Penjana angin di Rusia: bagaimana memilih, memasang dan mengelakkan kekecewaan

Keupayaan untuk menerima elektrik percuma oleh angin menarik kepada banyak pemilik rumah individu, tetapi sebahagian daripada mereka gagal, kecewa dengan kaedah ini dan menulis tinjauan negatif di pelbagai forum. Tetapi anda boleh mengelakkan kesilapan dalam membuat pemasangan seperti itu dan dapatkan yang terbaik daripada mereka.

Penjana angin dengan litar elektrik dan prinsip reka bentuk menyerupai yang lain penjana elektrik. Perbezaan utama terletak pada kaedah pemutar pemutar yang disebabkan oleh tenaga kinetik aliran udara yang ditangkap oleh bilah aerodinamik.

Anggaran keadaan setempat

Kelajuan dan kekuatan angin sepatutnya berputar dengan pendesak enjin, tenaga yang digunakan oleh penjana. Jika ini tidak dilakukan, maka anda akan ditinggalkan tanpa elektrik.

Anggaran anggaran kebarangkalian angin aktif akan dibantu oleh jadual pengagihan angin purata tahunan. Perlu diingat bahawa ia direka untuk ketinggian 50 meter dari permukaan bumi. Untuk keadaan sebenar adalah perlu untuk memperkenalkan pindaan.

Carta purata pengagihan tahunan angin untuk wilayah Rusia, ditakrifkan untuk ketinggian 50 meter (untuk peningkatan, klik pada gambar):

Maklumat yang lebih khusus untuk setiap kawasan boleh dijelaskan dengan pekerja stesen cuaca serantau, dan mengambil kira ketinggian pemasangan yang dirancang. Ia tidak perlu meminta mereka untuk arahan angin: penjana angin berputar secara automatik.

Kesan rupa bumi dan musim

Bergantung pada musim, angin bertiup dengan cara yang berbeza. Di sesetengah kawasan mungkin ada masa yang panjang.

Di samping itu, tekanan angin semakin berkurangan:

• hutan dan pokok-pokok berhampiran;

• rumah jiran dan bangunan;

• lokasi struktur di dataran rendah atau di belakang ketinggian.

Untuk pemasangan pemasangan elektrik angin, puncak bukit yang terbuka dari semua arah adalah paling sesuai. Adalah dinasihatkan untuk menaikkan turbin angin ke ketinggian maksimum yang dibenarkan. Adalah lebih baik untuk menggunakan asas yang kuat dan menara dengan sambungan yang dipasang dengan selamat yang dapat meningkatkan kestabilan: dengan tekanan angin kuat yang besar, daya terbalik boleh berlaku.

Pemilik individu memasang pemasangan kuasa angin di bumbung atau dinding rumah. Ini bukan pilihan terbaik. Ia boleh digunakan untuk enjin kuasa rendah: struktur bangunan akan sentiasa digerudi dengan mengubah beban dinamik, dan bunyi pemutar berputar akan dihantar melalui elemen bangunan ke premis kediaman.

Contoh: di atas bumbung rata bangunan jabatan jiran - sebuah bangunan dua tingkat yang diperbuat daripada papak konkrit bertetulang selama dua tahun, sebuah menara dengan antena pengendali mudah alih MTS bekerja. Selepas retakan muncul di antara panel dan bumbung mula bocor, antena telah dialih keluar, dan bangunan telah dirombak.

Memilih reka bentuk roda angin

Dalam sejarah manusia, sebilangan besar peranti yang dikuasai oleh tenaga angin telah diuji. Kecekapan maksimum (kecekapan tinggi) adalah wujud dalam struktur yang membentuk daya angkat seperti bilah melengkung penyejuk enjin pesawat (ingat ungkapan yang terkenal "Dari kipas") atau motor bot / kapal yang terletak pada sudut tajam ke arah aliran udara / cecair yang akan datang.

Untuk memilih model roda angin, diperlukan bukan sahaja untuk mengetahui kelajuan angin (V), tetapi juga untuk menentukan reka bentuk bilah kipas. Penunjuk utama mereka ialah kawasan permukaan yang menyapu (S), yang terjejas oleh aliran angin.

Untuk menganggarkan kuasa (N) yang kipas boleh dikeluarkan, formula digunakan: N = (SVV³)/2.

Nilai ρ ialah ketumpatan massa udara.

Sesetengah penjual mendakwa kecekapan turbin angin individu pada kelajuan udara sehingga 3 m / s atau saiz bilah yang menggambarkan bulatan dengan radius ≤1.3 meter semasa operasi. Gantikan ciri-ciri peranti mereka dalam formula di atas: anda periksa kebolehpercayaan penyataan iklan tersebut mengikut undang-undang asas fizik.

Angin dengan kelajuan ≤3m / ss tidak boleh dengan pasti menghantar tenaga kepada penjana angin konvensional. Tetapi untuk keadaan seperti itu, anda boleh menggunakan bilah kawasan yang semakin meningkat, yang dicipta dengan meningkatkan dimensi mereka - terutama panjang 2 meter. Walau bagaimanapun, struktur seperti itu, kerana jarak empat meter, lebih sesuai untuk tumbuhan industri.

Jika kita kembali ke jadual pengagihan angin dan mengambil kira kesan khusus mereka pada roda angin (tidak pada ketinggian 50 meter), maka jika sifat angin sepadan dengan zon oren (dari 5 m / s) atau lebih tinggi, Universiti Negeri Voronezh akan membenarkan kos pengeluaran dan pemasangannya.

Dengan kelajuan angin yang tinggi, kuasa yang dihasilkan meningkat dengan ketara. Dalam kes sedemikian, hanya mana-mana penjana angin dikonfigurasikan. Dalam situasi lain, dia mungkin tidak memenuhi harapannya.

Pengenalan spesifikasi pengilang

Ujian dan pemeriksaan kuasa penjana angin dijalankan di kilang: terowong angin dengan aliran udara laras dari peminat pegun. Ini memeriksa ciri-ciri aerodinamik pesawat dan semua badan kereta. Tetapi kaedah ini tidak mencerminkan keadaan operasi sebenar pemasangan elektrik angin.

Dalam terowong angin, angin bertiup dalam satu arah dengan usaha yang berterusan, tetapi pada hakikatnya ia sentiasa berubah agak dalam kelajuan dan arah. Perhatikan kelakuan baling cuaca biasa. Dan penjana angin darinya sangat berbeza dari kesan percepatan dan brek.

Untuk memahami ini, sudah cukup untuk cuba melepaskan tangan dengan galas yang mudah (bilah ramang cuaca), dan kemudian pemutar penjana elektrik (atau motor) yang disumbat dengan lilitan yang dikelilingi oleh medan elektromagnet. Pembangkang yang diwujudkan akan perlu diatasi walaupun pada waktu terbiar. Apabila menyambungkan beban (demi itu, semuanya dilakukan), ia perlu memohon lebih banyak kuasa.

Perubahan dalam tekanan angin

Hujan angin sedikit (kuat / lemah) mempunyai sedikit kesan pada kelajuan pemutar, dan kejutan angin - dengan ketara. Untuk mengatasinya, pelbagai skim redaman digunakan, termasuk brek dan lipatan elemen struktur.

Contohnya ialah penjana angin dengan kedudukan yang tinggi (ujung ekor). Semasa kesan ribut, keseluruhan struktur tiba-tiba condong ke berat yang agak besar.

Selepas mengurangkan tekanan, ia kembali ke tempatnya. Dalam satu angin, menara menara menggandakan tenaga ribut. Dan sekiranya penjana angin itu tetap di atas bangunan, maka ia merasakan kejutan itu. Hanya bagaimana?

Sistem brek elektromagnet berfungsi lebih baik dan lembut, yang menutup lilitan pada kelajuan kritikal. Tetapi ia lebih rumit dan mahal.

Perubahan arah angin

Angin boleh menimbulkan gusts dari sisi yang berbeza dalam satah mendatar. Ramai reka bentuk penjana angin bertindak balas dengan sangat sensitif terhadap beban tersebut disebabkan oleh kawasan besar permukaan yang menyapu bilah kerja.

Penjana angin mula mengulangi pergerakan beban angin, tetapi, dengan massa yang besar, paksi arah angin berpindah oleh inersia dan pergi ke sudut pesongan yang lebih besar.

Dengan angin ribut yang kuat, ia dapat mencapai arah tegak lurus atau melewatinya dan berhenti di keadaan bertentangan dengan angin. Roda angin akan berhenti, kembali ke kedudukan asalnya dan keluar ke mod operasi. Dalam situasi ini, sistem redaman getaran (jika ada) tidak berfungsi dengan baik.

Baling cuaca juga tidak segera dipasang ke arahnya, tetapi jisimnya lebih kurang, dan usaha yang digunakan untuk proses elektromagnet tidak digunakan.

Perlindungan kilat

Untuk sebab tertentu, mereka melupakannya atau ingatnya yang terakhir. Tetapi sia-sia. Lokasi struktur logam di ketinggian yang tinggi, dan juga menjana elektrik semasa ribut petir, mewujudkan prasyarat untuk menarik potensi kilat.

Lebih mudah untuk berfikir tentang reka bentuk perlindungan kilat dan menciptanya bersama dengan pemasangan penjana angin daripada kemudian untuk melakukan pengubahsuaian.

Litar angin rumah biasa

Ia adalah perlu untuk menentukan reka bentuk akhir penjana angin dengan mengambil kira tugas penggunaan tenaga elektrik. Gambar rajah sambungan harus membantu.

Gambarajah ringkas loji kuasa rumah dengan bateri solar dan penjana angin (klik pada gambar untuk membesarkan):

Ia perlu untuk memulakan memilih penjana angin mengikut kuasa yang dijana berdasarkan prinsip yang dijelaskan dalam artikel "Tumbuhan tenaga suria untuk rumah". Baca artikel ini dan anda akan memahami bahawa stesen angin dan solar beroperasi pada algoritma yang sama.

Sila ambil perhatian bahawa stesen sedemikian boleh muat dengan sempurna ke dalam keseluruhan skim dan melengkapkan satu sama lain, berfungsi bersama dengan peralatan kuasa yang sama: penyongsang, pengawal dan bateri boleh bekerja dari mana-mana sumber: panel solar, angin.

Di bawah keadaan tertentu, ia boleh dilaksanakan secara ekonomi. Walaupun anda boleh meninggalkan bateri solar dan bekerja hanya dari penjana angin. Pilihannya adalah milik anda.

Sesetengah sumber mengesyorkan penggunaan penjana angin tanpa pengawal dan bateri untuk memancarkan elemen pemanasan yang memanaskan air dandang, atau mentol pijar. Terdapat bijirin masak dalam idea ini: skim itu sangat dipermudahkan. Tetapi filamen nichrome dalam keadaan sejuk mempunyai rintangan aktif yang rendah, yang hanya menghantarkan terminal output penjana. Titik ini harus diambil kira pada setiap permulaan litar sedemikian: hidupkan peranti pra pemanas.

Masalah yang mungkin berlaku

Apabila mengendalikan penjana angin, anda mungkin mengalami:

• pelanggaran kekuatan pelekatan asas atau tanda regangan mekanikal. Mereka perlu diperiksa secara berkala;

• Ais badan dan bilah dalam cuaca sejuk membawa kepada penampilan berat tambahan, yang mencipta beban yang semakin meningkat dan mengurangkan kecekapan sistem;

• kemerosotan dalam kestabilan akibat pelanggaran kelajuan putaran (perubahan kelajuan angin), yang paling tipikal untuk penjana asynchronous;

• api dalam litar elektrik dengan kerosakan penebat.

Pengeluar angin penjana angin terbaik dunia

Peralatan syarikat-syarikat ini telah terbukti dengan pasti, oleh itu ia mempunyai kos yang tinggi. Walau bagaimanapun, pada tahap awal pembangunan tenaga angin, anda boleh cuba membuat reka bentuk yang sama dengan tangan anda sendiri. Kemahiran yang diperoleh daripada pelaksanaannya akan membantu menilai potensi beban angin di kawasan anda tanpa kos kewangan yang besar.