Hvordan man beregner en vindmøllegenerator: formler + praktisk beregningseksempel

Valg af model

Prisen for et vindmøllesæt, en inverter, en mast og et SFPU-skab (automatisk standby-strømstyreskab) afhænger direkte af effekten og effektiviteten.

Maksimal effekt kW	Rotordiameter m	Mastens højde м	Nominel hastighed m/s	Spænding W
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

Som vi kan se, er det for at forsyne en gård med elektricitet, helt eller delvist, nødvendigt at have generatorer med høj kapacitet, som det er ret problematisk at installere uafhængigt. Under alle omstændigheder reducerer høje kapitalinvesteringer og behovet for at producere arbejde på installationen af masten med specialudstyr betydeligt populariteten af vindenergisystemer til privat brug.

Der findes små, bærbare vindmøller, som du kan tage med på rejser. Disse modeller er kompakte, hurtige at installere på jorden, kræver kun lidt vedligeholdelse og giver nok strøm til en behagelig udendørs oplevelse.

Selv om den maksimale effekt af en sådan model kun er på 450 W, er det nok til at belyse hele campingpladsen og gøre det muligt at bruge husholdningsapparater væk fra civilisationen.

For mellemstore og små virksomheder kan installationen af flere vindkraftværker medføre enorme besparelser på energiomkostningerne. Mange europæiske virksomheder er involveret i denne type produktion.

De er komplekse tekniske systemer, der kræver vedligeholdelse, men de har en kapacitet, der er tilstrækkelig stor til at dække hele driftsområdets behov. I Texas f.eks. producerer USA's største vindmøllepark med blot 420 generatorer 735 megawatt om året.

Fordele og ulemper ved at installere en vindmølle

Dette udstyr hører ligesom solpaneler til kategorien alternative energikilder. Men i modsætning til solceller, der har brug for sollys, kan vindmøller køre effektivt 24 timer i døgnet, 365 dage om året.

Fordele	Ulemper
Gratis energi overalt	Pris for udstyr
Miljøvenlig energi	Omkostninger til installation
Energi uafhængig af regeringen og dens takster	Omkostninger til vedligeholdelse.
Afhængighed af sollys	Afhængighed af vindhastighed

For at afbalancere alle disse fordele og ulemper ofte gøre et bundt: en vindmølle generator med et solpanel. Disse systemer supplerer hinanden og mindsker således elproduktionens afhængighed af sol og vind.

Beregning af kapaciteten af en vindmøllegenerator

I de fleste tilfælde afhænger det af den gennemsnitlige vindhastighed i et bestemt område, om det er muligt at opstille vindmøller. Opstilling af vindmøller er berettiget ved en vindhastighed på mindst fire meter i sekundet. Ved en vindhastighed på 9-12 meter i sekundet vil vindmøllen køre med maksimal hastighed.

Horisontal vindmøllegenerator

Desuden afhænger effekten af sådanne anordninger også af overfladen af de anvendte blade og rotorenhedens diametriske størrelse. Hvis de gennemsnitlige vindhastigheder for et givet område er kendt, kan den nødvendige generator vælges ud fra en bestemt propelstørrelse.

Beregningen foretages ved hjælp af formlen: P=2D*3V/7000 kW, hvor P er effekten, D er rotorenhedens diameter og en parameter som V angiver vindkraften i meter pr. sekund. Men denne formel er kun egnet til horisontale vindmøller.

Alternativ energi

Vindmøller kan også være nyttige, f.eks. ved at omdanne vindkraften i vindmøller. Så ved en vindhastighed V = 10 m/s og en cirkeldiameter på 1 m har vindmøllen vinger d = 1,13 m og producerer omkring 200-250 W nytteeffekt. Med denne effekt kan en elektrisk plov pløje et halvt hundrede (50 m²) landareal på en time.

Hvis man anvender de store størrelser af vindgeneratorer - op til 3 meter - og den gennemsnitlige hastighed af en luftstrøm på 5 m/sek., er det muligt at få 1-1,5 kW kapacitet, hvilket vil forsyne et lille hus på landet med gratis elektricitet. Med indførelsen af den såkaldte "grønne" tarif vil tilbagebetalingstiden for udstyret blive reduceret til 3-7 år og kan i fremtiden generere en nettoavance.

Beregning af vindmøller

Ved konstruktionen af en vindmølle anvendes der normalt to typer propeller:

1. Rotation i vandret plan (med vinger).
2. Rotation i lodret plan (Savonius-rotor, Darier-rotor).

Skruekonstruktioner med rotation i begge planer kan beregnes ved hjælp af formlen:

Z= L*W/60/V

For denne formel: Z er propellens hastighed (langsom hastighed); L er længden af den omkreds, der beskrives af bladene; W er propellens hastighed (frekvens); V er luftstrømningshastigheden.

Dette er designet af en propel kaldet "Rotor Darier". Denne version af propellen anses for at være effektiv til fremstilling af vindmøller af lille kapacitet og størrelse. Beregningen af propellen har nogle særlige kendetegn

På grundlag af denne formel er det let at beregne antallet af omdrejninger W - omdrejningshastighed. Forholdet mellem omdrejningstal og vindhastighed kan findes i de tabeller, der er tilgængelige online. For en propel med to blade og Z=5 gælder f.eks. følgende forhold:

Antal knive	grad af vingefart	vindhastighed m/s
2	5	330

En af de vigtige indikatorer for en vindmøllepropeller er også stigningen. Denne parameter kan bestemmes ved hjælp af formlen:

H=2πR* tg α

Her: 2π er en konstant (2*3,14); R er den radius, som bladet beskriver; tg α er snitvinklen.

Beregning af vindmøllens effekt

Selvfremstillet vindmølle skal også forudberegnes. Ingen ønsker at bruge tid og materialer på at lave ukendte ting, man ønsker at have en idé om anlæggets kapacitet og tilsigtede effekt på forhånd. Erfaringen har vist, at der er ringe sammenhæng mellem forventninger og virkelighed, og at anlæg, der er baseret på tilnærmelser eller antagelser, som ikke understøttes af præcise beregninger, giver dårlige resultater.

Derfor anvendes der normalt forenklede beregningsmetoder, som giver resultater, der ligger rimeligt tæt på sandheden, og som ikke kræver store datamængder.

Beregningsformler

Til for at beregne en vindmøllegenerator skal følgende trin udføres følgende trin:

• Bestem dit boligs energibehov. For at gøre dette skal du beregne den samlede effekt af alle apparater, apparater, belysning og andre forbrugere. Dette beløb giver dig den mængde energi, der er nødvendig for at drive dit hjem.
• Hvis du har brug for mere end 15-20 % ekstra effekt, bør du tilføje noget ekstra til dine beregninger for at sikre dig, at du har ekstra kapacitet, bare for en sikkerheds skyld. Der bør ikke herske tvivl om, at det er nødvendigt. Tværtimod kan det vise sig at være utilstrækkeligt, selv om energien for det meste ikke udnyttes fuldt ud.
• Når du kender strømbehovet, kan du vurdere den generator, der kan bruges eller bygges til dine opgaver. Slutresultatet af brugen af vindmøllen afhænger af generatorens kapacitet, hvis den ikke opfylder husets behov, skal enheden enten ændres, eller der skal bygges et ekstra sæt.
• beregning af vindhjulet. Dette punkt er faktisk det vanskeligste og mest kontroversielle i hele proceduren. Formlerne til bestemmelse af strømningskapaciteten anvendes

Lad os f.eks. se på beregningen af en simpel variant. Formlen er som følger:

P=k-R-V³-S/2

Hvor P - flowkapacitet.

K - koefficienten for udnyttelse af vindenergi (som i det væsentlige er tæt på effektivitetsfaktoren) er taget i intervallet 0,2-0,5.

R er luftens massefylde. Den kan have forskellige værdier, men for nemheds skyld kan vi antage 1,2 kg/m3.

V - vindhastighed.

S - vindhjulets dækningsområde (dækket af roterende vinger).

Lad os overveje: med en hjulradius på 1 meter og en vindhastighed på 4 m/s

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

Resultatet viser, at strømningshastigheden er 36 watt. Det er meget lille, men også en meter pumpehjul er for lille. I praksis anvendes der vindmøller med en bladspredning på 3-4 meter, ellers ville effekten være for lav.

Hvad du skal overveje

Ved beregning af vindmøllen skal der tages hensyn til rotorens konstruktionsegenskaber . Der findes lodrette og vandrette pumpehjul med forskellige virkningsgrader og ydelser. Vandrette konstruktioner anses for at være de mest effektive, men de kræver høje monteringspunkter.

Det er lige så vigtigt at sikre, at pumpehjulet har tilstrækkelig kraft til at dreje generatorrotoren. Enheder med tætte rotorer, der giver god effekt, kræver meget kraft på akslen, hvilket kun et løbehjul med et stort areal og en stor bladdiameter kan give.

Lige så vigtige er parametrene for den roterende kilde - vinden. Før du foretager beregningerne, skal du vide så meget som muligt om vindstyrken og de fremherskende vindretninger i området. Overvej muligheden for orkaner eller vindstød og den hyppighed, hvormed de kan forekomme. En uventet stigning i strømningshastigheden kan ødelægge vindmøllen og sætte konverteringselektronikken ud af funktion.

Vertikalt orienteret vindmølle færdigbygget

Især i de seneste år er der kommet fornyet interesse for vindmøller. Der er opstået nye modeller, som er mere bekvemme og praktiske.

Indtil for nylig blev der hovedsagelig anvendt horisontale vindgeneratorer med tre vinger. Og lodrette typer forplantede sig ikke på grund af den store belastning på vindhjulets lejer, hvilket resulterede i øget friktion, som absorberer energi.

Men takket være principperne for magnetisk levitation var det den vertikalt orienterede vindmølle med neodym-magnet med en udpræget fri inertialrotation, der begyndte at blive anvendt. Den har nu vist sig at være mere effektiv end den horisontale version.

Den er let at starte takket være princippet om magnetisk levitation. Og takket være multipolaritet, som giver nominel spænding ved lave hastigheder, er det muligt helt at undvære gearkasser.

Nogle enheder kan begynde at fungere, når vindhastigheden kun er halvanden centimeter i sekundet, og når den når op på blot tre til fire meter i sekundet, kan den allerede være lige så kraftig som enhedens effekt.

Tilbagebetalingstid på vindkraftværker

For vindkraftværker, der er opstillet med henblik på salg af elektricitet, dvs. som et industrielt produktionsanlæg, ser tilbagebetalingstiden noget bedre ud. Salget af produktet - elektrisk strøm - gør det muligt at få dækket udgifterne til indkøb, drift og reparation af vindmøllerne. Samtidig ser de praktiske resultater ikke altid strålende ud. F.eks. har de største vindmølleparker, der findes i verden, selv om de producerer store mængder energi, en ekstremt lav rentabilitet, og nogle af dem har vist sig at være urentable.

Årsagen hertil er et uheldigt forhold mellem udstyrets omkostninger, levetid og ydeevne. En turbine producerer ganske enkelt ikke nok energi i løbet af sin levetid til at retfærdiggøre omkostningerne ved køb og vedligeholdelse.

Denne situation er typisk for de fleste vindmølleparker. Energikildens ustabilitet og konstruktionens lave effektivitet er alt sammen medvirkende til lave produktionsomkostninger, rent økonomisk set. Blandt mulighederne for at øge rentabiliteten anses de mest effektive for at være:

• højere produktivitet
• Reduktion af driftsomkostninger

I betragtning af de særlige forhold i russisk meteorologi er en lovende måde at øge antallet af vindmøller på, men reducere deres kapacitet. Resultatet er et system med mange fordele:

• individuelle vindmøller kan producere strøm i svage vindforhold, når større modeller ikke kan starte op
• reducerer indkøbs- og vedligeholdelsesomkostningerne
• Fejl på en enkelt maskine medfører ikke alvorlige problemer for hele anlægget
• Installations- og transportomkostningerne er reduceret.

Det sidste punkt er særlig relevant for vores land, hvor vindkraftværker installeres i fjerntliggende eller bjergrige områder, og hvor levering og montering er ekstremt vigtige spørgsmål.

En anden måde at øge rentabiliteten på er brugen af vertikale strukturer. Denne løsning betragtes globalt set som en lavtydende løsning, der er egnet til at levere energi til individuelle forbrugere - et privat hus, belysning, pumper osv.

Hvad er de mest effektive vindgeneratorer?

Vandret

Lodret

Denne type udstyr er den mest populære, og møllens rotationsakse er parallel med jorden. Vindmøller kaldes ofte for vindmøller, idet vingerne drejer mod vindstrømmen. Udstyret er konstrueret med et system til automatisk drejning af hoveddelen. Dette er nødvendigt for at finde vindstrømmen. Der er også behov for en drejeanordning til at dreje bladet, så selv små kræfter kan bruges til at generere elektricitet. Det er mere muligt at anvende sådant udstyr i industrianlæg end i husholdninger. I praksis anvendes de oftest til vindkraftanlæg.

Enheder af denne type er mindre effektive i praksis. Turbinebladene roterer parallelt med jorden, uanset vindstyrken og dens vektor. Strømningsretningen spiller heller ikke nogen rolle, da de roterende elementer drejer imod den ved enhver påvirkning. Som følge heraf mister vindgeneratoren en del strøm, hvilket reducerer energieffektiviteten for udstyret som helhed. Men med hensyn til installation og vedligeholdelse er enheder med lodrette blade mere velegnede til hjemmebrug. Dette skyldes, at gearkassen og generatoren er monteret på jorden. Ulemperne ved sådant udstyr er den dyre installation og de store vedligeholdelsesomkostninger. Generatoren skal have tilstrækkelig plads til at blive installeret. Derfor er det mere hensigtsmæssigt at anvende vertikale enheder i små private husholdninger.

To-bladet	Tre-bladet	Multi-blade
Denne type enheder er kendetegnet ved at have to roterende elementer. Denne variant er næsten ineffektiv i dag, men er ret almindelig på grund af sin pålidelighed.	Denne type udstyr er den mest almindelige. Trebladede enheder anvendes ikke kun i landbruget og industrien, men også i private husholdninger. Denne type udstyr har vundet popularitet på grund af dets pålidelighed og effektivitet.	Sidstnævnte kan have 50 eller flere roterende elementer. For at generere den nødvendige mængde elektricitet er det ikke selve drejningen af bladene, der er nødvendig, men produktionen ved det nødvendige antal omdrejninger. Tilstedeværelsen af hvert ekstra roterende element øger vindhjulets samlede modstandsparameter. Som følge heraf vil det være problematisk at udstyre udstyret med det nødvendige antal omdrejninger. Karruselenheder, der er udstyret med flere vinger, begynder at rotere, når vindstyrken er lav. Men deres anvendelse er mere relevant, når selve spindelen spiller en rolle, f.eks. når der skal pumpes vand. Multi-blade-enheder anvendes ikke til at generere store mængder strøm effektivt. De kræver montering af et gear for at kunne fungere. Dette komplicerer ikke blot enhedens samlede konstruktion, men gør den også mindre pålidelig end en enhed med to eller tre blade.

Med stive knive

sejlmotorer

Omkostningerne ved sådanne enheder er højere på grund af de høje produktionsomkostninger ved de roterende dele. Men sammenlignet med en sejlenhed er stive lobe-generatorer mere pålidelige og har en længere levetid. Da der er støv og sand i luften, er de roterende dele meget belastede. Under stabile driftsforhold kræver udstyret en årlig udskiftning af den korrosionsbeskyttelsesfilm, der er påført på enderne af bladene. Uden dette vil det roterende element begynde at miste sin ydeevne med tiden.

Denne type klinge er lettere at fremstille og billigere end metal eller glasfiber. Men en sparsommelig fremstilling kan føre til store omkostninger i fremtiden. Med en diameter på tre meter kan hastigheden af bladspidsen være op til 500 km/t, når udstyrets hastighed er ca. 600 pr. minut. Dette er en alvorlig belastning selv for stive dele. Praksis viser, at rotationselementer på sejladsudstyr skal skiftes ofte, især hvis vinden er kraftig.

Alt efter typen af rotormekanisme kan alle enheder opdeles i flere typer:

• ortogonale Darrier-enheder;
• enheder med Savonius-rotor-enhed;
• enheder med lodret akse af enheden;
• udstyr med rotormekanisme af spiralformet type.

Vindhastighed

Uanset om du planlægger at købe en standardgenerator eller selv at lave en, er vindhastigheden en af de vigtigste parametre for at bestemme anlæggets kapacitet.

For det første har hver type vindmølle sin egen starthastighed. For de fleste installationer er dette 2-3 m/s. Hvis vindhastigheden er under denne tærskel, vil generatoren slet ikke fungere, og den vil derfor heller ikke producere elektricitet.

Ud over den oprindelige hastighed er der en nominel hastighed, hvor vindmøllen når sin nominelle effekt. Producenten angiver dette tal særskilt for hver model.

Hvis hastigheden imidlertid er højere end den oprindelige hastighed, men lavere end den nominelle hastighed, vil elproduktionen blive væsentligt reduceret. Og for ikke at stå uden elektricitet bør du altid først og fremmest tage udgangspunkt i den gennemsnitlige vindhastighed i din region og direkte på dit sted. Du kan finde ud af det første tal ved at se på et vindkort eller ved at tjekke vejrudsigten for din by, som normalt viser vindhastigheden.

Det andet tal bør helst måles med særlige instrumenter direkte på det sted, hvor vindmøllen skal opstilles. Dit hus kan jo enten ligge på et højt sted, hvor vindhastigheden er højere, eller på et lavt sted, hvor der kun er lidt eller ingen vind.

I denne situation er de, der konstant lider under vindstød af orkanstyrke, i en bedre position og kan regne med vindmøllens større ydeevne.

Hvad er vindbelastningen

Luftmasser bevæger sig langs jordens overflade med forskellige hastigheder. Ved at støde ind i en forhindring omdannes vindens kinetiske energi til tryk, hvorved der opstår en vindkraft. Denne kraft kan mærkes af alle, der bevæger sig i retning af strømmen. Den kraft, der skabes, afhænger af flere faktorer:

• vindstrømningshastighed,
• luftstrålens massefylde - med højere luftfugtighed bliver luftens vægtfylde større, hvilket øger størrelsen af den transporterede energi,
• formen af det stationære objekt.

I sidstnævnte tilfælde er de kræfter, der virker på de enkelte dele af konstruktionen, rettet i forskellige retninger, f.eks:

Valg af generatorer til vindmøller

Når den beregnede værdi af rotorhastigheden (W), der er opnået ved hjælp af den ovenfor beskrevne metode, foreligger, kan der allerede vælges (fremstilles) en passende generator. Hvis f.eks. hastigheden Z=5, antallet af vinger er 2, og hastigheden er 330 omdrejninger pr. minut ved en vindhastighed på 8 m/s, skal generatorens kapacitet være ca. 300 W.

Generator til vindkraftværk "i sektion". Et eksempel på en af de mulige udformninger af en vindkraftgenerator til hjemmet, som du selv kan sammensætte

Sådan ser den elektriske cykelmotor ud, som man foreslår at lave en generator til en husvindmølle på grundlag heraf. Cykelmotorens design er ideelt til implementering uden beregninger eller ændringer. Deres effekt er dog lav.

Specifikationerne for elcykelmotoren er nogenlunde som følger:

Parameter	Værdi
Spænding, V	24
Effekt, W	250-300
Hastighed, omdrejninger pr. minut	200-250
Drejningsmoment, Nm	25

Det gode ved cykelmotorer er, at de ikke kræver meget ombygning. De er konstrueret som elmotorer med lavt omdrejningstal og kan med succes anvendes til vindmøller.

Sådan skærer du bladene

Fortsæt på følgende måde i en række, der begynder ved bladrod markerer dimensionerne for bladradius - i kolonnen "Blade radius" i de grønne kolonner. I overensstemmelse med disse mål sættes punkter til venstre og til højre for bladets rod på linjen. Til venstre, når man ser fra bladets rod til spidsen, vil koordinaterne for bladets bageste mm være angivet, og til højre for linjen vil koordinaterne for bladets forreste mm være angivet. Forbind derefter prikkerne, og du har en padle, som normalt skæres med en nedstryger eller en stiksav.

Hullerne til fastgørelse af bladet til navet skal laves nøjagtigt langs bladets midterlinje, som du tegnede på røret i begyndelsen; hvis du flytter hullerne, vil bladet stå i en anden vinkel i forhold til vinden og miste alle sine kvaliteter. Kanterne på bladet Det er nødvendigt at trimme den, afrunde den forreste del af bladet, slibe den bageste del og afrunde bladspidserne, så den ikke fløjter og larmer. Excel-regnearket tager allerede højde for kantbehandlingen i beregningen som på billedet nedenfor.
>

Jeg håber, at denne tabel hjælper dig med at forstå, hvordan den skal bruges, og hvordan du vælger den rigtige propel til din generator. Selvfølgelig valgte jeg for eksempel en generator med uegnede parametre, fordi den begynder at oplade 12v-batteriet for tidligt. For 24v og 48 volt ville resultaterne have været anderledes og effekten endnu højere, men vi kan ikke beskrive alle eksempler.

Det vigtigste er at forstå principperne, f.eks. ved valg af en propel, hvis den har god effekt ved et bestemt omdrejningstal, betyder det ikke, at den vil have det i praksis, hvis generatoren belaster propellen for tidligt, vil den ikke nå sit omdrejningstal og vil ikke udvikle den effekt, som den burde have ved lavere omdrejningstal, selv om vinden vil være nominel eller endda højere. Knivene er indstillet for en bestemt blæsehastighed og vil tage den maksimale effekt fra vinden ved den pågældende hastighed.

Konstruktion og funktionsprincip

Vindgeneratoren fungerer ved hjælp af vindens kraft. Konstruktionen af denne anordning skal omfatte følgende elementer:

• turbineblade eller propel;
• turbine;
• elektrisk generator;
• aksel på den elektriske generator;
• En inverter, hvis funktion er at konvertere vekselstrøm til jævnstrøm;
• mekanisme, der roterer bladene;
• mekanisme, der får turbinen til at rotere;
• akkumulator;
• mast;
• roterende bevægelsescontroller;
• dæmper;
• vindsensor;
• vindtransmitterskaft;
• gondol og andre elementer.

Industrielle enheder har et strømkabinet, lynbeskyttelse, drejemekanisme, sikre fundamenter, brandslukningsudstyr og telekommunikation.

En vindmølle er en anordning, der omdanner vindenergi til elektricitet. Forgængerne til de moderne anlæg er møller, der fremstiller mel af korn. Generatorens ledningsføring og funktionsprincip er dog ikke ændret.

1. Vindkraften starter rotationen af vingerne, hvis drejningsmoment overføres til generatorens aksel.
2. Rotationen af rotoren skaber en trefaset vekselstrøm.
3. Vekselstrømmen sendes til batteriet via controlleren. Batteriet er nødvendigt for at skabe en stabil drift af vindgeneratoren. Hvis vinden er til stede, oplader apparatet batteriet.
4. For at beskytte mod vindstorm har vindkraftanlægget elementer til at styre vindhjulet væk fra vinden. Dette gøres ved at folde halen sammen eller bremse hjulet med en elektrisk bremse.
5. For at genoplade batteriet er det nødvendigt at installere en controller. Controlleren har til opgave at overvåge batteriets opladning for at forhindre batterisvigt. Om nødvendigt afleder enheden overskydende energi til ballasten.
6. Batterierne har en konstant lav spænding, men spændingen skal nå frem til forbrugeren med 220 volt. Derfor installeres der invertere i vindmøller. Sidstnævnte er i stand til at omdanne vekselstrøm til jævnstrøm og øge dens styrke til 220 volt. Hvis der ikke er installeret en inverter, må der kun anvendes apparater, der er beregnet til lavspænding.
7. Den konverterede strøm sendes til forbrugeren for at forsyne batterier, lysrum og husholdningsapparater med strøm.

Nye argumenter for gamle begreber

Mundtlige forslag om, at den moderne udvikling skulle forbedre vindmøllernes effektivitet drastisk, er helt uden grundlag. Moderne modeller med horisontal stabling når op på 75 % af effektiviteten af deres teoretiske Bentz-grænse (ca. 45 % effektivitet). Når alt kommer til alt, er den gren af fysikken, der styrer vindmøllers effektivitet, hydrodynamikken, og dens love har været uforanderlige, siden de blev opdaget.

Nogle udviklere forsøger at øge effektiviteten ved at øge antallet af blade og gøre dem tyndere. Du kan øge deres længde, og det har en større effekt ved at øge det fejet område.

Men det er stadig nødvendigt at finde en balance mellem at bremse vinden og dens resthastighed.

Der er en anden retning - at øge vindhastigheden ved at blæse den gennem en diffuser. Men hydrodynamikken er fyldt med allerede åbne effekter af at flyde rundt om forhindringer ad den vej, der giver mindst mulig modstand.

Der findes mere eller mindre vellykkede DAWT-modeller med store vinkler på diffusoren, men disse forsøg på at "snyde vinden" øger ikke effektiviteten så meget som annonceret.

De mest vellykkede moderne vindmøller er vertikale modeller med Darrier-blade monteret på magnetisk svævende støtte-lejer (MAGLEV). De fungerer næsten lydløst og begynder at rotere ved vindhastigheder på under 1 m/s og kan modstå vindstød på op til 200 km/t. Det er på grundlag af sådanne alternative energikilder, at det er mest rentabelt at danne et privat uafhængigt elsystem.

Tak, fordi du læste til slutningen! Glem ikke , Hvis du kunne lide artiklen!

Del det med dine venner, og efterlad dine KOMMENTARER (dine kommentarer vil hjælpe projektet meget)

Tilmeld dig vores gruppe på VK:

ALTER220 Portal for alternativ energi

og foreslå emner til diskussion, så bliver det mere interessant sammen!!!!

Betydningen af proceduren

Hvis man forsømmer beregningen af luftstrømningsbelastninger, kan man, som man siger, ødelægge hele forretningen ved roden og bringe menneskers liv i fare.

Mens snetryk på bygningsvægge normalt ikke er et problem - du kan se, veje og endda røre ved belastningen - er vindbelastninger meget mere komplicerede. Man kan ikke se det, og det er meget svært at forudsige det intuitivt. Ja, vinden har naturligvis en vis indvirkning på de bærende konstruktioner, og i nogle tilfælde er den endog ødelæggende: den vrider bannere, vælter hegn og murrammer, river taget af. Men hvordan er det muligt at forudse og tage højde for denne kraft? Kan det i princippet beregnes?

Det kan beregnes. Det er dog en besværlig opgave, og ikke-fagfolk kan ikke lide at beregne vindbelastninger. Der er en forståelig forklaring: værdien af beregningerne er meget krævende og vanskelige, meget mere komplicerede end snebelastningsberegninger. Mens der kun er afsat to og en halv side til snebelastning i det særlige SP, er beregningen af vindbelastning tre gange så lang! Desuden er der et obligatorisk bilag på 19 sider med de aerodynamiske koefficienter.

Hvis borgerne i Rusland stadig er heldige med dette, så er det endnu mere kompliceret for indbyggerne i Belarus - dokumentet TKP_EN_1991-1-4-2O09 "Vindpåvirkning", som regulerer standarder og beregninger, er 120 sider langt!

Med Eurocode (EN_1991-1-1-1-4-2O09) på størrelse med opførelsen af en privat bygning på vindpåvirkninger er der kun få mennesker, der ønsker at forstå det hjemme over en kop te. Personer med en faglig interesse anbefales at downloade og studere den grundigt med en ekspertrådgiver i nærheden. Ellers kan konsekvenserne af beregningerne være alvorlige på grund af en forkert tilgang og forståelse.

Udnyttelsesfaktor for vindenergi

Det er værd at bemærke, at vindmøller har deres egen specifikke effektivitetsindikator - vindenergiudnyttelsesfaktoren (WUE). Den angiver, hvor stor en procentdel af luftstrømmen ved et tværsnit, der direkte påvirker vindmøllevingerne. Eller, for at sige det mere videnskabeligt, det viser forholdet mellem den effekt, der modtages ved anordningens aksel, og effekten af den strøm, der påvirker pumpehjulets vindflade. WECI er således et specifikt, kun for vindmøller, analogt udtryk for effektivitet.

I dag er EFR-værdierne steget fra de oprindelige 10-15 % (de gamle vindmøllers ydeevne) til 356-40 %. Dette skyldes forbedringer i vindmølledesignet og fremkomsten af nye, mere effektive materialer og tekniske dele og komponenter, der reducerer friktionstab eller andre subtile effekter.

Teoretiske undersøgelser har vist, at den maksimale udnyttelsesfaktor for vindenergi er 0,593.

Sammenfattende: Er en vindmølle effektiv

Ovenstående resultater viser klart, at det kan betale sig at købe og drive en vindmølle. Så meget desto mere:

• Prisen pr. kilowatt stiger konstant som følge af inflationen.
• Med en vindmølle bliver anlægget uafhængigt af energi.
• "Overskydende elektricitet kan gemmes til stille vejrforhold takket være et system til uafbrydelig strømforsyning.
• Mange faciliteter, der ligger langt fra det centrale elforsyningsnet, er tvunget til at leve uden elektricitet, fordi det ikke er økonomisk rentabelt at tilslutte dem.

Så en vindmølle er rentabel. For energiintensive forbrugere uden strømforsyning er det økonomisk rentabelt. Et hotel på landet, en landbrugsbedrift eller en husdyrbedrift, et sommerhusfællesskab - under alle omstændigheder vil omkostningerne ved at tilslutte en alternativ elforsyning være berettigede. Det eneste, der er tilbage, er at vælge en passende vindmøllemodel og installere den i henhold til producentens anbefalinger. Enhedens kapacitet skal være i overensstemmelse med den gennemsnitlige vindhastighed i dit område. Det kan afklares ved at henvise til et særligt vindkort eller en lokal vejrstation.

Bemærk: For vindgeneratorer fra kinesiske producenter er enhedens nominelle kapacitet beregnet under hensyntagen til en vindhastighed på 50-70 % fra jordoverfladen. Det er problematisk at opstille vindmøllen i en sådan højde

En for høj mast er dyr, og der er strenge krav til dens holdbarhed. Desuden skaber vindstød i denne højde kraftige hvirvler. Det gør ikke kun vindmøllen langsommere, men kan også få vingerne til at gå i stykker. Løsningen er at installere anordningen i en højde på 30-35 m, hvilket giver adgang til den stærke vind, men forhindrer vindmøllen i at gå i stykker.