Paano makalkula ang isang generator ng hangin: mga pormula + praktikal na halimbawa ng pagkalkula

Ang alternatibong enerhiya na natanggap mula sa mga turbin ng hangin ay may malaking interes sa lipunan. Maraming mga kumpirmasyon sa ito sa antas ng tunay na kasanayan sa sambahayan.

Ang mga nagmamay-ari ng suburban real estate ay nagtatayo ng mga windmills gamit ang kanilang sariling mga kamay at nasiyahan sa resulta, kahit na ang epekto ay maaaring maikli ang buhay. Ang dahilan - sa panahon ng pagpupulong, ang generator ng hangin ay hindi kinakalkula nang maayos.

Sumasang-ayon, hindi ko nais na gumastos ng oras at pera sa proyekto, upang makakuha ng isang hindi mahusay na pag-install. Samakatuwid, mahalagang maunawaan kung paano makalkula ang generator ng hangin, at sa pamamagitan ng kung ano ang mga parameter upang piliin ang pangunahing mga yunit ng nagtatrabaho ng turbine ng hangin.

Ang artikulo ay nakatuon sa solusyon ng mga tanong na ito. Ang teoretikal na bahagi ng materyal ay pupunan ng mga nakalarawan na halimbawa at praktikal na mga rekomendasyon para sa pag-iipon ng isang generator ng hangin.

Pagkalkula ng isang generator ng hangin

Saan sisimulan ang pagkalkula ng sistema ng pag-aanak ng koryente mula sa enerhiya ng hangin? Isinasaalang-alang na pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang generator ng hangin, isang paunang pagsusuri ng hangin ay tumaas sa isang partikular na lugar ay tila lohikal.

Ang mga disenyo ng mga parameter tulad ng bilis ng hangin at ang katangian na katangian nito para sa isang naibigay na teritoryo ay mahalagang mga parameter ng disenyo. Natukoy nila ang antas ng kapangyarihan ng windmill, na maaaring makamit.

Mahirap isipin ang mga generator ng hangin ng naturang lakas. Ngunit ang mga katulad na disenyo ay umiiral at mabisa nang gumana. Gayunpaman, ang mga kalkulasyon ng naturang mga istraktura ay nagpapakita ng medyo maliit na kapangyarihan kumpara sa tradisyonal na mapagkukunan ng enerhiya.

Ang kapansin-pansin, ang prosesong ito ay isang pangmatagalang kalikasan (hindi bababa sa 1 buwan), na malinaw. Imposibleng kalkulahin ang pinaka-posibleng mga parameter ng bilis ng hangin at ang madalas na direksyon na may isa o dalawang sukat.

Dose-dosenang mga sukat ay kinakailangan. Gayunpaman, kinakailangan ang operasyon na ito kung mayroong pagnanais na bumuo ng isang epektibong produktibong sistema.

Paano makalkula ang lakas ng isang windmill

Ang mga generator ng bahay ng sambahayan, lalo na ang mga ginawa gamit ang kanilang sariling mga kamay, ay hindi pa kailangang sorpresa ang mga taong may mataas na kapangyarihan. Nauunawaan ito. Ang isa ay dapat na isipin lamang ang isang napakalaking mast 8-10 m mataas, nilagyan ng isang generator na may isang span ng mga blades ng propeller na higit sa 3. m at hindi ito ang pinakamalakas na pag-install. Mga 2 kW lamang.

Upang serbisyo sa mga windmills ng naturang lakas, ginagamit ang mga helikopter at mga koponan ng mga espesyalista, na may bilang ng isang dosenang tao, ang ginagamit. Upang makalkula ang tulad ng isang planta ng kuryente, ang isang mas malaking bilang ng mga gumaganap ay kasangkot

Sa pangkalahatan, kung umaasa ka sa isang karaniwang talahanayan na nagpapakita ng ratio ng lakas ng generator ng hangin at ang kinakailangang tagal ng mga blades ng rotor, walang magulat. Ayon sa talahanayan, ang isang 10-metro na propeller ay kinakailangan para sa isang 10 W windmill.

Ang isang tornilyo na may diameter na 14 m ay kinakailangan para sa isang disenyo ng 500-watt. Bukod dito, ang parameter ng talim ng talim ay nakasalalay sa kanilang bilang. Ang mas maraming blades, mas maliit ang saklaw.

Ngunit ito ay isang teorya lamang, dahil sa bilis ng hangin na hindi hihigit sa 4 m / s. Sa pagsasagawa, ang lahat ay medyo naiiba, at ang kapangyarihan ng mga pag-install sa domestic na naipatupad ng mahabang panahon ay hindi kailanman lumampas sa 500 watts.

Samakatuwid, ang pagpili ng kapangyarihan dito ay karaniwang limitado sa saklaw ng 250-500 W na may average na bilis ng hangin ng 6-8 m / s.

Talaan ng pag-asa ng lakas ng sistema ng enerhiya ng hangin sa diameter ng rotor at ang bilang ng mga blades. Ang talahanayan na ito ay maaaring magamit para sa mga kalkulasyon, ngunit isinasaalang-alang ang pagsasama nito para sa isang parameter ng bilis ng hangin na hanggang sa 4 m / s (+)

Mula sa isang teoretikal na punto ng view, ang lakas ng istasyon ng lakas ng hangin ay kinakalkula ng pormula:

N = p * S * V³/2,

kung saan:

• p - density ng masa ng hangin;
• S - kabuuang blown area ng blades ng propeller;
• V - rate ng daloy ng hangin;
• N - rate ng daloy ng hangin.

Dahil ang N ay isang parameter na kapansin-pansing nakakaapekto sa lakas ng generator ng hangin, ang tunay na kapangyarihan ng pag-install ay malapit sa kinakalkula na halaga ng N.

Pagkalkula ng mga turnilyo ng turbina ng hangin

Kapag nagdidisenyo ng isang windmill, ang dalawang uri ng mga turnilyo ay karaniwang ginagamit:

• may pakpak - pag-ikot sa pahalang na eroplano;
• Savonius rotor, Daria rotor - pag-ikot sa isang patayong eroplano.

Ang disenyo ng mga turnilyo na may pag-ikot sa alinman sa mga eroplano ay maaaring kalkulahin gamit ang pormula:

Z = L * W / 60 / V

kung saan:

• Z - ang antas ng bilis (mababang bilis) ng tornilyo;
• L - ang laki ng haba na inilarawan ng mga blades ng bilog;
• W - bilis (dalas) ng pag-ikot ng tornilyo;
• V - rate ng daloy ng hangin.

Batay sa formula na ito, madaling makalkula ng isa ang bilang ng mga rebolusyon W - ang bilis ng pag-ikot.

Ito ang disenyo ng tornilyo na tinatawag na "Daria Rotor". Ang bersyon na ito ng propeller ay itinuturing na epektibo sa paggawa ng mga tagalikha ng hangin ng maliit na lakas at laki. Ang pagkalkula ng tornilyo ay may ilang mga tampok

Ang isang gumaganang ratio ng mga rebolusyon at bilis ng hangin ay matatagpuan sa mga talahanayan na magagamit sa network. Halimbawa, para sa isang tornilyo na may dalawang blades at Z = 5, ang sumusunod na kaugnayan ay totoo:

Gayundin ang isang mahalagang tagapagpahiwatig ng isang proporsyon ng turbine ng hangin ay isang hakbang.

Ang parameter na ito ay maaaring matukoy gamit ang formula:

H = 2πR * tan α,

kung saan:

• 2π - pare-pareho (2 * 3.14);
• R - ang radius na inilarawan ng talim;
• tg α - anggulo ng seksyon.

Karagdagang impormasyon sa pagpili ng hugis at bilang ng mga blades, pati na rin ang mga tagubilin para sa kanilang paggawa ay ibinibigay ang artikulong ito.

Pagpili ng mga generator para sa mga windmills

Ang pagkakaroon ng kinakalkula na halaga ng bilis ng pag-ikot ng tornilyo (W) na nakuha ng pamamaraan sa itaas, posible na piliin (gawin) ang kaukulang generator.

Halimbawa, kapag ang antas ng bilis Z = 5, ang bilang ng mga blades na katumbas ng 2 at isang bilis ng 330 rpm. Sa bilis ng hangin na 8 m / s. ang kapangyarihan ng generator ay dapat humigit-kumulang 300 watts.

Tagabuo ng pag-install ng lakas ng hangin "sa seksyon".Ang isang halimbawa ng kinatawan ng isa sa mga posibleng disenyo ng isang generator ng isang sistema ng kuryente ng bahay sa bahay, na nag-iisa nang mag-isa

Sa mga parameter na ito, ang motor na ginagamit sa pagtatayo ng mga modernong mga de-koryenteng bisikleta ay maaaring maging isang angkop na pagpipilian bilang isang generator para sa isang sakahan ng hangin sa sambahayan. Ang tradisyunal na pangalan ng bahagi ay isang motor motor (paggawa ng PRC).

Mukhang isang de-koryenteng motor na ikot, sa batayan kung saan iminungkahi na gumawa ng isang generator para sa isang turbine ng hangin sa bahay. Ang disenyo ng motor na ikot ay mainam para sa pagpapatupad na walang halos pagkalkula at pagpapabuti. Gayunpaman, maliit ang kanilang kapangyarihan

Ang mga katangian ng motor ikot ng electric ay humigit-kumulang sa mga sumusunod:

Ang isang positibong tampok ng mga motorsiklo ng ikot ay halos hindi nila kailangang muling mabigyan. Ang mga ito ay konstruksyon na binuo bilang mga de-koryenteng de-koryenteng motor at maaaring matagumpay na magamit para sa mga generator ng hangin.

Upang makagawa ng isang windmill, maaari mong gumamit ng generator ng kotse o mangolekta unit ng washing machine.

Pagkalkula at pagpili ng magsusupil ng singil

Kinakailangan ang isang baterya na magsusupil ng singil para sa anumang uri ng pag-install ng lakas ng hangin, kabilang ang isang domestic construction.

Ang pagkalkula ng aparato na ito ay nabawasan sa pagpili ng mga de-koryenteng circuit ng aparato, na kung saan ay tumutugma sa kinakalkula na mga parameter ng sistema ng hangin.

Sa mga parameter na ito, ang pangunahing mga:

• na-rate at maximum na boltahe ng generator;
• ang maximum na posibleng kapangyarihan ng generator;
• maximum na posibleng singil ng baterya kasalukuyang;
• boltahe ng baterya;
• nakapaligid na temperatura;
• antas ng halumigmig sa kapaligiran.

Batay sa ipinakita na mga parameter, singilin ang pagpupulong ng pagpupulong gawin mo mismo o ang pagpili ng isang tapos na aparato.

Controller ng baterya na ginamit bilang bahagi ng isang planta ng lakas ng hangin. Isang aparato sa pang-industriya, na pumili kung saan kailangan mo lamang na maingat na pag-aralan ang mga teknikal na pagtutukoy para sa eksaktong koordinasyon sa umiiral na sistema

Siyempre, kanais-nais na piliin (o mag-ipon) ng isang aparato na ang circuitry ay magbibigay ng madaling pag-andar ng pagsisimula sa daloy ng mahina na daloy ng hangin. Ang isang controller na dinisenyo para magamit sa mga baterya ng iba't ibang mga boltahe (12, 24, 48 volts) ay maligayang pagdating din.

Sa wakas, kapag ang pagkalkula (pagpili) ng circuit ng controller, inirerekumenda na huwag kalimutan ang tungkol sa pagkakaroon ng tulad ng isang function bilang control ng inverter.

Pagpili ng baterya para sa system

Sa pagsasagawa, ang iba't ibang uri ng mga baterya ay ginagamit at halos lahat ay lubos na angkop para magamit bilang bahagi ng isang sistema ng enerhiya ng hangin. Ngunit ang kongkretong pagpipilian ay kailangang gawin pa rin. Depende sa mga parameter ng sistema ng windmill, ang pagpili ng baterya ay isinasagawa ayon sa boltahe, kapasidad, mga kondisyon ng singil.

Ang mga klasikong sangkap para sa mga windmill ng bahay ay itinuturing na mga klasikong lead acid na baterya. Nagpakita sila ng magagandang resulta sa isang praktikal na kahulugan. Bilang karagdagan, ang gastos ng ganitong uri ng baterya ay mas katanggap-tanggap kumpara sa iba pang mga uri.

Ang mga baterya ng lead-acid ay lalo na hindi mapagpanggap sa mga kondisyon ng singil / paglabas, ngunit hindi katanggap-tanggap na isama ang mga ito sa system nang walang isang controller.

Kung mayroong isang propesyunal na ginawang magsusupil ng singil sa set ng wind generator na mayroong isang buong sistema ng automation, tila makatwiran na gumamit ng mga baterya ng AGM o helium.

Ang baterya ng home generator ng baterya. Hindi ang pinakamahusay na pagpipilian, binigyan ng kaguluhan ng mga wire at mga kinakailangan sa imbakan. Sa ganitong estado ng pag-iimbak ng enerhiya, hindi mabibilang ang isa sa kanilang pangmatagalang epekto.

Ang parehong mga uri ng mga aparato ng imbakan ng enerhiya ay nailalarawan sa pamamagitan ng higit na kahusayan at isang mahabang buhay ng serbisyo, ngunit mayroon silang mataas na mga kinakailangan para sa mga singil.

Ang parehong naaangkop sa tinatawag na helium-type na armored baterya. Ngunit ang pagpili ng mga baterya para sa isang windmill ng sambahayan ay lubos na limitado sa pamamagitan ng presyo. Gayunpaman, ang buhay ng mga mamahaling baterya na ito ay pinakamahabang nauugnay sa lahat ng iba pang mga uri.

Ang mga baterya na ito ay nakikilala din sa pamamagitan ng isang mas makabuluhang pag-charge / paglabas ng siklo, ngunit napapailalim sa paggamit ng isang de-kalidad na charger.

Pagkalkula ng inverter para sa turbine ng hangin sa bahay

Dapat itong pansinin kaagad: kung ang disenyo ng isang turbina ng enerhiya ng bahay ay naglalaman ng isang 12 boltahe ng baterya, makatuwiran na maglagay ng isang inverter sa isang buong sistema.

Karaniwan, ang pagkonsumo ng kuryente sa sambahayan ay hindi bababa sa 4 kW sa ranggo ng rurok. Kaya ang konklusyon: ang bilang ng mga baterya para sa naturang kapangyarihan ay dapat na hindi bababa sa 10 piraso at mas mabuti sa ilalim ng isang boltahe ng 24 volts. Para sa tulad ng isang bilang ng mga baterya, nararapat na mag-install ng isang inverter.

Gayunpaman, upang magbigay ng ganap na enerhiya sa 10 na baterya na may boltahe na 24 W bawat isa at upang mapanatili ang kanilang singil, kinakailangan ang isang turbine ng hangin na may lakas na hindi bababa sa 2-3 kW. Malinaw, para sa mga simpleng disenyo ng sambahayan, ang gayong lakas ay hindi maaaring mahila.

Ang isang maliit na power inverter (600 W) na maaaring magamit para sa isang maliit na pag-install ng kuryente sa bahay. Maaari kang mag-kapangyarihan ng isang TV o isang maliit na ref mula sa mga naturang kagamitan na may boltahe na 220 volts. Walang sapat na kasalukuyang para sa mga lampara sa chandelier

Gayunpaman, ang kapangyarihan ng inverter ay maaaring kalkulahin tulad ng sumusunod:

1. Ibubuod ang kapangyarihan ng lahat ng mga mamimili.
2. Alamin ang oras ng pagkonsumo.
3. Alamin ang peak load.

Para sa isang kongkretong halimbawa, ganito ang hitsura nito.

Hayaan ang mga gamit sa sambahayan bilang isang pag-load: lampara sa pag-iilaw - 3 mga PC. 40 W bawat isa, tagatanggap ng telebisyon - 120 W, compact refrigerator 200 W. Ibinubuod namin ang kapangyarihan: 3 * 40 + 120 + 200 at nakakakuha kami ng 440 watts ng output.

Natutukoy namin ang kapangyarihan ng mga mamimili para sa isang average na tagal ng 4 na oras: 440 * 4 = 1760 watts. Batay sa nakuha na halaga ng kapangyarihan ayon sa oras ng pagkonsumo, tila lohikal na pumili ng isang inverter mula sa mga tulad ng mga aparato na may isang kapangyarihan ng 2 kW.

Batay sa halagang ito, ang katangian ng kasalukuyang-boltahe ng kinakailangang aparato ay kinakalkula: 2000 * 0.6 = 1200 V / A.

Ang klasikal na pamamaraan ng pagpaparami at pamamahagi ng enerhiya na natanggap mula sa isang generator ng uri ng sambahayan. Gayunpaman, upang magbigay ng pangmatagalang enerhiya sa tulad ng isang bilang ng mga aparato, kinakailangan ang isang sapat na malakas na pag-install (+)

Sa totoo lang, ang pag-load mula sa sambahayan para sa isang pamilya ng tatlong tao, kung saan mayroong buong kagamitan para sa mga gamit sa sambahayan, ay mas mataas kaysa sa kinakalkula sa halimbawa. Karaniwan, sa mga tuntunin ng oras ng koneksyon ng pagkarga, ang parameter ay lumampas sa 4 na oras na kinuha. Alinsunod dito, ang inverter ng sistema ng lakas ng hangin ay mangangailangan ng isang mas malakas.

Ang paunang pagkalkula ng windmill ay kapaki-pakinabang hindi lamang para sa independiyenteng pagpupulong nito. Kinakailangan upang matukoy ang pinakamainam na mga parameter kung kailan pagpili ng isang tapos na generator ng hangin.

Mga konklusyon at kapaki-pakinabang na video sa paksa

Paano ang pag-aaral ng data ng mapagkukunan at kung paano inilalapat ang mga formula ay ipinakita sa video:

Kinakailangan na gamitin ang kinakalkula na data sa anumang kaso. Kung ito ay isang pang-industriya na planta ng kuryente o panindang para sa mga kondisyon ng pamumuhay, ang pagkalkula ng bawat node ay palaging nagdadala sa maximum na kahusayan ng aparato at, pinaka-mahalaga, ang kaligtasan ng operasyon.

Ang mga naunang kalkulasyon ay natutukoy ang pagiging posible ng proyekto, makakatulong upang maitaguyod kung gaano kalaki o matipid ang proyekto.

Mayroon bang karanasan sa paglutas ng mga naturang problema? O may mga katanungan tungkol sa paksa? Mangyaring ibahagi ang iyong mga kasanayan sa pagkalkula at pagdidisenyo ng isang generator ng hangin. Maaari kang mag-iwan ng mga komento at magtanong sa form sa ibaba.