Cechy pionowych turbin wiatrowych

Wiatr ma wielką siłę napędową, którą ludzie mogą wykorzystać do własnych celów. Jest źródłem czystej energii. Korzystając z generatora wiatrowego, możesz uzyskać dodatkową darmową moc. W dzisiejszym artykule rozważymy pionowe typy turbin wiatrowych, ich cechy i typy.

Generator wiatrowy to najprostszy sposób na pozyskanie alternatywnej energii na potrzeby domu. To urządzenie jest przeznaczone do przekształcania siły wiatru w zasób elektryczny. Dodatkowe urządzenia do określania kierunku wiatru nie są wymagane. Opisane urządzenie jest zdolne do pracy na małej wysokości, co pozwala na serwisowanie go bez użycia sprzętu do prac na dużych wysokościach.

Prostota konstrukcji i minimalny zestaw ruchomych części sprawiają, że to urządzenie jest niezawodne i trwałe. Prawidłowy kształt łopat oraz oryginalna konstrukcja wirnika umożliwiają uzyskanie wysokiego poziomu sprawności generatora, niezależnie od kierunku wiatru. Podczas pracy tego generatora żaden hałas jest całkowicie nieobecny, więc nie będzie przeszkadzał użytkownikowi i jego sąsiadom.

Zasada działania opisywanego generatora to lewitacja magnetyczna. Podczas obrotu wirnika powstają siły impulsowe i unoszące oraz siły tarcia, które hamują wirnik. Wygląd części obrotowej to cylinder przymocowany do ramy. Prawidłowy kształt łopat umożliwia obrót zawsze w jednym kierunku, niezależnie od kierunku wiatru. Bez względu na model i rodzaj takiego generatora zadziała on tylko wtedy, gdy ciśnienie przepływu wiatru z jednej strony będzie większe niż z drugiej.

Jeśli te warunki zostaną spełnione, to otrzymamy stały obrót osi napędowej generatora i wytwarzanie energii elektrycznej. Ponieważ wiatr działa po obu stronach mechanizmu obrotowego, oznacza to, że do uruchomienia konstrukcji pionowej potrzeba więcej siły niż poziomej. ale jeśli w projekcie zostaną użyte wysokiej jakości części zamienne, możliwa jest autopromocja.

Podobnie jak w przypadku innych urządzeń tego typu, generatory wiatrowe mają swoje zalety:

• nie zależeć od kierunku wiatru;
• korzystanie z tych urządzeń jest możliwe przy słabym wietrze;
• hałas instalacji jest w przybliżeniu równy 30 dB;
• ciekawy i nietypowy produkt na Twojej stronie z pewnością zainteresuje wszystkich gości i sąsiadów.

Wśród generatorów pionowych typu karuzelowego, które są wykorzystywane na potrzeby domowe, można wyróżnić różne konstrukcje i typy. Są bardzo łatwe w utrzymaniu i niezbyt skomplikowane konstrukcyjnie. Główne części wymagające konserwacji znajdują się na dole i są łatwo dostępne. Rozważ najbardziej znane i popularne typy turbin wiatrowych z pionową osią obrotu.

• Wirnik Savounisa. Składa się z 2 cylindrów, w których prędkość obrotowa i prędkość wiatru są od siebie niezależne. Nawet przy ostrych podmuchach wiatru jednostka nadal obraca się z początkowo ustawioną prędkością. W tym stanie można powiedzieć, że brak związku między prędkością wiatru a prędkością obrotową generatora jest zaletą, jednak w tym przypadku siła powietrza jest wykorzystywana tylko w 1/3. Geometria ostrzy pozwala im pracować tylko ¼ obrotu.

• Wirnik Darii. Konstrukcja może mieć 2 lub 3 ostrza. Montaż i instalacja jest bardzo prosta. Zasilany ręcznym startem. Opisana instalacja nie ma dużej mocy.

• Wirnik śrubowy. Obroty tego generatora są równomierne i płynne. Konstrukcja usuwa nadmierne obciążenie z łożysk, co znacznie wydłuża żywotność urządzenia. Montaż tego typu instalacji jest bardzo czasochłonny i pracochłonny. Skomplikowana konstrukcja wpłynęła na wzrost ostatecznego kosztu takiego produktu.

• Wirnik wielołopatkowy. Taka konstrukcja z łopatami o różnych kształtach i kierunkach pozwala na pracę urządzenia nawet przy bardzo słabym wietrze. Ten generator jest uważany za potężny konwerter mocy i ma wysoki poziom wydajności. Energia z wiatru jest pozyskiwana w jak największym stopniu. Ta konstrukcja, oprócz tego, że jest droga, ma wysoki poziom hałasu.

• Rotor ortogonalny. Taka instalacja zaczyna działać przy prędkości wiatru 0,7 m/s. Konstrukcja składa się z 1 osi i ostrzy. Poziom hałasu jest minimalny. Oprócz wszystkich cech technicznych warto zwrócić uwagę na jego ciekawy i nietypowy wygląd. Żywotność takiego urządzenia wynosi kilka lat.

Należy zauważyć że ciężkie ostrza i konstrukcje ogólnie utrudniają montaż urządzenia na poważnej wysokości. Oprócz pionowych generatorów wiatrowych dostępne są również modele poziome. Różne wersje tych urządzeń mają od 1 ostrza, ich wydajność jest wyższa niż w przypadku pionowych. Ale mają bardzo silne przywiązanie do kierunku wiatru.

Przed rozważeniem popularnych modeli turbin wiatrowych należy zrozumieć ich parametry i kryteria doboru do opisywanych produktów. Główne kryteria wyboru to:

• maksymalna moc produktu;
• ilość energii wytworzonej przez 1 miesiąc;
• minimalna prędkość powietrza, przy której może pracować generator;
• Warunki korzystania;
• obecność urządzeń chroniących instalację przed przeciążeniami;
• dożywotni;
• Cena produktu.

Dziś generatory wiatrowe są produkowane w wielu krajach, w tym w Rosji. Są produkowane przez kilka organizacji:

• OOO SKB Iskra;
• CJSC "Przedsiębiorstwo Energetyki Wiatrowej";
• LMV „Vetroenergetika”;
• UAB „Jednostkowy napęd”.

Jednostki produkcji rosyjskiej nie są tak znane i poszukiwane w innych krajach jak modele obrotowe produkcji niemieckiej, duńskiej, chińskiej i belgijskiej. Wiodące światowe firmy produkujące wiatraki wydają ogromne pieniądze na rozwój nowych typów łopat, generatorów, precyzyjne obliczenia przełożeń. Produkty tych firm posiadają duży wybór mocy od 1-10 kW oraz dodatkowe wyposażenie, które można dokupić osobno (zestawy z hubem, falownikiem, bateriami). Oprócz mocy istnieją różnice w cenie i częściach składowych. Rosyjskie firmy produkują generatory wiatrowe z różnymi typami wirników i maksymalną mocą urządzeń. Za najlepiej sprzedające się produkty uważane są następujące modele nowej generacji.

• VUE-1.5. Jest to kompaktowa jednostka, którą można przewozić dowolnym rodzajem transportu. W instalacji i obsłudze jest prosty i bezpośredni. Ten mały generator jest praktycznie bezgłośny. Ma moc znamionową 1,5 kW. Napięcie wyjściowe 48 V. Prędkość wiatru dla normalnej pracy powinna zawierać się w przedziale 2,5-25 m/s.

• VUE-3 (6). Takie urządzenie jest przeznaczone do samodzielnego zasilania małego konsumenta (dom prywatny). Moc znamionowa opisywanej instalacji wynosi 3 kW, ale po zamontowaniu dodatkowego wyposażenia (falownik i akumulatory) można ją zwiększyć do 6 kW. Napięcie wyjściowe 48 V. Wymagana prędkość wiatru do pracy - od 4 do 30 m/s.

• VUE-30. Instalacja skupia się na zasilaniu dużego domu lub kilku domów. Jego moc znamionowa wynosi 30 kW. Napięcie wyjściowe ma zakres 90-400 V. Prędkość wiatru dla instalacji powinna wynosić od 4-60 m/s.

Generator wiatrowy nie jest bardzo złożoną konstrukcją, którą może złożyć prawie każdy, jeśli ma wstępne umiejętności pracy z narzędziem ręcznym i posiada wiedzę z zakresu elektrotechniki. Rozważ proces montażu najprostszego generatora wiatrowego dla użytkowników, którzy zaczynają opanować alternatywne źródła energii.

Aby nie pomylić się co do wielkości i złożyć wszystko poprawnie, możesz użyć dowolnego gotowego rysunku z Internetu lub narysować własny i sprawdzić w praktyce. Aby wyprodukować niezawodną i wysokiej jakości konstrukcję, będziesz potrzebować:

• blacha do produkcji ostrzy o grubości 0,8-0,9 mm nie powinna być zbyt cienka i słaba, aby nie była wygięta ani złamana przez silny podmuch wiatru, ale zbyt gruby materiał jest również niepożądany, ponieważ nadwaga konstrukcji doprowadzi do szybkiego zużycia łożysk;
• blacha stalowa 40 mm lub inna średnica;
• rura stalowa 25 mm;
• półoś z dowolnego samochodu z łożyskiem;
• stalowy narożnik;
• 2 bloczki o różnych rozmiarach;
• generator samochodowy.

Schemat montażu domowego generatora wiatru jest prosty, zawsze możesz dodać do niego własne rozwiązania projektowe. 4 ostrza muszą być wykonane z blachy o wymiarach 1000 na 800 mm. Do łączenia ostrzy używa się stalowej taśmy. W rezultacie projekt powinien przypominać kształt bębna. Ostrza powinny być skierowane od środka na zewnątrz. Ten kierunek pozwoli Ci mieć większy żagiel, który przechwyci przepływ powietrza, a gdy łopatka się obróci, jej opływowy kształt będzie miał minimalny opór powietrza.

Ogranicznik pionowy wykonany jest ze stalowej rury, która jest przymocowana z jednej strony do wału osi, a powstałe łopatki są instalowane po przeciwnej stronie.

Aby uzyskać większą produktywność, potrzebujemy kół pasowych o różnych promieniach. Ten, który jest większy, jest przymocowany do masztu, a mniejszy jest przymocowany do samego generatora. Jeśli generator ma własne koło pasowe, możesz go użyć. Następnie generator jest gotowy do generowania prądu, ale trzeba go wysłać w potrzebne nam miejsce. Aby to zrobić, podłączamy przewody do styków. Pożądane jest, aby były miedziane i miały przekrój co najmniej 1,5 m2. mm.

Jak każda technika, generatory wiatrowe wymagają regularnej konserwacji. Dla wysokiej jakości i bezawaryjnej pracy konieczne jest smarowanie wszystkich ruchomych części konstrukcji. Ta procedura musi być przeprowadzana co najmniej 2 razy w roku. Ponieważ konstrukcja ma ciągłe wibracje, konieczne jest dokręcenie luźnych nakrętek i łączników drutowych podczas konserwacji. Słabe i luźne liny należy naciągnąć, a ostrza sprawdzić pod kątem pęknięć i rozdarć.

W takich produktach wskazane jest stosowanie łożysk typu zamkniętego, aby mniej wilgoci i kurzu dostało się do nich, a nakrętki powinny mieć samozabezpieczający się plastikowy pierścień. Nie zwolni to użytkownika z konieczności konserwacji mechanizmu, a jedynie zapewni dłuższą żywotność. Jeśli na częściach metalowych znajdują się ślady korozji, konieczne jest podjęcie na czas środków w celu ochrony metalu.Rdzawa farba naprawi sytuację.

Jednym z najważniejszych warunków pracy generatora wiatrowego jest wybór miejsca jego instalacji. Idealną opcją do działania opisywanego urządzenia jest otwarta przestrzeń i punkt instalacji ponad wszystkimi obcymi konstrukcjami i naturalnymi przeszkodami dla wiatru. (domy, drzewa, pagórki). Jeśli te wymagania zostaną zlekceważone, wydajność generatora spadnie. Jeśli na brzegu rzeki można postawić generator o osi pionowej, to jest to bardzo dobre rozwiązanie, ponieważ wiatry znad wody wieją szczególnie często. Dobrym rozwiązaniem do umieszczenia generatora jest sztuczna lub naturalna elewacja. Miejsca na polach również nadają się do umieszczenia tej oprawy. Mówiąc najprościej, każdy teren, w którym nie ma przeszkód dla wiatru, będzie dla niego odpowiedni.

Możliwe jest postawienie generatora tego typu w mieście lub w gęsto zabudowanych obszarach, ale tylko na dachu i jak najwyżej, tylko w ten sposób można osiągnąć najlepszy wynik. Instalacja tego urządzenia na dachu budynku mieszkalnego może być trudna. Wymagana będzie pisemna zgoda wszystkich najemców oraz zgoda firmy zarządzającej. Ponadto hałas urządzenia można usłyszeć na wyższych piętrach, z tego powodu może być konieczne usunięcie już zainstalowanej konstrukcji. Umieszczenie na terenie prywatnego domu jest znacznie łatwiejsze i szybsze, ponieważ nie trzeba brać pozwoleń i negocjować.

Poniżej przedstawiono pionową turbinę wiatrową z mnożnikiem.