Cách tính toán máy phát điện gió

Nguyên lý hoạt động của máy phát điện gió

Trong các thiết bị gió tự chế hoặc có nhãn hiệu có trục quay dọc hoặc ngang, các cánh bắt đầu chuyển động do tác động của lực gió. Các phần tử chính của thiết bị làm cho cụm rôto quay nhờ bộ truyền động đặc biệt.Sự hiện diện của cuộn dây stato góp phần chuyển đổi cơ năng thành dòng điện. Các cánh quạt hướng trục có các tính năng khí động học, do đó chúng cung cấp khả năng cuộn tua bin của tổ máy nhanh chóng.

Sau đó, trong máy phát điện quay, lực quay được biến đổi thành điện năng và được thu vào pin. Trên thực tế, luồng không khí càng mạnh, các cánh của bộ phận cuộn càng nhanh, góp phần tạo ra năng lượng. Vì hoạt động của thiết bị máy phát điện dựa trên việc sử dụng tối đa nguồn thay thế nên một phần của các cánh quạt có hình dạng tròn hơn. Cái thứ hai là phẳng. Khi luồng không khí đi qua phần tròn, một phần chân không được hình thành, điều này góp phần vào lực hút của lưỡi cắt và dẫn nó sang một bên.

Điều này dẫn đến sự hình thành năng lượng, tác động của nó dẫn đến việc quay các cánh quạt với một cơn gió nhỏ.

Khi cuộn, trục của các vít sẽ quay, trục vít này được kết nối với cơ cấu quay. Thiết bị này có mười hai phần tử từ tính cuộn bên trong. Điều này dẫn đến sự hình thành dòng điện xoay chiều có tần số, như trong các ổ cắm điện gia dụng. Năng lượng kết quả không chỉ có thể được tạo ra, mà còn có thể truyền đi trên một khoảng cách, nhưng nó không thể được tích lũy.

Để thu thập nó, cần phải chuyển đổi nó thành dòng điện một chiều, đây là mục đích của mạch điện nằm bên trong tuabin. Để có được một lượng lớn điện, các thiết bị công nghiệp được sản xuất; các trang trại gió thường bao gồm hàng chục hệ thống lắp đặt như vậy.

Nguyên lý hoạt động của máy phát điện gió giúp bạn có thể sử dụng thiết bị trong các phiên bản sau:

• cho hoạt động tự chủ;
• với các tấm pin mặt trời;
• song song với pin sạc dự phòng;
• cùng với tổ máy phát điện chạy bằng xăng hoặc dầu diesel.

Khi dòng khí di chuyển với tốc độ khoảng 45 km / h, công suất phát của tuabin xấp xỉ 400 watt. Điều này đủ để chiếu sáng khu vực ngoại thành ngoại ô. Nếu cần, bạn có thể thực hiện tích tụ điện trong pin.

Để sạc pin, thiết bị đặc biệt được sử dụng. Với việc giảm lượng phụ tải, tốc độ quay của các cánh sẽ bắt đầu giảm. Nếu pin đã hết hoàn toàn, các phần tử của thiết bị máy phát điện sẽ cuộn lại. Nguyên tắc này giúp bạn có thể duy trì sạc của thiết bị ở một mức cụ thể. Với tốc độ dòng khí cao hơn, tuabin của tổ máy sẽ có thể tạo ra nhiều năng lượng hơn.

Người dùng Darkhan Dogalakov, sử dụng ví dụ về mô hình SEAH 400-W, đã nói về nguyên lý hoạt động của thiết bị gió.

Máy tạo gió cho gia đình không còn là chuyện hiếm

Các nhà máy điện gió từ lâu đã được sử dụng ở quy mô công nghiệp. Tuy nhiên, sự phức tạp của thiết kế, cũng như sự phức tạp của việc lắp đặt nó, đã không làm cho thiết bị này có thể sử dụng trong nhà riêng, chẳng hạn như các tấm pin mặt trời.

Tuy nhiên, hiện nay, với sự phát triển của công nghệ và sự gia tăng nhu cầu về “năng lượng xanh”, tình hình đã thay đổi. Các nhà sản xuất đã bắt đầu sản xuất các thiết bị lắp đặt quy mô nhỏ cho khu vực tư nhân.

Nguyên lý hoạt động

Gió làm quay các cánh quạt gắn trên trục máy phát điện. Kết quả của sự quay trong các cuộn dây, một dòng điện xoay chiều được tạo ra. Để tăng số vòng quay và do đó, lượng năng lượng được tạo ra, có thể sử dụng một hộp số giảm tốc (bộ truyền động). Nó cũng có thể chặn hoàn toàn chuyển động quay của các cánh quạt, nếu có nhu cầu.

Dòng điện xoay chiều kết quả được chuyển đổi thành 220 W trực tiếp bằng cách sử dụng biến tần. Sau đó, nó đi đến người tiêu dùng hoặc, thông qua bộ điều khiển sạc, đến pin để tích lũy.

Một sơ đồ đầy đủ về hoạt động của việc lắp đặt từ khi tạo ra năng lượng cho đến khi tiêu thụ.

Các loại tuabin gió và loại nào tốt hơn cho nhà riêng

Hiện tại, có hai loại thiết kế này:

1. Với rôto nằm ngang.
2. Với rôto thẳng đứng.

Loại đầu tiên với cánh quạt ngang. Cơ chế này được coi là hiệu quả nhất. Hiệu suất khoảng 50%. Nhược điểm là cần tốc độ gió tối thiểu 3 m trên giây, thiết kế tạo ra nhiều tiếng ồn.

Để đạt hiệu quả tối đa, cần có cột buồm cao, do đó, việc lắp đặt và bảo trì thêm phức tạp.

Loại thứ hai với chiều dọc. Máy phát điện gió có rôto đặt đứng có hiệu suất không quá 20%, tốc độ gió chỉ 1-2 m / giây là đủ. Đồng thời, máy hoạt động êm ái hơn rất nhiều, độ ồn phát ra không quá 30 dB, không bị rung. Không yêu cầu không gian rộng để làm việc, đồng thời không làm giảm hiệu quả.

Cài đặt không yêu cầu cột cao. Thiết bị có thể được gắn trên nóc nhà thậm chí bằng chính tay của bạn.

Việc không có máy đo gió và cơ chế quay vốn không cần thiết với thiết kế này khiến loại máy phát điện gió này rẻ hơn so với lựa chọn đầu tiên.

Xem lại video

Chọn cài đặt nào?

Trước khi trả lời câu hỏi này, bạn cần hiểu rõ yêu cầu, khả năng tài chính và các ưu tiên hoạt động của mình.

Nếu bạn muốn có được nhiều điện năng nhất và sẵn sàng chi tiền để bảo trì máy phát điện định kỳ, hãy chọn phương án đầu tiên. Bằng cách đầu tư vào cột buồm cao một lần và trả tiền cho vòng bi hoặc thay dầu 5-10 năm một lần, bạn sẽ có được sự độc lập hoàn toàn về năng lượng và ngay cả khi bạn sống ở Ukraine hoặc các nước EU, bạn sẽ có thể bán lượng điện dư thừa.

Độ ồn cao của trạm này đòi hỏi phải chọn một nơi càng xa các tòa nhà dân cư càng tốt. Điểm này cũng cần được lưu ý, vì sóng hạ âm sẽ không bị hàng xóm chú ý.

Để có được sản lượng tương đương so với phương án đầu tiên, cần phải cung cấp 3 tuabin gió loại này. Tuy nhiên, về giá cả thì thu được xấp xỉ tương đương (có thể tự lắp ráp).

Video đánh giá của một chuyên gia trong lĩnh vực nguồn năng lượng thay thế

Các thành phần bổ sung

• Bộ điều khiển, chiếm một vị trí trong mạch điện phía sau máy phát điện, cần thiết để điều khiển các cánh quạt và sạc pin bằng cách chuyển đổi dòng điện xoay chiều được tạo ra thành dòng điện một chiều.
• Pin lưu trữ để sử dụng trong thời tiết yên tĩnh. Ngoài ra, nó ổn định điện áp đầu ra của máy phát điện, do đó ngay cả khi có gió giật mạnh, điện áp không bị gián đoạn.
• Các cảm biến heading và một máy đo gió chân quỳ thu thập dữ liệu về hướng và tốc độ gió.
• ATS tự động chuyển đổi giữa các nguồn điện với tần số 0,5 giây. Công tắc nguồn tự động cho phép bạn kết hợp cối xay gió với lưới điện công cộng, máy phát điện diesel, v.v.

Quan trọng: mạng không thể hoạt động đồng thời từ nhiều nguồn điện. biến tần

Như bạn đã biết, hầu hết các thiết bị gia dụng không sử dụng dòng điện một chiều để hoạt động, vì vậy có một bộ biến tần trong chuỗi giữa pin và thiết bị thực hiện hoạt động ngược lại, tức làbiến đổi dòng điện một chiều thành điện áp xoay chiều 220v, cần thiết cho hoạt động của các thiết bị

Biến tần. Như bạn đã biết, hầu hết các thiết bị gia dụng không sử dụng dòng điện một chiều để hoạt động, vì vậy có một bộ biến tần trong chuỗi giữa pin và thiết bị thực hiện hoạt động ngược lại, tức là biến đổi dòng điện một chiều thành điện áp xoay chiều 220v, cần thiết cho hoạt động của các thiết bị.

Tất cả những biến đổi này từ năng lượng nhận được đều "chiếm" một phần nhất định - lên đến 20 phần trăm.

Phụ tùng và phụ kiện cho tuabin gió

Bộ thiết bị cơ bản chính, không thể thiếu hoạt động của máy phát điện gió, bao gồm:

• máy phát điện (động cơ);
• tuabin gió, cánh quạt, rôto;
• dây buộc;
• cơ cấu quay;
• cảm biến gió;
• cột buồm;
• cáp.

Ắc quy, bộ biến tần không hòa lưới và hòa lưới, bộ điều khiển, hệ thống truyền động góc phương vị (đuôi), các thiết bị bổ sung khác được lựa chọn riêng cho mỗi lần lắp đặt.

Cần phải thay thế các bộ phận dự phòng của tuabin gió trong quá trình bảo dưỡng và trong trường hợp nghiêm trọng, sửa chữa

Các thành phần cơ bản và phụ tùng thay thế tốt nhất được đặt hàng trực tiếp từ nhà sản xuất. Bạn có thể liên hệ với các công ty cung cấp tuabin gió từ Đức và các nước Châu Âu khác đã cải tạo (đã qua sử dụng) và các phụ kiện phù hợp với họ để sửa chữa.

Cần có quyền truy cập vào các thành phần chính để sửa chữa cài đặt

Khi đặt hàng phụ tùng, bạn nên cung cấp thông tin về nhà sản xuất máy phát điện, cho biết model và công suất của nó. Cần có mô tả chi tiết về bộ phận (có thể ở dạng ảnh chụp), chỉ ra các đặc tính kỹ thuật và chức năng của bộ phận đó.

Tính toán tải trọng gió

Vì vậy, bạn đã phối hợp trong một thời gian dài, thực hiện và cuối cùng là gắn biển quảng cáo ngoài trời tốt nhất của bạn.

Vẻ đẹp! Mọi người đều vui vẻ. Nhưng chu ... sau cơn gió mạnh đầu tiên, một khách hàng tức giận gọi cho bạn với tin sốc - quảng cáo đã giảm!

Cơn ác mộng của nhà quảng cáo đã thành sự thật ... Chuyện gì đã xảy ra?

Và điều sau đây đã xảy ra - khi thiết kế quảng cáo ngoài trời, việc tính toán tải trọng gió lên quảng cáo ngoài trời đã bị bỏ qua hoặc thực hiện không chính xác: trên vật liệu và trên dây buộc.

Làm thế nào để tránh điều này, làm thế nào để bảo vệ bạn khỏi một kết quả đáng tiếc như vậy trong công việc của bạn?

Hãy nhớ công thức đơn giản để tính tải trọng gió, được đo bằng kg / sq.m:

Pw = k * q

Giải mã những bức thư khó

Pw là áp suất gió bình thường đối với bề mặt tiếp nhận. Áp lực này được coi là tích cực.
k là hệ số khí động học phụ thuộc vào hình dạng và vị trí của đối tượng đón gió

sự vật.
q - cột tốc độ gió (kg / sq.m), tương ứng với tốc độ gió cao nhất tại một địa điểm nhất định, có tính đến gió giật đặc biệt.

Giá trị của q phụ thuộc vào tốc độ gió được xác định như sau:

q = 7 / g * sq. V / 2

7 - trọng lượng không khí (1,23 kg / m3) tại Patm. = 760 mm Hg. và tatm. = 15 ° С
g - gia tốc trọng trường (9,81 m / sq. giây)
V là tốc độ gió lớn nhất (m / s) ở độ cao h nhất định, tức là

Chiều cao h so với mặt đất, m

Tốc độ gió V, km / h m / s

Đầu vận tốc q, kg / sq.m

Chiều cao h so với mặt đất, m	Tốc độ gió V, km / h m / s	Đầu vận tốc q, kg / sq.m
0 — 8	103,7  28,8	51
8 — 20	128,9  35,8	80

q = sq. V / 16

Vải bạt được lắp đặt theo chiều dọc, cố định trong khung hoặc căng trên dây cáp

Cấu trúc - chiều rộng b, chiều cao d	Tỷ lệ kích thước	Khu vực	Hệ số khí động học, k
Vải bạt được lắp đặt theo chiều dọc, cố định trong khung hoặc căng trên dây cáp	d / b <5	b * d	1,2
d / b> = 5	b * d	1,6

Vì vậy, hóa ra mọi thứ khá đơn giản.

Bạn muốn tìm hiểu thêm về cách tính tải trọng gió và nhận lời khuyên từ các chuyên gia của chúng tôi?

Hãy xem những ý tưởng tuyệt đẹp được thực hiện ở Alprom

• Tất cả các
• Băng rôn
• Ký tự thể tích
• Công việc trên cao
• hộp đèn
• quảng cáo trên mái nhà
• In khổ lớn
• Quảng cáo LED

Chữ cái thể tích cho Lexusadmin2017-02-26T06: 44: 37 + 00: 00

Phòng trưng bày

Chữ cái thể tích cho Lexus

Chữ nổi, quảng cáo LED

Hộp đèn dài 11 mét làm bằng composite với đèn LED Samara từ Alpromadmin2017-02-26T06: 51: 17 + 00: 00

Hộp đèn dài 11 mét làm bằng composite có đèn LED ở Samara từ Alprom

Phòng trưng bày

Hộp đèn dài 11 mét làm bằng composite có đèn LED ở Samara từ Alprom

Hộp chiếu sáng, quảng cáo LED

Hộp đèn Thử nghiệm Thể thao ở Togliattiadmin2017-02-26T06: 56: 06 + 00: 00

Hộp đèn Thử nghiệm Thể thao ở Tolyatti

Phòng trưng bày

Hộp đèn Thử nghiệm Thể thao ở Tolyatti

Hộp chiếu sáng, quảng cáo LED

Các chữ cái được chiếu sáng theo âm lượng NOBEL AUTOMOTIVE ở Togliattiadmin2017-02-26T07: 04: 28 + 00: 00

Các chữ cái được chiếu sáng theo âm lượng NOBEL AUTOMOTIVE trong Tolyatti

Phòng trưng bày

Các chữ cái được chiếu sáng theo âm lượng NOBEL AUTOMOTIVE trong Tolyatti

Chữ nổi, quảng cáo LED

Nhóm lối vào Inglot ở Togliattiadmin2017-02-26T07: 19: 43 + 00: 00

Nhóm lối vào Inglot ở Togliatti

Phòng trưng bày

Nhóm lối vào Inglot ở Togliatti

Hộp chiếu sáng, quảng cáo LED

Chữ cái thể tích OKAY trong Tolyattiadmin2017-02-26T07: 27: 31 + 00: 00

Chữ cái thể tích OKAY trong Tolyatti

Phòng trưng bày

Chữ cái thể tích OKAY trong Tolyatti

Chữ nổi, Công trình cao tầng, Quảng cáo LED

Chữ xốp 3D Botek Wellness in Tolyattiadmin2017-02-26T07: 40: 55 + 00: 00

Khối lượng chữ cái từ bọt biển Botek Wellness ở Togliatti

Phòng trưng bày

Khối lượng chữ cái từ bọt biển Botek Wellness ở Togliatti

Chữ nổi, quảng cáo LED

Công trình quảng cáo trên mái nhà của Lada Arena ở Togliattiadmin2017-02-26T08: 19: 20 + 00: 00

Công trình quảng cáo trên mái nhà của Lada Arena ở Tolyatti

Phòng trưng bày

Công trình quảng cáo trên mái nhà của Lada Arena ở Tolyatti

Chữ nổi, Quảng cáo trên mái, Quảng cáo LED

Mẹo cài đặt

Chắc hẳn ai cũng hiểu rằng máy phát điện gió nên được lắp đặt ở những nơi có lực gió lớn nhất. Đây là thảo nguyên, vùng ven biển, các không gian mở khác cách xa các tòa nhà. Tua bin gió không được đặt cạnh cây cối. Bạn thậm chí không thể đặt nó gần những cây nhỏ vì chúng sẽ phát triển theo thời gian.

Máy phát điện gió với cánh quạt Darrieus

Còn việc dùng chung với lưới điện hay chỉ là máy phát điện gió, sự lựa chọn ở đây là của bạn. Trong mọi trường hợp, việc mua hàng nên hợp lý về mặt kinh tế và không chỉ để tôn vinh xu hướng thời trang.

Tính toán hoàn vốn tuabin gió

Đã đầu tư hàng trăm nghìn rúp để mua thiết bị, chủ sở hữu mới có quyền tin tưởng vào những lợi ích rõ ràng của nó và khả năng hoàn vốn của cối xay gió. Chúng ta hãy thử tính giá một kilowatt điện trên mô hình tiêu chuẩn của máy phát điện 4-5 kW.

Với tốc độ gió 4-5 m / s, thiết bị sẽ cho khoảng 350 kW mỗi tháng, hoặc 4200 kW mỗi năm. Tuổi thọ của máy phát điện là khoảng 25 năm, chi phí của hầu hết các mẫu thiết bị nằm trong khoảng 280.000 rúp.

Chia chi phí cho sản phẩm của quá trình sản xuất và dịch vụ hàng năm:

280.000 / 4200 * 25 = 2,666 rúp

Do đó, chi phí cho một kilowatt năng lượng của máy phát điện gió hoàn vốn sẽ chỉ hơn 2,5 rúp. So với mặt bằng giá hiện tại thì có lợi nhưng không bằng chúng ta mong muốn khi sử dụng các nguồn năng lượng thay thế.

Các tính toán trên cho một kết quả khác nếu tốc độ gió khoảng 7-8 m / s. Một máy phát điện gió có công suất 6-7 kW sẽ tạo ra khoảng 780 kW mỗi tháng hoặc 9000 kW mỗi năm.

Với giá thành của những chiếc cối xay gió như vậy khoảng 310.000, chúng tôi nhận được kết quả như sau:

310.000 / 9000 * 25 = 1,3722 rúp Chi phí này là một lợi ích rõ ràng, đặc biệt là đối với các cơ sở sử dụng nhiều năng lượng.

Điều gì quyết định hiệu suất của tuabin gió?

Như đã đề cập, hiệu suất của máy phát điện gió được tính từ điều kiện kỹ thuật, loại tuabin và các đặc điểm thiết kế của mô hình này. Từ khóa học vật lý ở trường, người ta biết rằng hiệu quả là tỷ số giữa công việc hữu ích trên tổng số công việc. Hoặc tỷ lệ giữa năng lượng tiêu hao khi thực hiện công việc với năng lượng nhận được do kết quả.

Về vấn đề này, một điểm thú vị phát sinh - năng lượng gió được sử dụng được thu được hoàn toàn miễn phí, không có nỗ lực nào từ phía người sử dụng. Điều này làm cho hiệu quả trở thành một chỉ số lý thuyết thuần túy xác định chất lượng hoàn toàn mang tính xây dựng của thiết bị, trong khi đối với chủ sở hữu, các đặc tính vận hành quan trọng hơn.

Đó là, một tình huống phát sinh trong đó hiệu quả không quá quan trọng, tất cả sự chú ý được dành cho các nhiệm vụ thực tế thuần túy.

Tuy nhiên, với sự thay đổi của các thông số vận hành theo hướng này hay hướng khác, hiệu suất sẽ tự động thay đổi, điều này cho thấy sự liên kết của nó với trạng thái chung của thiết bị.

tải trọng gió

Phương pháp tính toán

Mô tả thiết kế

Đặc điểm hình học của các phần tử

Xác định tải trọng gió

Gió theo góc 90 độ so với tấm chắn

Gió với góc 45 o so với tấm chắn 5 Tính toán giá đỡ

Phần 2. Tính toán cho tính bền vững

Phương pháp tính toán

Dự án này đặc trưng cho các vùng gió từ ngày 3 đến ngày 5.
1. Vùng gió - III, IV, V
2.Dạng địa hình khi xác định tải trọng gió - A
3. Mức trách nhiệm - 3, lấy hệ số giảm tải γp bằng 0,8-095 (trong đồ án này γp = 09)
4. Tuổi thọ của cấu trúc là 10 năm
5 Nhiệt độ ngoài trời ước tính t ≥ -w ​​° c, là nhiệt độ trung bình của giai đoạn năm ngày lạnh nhất theo SNiP 23-01-99 "Khí hậu xây dựng", tương ứng với vùng khí hậu của công trình II4, II5
6. Vùng ẩm - SNiP “ướt” 23-01-99 (Hình 2)
7. Mức độ tác động xâm thực của môi trường đối với kết cấu kim loại là trung bình, theo SNiP 2.0311-85 "Bảo vệ kết cấu công trình khỏi bị ăn mòn", bảng. 24, đối với nhóm khí "B" trong môi trường ẩm ướt

Mô tả cấu trúc quảng cáo

Hình 1 mô tả sơ đồ bảng quảng cáo hai mặt có thể thu gọn với chiều cao chân đế từ 2 đến 5 m tính đến đáy của bảng. Kích thước của bảng quảng cáo là 6180x3350x 410mm. Trục giá đỡ và với độ lệch 3/4 (thể hiện trong hình 1). Giá được cố định với 8 móng neo trên nền sâu. Tất cả các thông số thay đổi tùy thuộc vào vùng gió của \ u200b \ u200b nơi lắp đặt và chiều cao của giá được cho trong Bảng 1

Bản vẽ thiết kế quảng cáo. Cơm. một

Kích thước hình học chính và ốc vít của cấu trúc quảng cáo, tùy thuộc vào khu vực gió. Bảng 1

Chiều cao giá đỡ, m	Các nguyên tố cấu trúc	vùng gió
III	IV	V
2	Giá đỡ	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)
Sự thành lập	2,5 × 1,9 × 0,5 m	2,8 × 2,1 × 0,5m	3,2 × 2,1 × 0,5m
Ankera	30 M	30 M	30 M
Dầm ngang	Gnshv.236 × 70	Gnshv.236 × 70	Gnshv.236 × 70
khoảng trống	160x160x8 (С245)	160x160x8 (С245)	160x160x8 (С245)
2,5	Giá đỡ	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)
Sự thành lập	2,7 × 1,9 × 0,5m	3 × 2,1 × 0,5m	3,6 × 2,1 × 0,5m
Ankera	30 M	30 M	30 M
Dầm ngang	Gnshv.236 × 70	Gnshv.236 × 70	2 trục. 366 × 70
khoảng trống	160x160x8 (С245)	160x160x8 (С245)	160x160x8 (С345)
3	Giá đỡ	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (С245)
Sự thành lập	3 × 1,9 × 0,5 m	3,6 × 2,1 × 0,5m	4 × 2,1 × 0,5m
Ankera	30 M	30 M	M36
Dầm ngang	Gnshv.236 × 70	Gnshv.236 × 70	2 nguồn điện lưới. Chiều rộng 236 × 70
khoảng trống	160x160x8 (С245)	160x160x8 (С245)	160x160x8 (С345)
3,5	Giá đỡ	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (С245)
Sự thành lập	3,4 × 1,9 × 0,5m	3,8 × 2,1 × 0,5m	4,2 × 2,1 × 0,5m
Ankera	30 M	30 M	M36
Dầm ngang	Gnshv.236 × 70	M.W.236 × 70	2 trục. 366 × 70
khoảng trống	160x160x8 (С245)	160x160x8 (С245)	160x160x8 (С345)
4	Giá đỡ	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (С245)	Ф325х10 (345)
Sự thành lập	3,6 × 1,9 × 05m	4 × 2,1 × 0,5m	4,4 × 2,1 × 0,5m
Ankera	30 M	M36	M36
Dầm ngang	Gnshv.236 × 70	M.W.236 × 70	2 trục. 366 × 70
khoảng trống	160x160x8 (С245)	160x160x8 (С245)	160x160x8 (С345)
4,5	Giá đỡ	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (345)	Ф325х10 (345)
Sự thành lập	3,8 × 1,9 × 0,5m	4,2 × 2,1 × 0,5m	4,6 × 2,1 × 0,5m
Ankera	30 M	M36	M36
Dầm ngang	Gnshv.236 × 70	2 trục. 366 × 70	2 trục. 366 × 70
khoảng trống	160x160x8 (С245)	160x160x8 (С245)	160x160x8 (С345)
5	Giá đỡ	Ф325х10 (С245)	Ф325х10 (345)	—
Sự thành lập	4 × 1,9 × 0,5 m	4,4x21x0,5m	—
Ankera	M36	M36	—
Dầm ngang	Gnshv.236 × 70	2 trục. 366 × 70	—
khoảng trống	160x160x8 (С245)	160x160x8 (С345)	—

lên

Tính toán và lựa chọn máy phát điện gió

Những điều bạn cần chú ý khi lựa chọn tuabin gió. Để bắt đầu, hãy hiểu rằng các mô hình đắt tiền của nước ngoài không nhất thiết là giải pháp tốt nhất.

Ở đây bạn cần tiến hành các nhu cầu của bạn trong việc tạo ra điện. Vì vậy, hãy tính toán xem bạn sẽ tiêu tốn bao nhiêu tiền điện.

Máy phát điện gió với rôto xoắn ốc

Sức mạnh của máy phát điện gió trực tiếp phụ thuộc vào đường kính của vòng tròn mà các cánh quạt tạo thành. Gần đúng, bạn có thể tính toán công suất bằng công thức sau:

P = D ^ 2 * R ^ 3/7000, trong đó

D là đường kính của các cánh;

R là tốc độ gió.

Nếu đường kính là 1,5 mét và tốc độ trong khu vực của bạn là 5 mét trên giây, thì công suất sẽ xấp xỉ 0,04 kilowatt. Như bạn thấy, sức mạnh có thể được tăng lên theo hai cách: bằng cách tăng đường kính và tốc độ gió. Và thông số cuối cùng không phụ thuộc vào chúng ta.

Khi mua, hãy chú ý đến dung lượng của pin. Bình tĩnh có thể ở hầu hết mọi nơi, ngoại trừ các khu vực ven biển

Và trong những khoảng thời gian như vậy, các thiết bị điện của bạn sẽ lấy điện từ pin. Năng lực của họ có hạn. Vì vậy, tốt hơn hết bạn nên có thêm một nguồn điện dự phòng.

Một gia đình điển hình cần bao nhiêu điện? Trong một căn hộ bình thường, chúng tôi chạy khoảng 360 kWh mỗi tháng. Một máy phát điện gió có công suất 5 kilowatt sẽ tạo ra lượng này ngay cả khi tốc độ gió thấp, điều thường xảy ra ở miền Trung nước Nga. Nhưng nếu mức tiêu thụ năng lượng cao (ví dụ, có một lò sưởi điện, một nồi hơi điện, v.v.), thì một máy phát điện gió có công suất 5 kilowatt không còn đủ nữa. Trừ khi nó được lắp đặt gần biển hoặc một vùng nước lớn.
 

Một chút về chi phí

Như bạn có thể thấy, phạm vi giá là rất lớn. TẠI cài đặt trung bình trên 1 kW sẽ có giá từ 25.000 đến 300.000 rúp. Các mô hình đắt tiền hơn có một số lợi thế đáng kể, từ hiệu quả cao hơn đến các tính năng bổ sung khác nhau.

Khuyến nghị chung

Rõ ràng, để chọn đường kính tối ưu nhất của cánh quạt tuabin gió, cần phải biết tốc độ gió trung bình tại vị trí dự kiến ​​lắp đặt. Lượng điện do cối xay gió tạo ra tăng theo tỷ lệ khối khi tốc độ gió tăng. Ví dụ, nếu tốc độ gió tăng lên 2 lần, thì động năng do rôto sinh ra sẽ tăng lên 8 lần. Do đó, có thể kết luận rằng tốc độ gió là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến sức mạnh của toàn bộ hệ thống lắp đặt.

Để lựa chọn vị trí lắp đặt hệ thống điện tạo gió, các khu vực có số lượng rào chắn gió tối thiểu (không có cây cối lớn và các tòa nhà) cách nhà ở ít nhất 25-30 mét là phù hợp nhất (đừng quên rằng tuabin gió kêu rất to trong quá trình hoạt động). Chiều cao của tâm cánh quạt tuabin gió phải cao hơn các tòa nhà gần nhất ít nhất 3-5 mét. Không được có cây cối hoặc tòa nhà trên hàng lối đi có gió. Các đỉnh đồi hoặc dãy núi có cảnh quan thoáng đãng là thích hợp nhất cho vị trí đặt tuabin gió.

Nếu ngôi nhà ở nông thôn của bạn không được lên kế hoạch kết nối với một mạng chung, thì bạn nên xem xét lựa chọn các hệ thống kết hợp:

• WPP + tấm pin mặt trời
• WPP + Diesel

Các tùy chọn kết hợp sẽ giúp giải quyết các vấn đề ở những vùng có gió có thể thay đổi hoặc phụ thuộc vào mùa và tùy chọn này cũng phù hợp với các tấm pin mặt trời.

Tua bin gió được cải tạo - nó là gì?

Thiết bị năng lượng gió có thể được coi là một trong những thiết bị đáng tin cậy nhất, nếu không muốn nói là đáng tin cậy nhất, trong ngành năng lượng.Lý do cho điều này không chỉ là công nghệ cao được sử dụng trong sản xuất của nó, mà còn là tải trọng tương đối nhỏ mà nó phải chịu. Do đó, các tuabin gió thường xuyên phục vụ trong nhiều năm, thường vượt quá 20 năm. Vì mỗi công viên gió và mỗi máy phát điện gió gắn liền với một khu đất cụ thể, nên thay trang trại điện gió hoặc máy phát điện gió bằng những máy điện gió mạnh hơn khi đạt đến thời gian hoàn vốn của một dự án cụ thể, tức là khi đầu tư. trong đó được trả lại và nhận được lợi nhuận kế hoạch. Các tuabin gió hiện có thường ở trong tình trạng tốt, và nên bán chúng dưới dạng “tuabin gió đã qua sử dụng” hoặc “tuabin gió đã qua sử dụng”. Thị trường tiêu thụ thiết bị đó trên thế giới rất rộng lớn. Nhu cầu về thiết bị như vậy cũng cao. Nguyên nhân là do lượng lớn các công ty sản xuất thiết bị năng lượng gió. Theo quy định, chỉ một phần nhỏ của thiết bị "đã qua sử dụng" đó đã được tháo dỡ và đang tồn kho.

Các tuabin gió "đã qua sử dụng" trải qua quá trình chuẩn bị trước khi bán theo các quy định làm việc đặc biệt và trở thành cái gọi là. "Tân trang lại". Thông thường, trong quá trình cải tạo, các công việc sau được thực hiện: thay thế các ổ trục trong hộp số, bất kể độ mòn của chúng, khắc phục sự cố và sửa chữa các bánh răng của hộp số, máy phát, khung, lưỡi cắt, sơn. Sau công việc cải tạo, các tuabin gió được gửi đến chủ sở hữu mới của chúng. Theo quy định, sau khi bán thiết bị đó, nó được bảo hành trong thời hạn một năm.

Một ví dụ về tính toán các cánh từ đường ống thứ 160 cho máy phát điện này

tốc độ, vận tốc

Tôi nhận được kết quả tốt nhất từ ​​ống thứ 160 với đường kính 2,2m và tốc độ Z3.4 - 6 lưỡi, nhưng tốt hơn là không nên làm đường kính cánh quạt như vậy từ ống 160mm, các lưỡi quá mỏng và mỏng manh sẽ bị bật ra. Ở tốc độ 3 m / s, tốc độ danh định của trục vít là 84 vòng / phút và công suất của trục vít là 25 watt, tức là tương đối phù hợp. Tất nhiên, nó là cần thiết, với một biên độ hiệu quả của máy phát điện, nhưng đường ống thứ 160 đã mỏng và rất có thể đã ở tốc độ 7 m / s một sự rung lắc sẽ được quan sát thấy. Nhưng ví dụ, nó sẽ đi

Bây giờ, nếu bạn thay đổi tốc độ gió trong bảng, bạn có thể thấy rằng công suất của cánh quạt và tốc độ của nó sẽ xấp xỉ trùng với các thông số của cánh quạt, đó là những gì chúng ta cần, vì điều quan trọng là cánh quạt không bị quá tải. và không được tải quá tải - nếu không nó sẽ cuốn theo gió lớn.
>

Vì vậy, với một luồng gió khác, tôi đã nhận được dữ liệu về cánh quạt như vậy. Dưới đây trong ảnh chụp màn hình là dữ liệu của cánh quạt ở tốc độ 3m / s, công suất cánh quạt tối đa (KIEV) ở tốc độ Z3.4. Trong trường hợp này, số vòng quay và công suất xấp xỉ trùng với công suất máy phát tại các vòng quay này

Tốc độ máy phát điện 100 vòng / phút - 2 Ampe 30 watt
>

Tiếp theo, chúng tôi nhập tốc độ 5 m / s, như bạn có thể thấy trong ảnh chụp màn hình, 141 vòng / phút của cánh quạt và công suất trên trục cánh quạt là 124 watt, cũng xấp xỉ trùng với máy phát điện. Tốc độ máy phát điện 150 vòng / phút - 8 Ampe 120 watt

Ở tốc độ 7 m / s, cánh quạt bắt đầu bỏ qua máy phát điện về mặt công suất và tự nhiên, do quá tải, nó tăng tốc độ cao, vì vậy tôi đã tăng tốc độ lên Z4, nó cũng hóa ra là một kết quả gần đúng về mặt công suất. và tốc độ với máy phát điện. Tốc độ máy phát điện 200 vòng / phút -14 Ampe 270 watt

Ở tốc độ 10 m / s, trục vít trở nên mạnh hơn nhiều so với máy phát điện ở tốc độ danh định, như quay chậm và không thể quay máy phát điện nhanh hơn.Như vậy với Z4, công suất của cánh quạt là 991 watt, và số vòng quay chỉ là 332 vòng / phút. Máy phát tốc độ 300 vòng / phút - 26 Ampe 450 watt. Nhưng một máy phát điện quá tải cho phép cánh quạt quay với tốc độ Z5 và cao hơn, trong khi Vít KIEV rơi, và do đó sức mạnh, nhưng đồng thời tốc độ tăng lên, vì vậy nó sẽ quay các con vít sẽ quay máy phát điện thêm một chút, nhưng đồng thời nó sẽ mất điện và sự cân bằng sẽ đến đâu đó. Trong trường hợp này, dữ liệu gần như trùng khớp với máy phát điện, nhưng cánh quạt rõ ràng vượt trội máy phát điện về mặt công suất, vì vậy, với cơn gió này, đã đến lúc bảo vệ bằng cách di chuyển cánh quạt ra khỏi gió.

Vì vậy, chúng tôi đã lắp một vít ống PVC có đường kính 160mm bên dưới máy phát điện. Tôi phải nói ngay rằng đó là cánh quạt sáu cánh với tốc độ như vậy hóa ra là phù hợp nhất. Và vì vậy bạn có thể xem xét một con vít có đường kính và số lượng lưỡi bất kỳ. Chỉ là một cánh quạt ba cánh có đường kính 2,3 m hóa ra là quá nhanh đối với máy phát điện này và nó sẽ không lấy được động lượng cho KIEV tối đa của nó, vì máy phát điện sẽ ngay lập tức bắt đầu chạy chậm lại.

Do đó, bằng cách tăng số lượng cánh quạt, tôi đã giảm tốc độ cánh quạt và giữ nguyên công suất của nó. Vì vậy, cánh quạt hóa ra phù hợp với máy phát điện, nhưng đường ống thứ 160 đã đưa ra những hạn chế riêng của nó, cụ thể là, đường kính quá lớn và trong gió từ 7m / s, cánh quạt có cánh mỏng và mỏng rất có thể sẽ bị chao đảo và sẽ ầm ầm như trực thăng cất cánh. Có, và với cánh quạt này, chúng tôi loại bỏ khỏi máy phát điện, nói một cách đại khái, với sức gió 10 m / s, chỉ 600-700 watt, nhưng nó có thể gấp đôi nếu chúng tôi tăng tốc độ của cánh quạt và tăng một chút đường kính của nó. .

Dưới đây là ảnh chụp màn hình từ tab Blade Geometry. Đây là các kích thước để cắt lưỡi dao khỏi đường ống

Tự làm các nguyên tắc để tạo cánh quạt cho máy phát điện gió

Thông thường, khó khăn chính là xác định kích thước tối ưu, vì hiệu suất của nó phụ thuộc vào chiều dài và hình dạng của các cánh tuabin gió.

Vật liệu và công cụ

Các vật liệu sau đây tạo thành cơ sở:

• ván ép hoặc gỗ ở dạng khác;
• tấm sợi thủy tinh;
• nhôm cuộn;
• Ống nhựa PVC, linh kiện cho đường ống nhựa.

Tự làm cánh tuabin gió

Ví dụ: chọn một loại của những gì có sẵn ở dạng cặn sau khi sửa chữa. Đối với quá trình xử lý tiếp theo, bạn sẽ cần bút dạ hoặc bút chì để vẽ, ghép hình, giấy nhám, kéo kim loại, cưa sắt.

Bản vẽ và tính toán

Nếu chúng ta đang nói về máy phát điện công suất thấp, hiệu suất của nó không vượt quá 50 watt, một vít được làm cho chúng theo bảng dưới đây, thì chính anh ta là người có thể cung cấp tốc độ cao.

Tiếp theo, tính toán một cánh quạt ba cánh tốc độ thấp, có tỷ lệ xuất phát ly khai cao. Bộ phận này sẽ phục vụ đầy đủ cho các máy phát điện tốc độ cao, có hiệu suất đạt 100 watt. Vít hoạt động song song với động cơ bước, động cơ công suất thấp điện áp thấp, máy phát điện ô tô có nam châm yếu.

Từ quan điểm của khí động học, bản vẽ của cánh quạt sẽ giống như sau:

Sản xuất từ ​​ống nhựa

Ống nhựa PVC trong cống được coi là vật liệu tiện lợi nhất; với đường kính vít cuối cùng lên đến 2 m, các phôi có đường kính lên đến 160 mm là phù hợp. Vật liệu thu hút vì dễ xử lý, chi phí phải chăng, phổ biến và phong phú các bản vẽ, sơ đồ đã được phát triển

Điều quan trọng là chọn loại nhựa cao cấp để tránh bị nứt lưỡi.

Sản phẩm tiện lợi nhất là máng xối trơn chỉ cần cắt theo bản vẽ là có thể sử dụng được. Tài nguyên không sợ tiếp xúc với độ ẩm và không cần chăm sóc, nhưng có thể trở nên giòn ở nhiệt độ dưới 0.

Làm lưỡi từ phôi nhôm

Những con vít như vậy được đặc trưng bởi độ bền và độ tin cậy, chúng có khả năng chống lại các tác động bên ngoài và rất bền. Nhưng hãy nhớ rằng chúng trở nên nặng hơn do đó khi so sánh với bánh xe bằng nhựa, bánh xe trong trường hợp này phải chịu sự cân bằng kỹ lưỡng. Mặc dù thực tế là nhôm được coi là khá dễ uốn, nhưng làm việc với kim loại đòi hỏi sự hiện diện của các công cụ tiện lợi và kỹ năng tối thiểu trong việc xử lý chúng.

Hình thức cung cấp vật liệu có thể làm phức tạp quy trình, vì tấm nhôm thông thường chỉ biến thành lưỡi sau khi tạo cho phôi một hình dạng đặc trưng; vì mục đích này, trước tiên phải tạo một khuôn mẫu đặc biệt. Nhiều nhà thiết kế mới vào nghề đầu tiên uốn cong kim loại dọc theo trục gá, sau đó họ chuyển sang đánh dấu và cắt các khoảng trống.

Lưỡi làm bằng nhôm phôi

Cánh nhôm có khả năng chịu tải cao, không phản ứng với các hiện tượng khí quyển và sự thay đổi nhiệt độ.

vít sợi thủy tinh

Nó được các chuyên gia ưa thích hơn, vì vật liệu này rất thất thường và khó xử lý. Trình tự:

• cắt mẫu gỗ ra, dùng mastic hoặc sáp chà xát - lớp phủ phải đẩy lùi keo;
• đầu tiên, một nửa của phôi được tạo ra - khuôn mẫu được bôi một lớp epoxy, sợi thủy tinh được đặt lên trên. Quy trình nhanh chóng được lặp lại cho đến khi lớp đầu tiên có thời gian khô. Như vậy, phôi nhận được độ dày cần thiết;
• thực hiện hiệp hai theo cách tương tự;
• khi keo đông cứng, cả hai nửa có thể được kết nối bằng epoxy với việc mài các mối nối một cách cẩn thận.

Phần cuối được trang bị một ống bọc, qua đó sản phẩm được kết nối với trung tâm.

Làm thế nào để tạo ra một lưỡi dao từ gỗ?

Đây là một nhiệm vụ khó khăn do hình dạng cụ thể của sản phẩm, ngoài ra, tất cả các yếu tố làm việc của vít cuối cùng phải giống hệt nhau. Nhược điểm của giải pháp này cũng thừa nhận sự cần thiết phải bảo vệ phôi tiếp theo khỏi độ ẩm, vì nó được sơn, tẩm dầu hoặc dầu làm khô.

Gỗ không được sử dụng làm vật liệu cho bánh xe gió vì gỗ dễ bị nứt, cong vênh và mục nát. Do thực tế là nó nhanh chóng cho và hút ẩm, tức là nó thay đổi khối lượng, sự cân bằng của cánh quạt được điều chỉnh tùy ý, điều này ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu quả của thiết kế.

Giá trị thiết kế của tải trọng gió

Giá trị tiêu chuẩn của tải trọng gió (1) là:

\ ({w_n} = {w_m} + {w_p} = 0,1 + 0,248 = {\ rm {0,348}} \) kPa. (hai mươi)

Giá trị tính toán cuối cùng của tải trọng gió, qua đó xác định lực trong các phần của cột thu lôi, dựa trên giá trị tiêu chuẩn, có tính đến hệ số tin cậy:

\ (w = {w_n} \ cdot {\ gamma _f} = {\ rm {0.348}} \ cdot 1.4 = {\ rm {0.487}} \) kPa. (21)

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Tham số tần số trong công thức (6) phụ thuộc vào điều gì?

tham số tần số phụ thuộc vào sơ đồ thiết kế và các điều kiện để sửa chữa nó. Đối với thanh có một đầu được cố định cứng và đầu kia tự do (dầm công xôn), tham số tần số là 1,875 đối với chế độ rung đầu tiên và 4,694 đối với chế độ thứ hai.

Các hệ số \ ({10 ^ 6} \), \ ({10 ^ {- 8}} \) trong công thức (7), (10) có nghĩa là gì?

các hệ số này đưa tất cả các tham số về một đơn vị đo (kg, m, Pa, N, s).

Hoàn vốn và hiệu quả

Bản thân chi phí của máy phát điện gió là khá lớn. Ngoài ra, bạn vẫn cần mua pin, bộ biến tần, bộ điều khiển, cột buồm, dây điện, v.v ... Hiện nay, các mô hình tuabin gió có công suất 300 watt là phổ biến. Đây là những mô hình khá yếu tạo ra 300 watt-giờ của chúng trong điều kiện gió 10-12 mét mỗi giây và với sức gió 4-5 mét mỗi giây, 30-50 watt-giờ được tạo ra. Việc lắp đặt như vậy đủ để cung cấp ánh sáng LED và cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử nhỏ. Bạn không cần phải mong đợi rằng từ máy phát điện gió này bạn có thể cung cấp một TV, lò vi sóng, tủ lạnh và ánh sáng đầy đủ. Chi phí của tuabin gió công suất thấp bắt đầu từ 15-20 nghìn rúp. Bộ sản phẩm không bao gồm pin, biến tần và cột buồm. Một bộ hoàn chỉnh sẽ có giá ít nhất là 50 nghìn rúp.

Khi bạn chuẩn bị cung cấp điện cho một ngôi nhà và một khu đất phụ nhỏ, bạn sẽ cần một máy phát điện gió 3-5 kilowatt. Giá của một tuabin gió như vậy nằm trong khoảng 0,3-1 triệu rúp. Giá đã bao gồm bộ điều khiển, cột buồm, biến tần, pin.