bir pervanenin düşük hız değeridir;
• L, döndürme elemanlarının tanımlayacağı dairenin boyutudur;
• W, bir vidayı çevirme hızıdır;
• V, hava akışı beslemesinin hız parametresidir.

Bu formüle göre devir sayısı hesaplanır. Ancak hesaplama için, ekipmanın bir vidasının adımını dikkate almak gerekir. H=2pR* tga formülü ile hesaplanır.

Sembollerin açıklaması:

• 2n, 6.28'lik sabit bir değerdir;
• R, ekipmanın dönme unsurlarını tanımlayacak yarıçapın değeridir;
• tg a kesit açısıdır.

Bir rüzgar jeneratörü için bir invertörün hesaplanması

Bu hesaplamaları yapmadan önce aşağıdaki nokta dikkate alınmalıdır. Ev ağında yalnızca bir 12 voltluk pil kullanılıyorsa, bir invertör kurmanın bir anlamı yoktur. Bir yazlık evin veya özel evin ortalama gücü, maksimum yüklere bağlı olarak yaklaşık 4 kW'dır. Böyle bir ağ için, pil sayısı en az on olacak, her biri 24 volt için tasarlandı. Bu kadar çok pil ile bir invertör cihazı kullanılması tavsiye edilir.

Ancak bu koşullar için, on adet 24 voltluk pil kullanıldığında, en az 3 kW değerinde bir rüzgar jeneratörüne ihtiyacınız olacaktır. Daha zayıf ekipman, bu kadar çok sayıda pil için enerji sağlayamaz. Ev aletleri için bu güç çok yüksek olabilir.

İnverter cihazının güç parametresinin hesaplanması aşağıdaki gibi yapılır:

1. İlk olarak, tüm enerji tüketicilerinin güç özelliklerini özetlemek gerekir.
2. Daha sonra tüketim zamanı belirlenir.
3. Pik yük parametresi hesaplanır.

Alexander Kapustin, invertörlü bir rüzgar jeneratörü başlatma prosedürünü gösterdi.

Yeterlik

Belirli bir tip ve tasarımdaki bir birimin enerji verimliliğini değerlendirmek ve benzer motorların performansıyla karşılaştırmak oldukça basittir. Rüzgar enerjisi kullanım katsayısının (KIEV) belirlenmesi gerekmektedir. Rüzgar türbini şaftına alınan gücün rüzgar çarkının yüzeyine etki eden rüzgar akışının gücüne oranı olarak hesaplanır.

Çeşitli kurulumlar için rüzgar enerjisi kullanım faktörü %5 ile %40 arasında değişmektedir. Tesisi tasarlama ve inşa etme maliyetleri, üretilen elektriğin miktarı ve maliyeti dikkate alınmadan değerlendirme eksik kalacaktır.Alternatif enerjide, bir rüzgar türbini için geri ödeme süresi önemli bir faktördür, ancak bunun sonucunda ortaya çıkan çevresel etkiyi de hesaba katmak gerekir.

Rüzgar jeneratörü nedir?

Rüzgar jeneratörü, elektrik üretmek için rüzgar enerjisini kullanan bir cihazdır. Atmosferde serbestçe hareket eden hava akımları devasa bir enerjiye sahiptir ve dahası tamamen ücretsizdir. Rüzgar enerjisi, onu çıkarma ve iyi kullanıma çevirme girişimidir.

Rüzgar jeneratörü, enerjiyi alan, işleyen ve kullanıma hazırlayan bir dizi cihazdır. Rüzgar akımları, yel değirmeninin rotoruyla etkileşerek dönmesine neden olur. Rotor, pilleri şarj eden bir jeneratöre bağlı olarak (veya doğrudan) aşırı çalıştırılır. İnverter üzerinden yapılan şarj, standart bir biçimde (220 V, 50 Hz) işlenir ve tüketim cihazlarına verilir.

İlk bakışta, kompleks oldukça karmaşıktır. Pompaları besleyen yel değirmenleri gibi daha basit tasarımlar da vardır. Bununla birlikte, karmaşık cihazlar, istikrarlı ve yüksek kaliteli bir güç kaynağı sağlayabilen eksiksiz bir ekipman seti gerektirir.

Rüzgar türbini çeşitleri

Birkaç tür rüzgar jeneratörü vardır. Kanat sayısına göre yel değirmenleri üç, iki, bir, çok kanatlıdır. Cihazlar ayrıca kanatsız olarak da üretilir, burada büyük bir plakaya benzeyen “yelken” rüzgar alıcı kısım olarak hizmet eder. Bu tür ekipman, diğer cihazlardan daha yüksek verimliliğe sahiptir, ancak yine de yaygın olarak kullanılmamaktadır. İlginç bir şekilde, bir yel değirmeninde ne kadar az kanat varsa, o kadar fazla enerji üretir.

Düz rüzgar türbinlerine örnekler

Kullanılan malzemeye göre bıçaklar sert (metal veya fiberglastan yapılmış) ve kumaştır.İkinci tip sözde yelkenli rüzgar türbinleridir, daha ucuzdurlar, ancak pratiklik ve verimlilik açısından zorlu olanlara kaybederler.

Bir diğer önemli özellik, pervanenin kanatların dönüş hızını değiştirmeyi mümkün kılan hatve özelliğidir. Değişken eğimli cihazlar, farklı rüzgar hızlarında verimliliği korumanıza izin verir. Ancak aynı zamanda, sistemin maliyeti artar ve tasarımın karmaşıklığı nedeniyle güvenilirlik azalır. Bu nedenle, çoğu durumda, bakımı kolay ve güvenilir olan sabit adımlı cihazlar kullanılır.

Çalışma ekseninin konumuna göre rüzgar türbini çeşitleri

Rüzgar türbininin çalışma ekseni hem dikey hem de yatay olarak yerleştirilebilir.

Her iki durumda da seçim yaparken dikkat etmeniz gereken avantaj ve dezavantajlar vardır.

Birkaç tür dikey rüzgar türbini vardır:

1. Tasarımı, dikey konumda bir eksene sabitlenmiş birkaç yarım silindirden oluşan Savonius rüzgar jeneratörleri. Böyle bir cihazın gücü, herhangi bir rüzgar yönünde çalışma yeteneğidir. Ancak ciddi bir dezavantaj da var - rüzgar enerjisi sadece %25-30 oranında kullanılıyor.
2. Darrieus rotorunda, çerçeve kullanılmadan kirişlere sabitlenmiş elastik bantlar bıçak olarak kullanılır. Modelin verimliliği önceki çeşidinkiyle aynıdır, ancak sistemi başlatmak için ek bir kurulum gerekir.
3. Çok kanatlı yel değirmenleri, dikey cihazlar arasında en verimli olanıdır.
4. En nadir seçenek, helikoid rotorlu cihazlardır. Özel olarak bükülmüş kanatlar, rüzgar çarkının düzgün bir şekilde dönmesini sağlar, ancak tasarımın karmaşıklığı, fiyatı çok yüksek hale getirir ve bu tür mekanizmaların kullanımını sınırlar.

Yatay eksenli yel değirmenleri, daha verimli ancak daha pahalı oldukları için dikey olanlardan daha yaygındır.

Çalışma ekseni boyunca rüzgar türbini çeşitleri

Dezavantajlar, verimliliğin rüzgar yönüne bağımlılığını ve bir rüzgar gülü kullanarak yapının konumunu ayarlama ihtiyacını içerir. Bu tür bir rüzgar türbininin ağaçlarla ve binalarla kaplanmayacağı açık bir alana kurulması tavsiye edilir ve insanların kalıcı ikamet yerlerinden uzakta olması daha iyidir. Oldukça gürültülüdür ve yanından uçan kuşlar için tehlike oluşturur.

Rüzgar türbini üreticileri

Pazar, hem yabancı menşeli cihazları (özellikle Kuzey Amerika, Avrupa ve Çin) hem de yerel kurulumları içerir. Fiyat, güce ve konfigürasyona bağlıdır - örneğin, güneş pillerinin varlığı ve on ila yüz binlerce ruble arasında değişir.

Ana teknik özellikler

Belirli bir rüzgar türbininin parçası olarak kullanılan kontrolör modelleri, ürün pasaportunda yansıtılan teknik özelliklerinde farklılık gösterir, bunlar:

• Cihazın ana göstergesi olan nominal güç, rüzgar jeneratörünün gücüne karşılık gelmelidir;
• Nominal voltaj, aynı zamanda ana gösterge, rüzgar türbinini oluşturan pillerin voltajına karşılık gelmelidir;
• Maksimum güç, belirli bir cihaz modeli için izin verilen maksimum değeri belirler;
• Maksimum akım, cihazın rüzgar jeneratörünün en yüksek performansında çalışma yeteneğini karakterize eder;
• Batarya üzerindeki maksimum ve minimum voltaj değeri cihazın çalıştığı voltaj aralığını belirler;
• Model bir rüzgar türbini ve bir güneş enerjisi santrali ile aynı anda çalışabiliyorsa - güneş panelleri tarafından üretilen maksimum şarj akımı;
• Üzerinde görüntülenen ekran tipi ve çalışma parametreleri;
• Operasyonel özellikler - ortam sıcaklığı ve nem;
• Genel boyutlar ve ağırlık.

Tüm rüzgar türbinleri aynı mıdır?

dünya yüzeyine bıçak üretimi için birçok sınıflandırma,

Halihazırda mevcut olan rüzgar türbinlerinin çoğu (rüzgar santrali) bir, iki, üç veya çok kanatlı olabilir. En modern cihazların küçük bir kısmı hiç bıçak içermez ve içlerindeki rüzgar, bir daireye benzeyen "yelkeni" yakalar. Arkasında hidrolik sistemi çalıştıran pistonlar var ve zaten elektrik akımı üretiyor. Bu tür kurulumların verimliliği diğerlerinden daha yüksektir. Kanatlı sistemlerle ilgili olarak, eğilim şu şekildedir: kanat sayısı ne kadar azsa, jeneratör o kadar fazla enerji üretir.

Rüzgar türbini çeşitleri

daha ucuz olabilir,

Rüzgar türbinlerini pervanenin hatvesine göre karşılaştırırsak, sabit hatveli cihazlar daha güvenilirdir. Dönme hızını değiştirebilen değişken hatveli yel değirmenleri vardır, ancak hantal tasarımları böyle bir sistemin kurulumu ve bakımı için ek maliyetler gerektirir.

Yel değirmenlerinin en çeşitli tasarımları, onları yere göre dönme ekseninin yönü açısından düşünürsek.

Bıçakları dikey bir eksen etrafında dönen cihazlar sırayla birkaç türe ayrılabilir.

1. Savonius rüzgar jeneratörleri, dikey bir eksene yerleştirilmiş, içi boş silindirlerin birkaç yarısıdır. Ana avantajları, rüzgarın hızı ve yönünden bağımsız olarak dönme yeteneğidir. Önemli bir dezavantaj, rüzgar enerjisini sadece üçte bir oranında kullanma yeteneğidir.
2. Darier rotoru, düz plakalar olan iki veya daha fazla kanattan oluşan bir sistemdir. Böyle bir cihazın yapılması kolaydır, ancak onunla çok fazla enerji elde etmek işe yaramaz. Ek olarak, böyle bir rotoru çalıştırmak için ek bir mekanizmaya ihtiyaç vardır.
3. Helikoid rotor, özel olarak bükülmüş bıçaklar sayesinde düzgün bir dönüşe sahiptir. Cihaz dayanıklıdır, ancak tasarımın karmaşıklığı nedeniyle pahalıdır.
4. Dikey dönüş eksenine sahip çok kanatlı rüzgar türbinleri, gruplarındaki en verimli seçenektir.

Yatay dönme eksenine sahip yel değirmenlerinin de avantajları ve dezavantajları vardır. Ana avantajları yüksek verimliliktir. Bu tür yapıların dezavantajları arasında rüzgar gülü ile rüzgarın yönünü yakalama ihtiyacı ve rüzgarın yönüne bağlı olarak verimdeki değişiklik dikkat çekmektedir. Bu bağlamda, açık alanlarda yatay kurulumlar en uygun olanıdır. Kanatların binalar, ağaçlar veya örneğin tepeler tarafından rüzgardan korunacağı yerde, farklı bir tasarıma sahip bir rüzgar türbini kurmak daha iyidir.

Ek olarak, böyle bir rüzgar jeneratörü pahalıdır ve yakındaki görünümü komşularınız arasında kesinlikle büyük bir zevke neden olmayacaktır. Bıçakları uçan bir kuşu kolayca yere serebilir ve çok fazla ses çıkarabilir.

Başka ne tür rüzgar türbinleri var? Tabii ki, bizimki, yerli ve ithal. İkincisi arasında Avrupa, Çin ve Kuzey Amerika birimleri başı çekiyor. Aynı zamanda, piyasada yerli rüzgar türbinlerinin varlığı sevinemez.

yeni girişler
Elektrikli testere veya elektrikli testere - bahçe için ne seçilir Hemen hemen tüm ev hanımlarının yaptığı saksılarda domates yetiştirirken 4 hata Toprağa çok duyarlı olan Japonlardan fide yetiştirmenin sırları

Bu tür cihazların fiyatı, her şeyden önce, güçleri ve örneğin güneş panelleri gibi ek elemanların varlığı ile belirlenir ve çok geniş bir aralıkta değişir - birkaç on ila birkaç yüz bin ruble.

Kendi elinizle bir yel değirmeni yapmak

Yapılması gereken asıl iş döner rotor imalatı ve montajıdır. Her şeyden önce, yapı tipini ve boyutlarını seçmelisiniz. Cihazın gerekli gücünü ve üretim yeteneklerini bilmek bunu belirlemeye yardımcı olacaktır.

Düğümlerin çoğunun (hepsi değilse de) kendi başlarına yapılması gerekecek, bu nedenle seçim, tasarımın yaratıcısının sahip olduğu bilgiye, hangi cihazları ve cihazları en iyi tanıdığına göre etkilenecektir. Genellikle, ilk önce performansın kontrol edildiği ve yapının parametrelerinin belirtildiği bir deneme yel değirmeni yapılır, ardından çalışan bir rüzgar türbini üretmeye başlarlar.

Çalışma prensibi

Ayrıca, dönme kuvveti, pilde depolanan elektriğe dönüştürülür. Hava akışı ne kadar güçlü olursa, kanatlar o kadar hızlı dönerek daha fazla enerji üretir. Rüzgar jeneratörünün çalışması alternatif bir enerji kaynağının maksimum kullanımına dayandığından, kanatların bir tarafı yuvarlak, diğer tarafı nispeten düzdür. Hava akımı yuvarlak kenardan geçtiğinde bir vakum alanı oluşur. Bu, bıçağı emer ve yana doğru çeker. Bu, bıçakların dönmesine neden olan enerji yaratır.

Bir rüzgar jeneratörünün çalışma şeması: rüzgar enerjisini dönüştürme ilkesi ve iç mekanizmaların çalışması gösterilmiştir.

Vidalar dönüşleri sırasında jeneratör rotoruna bağlı ekseni de döndürür. Rotora bağlı on iki mıknatıs statorda döndüğünde, normal oda çıkışlarında olduğu gibi aynı frekansa sahip alternatif bir elektrik akımı oluşturulur. Bu, bir rüzgar türbininin nasıl çalıştığının temel prensibidir. Alternatif akımın üretilmesi ve uzun mesafelerde iletilmesi kolaydır, ancak depolanması imkansızdır.

Bir rüzgar jeneratörünün şematik diyagramı

Bunu yapmak için doğru akıma dönüştürülmesi gerekir. Bu iş türbin içindeki bir elektronik devre tarafından yapılır. Büyük miktarda elektrik elde etmek için endüstriyel tesisler üretilmektedir. Bir rüzgar parkı genellikle birkaç düzine kurulumdan oluşur. Evde böyle bir cihazın kullanılması sayesinde, enerji maliyetlerinde önemli bir azalma elde edebilirsiniz. Rüzgar türbinlerinin çalışma prensibi, aşağıdaki seçeneklerde kullanılmalarına izin verir:

• özerk çalışma için;
• yedek pil ile paralel olarak;
• güneş panelleri ile birlikte;
• dizel veya benzinli bir jeneratör ile paralel olarak.

Hava akışı 45 km/s hızla hareket ederse türbin 400 watt elektrik üretir. Bu, banliyö bölgesini aydınlatmak için yeterlidir. Bu güç, bir pilde toplanarak biriktirilebilir.

Pilin şarj edilmesini özel bir cihaz kontrol eder. Yük azaldıkça, bıçakların dönüşü yavaşlar. Pil tamamen boşaldığında bıçaklar tekrar dönmeye başlar. Bu sayede şarj belli bir seviyede tutulur. Hava akışı ne kadar güçlü olursa, türbin o kadar fazla elektrik üretebilir.

Bir rüzgar türbinine alternatif bir kaynaktan nasıl güç verilir?

Yel değirmenleri hava kütlesiyle "beslenmez", rüzgar hızını tüketmeye ayarlıdırlar. Başka bir deyişle: rüzgar, rüzgar türbinine yüksek bir hızla yaklaşır ve daha yavaş bir hızda bırakır. Rüzgar jeneratöründen önceki ve sonraki rüzgar hızlarındaki fark, bu cihaz tarafından ne kadar enerji emildiğini belirler.

Bazı rüzgar türbinleri bunu daha iyi, bazıları daha kötü yapar. Ancak bu, rüzgar jeneratörünün ana işlevidir - rüzgarı yavaşlatmak.

Verimlilik ve sınırlama arasındaki çizgi

Belirli bir rüzgar türbininin %100 verimle çalıştığı iddialarına asla inanmayın. Bu, yel değirmeninin kanatlarının arkasındaki rüzgarın tamamen durması gerektiği anlamına gelir. Saçma bir kanıt, yanlış bir ifadeyi açıkça gösterir.

İdeal verimliliğe sahip bir rüzgar türbini, rüzgarın yeterli enerjiyi verdiği dengeyi bulmalıdır, böylece daha fazla hareket için yalnızca cihazın açıklık penceresinden çıkması gerekir. Bu durumda verimlilik, türbinden önceki ve sonraki rüzgar hızındaki farkı belirler ve yel değirmeninin güç faktörünü doğrudan etkiler ve aşağıdaki formülü alır: P_çıkış= 1/2 × r × S × V3 × verimlilik.

100 yıldan daha uzun bir süre önce bir rüzgar türbininin maksimum verimliliği, Alman bilim adamı Betz tarafından temel bilimsel çalışmasında doğrulandı. Yukarıdaki formülü temel alan Alman, rüzgardan maksimum 16/27 enerji elde edilebileceğini son derece tutarlı bir şekilde kanıtladı. Daha sonra, hesaplamaları İtalyan Loregio tarafından hafifçe düzeltildi ve bir rüzgar jeneratörü için maksimum verimliliğin% 59 olduğu ortaya çıktı.

Bu, Savonius ve Darier türbinlerinin çalışma prensiplerindeki farklılıkta açıkça görülmektedir.Ne de olsa Savonius yel değirmenleri yalnızca rüzgarın itme kuvvetini alıyor ve Darier'in projeleri ayrıca kanatların dönüş hızını artıran aerodinamik kaldırma kullanıyor.

Rüzgar türbininin çalışma prensibi

Yokluğunda veya sık elektrik kesintilerinde, kendi ellerinizle bireysel güç kaynağı için mini bir rüzgar jeneratörü veya birkaç rüzgar türbini (rüzgar türbini) yapmak daha iyidir. Ev yapımı bir cihaz, rüzgar çarkının dönmesi nedeniyle rüzgarın kinetik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürür.

Başlangıçta rotoru döndüren mekanik enerji, üç fazlı alternatif akıma dönüştürülür. Kontrolörden geçen enerji akışı bir DC pilde depolanır. Son olarak, voltaj invertörü, cihazlara ve aydınlatmaya elektrik sağlamak için akımı değiştirir.

Bir yel değirmeninin çalışma prensibi basittir ve kanatlar üzerinde üç tip kuvvetin hareketinden oluşur. İtme ve kaldırma, fren kuvveti sistemini aşar ve volanı harekete geçirir. Jeneratörün sabit kısmında rotor tarafından bir manyetik alan oluşturulduktan sonra akım tellerden başlar.

Cihazın uygulama alanları

Aslında rüzgar türbinleri, çeşitli amaçlar için nesnelere enerji sağlama yeteneğine sahiptir. Büyük kapasiteli rüzgar türbinleri, endüstriyel ölçekte güç kaynağı için uygundur. Düzgün tasarlanmış ev yapımı cihazlar, site sahibine kesintisiz bir güç kaynağı sağlar. Minimum işçilik ve nakit maliyeti ile kendi ellerinizle özel bir ev için bir rüzgar jeneratörü yapabilirsiniz.

Cihazın avantajları

Bir ev rüzgar türbininin ana avantajı, elektrik faturalarındaki tasarruftur. Parça ve kurulum için harcanan para, ücretsiz elektrik kaynakları ile geri ödenir.

Ev yapımı bir rüzgar türbininin ek avantajları:

• fabrika modeli birçok kez daha pahalıdır;
• yakıtsız çalışan çevre dostu tasarım;
• sınırsız hizmet ömrü (arıza durumunda bileşenlerin değiştirilmesi kolaydır);
• metrenin yıllık ortalama hızı 4 m/s'den itibaren uygun iklim koşullarında uygunluk.

Kusurlar

Bireysel bir yel değirmeninin olumsuz tarafı şunları içerir:

• hava durumuna bağımlılık;
• fırtınalar ve kasırgalar genellikle mekanizmayı devre dışı bırakır;
• önleyici tedbirler gereklidir;
• uzun direklerin topraklanması gerekir;
• bazı modeller izin verilen gürültü seviyesini aşıyor.

Rüzgar Türbini Jeneratörü

Yel değirmenlerinin çalışması için geleneksel üç fazlı jeneratörler gereklidir. Bu tür cihazların tasarımı, otomobillerde kullanılan modellere benzer, ancak daha büyük parametrelere sahiptir.

Rüzgar türbini cihazları, AC voltajının DC'ye dönüştürüldüğü kontrolöre giden üç telin çıktığı üç fazlı bir stator sargısına (yıldız bağlantısı) sahiptir.

Bir rüzgar türbini için jeneratör rotoru neodim mıknatıslar üzerinde yapılır: bu tür tasarımlarda bobin çok fazla enerji tükettiği için elektriksel uyarma kullanılması tavsiye edilmez.

Hızı artırmak için genellikle bir çarpan kullanılır. Böyle bir cihaz, mevcut jeneratörün gücünü artırmanıza veya kurulum maliyetini azaltan daha küçük bir cihaz kullanmanıza olanak tanır.

Çarpanlar, rüzgar çarkının dönme sürecinin daha yavaş olduğu dikey rüzgar türbinlerinde daha sık kullanılır. Bıçakların yüksek dönme hızına sahip yatay cihazlar için, inşaat maliyetini basitleştiren ve azaltan çarpanlara gerek yoktur.

Bir çamaşır makinesinden bir rüzgar türbininin ve bir araba jeneratöründen bir rüzgar türbininin montaj ve kurulumunun özellikleri, önerdiğimiz makalelerde ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.

Ayarlamak

• Kanatlı rotor. Modele bağlı olarak şunlar olabilir: bir, iki, üç veya daha fazla;
• Redüktör veya başka bir deyişle, jeneratör ile rotor arasındaki hızı düzenlemek için tasarlanmış bir dişli kutusu;
• Kasa koruyucudur. Amacı adından bellidir: yapının tüm bileşenlerini dış etkilerden korur;
• Kuyruk, esen rüzgarın yönüne dönmekten sorumludur;
• Pil şarj edilebilir. Görevi enerji biriktirmektir, yani. stok, mevcut. Hava her zaman santral için uygun olmadığından, bu kötü havalarda her zaman yardımcı olacaktır;
• invertör kurulumu. Günlük hayatta kullanılan elektrikli aletleri besleyen doğru akımı alternatif akıma dönüştürmek için kullanılır.

Boyut ve yerleşimin hesaplanması

Bir rüzgar santrali için gerekli jeneratör sayısını hesaplamak için şunları dikkate alın:

• gerekli güç;
• rüzgarlı gün sayısı;
• konum özellikleri.

Bu nedenle, bir rüzgar türbini kurulumunun maliyetlerle doğrulanabilmesi için, yılda rüzgarlı günlerin sayısını ve bunların baskın yönünü belirlemek gerekir. Sahil bölgeleri ve dağlardaki alanlar en avantajlı konuma sahiptir, çünkü burada rüzgar kuvveti 60-70 m / s'yi aşmaktadır ve bu, yerel elektriği terk etmek için oldukça yeterlidir.

Düz arazide, rüzgar düzgün bir akışla karakterize edilir, ancak gücü bazen özel bir evi tam olarak sağlamak için yeterli değildir. Rüzgar enerjisi harcandığından ve büyük ölçüde ağaçlarda kaldığından, tarlaların ve ormanların yakınında kurulum hiç kârsızdır.

Rüzgar akışının gücünde, dünya yüzeyinden olan mesafeyle doğru orantılı olarak bir artış vardır. Buna göre, yel değirmeni direği ne kadar yüksekse, o kadar fazla momentum yakalayabilir.Ancak yerden ne kadar uzağa kaldırılırsa, o kadar fazla takviye gerektirir. Yardımcı destekler yel değirmenini her zaman tam olarak tutamaz. Güçlü bir rüzgarlı rüzgarda, yüksek bir direğin düşme olasılığı, 5-7 metreye ayarlanmış bir direğe göre çok daha fazladır.

Direğin yerden en uygun şekilde kaldırılması 10-15 metredir. Sabitlenmesi iki yöntem kullanılarak gerçekleştirilir:

1. Temel betonlama - içine rüzgar türbini uzantılarının daldırıldığı ve betonlandığı dört derin, ancak çapı küçük çukurlar kazarlar. Süreç zaman alıcı ve maliyetlidir, ancak en güvenilir olanıdır. Güçlü bir rüzgarda, direk hareketsiz kalacaktır ve ona verilen tek hasar, kanatların hurdaya çıkması olabilir.
2. Metal çatlaklar - metal bir kablo yardımıyla, yel değirmeni dünyanın yüzeyine dik olarak sabitlenirken, kablo iyi gerilir ve uçlarını yere sabitler.

Santralin bir bütün olarak çalışma süresi, direği sabitleme yönteminin seçimine bağlıdır.

Özel ekipmanın varlığı ve bu tür çalışmaları gerçekleştirme deneyimi, rüzgar çiftliğini erken arızalardan koruyacaktır.

Yelken rüzgar jeneratörü

Geleneksel yel değirmenlerinin kanatları sert malzemelerden yapılmışsa, yelkencilikte tam tersine yumuşak malzemelerden yapılır. Branda gibi yoğun kumaşlar için uygundur. Bu tür yapılarda genellikle dokunmamış laminatlar kullanılır. Dıştan, yelkenli bir rüzgar jeneratörü, büyük bir çocuk döner tablasına benziyor.

Tasarım gereği, yelkenli yel değirmenleri iki türe ayrılır.

• Üçgen yelken kanatlı dairesel
• Yelken çarklı, ayrıca dairesel

Üçgen kanatlı yelkenli rüzgar jeneratörü

Üçgen yelken kanatları genellikle ikizkenar yapılır, ancak çoğu durumda şekilleri, kuruldukları alanın rüzgar yüklerine göre ayrı ayrı seçilir.Yelkenli bir yel değirmeni, 5 m/s rüzgar hızında çalışmaya başlar. Verimliliği çoğu kanatlı yel değirmeninden daha yüksektir, ancak aynı zamanda pek çok kusuru da yoktur. Böylece rüzgar değiştiğinde, “yelkenli” durur ve rüzgar akışının yeni yönünde dönmesi için zamana ihtiyacı vardır.

Diğer bir dezavantaj, "yelkenlerin" kırılganlığıdır. Genellikle yırtılır, bozulur ve tamamen değiştirilmesi gerekir.
Dairesel bir yelkenli jeneratörün bu eksikliklerden yoksun olduğuna inanılmaktadır. Verimliliği, yelken kanatlı bir jeneratörün iki katıdır. Dıştan, bir uydu çanağına benziyor ve herhangi bir döner bıçak, silindir veya rotor içermemesi nedeniyle normal jeneratörlerden farklıdır. Bu jeneratör, basınç veya rüzgar esintileri altında titreşir ve titreşimleriyle mekanik enerjiyi jeneratöre aktarır.