Cách tính toán tuabin gió: công thức + ví dụ tính toán thực tế

Lựa chọn mô hình

Chi phí của một bộ máy phát điện gió, biến tần, cột buồm, SHAVRA - tủ chuyển đổi tự động, phụ thuộc trực tiếp vào công suất và hiệu suất.

Công suất tối đa kW	Đường kính rôto m	chiều cao cột buồm m	Tốc độ định mức m / s	Vôn Thứ ba
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

Như bạn có thể thấy, để cung cấp đầy đủ hoặc một phần điện cho khu nhà, cần phải có các máy phát điện công suất lớn, việc tự lắp đặt khá khó khăn. Trong mọi trường hợp, đầu tư vốn cao và nhu cầu lắp đặt cột buồm với sự trợ giúp của thiết bị đặc biệt làm giảm đáng kể mức độ phổ biến của các hệ thống năng lượng gió cho mục đích sử dụng tư nhân.

Có các tuabin gió di động công suất thấp mà bạn có thể mang theo trong chuyến đi. Những mô hình này nhỏ gọn, nhanh chóng gắn trên mặt đất, không cần chăm sóc đặc biệt và cung cấp đủ năng lượng cho một trò tiêu khiển thoải mái trong tự nhiên.

Và mặc dù công suất tối đa của mô hình như vậy chỉ là 450 W, nhưng điều này cũng đủ để chiếu sáng toàn bộ khu cắm trại và khiến việc sử dụng các thiết bị điện gia dụng cách xa nền văn minh.

Đối với các doanh nghiệp vừa và nhỏ, việc lắp đặt một số trang trại điện gió có thể giúp tiết kiệm đáng kể chi phí năng lượng. Nhiều công ty châu Âu đang tham gia sản xuất các sản phẩm loại này.

Đây là những hệ thống kỹ thuật phức tạp đòi hỏi phải bảo trì và bảo dưỡng phòng ngừa, nhưng công suất định mức của chúng có thể đáp ứng nhu cầu của toàn bộ sản xuất. Ví dụ, ở Texas, tại trang trại gió lớn nhất ở Hoa Kỳ, chỉ có 420 máy phát điện như vậy tạo ra 735 megawatt mỗi năm.

Ưu và nhược điểm của việc lắp đặt tuabin gió

Thiết bị này, giống như các tấm pin mặt trời, thuộc loại nguồn năng lượng thay thế. Tuy nhiên, không giống như tế bào quang điện cần ánh sáng mặt trời, tuabin gió có thể hoạt động hiệu quả 24 giờ một ngày, 365 ngày một năm.

Thuận lợi	Flaws
Năng lượng miễn phí ở mọi nơi	Giá thiết bị
Năng lượng sinh thái	Chi phí lắp đặt
Năng lượng độc lập với nhà nước và thuế quan	Chi phí dịch vụ.
Độc lập với ánh sáng mặt trời	Sự phụ thuộc vào tốc độ gió

Để cân bằng tất cả những ưu và nhược điểm này, họ thường tạo ra một loạt: một máy phát điện gió với một tấm pin mặt trời. Việc lắp đặt này bổ sung cho nhau, do đó giảm sự phụ thuộc của việc phát điện vào mặt trời và gió.

Tính toán công suất máy phát điện gió

Trong hầu hết các trường hợp, quy trình về tính khả thi của việc lắp đặt các trang trại điện gió sẽ phụ thuộc vào tốc độ gió trung bình trong một khu vực cụ thể. Việc lắp đặt các tuabin gió phù hợp với sức gió tối thiểu là bốn mét mỗi giây. Với tốc độ gió từ chín đến mười hai mét mỗi giây, tuabin gió sẽ hoạt động ở tốc độ tối đa.

Máy phát điện gió ngang

Ngoài ra, công suất của các thiết bị này cũng phụ thuộc vào bề mặt của các cánh quạt được sử dụng và vào kích thước đường kính của thiết bị rôto. Với tốc độ gió trung bình đã biết cho một khu vực nhất định, có thể chọn máy phát điện yêu cầu bằng cách sử dụng một kích thước cánh quạt nhất định.

Tính toán được thực hiện theo công thức: P \ u003d 2D * 3V / 7000 kW, trong đó P là công suất, D là kích thước đường kính của thiết bị vít và một thông số như V cho biết cường độ gió tính bằng mét trên giây . Nhưng công thức này chỉ phù hợp với tuabin gió nằm ngang.

năng lượng thay thế

Tải trọng gió cũng có thể mang lại lợi ích, ví dụ, bằng cách chuyển đổi lực của gió trong các tuabin gió. Vì vậy, ở tốc độ gió V = 10 m / s, với đường kính vòng tròn 1 mét, cối xay gió có cánh d = 1,13 m và tạo ra công suất hữu ích khoảng 200–250 W. Một máy cày điện, tiêu thụ một lượng năng lượng như vậy, sẽ có thể cày khoảng năm mươi (50 m²) đất trên một thửa ruộng cá nhân trong một giờ.

Nếu bạn áp dụng kích thước lớn của máy phát điện gió - lên đến 3 mét và tốc độ dòng khí trung bình là 5 m / s, bạn có thể nhận được 1-1,5 kW điện, hoàn toàn cung cấp điện miễn phí cho một ngôi nhà nhỏ ở nông thôn.Với việc áp dụng cái gọi là biểu thuế "xanh", thời gian hoàn vốn cho thiết bị sẽ giảm xuống còn 3-7 năm và trong tương lai có thể mang lại lợi nhuận ròng.

Tính toán cánh quạt của tuabin gió

Khi thiết kế cối xay gió, người ta thường sử dụng hai loại vít:

1. Chuyển động quay trong mặt phẳng nằm ngang (cánh gạt).
2. Chuyển động quay trong mặt phẳng thẳng đứng (rôto Savonius, rôto Darrieus).

Các thiết kế trục vít có chuyển động quay trong bất kỳ mặt phẳng nào có thể được tính toán bằng công thức:

Z = L * W / 60 / V

Đối với công thức này: Z là tốc độ (tốc độ thấp) của chân vịt; L là kích thước chiều dài của hình tròn được mô tả bởi các lưỡi dao; W là tốc độ (tần số) quay của chân vịt; V là tốc độ dòng khí.

Đây là thiết kế của trục vít có tên "Rotor Darier". Phiên bản cánh quạt này được coi là hiệu quả trong sản xuất tuabin gió có công suất và kích thước nhỏ. Tính toán của trục vít có một số tính năng

Dựa vào công thức này, bạn có thể dễ dàng tính được số vòng quay W - tốc độ quay. Và tỷ lệ làm việc của vòng quay và tốc độ gió có thể được tìm thấy trong các bảng có sẵn trên mạng. Ví dụ, đối với một chân vịt có hai cánh và Z = 5, quan hệ sau là hợp lệ:

Số lượng lưỡi	Mức độ tốc độ	Tốc độ gió m / s
2	5	330

Ngoài ra, một trong những chỉ số quan trọng của cánh quạt cối xay gió là cao độ. Tham số này có thể được xác định bằng công thức:

H = 2πR * tgα

Ở đây: 2π là một hằng số (2 * 3,14); R là bán kính được mô tả bởi lưỡi dao; tg α là góc tiết diện.

Tính toán công suất máy phát điện gió

Việc tự sản xuất cối xay gió cũng cần tính toán sơ bộ.Không ai muốn tốn thời gian và tài liệu vào việc sản xuất ai biết gì, họ muốn có ý tưởng trước về khả năng và sức mạnh dự kiến ​​của việc lắp đặt. Thực tiễn cho thấy rằng kỳ vọng và thực tế tương quan kém với nhau, các cài đặt được tạo ra trên cơ sở ước tính gần đúng hoặc giả định không được hỗ trợ bởi tính toán chính xác sẽ cho kết quả yếu.

Do đó, các phương pháp tính toán đơn giản thường được sử dụng, cho kết quả gần với sự thật và không yêu cầu sử dụng một lượng lớn dữ liệu.

Công thức tính toán

Vì tính toán của máy phát điện gió phải được thực hiện các hành động sau:

• Xác định nhu cầu điện của ngôi nhà của bạn. Để làm được điều này, cần phải tính toán tổng công suất của tất cả các thiết bị, thiết bị, đèn chiếu sáng và các hộ tiêu thụ khác. Số lượng kết quả sẽ hiển thị lượng năng lượng cần thiết để cung cấp năng lượng cho ngôi nhà.
• giá trị kết quả phải được tăng lên 15-20% để có một số năng lượng dự trữ trong trường hợp. Không nghi ngờ gì rằng nguồn dự trữ này là cần thiết. Ngược lại, nó có thể bị thiếu, mặc dù thông thường, năng lượng sẽ không được sử dụng hết.
• biết công suất cần thiết, người ta có thể ước tính loại máy phát điện nào có thể được sử dụng hoặc sản xuất để giải quyết các công việc. Kết quả cuối cùng của việc sử dụng cối xay gió phụ thuộc vào khả năng của máy phát điện, nếu chúng không đáp ứng được nhu cầu của ngôi nhà, thì bạn sẽ phải thay đổi thiết bị hoặc xây dựng một bộ bổ sung
• tính toán tuabin gió. Thực sự, thời điểm này là khó khăn và gây tranh cãi nhất trong cả thủ tục. Các công thức để xác định công suất dòng chảy được sử dụng

Ví dụ, hãy xem xét tính toán của một lựa chọn đơn giản. Công thức có dạng như sau:

P = k R V³ S / 2

Trong đó P là công suất dòng chảy.

K là hệ số sử dụng năng lượng gió (một giá trị vốn dĩ gần với hiệu suất) được lấy trong khoảng 0,2-0,5.

R là mật độ không khí. Nó có các giá trị khác nhau, để đơn giản chúng ta sẽ lấy bằng 1,2 kg / m3.

V là tốc độ gió.

S là vùng phủ của bánh xe gió (được bao phủ bởi các cánh quay).

Ta coi: với bán kính của bánh xe gió là 1 m và tốc độ gió là 4 m / s

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

Kết quả cho thấy dòng điện là 36 watt. Điều này là rất nhỏ, nhưng cánh quạt công tơ quá nhỏ. Trong thực tế, bánh xe gió có sải cánh dài 3-4 mét được sử dụng, nếu không hiệu suất sẽ quá thấp.

Những gì cần xem xét

Khi tính toán cối xay gió, cần tính đến các đặc điểm thiết kế của cánh quạt. Có các loại cánh quạt với kiểu quay theo chiều dọc và chiều ngang, có hiệu suất và hiệu suất khác nhau. Cấu trúc ngang được coi là hiệu quả nhất, nhưng chúng có nhu cầu về điểm lắp đặt cao.

Điều quan trọng không kém là đảm bảo đủ công suất cho cánh quạt để quay rôto máy phát điện. Các thiết bị có rôto cứng, cho phép thu được năng lượng tốt, yêu cầu công suất đáng kể trên trục, công suất này chỉ có thể được cung cấp bởi một bánh công tác có diện tích và đường kính cánh lớn.

Một điểm quan trọng không kém là các thông số về nguồn quay - gió. Trước khi tính toán, bạn nên tìm hiểu càng nhiều càng tốt về sức mạnh và hướng gió thịnh hành trong một khu vực nhất định.Hãy tính đến khả năng xảy ra bão hoặc gió giật mạnh, tìm hiểu tần suất chúng có thể xảy ra. Tốc độ dòng chảy tăng lên bất ngờ sẽ gây nguy hiểm cho việc phá hủy cối xay gió và hỏng hóc các thiết bị điện tử chuyển đổi.

Tua bin gió định hướng thẳng đứng được chế tạo sẵn

Đã có sự quan tâm trở lại đối với tuabin gió, đặc biệt là trong những năm gần đây. Có những mô hình mới tiện lợi và thiết thực hơn.

Cho đến gần đây, tuabin gió ngang với ba cánh được sử dụng chủ yếu. Và các hình chiếu thẳng đứng không lan truyền do tải nặng lên các ổ trục của bánh xe gió, do đó làm tăng ma sát, hấp thụ năng lượng.

Nhưng nhờ vào việc sử dụng các nguyên tắc của lực bay từ, máy phát điện gió trên nam châm neodymium bắt đầu được sử dụng theo phương thẳng đứng chính xác, với chuyển động quay quán tính tự do rõ rệt. Hiện tại, nó đã được chứng minh là hiệu quả hơn chiều ngang.

Khởi động dễ dàng đạt được nhờ vào nguyên lý bay của từ trường. Và nhờ có nhiều cực, cung cấp điện áp định mức ở tốc độ thấp, có thể bỏ hoàn toàn các hộp số.

Một số thiết bị có thể bắt đầu hoạt động khi tốc độ gió chỉ là 1 cm rưỡi / giây và khi tốc độ chỉ đạt 3 hoặc 4 mét / giây, nó đã có thể bằng với công suất tạo ra của thiết bị.

Hoàn vốn của các trang trại gió

Đối với các nhà máy điện gió được tạo ra với mục đích bán điện, tức là sản xuất công nghiệp, vấn đề hoàn vốn có vẻ thành công hơn. Việc bán sản phẩm - dòng điện - cho phép bạn hoàn lại chi phí mua, vận hành và sửa chữa cối xay gió. Đồng thời, kết quả thực tế không phải lúc nào cũng có vẻ rực rỡ.Do đó, các nhà máy điện gió lớn nhất hiện có trên thế giới, với khối lượng sản xuất năng lượng lớn, có khả năng sinh lời cực kỳ thấp, và một số trong số đó được công nhận là không bền vững.

Nguyên nhân của tình trạng này nằm ở tỷ lệ đáng tiếc giữa chi phí thiết bị, tuổi thọ và hiệu suất của khu phức hợp. Nói một cách đơn giản, trong suốt thời gian hoạt động của tuabin không có thời gian để sản xuất đủ năng lượng để bù đắp cho chi phí mua và bảo trì.

Tình trạng này là điển hình cho hầu hết các trang trại gió. Nhìn chung, sự không ổn định của nguồn năng lượng, hiệu suất thấp của thiết kế, tạo thành một nền sản xuất có lợi nhuận thấp, nếu chúng ta nói thuần túy về mặt kinh tế. Trong số các cơ hội để tăng lợi nhuận, hiệu quả nhất là:

• tăng năng suất
• chi phí hoạt động thấp hơn

Có tính đến các đặc thù của khí tượng Nga, một cách đầy hứa hẹn là tăng số lượng tuabin gió trong trạm, nhưng giảm công suất của chúng. Nó chỉ ra một hệ thống có rất nhiều lợi thế:

• các cối xay gió riêng lẻ có thể tạo ra năng lượng khi có gió nhẹ khi các mô hình lớn không thể khởi động
• giảm chi phí mua thiết bị và bảo trì
• sự thất bại của một đơn vị riêng lẻ không tạo ra các vấn đề nghiêm trọng cho toàn bộ nhà máy
• giảm chi phí vận hành và vận chuyển

Điểm cuối cùng đặc biệt phù hợp đối với nước ta, nơi mà việc lắp đặt các nhà máy điện gió diễn ra ở các vùng xa xôi hoặc miền núi, và vấn đề vận chuyển và lắp ráp kết cấu là vô cùng gay gắt.

Một cách khác để tăng lợi nhuận là sử dụng cấu trúc dọc. Theo thực tế thế giới, phương án này được coi là có năng suất thấp, phù hợp để cung cấp năng lượng cho người tiêu dùng cá nhân - nhà riêng, hệ thống chiếu sáng, máy bơm, v.v.

Tuabin gió nào hiệu quả nhất

Nằm ngang

theo chiều dọc

Loại thiết bị này đã trở nên phổ biến nhất, trong đó trục quay của tuabin song song với mặt đất. Máy phát điện gió như vậy thường được gọi là cối xay gió, trong đó các cánh quạt quay ngược lại luồng gió. Thiết kế của thiết bị bao gồm hệ thống cuộn đầu tự động. Nó được yêu cầu để tìm luồng gió. Một thiết bị cũng cần thiết để quay các cánh quạt nhằm sử dụng một lực nhỏ để tạo ra điện. Việc sử dụng các thiết bị này thích hợp hơn trong các xí nghiệp công nghiệp hơn là trong cuộc sống hàng ngày. Trong thực tế, chúng thường được sử dụng để tạo ra các hệ thống trang trại gió.

Các thiết bị loại này ít hiệu quả hơn trong thực tế. Chuyển động quay của các cánh tuabin được thực hiện song song với bề mặt trái đất, không phụ thuộc vào sức mạnh của gió và vectơ của nó. Hướng của dòng chảy cũng không đóng một vai trò nào đó, với bất kỳ tác động nào, các phần tử quay sẽ di chuyển ngược lại nó. Do đó, máy phát điện gió bị mất một phần công suất, dẫn đến giảm hiệu suất năng lượng của toàn bộ thiết bị. Nhưng về cách lắp đặt và bảo trì, các thiết bị trong đó các cánh quạt được bố trí theo chiều dọc phù hợp hơn để sử dụng trong gia đình. Điều này là do thực tế là cụm hộp số và máy phát điện được gắn trên mặt đất. Những nhược điểm của thiết bị này bao gồm lắp đặt đắt tiền và chi phí vận hành nghiêm trọng. Cần có đủ không gian để lắp máy phát điện. Do đó, việc sử dụng các thiết bị thẳng đứng là thích hợp hơn trong các trang trại tư nhân nhỏ.

Hai cánh	Ba cánh	nhiều cánh
Loại đơn vị này được đặc trưng bởi sự hiện diện của hai yếu tố quay. Tùy chọn này thực tế ngày nay không hiệu quả, nhưng khá phổ biến do độ tin cậy của nó.	Loại thiết bị này là phổ biến nhất. Máy ba cánh không chỉ được sử dụng trong nông nghiệp và công nghiệp, mà còn được sử dụng trong các hộ gia đình tư nhân. Loại thiết bị này đã trở nên phổ biến do độ tin cậy và hiệu quả của nó.	Cái sau có thể có 50 phần tử quay trở lên. Để đảm bảo tạo ra lượng điện cần thiết, không cần thiết phải cuộn các cánh quạt mà phải đưa chúng đến số vòng quay cần thiết. Sự hiện diện của mỗi phần tử quay bổ sung làm tăng thông số về tổng lực cản của bánh xe gió. Kết quả là đầu ra của thiết bị ở số vòng quay yêu cầu sẽ có vấn đề. Các thiết bị băng chuyền được trang bị nhiều cánh bắt đầu quay với một lực gió nhỏ. Nhưng việc sử dụng chúng phù hợp hơn nếu thực tế của việc cuộn đóng một vai trò nào đó, chẳng hạn như khi cần bơm nước. Để đảm bảo hiệu quả việc tạo ra một lượng lớn năng lượng, các thiết bị nhiều cánh không được sử dụng. Để hoạt động của chúng, cần phải lắp đặt thiết bị bánh răng. Điều này không chỉ làm phức tạp toàn bộ thiết kế của thiết bị mà còn làm cho nó kém tin cậy hơn so với những thiết bị hai và ba cánh.

Với lưỡi cứng

Đơn vị thuyền buồm

Giá thành của các bộ phận đó cao hơn do chi phí sản xuất các bộ phận quay vòng cao. Nhưng so với thiết bị chèo thuyền, máy phát điện có lưỡi cứng đáng tin cậy hơn và có tuổi thọ lâu dài.Vì không khí có chứa bụi và cát, các phần tử quay phải chịu tải trọng cao. Khi thiết bị hoạt động trong điều kiện ổn định, hàng năm cần phải thay thế màng chống ăn mòn được dán vào các đầu của cánh quạt. Nếu không có điều này, phần tử quay bắt đầu mất các đặc tính làm việc của nó theo thời gian.

Loại lưỡi này dễ sản xuất hơn và ít tốn kém hơn kim loại hoặc sợi thủy tinh. Nhưng tiết kiệm trong sản xuất có thể dẫn đến chi phí nghiêm trọng trong tương lai. Với đường kính bánh xe gió là ba mét, tốc độ của đầu lưỡi có thể lên tới 500 km / h, khi vòng tua thiết bị khoảng 600 vòng / phút. Đây là một tải trọng nghiêm trọng ngay cả đối với các bộ phận cứng. Thực tiễn cho thấy rằng các yếu tố quay trên thiết bị chèo thuyền phải được thay đổi thường xuyên, đặc biệt nếu lực gió lớn.

Theo loại cơ cấu quay, tất cả các đơn vị có thể được chia thành một số loại:

• thiết bị Darier trực giao;
• các đơn vị có cụm quay Savonius;
• các thiết bị có thiết kế dọc trục của tổ máy;
• thiết bị có cơ cấu quay kiểu xoắn ốc.

Tốc độ gió

Bất kể bạn định mua một máy phát điện làm sẵn hay tự chế tạo, tốc độ gió sẽ là một trong những thông số quan trọng nhất để xác định sức mạnh của việc lắp đặt.

Thứ nhất, mỗi loại tuabin gió có tốc độ ban đầu riêng. Đối với hầu hết các cài đặt, đây là 2-3 m / s. Nếu tốc độ gió dưới ngưỡng này, máy phát điện sẽ hoàn toàn không hoạt động, và theo đó, điện cũng sẽ được tạo ra.

Ngoài tốc độ ban đầu, còn có tốc độ danh định, tại đó máy phát điện gió đạt công suất định mức. Đối với mỗi kiểu máy, nhà sản xuất chỉ ra con số này riêng biệt.

Tuy nhiên, nếu tốc độ cao hơn tốc độ ban đầu, nhưng thấp hơn tốc độ danh định, thì khả năng phát điện sẽ giảm đáng kể. Và để không bị thiếu điện, trước hết bạn nên luôn tập trung vào tốc độ gió trung bình trong khu vực của bạn và trực tiếp trên trang web của bạn. Bạn có thể tìm ra chỉ báo đầu tiên bằng cách xem bản đồ gió hoặc bằng cách xem dự báo thời tiết ở thành phố của bạn, thường cho biết tốc độ gió.

Hình thứ hai, lý tưởng nhất, nên được đo bằng các dụng cụ đặc biệt trực tiếp tại nơi mà tuabin gió sẽ đứng. Rốt cuộc, ngôi nhà của bạn có thể vừa ở trên đồi, nơi tốc độ gió sẽ cao hơn, vừa ở vùng đất thấp, nơi thực tế sẽ không có gió.

Trong tình huống này, những người thường xuyên phải hứng chịu các cơn bão có vị trí tốt hơn, và có thể tin tưởng vào hiệu suất tuabin gió lớn hơn.

Tải trọng gió là gì

Dòng chảy của các khối khí dọc theo bề mặt trái đất xảy ra với các tốc độ khác nhau. Đập vào bất kỳ chướng ngại vật nào, động năng của gió được chuyển thành áp suất, tạo ra tải trọng gió. Bất cứ ai đi ngược lại dòng chảy đều có thể cảm nhận được nỗ lực này. Tải trọng được tạo ra phụ thuộc vào một số yếu tố:

• tốc độ gió,
• mật độ của tia khí, - ở độ ẩm cao, trọng lượng riêng của không khí trở nên lớn hơn, tương ứng, lượng năng lượng được truyền tăng lên,
• hình dạng của một vật đứng yên.

Trong trường hợp thứ hai, các lực được hướng theo các hướng khác nhau tác động lên các bộ phận riêng lẻ của cấu trúc tòa nhà, ví dụ:

Lựa chọn máy phát điện cho cối xay gió

Với giá trị tính toán của số vòng quay của chân vịt (W), thu được bằng phương pháp mô tả ở trên, đã có thể chọn (chế tạo) máy phát điện thích hợp. Ví dụ, với cấp tốc độ Z = 5, số cánh là 2 và tốc độ là 330 vòng / phút. với tốc độ gió 8 m / s, công suất máy phát phải xấp xỉ 300 watt.

Máy phát điện của nhà máy điện gió "trong bối cảnh". Bản sao mẫu của một trong những thiết kế khả thi của máy phát điện cho hệ thống điện gió gia đình, do chính tôi lắp ráp

Đây là cách động cơ xe đạp điện trông như thế nào, trên cơ sở đó người ta đề xuất chế tạo máy phát điện cho cối xay gió gia đình. Thiết kế của động cơ xe đạp là lý tưởng để thực hiện với ít hoặc không cần tính toán và sửa đổi. Tuy nhiên, sức mạnh của họ là thấp.

Các đặc điểm của động cơ xe đạp điện tương đối như sau:

Tham số	Giá trị
Điện áp, V	24
Công suất, W	250-300
Tần số quay, vòng / phút	200-250
Mô-men xoắn, Nm	25

Một tính năng tích cực của động cơ xe đạp là chúng thực tế không cần phải làm lại. Chúng được phát triển về cấu trúc như động cơ điện tốc độ thấp và có thể được sử dụng thành công cho các tuabin gió.

Cách cắt lưỡi

Xa hơn dọc theo dòng bắt đầu từ gốc phiến lưu ý các kích thước của bán kính lưỡi - trong cột "Bán kính lưỡi" trong các cột màu xanh lá cây. Theo các kích thước này, đặt các dấu chấm trên đường bên trái và bên phải của gốc của lưỡi dao. Ở bên trái, nếu bạn nhìn từ gốc của lưỡi đến ngọn, sẽ có tọa độ của mẫu mm Phía sau và ở bên phải của đường là tọa độ của mẫu mm Phía trước.Sau khi bạn kết nối các dấu chấm và bạn có một lưỡi dao, thường được cắt ra bằng một lưỡi cưa từ cưa sắt cho kim loại hoặc bằng một chiếc máy ghép hình điện.

Các lỗ để gắn lưỡi dao vào trục quay được làm hoàn toàn dọc theo đường tâm của lưỡi dao, được vẽ trên đường ống ngay từ đầu, nếu bạn di chuyển các lỗ, lưỡi dao sẽ đứng ở một góc khác với gió và mất tất cả phẩm chất của nó. mép lưỡi cần phải xử lý, làm tròn phần trước của lưỡi, mài sắc phần sau và làm tròn các đầu của các lưỡi sao cho không có tiếng kêu và tiếng ồn. Bảng tính Excel đã tính đến xử lý cạnh trong tính toán như trong hình bên dưới.
>

Tôi hy vọng nó đã trở nên rõ ràng hơn cho bạn về cách sử dụng đĩa và cách chọn vít cho máy phát điện. Ví dụ, tất nhiên, tôi đã chọn một máy phát điện có các thông số không phù hợp, vì sạc pin 12v bắt đầu quá sớm, đối với 24v và 48 volt, kết quả sẽ khác và công suất sẽ cao hơn, nhưng bạn không thể mô tả tất cả các ví dụ.

Điều quan trọng nhất là phải hiểu nguyên tắc, ví dụ như chọn chân vịt nếu nó có công suất tốt ở một tốc độ, điều này không có nghĩa là nó sẽ có trong thực tế, nếu máy phát điện tải quá sớm cánh quạt sẽ không đạt. tốc độ của nó và sẽ không phát triển sức mạnh đáng lẽ phải ở tốc độ thấp hơn, mặc dù sức gió sẽ được tính toán hoặc thậm chí cao hơn. Lưỡi dao tùy chỉnh đến một tốc độ nhất định và sẽ lấy sức mạnh tối đa từ gió ở tốc độ của chúng.

Thiết bị và nguyên lý hoạt động

Máy phát điện gió hoạt động với sự trợ giúp của năng lượng gió. Thiết kế của thiết bị này phải bao gồm các yếu tố sau:

• cánh tuabin hoặc chân vịt;
• tuabin;
• máy phát điện;
• trục của máy phát điện;
• một biến tần, chức năng của nó là biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều;
• một cơ chế quay các cánh quạt;
• một cơ cấu làm quay tuabin;
• pin;
• cột buồm;
• bộ điều khiển chuyển động quay;
• van điều tiết;
• cảm biến gió;
• cùm cảm biến gió;
• gondola và các yếu tố khác.

Các đơn vị công nghiệp có tủ nguồn, chống sét, cơ cấu quay, bệ tin cậy, thiết bị chữa cháy, viễn thông.

Máy phát điện gió là một thiết bị biến đổi năng lượng gió thành điện năng. Tiền thân của cốt liệu hiện đại là các nhà máy sản xuất bột từ ngũ cốc. Tuy nhiên, sơ đồ đấu nối và nguyên lý hoạt động của máy phát điện không có nhiều thay đổi.

1. Do lực của gió, các cánh bắt đầu quay, mô-men xoắn của nó được truyền đến trục máy phát.
2. Chuyển động quay của rôto tạo ra dòng điện xoay chiều ba pha.
3. Thông qua bộ điều khiển, dòng điện xoay chiều được gửi đến pin. Pin là cần thiết để tạo ra hoạt động ổn định của máy phát điện gió. Nếu có gió, thiết bị sẽ sạc pin.
4. Để bảo vệ khỏi một cơn bão, hệ thống sản xuất điện gió có các yếu tố để lái bánh xe gió tránh gió. Điều này xảy ra bằng cách gập đuôi hoặc phanh bánh xe bằng phanh điện.
5. Để sạc lại pin, bạn sẽ cần cài đặt bộ điều khiển. Chức năng của cái sau bao gồm theo dõi quá trình sạc của pin để ngăn chặn sự cố của nó. Nếu cần thiết, thiết bị này có thể đổ năng lượng dư thừa vào chấn lưu.
6. Pin có điện áp thấp không đổi, nhưng nó phải đến tay người tiêu dùng với nguồn điện là 220 vôn. Vì lý do này, biến tần được lắp đặt trong các tuabin gió.Loại thứ hai có thể chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều, tăng cường độ của nó lên 220 volt. Nếu biến tần không được lắp đặt, thì chỉ những thiết bị được thiết kế cho điện áp thấp mới cần được sử dụng.
7. Dòng điện chuyển đổi được gửi đến người tiêu dùng để cung cấp năng lượng cho pin sưởi ấm, đèn chiếu sáng trong phòng và các thiết bị gia dụng.

Biện minh mới cho các khái niệm cũ

Những giả định vô căn cứ rằng sự phát triển hiện đại sẽ làm tăng đáng kể hiệu suất của tuabin gió là hoàn toàn không có cơ sở. Các mô hình ngang hiện đại đạt được hiệu suất 75% so với giới hạn Bentz lý thuyết của chúng (hiệu suất xấp xỉ 45%). Rốt cuộc, phần vật lý điều chỉnh hiệu suất của tuabin gió là thủy động lực học, và các định luật của nó là bất biến kể từ thời điểm chúng được phát hiện.

Một số nhà thiết kế đang cố gắng tăng hiệu quả bằng cách tăng số lượng lưỡi dao, làm cho chúng mỏng hơn. Bạn có thể tăng chiều dài của chúng và điều này mang lại hiệu quả lớn hơn do sự phát triển của vùng quét.

Tuy nhiên, cần phải duy trì sự cân bằng giữa tốc độ chậm lại của gió và tốc độ dư của nó.

Có một hướng khác - tăng tốc độ gió bằng cách truyền nó qua bộ khuếch tán. Nhưng thủy động lực học có đầy đủ các hiệu ứng đã được phát hiện của dòng chảy xung quanh các chướng ngại vật dọc theo con đường có ít lực cản nhất.

Ít nhiều đã có những mẫu DAWT thành công với góc côn lớn, nhưng những nỗ lực “ăn gian gió” này không tăng hiệu quả nhiều như quảng cáo.

Các tuabin gió hiện đại thành công nhất là các mô hình thẳng đứng với các cánh Darrieus, được gắn trên các ổ đỡ lực đẩy từ trường (MAGLEV).Hoạt động gần như im lặng, chúng bắt đầu quay với tốc độ gió dưới 1 m / s và chịu được gió giật mạnh lên tới 200 km / h. Dựa trên cơ sở các nguồn năng lượng thay thế đó, việc hình thành một hệ thống năng lượng độc lập tư nhân là có lợi nhất.

Cảm ơn bạn đã đọc đến cuối! Đừng quên nếu bạn thích bài viết!

Chia sẻ với bạn bè, để lại Ý kiến ​​của bạn (Ý kiến ​​của bạn giúp ích rất nhiều cho sự phát triển của dự án)

Tham gia nhóm VK của chúng tôi:

ALTER220 Cổng năng lượng thay thế

và gợi ý chủ đề để thảo luận, cùng nhau sẽ thú vị hơn !!!

Giá trị thủ tục

Nếu bạn bỏ qua các tính toán về tải trọng của chuyển động không khí, bạn có thể, như họ nói, làm hỏng toàn bộ sự vật từ trong trứng nước và gây nguy hiểm đến tính mạng con người.

Nếu thường không có khó khăn gì với áp lực của tuyết lên tường của các tòa nhà - tải trọng này có thể được nhìn thấy, nó có thể được cân và thậm chí chạm vào - thì mọi thứ phức tạp hơn nhiều với gió. Nó không thể nhìn thấy được, rất khó đoán nó bằng trực giác. Vâng, tất nhiên, gió có một số ảnh hưởng đến các cấu trúc hỗ trợ, và trong một số trường hợp, nó thậm chí có thể phá hủy: nó xoắn các biểu ngữ quảng cáo, lấn át hàng rào và khung tường, và xé toạc mái nhà. Nhưng làm thế nào để có thể dự đoán và tính đến lực lượng này? Nó có thực sự tính được không?

Cho vào! Tuy nhiên, đây là một công việc buồn tẻ, và những người không chuyên không thích tính tải trọng gió. Có một lời giải thích rõ ràng cho điều này: ý nghĩa của việc tính toán là một vấn đề rất có trách nhiệm và khó khăn, phức tạp hơn nhiều so với tính toán tải trọng tuyết. Nếu chỉ dành hai trang rưỡi cho tải tuyết trong liên doanh đặc biệt dành riêng cho việc này, thì việc tính toán tải trọng gió nhiều gấp ba lần! Thêm vào đó, một ứng dụng bắt buộc được chỉ định cho nó, chúng được đặt trên 19 trang chỉ ra các hệ số khí động học.

Nếu người dân Nga còn may mắn với điều này, thì đối với người dân Belarus lại càng khó hơn - tài liệu TKP_EN_1991-1-4-2O09 "Hiệu ứng gió", quy định về tiêu chuẩn và tính toán, có khối lượng 120 trang!

Với Eurocode (EN_1991-1-4-2O09) trên quy mô xây dựng một cấu trúc riêng cho hiệu ứng gió, rất ít người muốn xử lý một tách trà ở nhà. Những người quan tâm đến chuyên môn được khuyên nên tải xuống và nghiên cứu kỹ lưỡng, có một chuyên gia tư vấn xung quanh nó. Nếu không, do cách tiếp cận và hiểu biết sai lầm, hậu quả của các phép tính có thể rất tai hại.

Hệ số sử dụng năng lượng gió

Cần lưu ý rằng đối với tuabin gió có một chỉ số hiệu quả cụ thể - KIEV (Hệ số sử dụng năng lượng gió). Nó cho biết phần trăm lưu lượng không khí đi qua bộ phận làm việc ảnh hưởng trực tiếp đến các cánh quạt của cối xay gió. Hay nói một cách khoa học hơn, nó thể hiện tỷ số giữa công suất nhận được trên trục của thiết bị với công suất của dòng tác dụng lên mặt gió của cánh quạt. Do đó, KIEV là một đặc thù, chỉ áp dụng cho tuabin gió, tương tự về hiệu suất.

Đến nay, giá trị của KIEV từ 10-15% ban đầu (chỉ số của cối xay gió cũ) đã tăng lên 356-40%. Điều này là do sự cải tiến trong thiết kế của cối xay gió và sự xuất hiện của các vật liệu và chi tiết kỹ thuật mới, hiệu quả hơn, giúp giảm tổn thất ma sát hoặc các hiệu ứng tinh vi khác.

Các nghiên cứu lý thuyết đã xác định hệ số sử dụng năng lượng gió tối đa là 0,593.

Tóm tắt những điều trên: Tua bin gió có sinh lời không?

Các kết quả trên đã chứng minh rõ ràng lợi tức đầu tư cho việc mua và khởi động một tuabin gió.Đặc biệt là kể từ khi:

• Giá của một kilowatt không ngừng tăng lên do lạm phát.
• Khi sử dụng cối xay gió, vật thể đó trở nên không bay hơi.
• “Lượng điện dư thừa” được tạo ra có thể được tích lũy và lưu trữ trong trường hợp thời tiết lặng gió nhờ hệ thống cung cấp điện liên tục.
• Nhiều đối tượng ở xa mạng lưới cung cấp điện tập trung buộc phải tồn tại trong tình trạng không có điện, vì kết nối của chúng không có lợi.

Vì vậy, máy phát điện gió có lãi. Việc mua nó cho những người tiêu dùng sử dụng nhiều năng lượng mà không có nguồn điện là khả thi về mặt kinh tế. Một khách sạn bên ngoài thành phố, một trang trại nông nghiệp hoặc một xí nghiệp chăn nuôi, một ngôi làng nhỏ - trong mọi trường hợp, chi phí kết nối một nguồn điện thay thế sẽ là hợp lý. Bạn chỉ cần chọn một mẫu cối xay gió phù hợp và lắp đặt nó, theo hướng dẫn của các khuyến nghị của nhà sản xuất. Công suất của thiết bị phải tương ứng với tốc độ gió trung bình trong khu vực của bạn. Bạn có thể chỉ định nó bằng cách sử dụng bản đồ gió đặc biệt hoặc theo trạm thời tiết địa phương.

Xin lưu ý: đối với tuabin gió của các nhà sản xuất Trung Quốc, công suất định mức của thiết bị được tính theo tốc độ gió ở 50-70% mặt đất. Lắp đặt cối xay gió ở độ cao như vậy là có vấn đề

Cột buồm quá cao rất tốn kém và độ bền của nó phải tuân theo các yêu cầu nghiêm ngặt. Ngoài ra, ở độ cao chỉ định, gió giật tạo thành dòng xoáy mạnh. Chúng không chỉ làm chậm hoạt động của máy tạo gió mà còn có thể khiến các cánh quạt bị gãy. Giải pháp là lắp đặt thiết bị ở độ cao 30 - 35m, sẽ tạo ra khả năng tiếp cận với gió mạnh, nhưng sẽ tránh được việc gãy cối xay gió.