Spørgsmålet om vindenergi i vores innovative tid er interessant for mange. De, der nogensinde har besøgt europæiske lande i deres bil, har sikkert set enorme vindmølleparker.
Hundredvis af generatorer støder på undervejs.

Når man observerer et sådant billede, begynder mange at tro, at opnåelse af elektricitet ved hjælp af vind er en meget lovende og rentabel beskæftigelse. Kloge europæere kan ikke tage fejl.

Samtidig ignoreres det af en eller anden grund, at der andre steder i det samme Europa praktisk talt ikke findes sådanne vindmølleparker. Hvorfor det?
Det er det om dette, hvornår, hvor og hvordan det er rentabelt at bruge vindmøller, og hvornår ikke, og vil blive diskuteret i artiklen.

autonomi

Sikkert, efter den næste stigning i prisen på elektricitet, tænkte du på at installere en vindgenerator på dit websted. Således leverer, hvis ikke alle, så de fleste af deres behov for elektricitet.

Nogle overvejer endda at blive uafhængige af nettet på denne måde. Hvor realistisk og muligt er dette? Desværre vil disse drømme for 90% af ejere af private huse forblive drømme.

Og så du ikke spilder dine penge, fortæller vi dig med udregningen af ​​alle tallene, hvorfor det er sådan.

Vindhastighed

Desværre er der ikke mange regioner i vores land, hvor vindhastigheden er mindst på niveauet 5-7 meter i sekundet. Data er taget på et årligt gennemsnit. På langt de fleste breddegrader, der er egnede til beboelse, er netop denne hastighed lig med maksimalt 2-4 m/s.

Dette tyder på, at din vindmølle det meste af tiden, simpelthen ikke vil fungere. For stabil elproduktion har den brug for en vind på omkring 10 m/s.

Hvis vinden i dit område er 7m/s, vil generatoren køre med maksimalt 50% af dens nominelle værdi. Og hvis kun 2 m / s, så med 5%.

Faktisk vil en 2kW generator på en time ikke give dig mere end 100W.

Du vil også støde på et andet vindproblem, som producenterne er tavse om. Nær jorden er dens hastighed meget mindre end på toppen, hvor industrielle installationer 25-30m høje er placeret.

Du monterer din enhed på maksimalt ti meter. Lad dig derfor ikke engang guide af vindborde fra forskellige steder. Disse oplysninger gælder ikke for dig.

Producenterne er beskedent tavse, at for deres vindressourcekort bliver målinger foretaget i en højde på 50 til 70 meter! Derudover tages der ikke hensyn til data om turbulens og hvirvler der.

Hvis du forsøger at løfte den højere end 10m, vil du helt sikkert tænke på lynbeskyttelse. Blade elektrificeret af luftfriktion, meget velsmagende lokkemad til udledninger!

Derudover er alle af en eller anden grund kun bekymrede over en sådan parameter som vindhastighed, og samtidig glemmer de dens tæthed eller tryk. Og forskellen for energi er meget betydelig. Elproduktionens afhængighed af vindtrykket er uforholdsmæssig.

Så hvis vindtrykket fordobles, øges den genererede effekt otte gange!

Derudover er der en vis list i de specificerede tekniske egenskaber for generatorer.

Selvfølgelig kan du stole på dem, men kun under ideelle forhold. Fordi:

• og i laminær strømning med konstant retning og øget tæthed

I dit sommerhus kan vindhastigheden være sådan, at den ikke vil virke og dreje skaftet, endsige generere energi.

Og det er forår eller efterår. Det er i denne periode, at de mest aktive bevægelser af luftmasser forekommer.

Glem ikke, at vindmøllen ikke fungerer i tomgang på pladespilleren, men skal dreje generatorrotoren omgivet af neodymmagneter.

Og det er kun så længe vindmøllens elektriske potentiale er lavere end batterispændingen. Når spændingen er tilstrækkelig til at starte opladningen, bliver batteriet til en belastning.

Hvis der bruges lavhastighedsstrukturer med en lodret rotationsakse, er der allerede en step-up gearkasse. Har du prøvet at dreje boosteren? Et sådant design bliver mere kompliceret, vægt, vind, omkostningsstigning.

Selv ved Nordflådens fyrtårne, i betragtning af de konstante vinde og polarnatten, foretrækker eksperter at bruge solpaneler. På spørgsmålet om, hvorfor det er sådan, svarer de på en enkel måde – der er færre problemer!

Vindmølle batterier

Store industrielle vindmøller kan overføre energi direkte til nettet og omgå eventuelle batterier.

Men du kan ikke undvære dem. Uden batteri fungerer hverken tv'et eller køleskabet. Selv belysningen vil lyse i anfald og starter, afhængigt af vindstødene.

Samtidig vil du i 12-15 års drift af generatoren blive bedt om at skifte 3-4 sæt batterier, og derved fordoble dine startomkostninger. Desuden tager vi en næsten ideel mulighed, når batterierne ikke aflades mere end halvdelen af ​​deres kapacitet.

Du kan selvfølgelig købe billige batterimodeller, men omkostningerne falder ikke herfra. Bare det at gå i butikken efter nye batterier vil ikke blive gjort 4 gange, men allerede 8.

Hvor er det bedste sted at installere

En anden ting at tænke seriøst over er tilgængeligheden af ​​ledig plads. Desuden kan den arealmæssigt gå 100 eller flere meter i hver retning fra masten.

Vinden skal bevæge sig frit langs bladene og nå dem uden indblanding fra alle sider. Det viser sig, at du skal bo enten i steppen eller nær havet (helst direkte på dens kyst).

Den ideelle placering ville være på toppen af ​​bakken. Hvor fra aerodynamikkens position komprimeres luftstrømmen med en tilsvarende stigning i vindhastighed og tryk.

Glem alt om naboer. Deres haver og to-tre-etagers palæer vil "drikke dit blod" fantastisk og blokere for medvinden hver gang. Samt naboskovplantager.

De samme industrielle vindmøller er ikke placeret direkte efter hinanden, men monteret diagonalt. Hver efterfølgende bør ikke lukke den forrige.

Pris for 1 kW effekt

Den 4. grund er den høje pris. Lad dig ikke narre af sælgernes priser i prislister. De viser aldrig de reelle omkostninger ved alt det nødvendige udstyr.
Gang derfor altid priserne med 2, også når du vælger de såkaldte færdige kits.

Men det er ikke alt. Glem ikke driftsomkostningerne, der når op til 70% af omkostningerne ved vindmøller. Prøv at reparere generatoren i højden, eller adskille og skille masten ad hver gang.

Glem ikke at udskifte batteriet med jævne mellemrum. Forvent derfor ikke, at en vindmølle kan koste dig $ 1 pr. 1 kW elektricitet.

Når du beregner alle de reelle omkostninger, viser det sig, at hver kilowatt strøm af sådan en vindgenerator kostede dig mindst 5 bukke.

Tilbagebetalingstid og opsparingsberegning

Den femte grund er uløseligt forbundet med de første fire. Dette er tilbagebetalingsperioden.

For din individuelle vindmølle er denne periode ALDRIG.

Omkostningerne ved en vindmølle, mast og ekstra udstyr til 2-kilowatt højkvalitetsmodeller vil nå et gennemsnit på 200 tusind rubler. Ydelsen af ​​sådanne installationer er fra 100 til 200 kW om måneden, ikke mere. Og det er under gode vejrforhold.

Selv nedbør reducerer vindmøllernes kraft. Regn med 20 %, sne med 30 %.

Så det viser sig, at alle dine besparelser - det er 500 rubler. For 12 måneders kontinuerligt arbejde vil der komme lidt mere ind - 6 tusind.

Men hvis du husker det oprindelige forbrug på 200 tusind, vil du returnere dem om toogtredive år!

Og alt dette uden at tage højde for driftsomkostninger. Og hvis man vurderer, at den gennemsnitlige levetid for en god vindmølle er omkring 20 år, viser det sig, at den endeligt og uigenkaldeligt går i stykker, allerede inden den når tilbagebetaling.

Samtidig vil en 2-kilowatt enhed ikke dække 100% af dit behov. Højst en tredjedel! Hvis du vil forbinde alt fra det fuldstændigt, så tag en 10-kilowatt-model, ikke mindre. Tilbagebetalingsperioden ændres ikke.

Men der vil allerede være helt andre dimensioner og vægt.

Og at fastgøre det bare sådan på et rør gennem loftet på dit tag vil bestemt ikke fungere.

Nogle er dog stadig overbevist om, at på grund af den endeløse stigning i elprisen, vil en vindgenerator på et tidspunkt under alle omstændigheder blive rentabel.

Hvornår skal man købe en vindmølle

Selvfølgelig bliver elektriciteten dyrere for hvert år. For 10 år siden var prisen for eksempel 70 % lavere. Lad os udføre omtrentlige beregninger og finde ud af udsigten til, at en vindmølle kan betale sig, under hensyntagen til den kraftige stigning i prisen på elektricitet.

Vi vil overveje en generator med en effekt på 2 kW.

Som vi fandt ud af tidligere, er prisen på en sådan model omkring 200 tusind. Men under hensyntagen til alle de ekstra omkostninger, skal du gange det med to. Det vil vise sig mindst 400 tusind rubler. omkostninger, med en levetid på tyve år.

Det vil sige, for et år viser det sig 20 tusind. Samtidig vil enheden faktisk i år give dig maksimalt 900 kW. På grund af koefficienten installeret kapacitet (den overstiger ikke fem procent for små vindmøller), vil du afvikle 75 kW om måneden.

Selvom vi tager 1000 kW om året for at lette beregningen, vil prisen på 1 kW / h modtaget fra en vindmølle være 20 rubler for dig. Hvis vi antager, at el fra termiske kraftværker vil stige i pris med 4 gange, så sker det ikke i morgen og heller ikke om 5 år.

Hvilke vindmøller skal man vælge

Nå, for dem, der bor langt fra understationer og VL-0.4kv, er det værd at købe de mest kraftfulde vindmøllemodeller, som du har råd til. Da fra den effekt, der er angivet på billederne, får du ikke mere end 15%.

En anden kategori af forbrugere, helt fortjent, træffer et valg ikke til fordel for kinesiske fabriksmodeller, men foretrækker tværtimod hjemmelavede vindmøller fra selvlærte mestre. Det har også sine fordele.

For det meste er opfinderne af sådanne enheder kompetente og ansvarlige fyre. Og i næsten 100 % af tilfældene kan de uden problemer returnere installationen, hvis noget gik galt, eller det skal repareres. Dette vil bestemt ikke være et problem.

I industrielle kinesiske vindmøller er udseendet bestemt smukkere. Og hvis du stadig beslutter dig for at købe det, skal du straks efter at have tjekket det med en elektrisk boremaskine udføre forebyggende vedligeholdelse og erstatte kinesisk skrot med smurte lejer af høj kvalitet.

Hvis der er store fuglereder i nærheden af ​​dig, skader det ikke at købe et ekstra sæt knive.

Kyllinger falder nogle gange under distributionen af ​​en spinde "minimølle". Plastknive knækker, og metalknive bøjes.

Og jeg vil gerne afslutte med visdom fra de brugere, der ikke lyttede til alle argumenterne og stødte på alle de problemer, der er beskrevet ovenfor. Husk, den dyreste vejrhane til et hjem er en vindmølle!

Efter atten måneders forberedelse vil projektet på 1,3 millioner dollar, kaldet Altaeros Buoyant Airborne Turbine (BAT), fungere 1.000 fod (304,8 m) over jorden.

Projektet, der delvist er finansieret af Alaska Energy Authority's Emerging Energy Technology Fund, vil være den første langsigtede demonstration af denne type luftturbine.Det er i øjeblikket placeret syd for Fairbanks i det centrale Alaska.

Med en højde på 1.000 fod vil pilotprojektet i industriel skala sidde mere end 275 fod højere end den nuværende rekordholder for højeste vindmølleplacering, Vestas V164-8.0-MW. Vestas installerede for nylig sin første prototype på det danske Nationale Testcenter for Store Vindmøller i Østerild, som har en vindmølleakselhøjde på 460 fod (140 meter) og vinger, der strækker sig over 720 fod (220 meter).

Effekten af ​​Altaeros-turbinen er 30 kW, den skaber nok til at drive 12 huse. Men ifølge virksomheden er dette kun begyndelsen. Hun kan også bære kommunikationsudstyr såsom mobiltelefoner, vejrinstrumenter eller andet følsomt udstyr. Virksomheden forsikrer, at det ekstra udstyr ikke påvirker møllens ydeevne.

Altaeros designet sin turbine til at levere bæredygtig lavprisstrøm til et marked på 17 milliarder dollars af fjerntliggende steder og lokale mikronet uden for nettet, som nu er fuldstændig afhængige af dyre dieselgeneratorer. Målkunder omfatter også ø-baserede og fjerntliggende samfund, olie- og gas-, mine- og minevirksomheder, telekommunikationsvirksomheder, redningsorganisationer og militærbaser.

For at stige til store højder i stærk og jævn vind, der ikke kan nås af land- og offshore-turbiner, bruger BAT en heliumfyldt, ikke-brændbar oppustelig skal. Højstyrke reb giver stabilitet til turbinen og er ledere for den genererede energi. Løfteteknologien er skræddersyet til den specifikke anvendelse og ligner den, der bruges i luftballoner, de industrielle slægtninge til luftskibe, der har båret tungt kommunikationsudstyr i årtier. De er i stand til at modstå orkaner og er udstyret med teknologi til at sikre jævne landinger i de fleste beredskaber og nødsituationer.

I 2013 testede Altaeros med succes en BAT-prototype i vinde på 72 km/t i en højde af 150 meter på sit teststed i Maine. Men fordi teknologien ligner balloner, kan møllen modstå kraftigere vind. Teknologisk kan svævemøllen sættes i drift inden for 24 timer, da den ikke kræver kraner og støbning af fundamentet. Jordkraftværket styrer de spil, der holder turbinen og omdanner elektriciteten, før den sendes til det lokale net.

Det ser ud til, at en ny udviklingsrunde af vindenergi allerede er meget tæt på, og snart vil vi være i stand til at observere "flokkene" af skyhøje giganter, der giver os hjemmekomfort, kommunikation, produktion og alt, hvad der er umuligt uden elektricitet.

websted baseret på materialer altaerosenergies.com

Den konstante udtømning af naturressourcer fører til, at menneskeheden for nylig har haft travlt med at søge efter alternative energikilder. Til dato kendes et ret stort antal typer af alternativ energi, hvoraf en er brugen af ​​vindkraft.

Vindenergi er blevet brugt af mennesker siden antikken, for eksempel i driften af ​​vindmøller. Den allerførste vindgenerator (vindmølle), som tjente til at producere elektricitet, blev bygget i Danmark i 1890. Sådanne apparater begyndte at blive brugt i tilfælde, hvor det var nødvendigt at levere elektricitet til ethvert svært tilgængeligt område.

Princippet for drift af vindgeneratoren:

• Vinden roterer et hjul med blade, som overfører drejningsmoment til generatorakslen gennem en gearkasse.
• Inverteren udfører opgaven med at omdanne den modtagne elektriske strøm til vekselstrøm.
• Batteriet er designet til at levere spænding til netværket i fravær af vind.

Vindmøllens effekt er direkte afhængig af vindhjulets diameter, mastens højde og vindens styrke. På nuværende tidspunkt produceres der vindmøller, hvis vingediameter er fra 0,75 til 60 m og mere. Den mindste af alle moderne vindmøller er G-60. Rotorens diameter, som har fem blade, er kun 0,75 m; ved en vindhastighed på 3-10 m / s kan den generere en effekt på 60 W, og dens vægt er 9 kg. En sådan installation bruges med succes til belysning, batteriopladning og kommunikation.

Alle vindgeneratorer kan klassificeres efter flere principper:

• Rotationsakser.
• Antallet af klinger.
• Materialet, som knivene er lavet af.
• Skruehøjde.

Klassifikation af rotationsakse:

• Vandret.
• Lodret.

De mest populære er vandrette vindmøller, hvis rotationsakse er parallel med jorden. Denne type kaldes "vindmøllen", hvis vinger roterer mod vinden. Udformningen af ​​vandrette vindgeneratorer giver mulighed for automatisk rotation af hovedet (på jagt efter vind) samt rotation af bladene for at bruge vinden med lav styrke.

Lodrette vindmøller er meget mindre effektive. Bladene på en sådan turbine roterer parallelt med jordens overflade i enhver retning og vindstyrke. Da halvdelen af ​​vindhjulets vinger altid roterer mod den i enhver retning af vinden, mister vindmøllen halvdelen af ​​sin kraft, hvilket reducerer installationens energieffektivitet betydeligt. Denne type vindmølle er dog lettere at installere og vedligeholde, da dens gearkasse og generator er placeret på jorden. Ulemperne ved en vertikal generator er: dyr installation, betydelige driftsomkostninger og det faktum, at der kræves meget plads for at installere en sådan vindmølle.

Vindmøller af vandret type er mere velegnede til elproduktion i industriel skala, de bruges i tilfælde af at skabe et vindmøllesystem. Lodret bruges ofte til små private husholdningers behov.

Klassificering efter antal blade:

• To-bladet.
• Trebladet.
• Flerbladet (50 eller flere knive).

Alt efter antallet af vinger er alle installationer opdelt i to- og tre- og multiblade (50 eller flere vinger). For at generere den nødvendige mængde elektricitet er det ikke rotationen, der kræves, men opnåelsen af ​​det nødvendige antal omdrejninger.

Hvert blad (valgfrit) øger vindhjulets samlede modstand, hvilket gør det sværere at nå generatorens driftshastighed. Flerbladede installationer begynder således at rotere ved lavere vindhastigheder, men de bruges, når selve rotationen har betydning, som for eksempel ved pumpning af vand. Vindmøller med et stort antal vinger bruges praktisk talt ikke til at generere elektricitet. Derudover anbefales det ikke at installere en gearkasse på dem, fordi dette komplicerer designet og også gør det mindre pålideligt.

Bladmateriale klassificering:

• Vindgeneratorer med stive vinger.
• Sejlende vindgeneratorer.

Det skal bemærkes, at sejlblade er meget nemmere at fremstille og derfor billigere end stive metal- eller glasfiberblade. Disse besparelser kan dog komme med uventede omkostninger. Hvis vindhjulets diameter er 3 m, når spidsen af ​​bladet ved en generatorhastighed på 400-600 rpm en hastighed på 500 km/t. I betragtning af det faktum, at luften indeholder sand og støv, er denne kendsgerning en alvorlig test selv for stive knive, som under stabil drift kræver årlig udskiftning af den anti-korrosionsfilm, der er påført enderne af knivene. Hvis anti-korrosionsfilmen ikke opdateres, vil det stive blad gradvist begynde at miste sin ydeevne.

Blade af sejltype kræver udskiftning ikke en gang om året, men umiddelbart efter den første alvorlige vind opstår. Derfor overvejer autonom strømforsyning, som kræver betydelig pålidelighed af systemkomponenterne, ikke brugen af ​​blade af sejltype.

Pitch klassifikation:

• Fast skruestigning.
• Variabel skruestigning.

Selvfølgelig øger propellens variable stigning rækken af ​​effektive driftshastigheder for vindgeneratoren. Imidlertid fører introduktionen af ​​denne mekanisme til en komplikation af vingedesignet, til en stigning i vægten af ​​vindhjulet og reducerer også vindmøllens samlede pålidelighed. Konsekvensen af ​​dette er behovet for at styrke strukturen, hvilket fører til en betydelig stigning i omkostningerne ved systemet, ikke kun under anskaffelse, men også under drift.

Moderne vindmøller er højteknologiske produkter med effekt fra 100 til 6 MW. Vindmøller af innovativt design tillader omkostningseffektiv udnyttelse af energien fra den svageste vind - fra 2 m/s. Ved hjælp af vindmøller i dag er det muligt med succes at løse problemerne med strømforsyning til ø eller lokale faciliteter af enhver kapacitet.

Udviklede lande har længe været afhængige af vedvarende energikilder, herunder vindenergi. Som et resultat er den samlede kapacitet af alle atomkraftværker, der opererer i verden, lidt over 400 tusind MW, og den samlede kapacitet af vindmølleparker har oversteget 500 tusind MW! Men i lande, hvor der er fokus på vindenergi, er der hverken Gazprom eller RAO UES. Samt at plante på en olienål ... Men lad os ikke tale om smertefulde ting.

Så i lande, der er fri for monopolernes almagt og klansystemet, er det vindmøller af propeltypen med en vandret rotationsakse, der hersker. Sådanne generatorer kræver kraftige støttetårne ​​med dyre fundamenter, hvilket øger tilbagebetalingstiden. Derudover er sådanne enheder kraftige lavfrekvente støjkilder. Propel "vindmøllen" roterer med en hastighed på kun 15-30 omdrejninger i minuttet, og efter gearkassen stiger omdrejningerne til 1500, som et resultat, roterer generatorakslen med samme hastighed, hvilket genererer elektricitet. Denne klassiske ordning har betydelige ulemper: Gearkassen er en kompleks og dyr mekanisme (op til 20% af prisen på hele vindgeneratoren), kræver sæsonbestemt udskiftning og slides meget hurtigt (se).

Relevans af vindmølleudvikling

Disse omstændigheder begrænser kredsen af ​​købere og får dem til at lede efter et alternativ til traditionelle vindkraftgeneratorer. Vindmøller med lodret akse er blevet en moderne trend. De er støjsvage og kræver ikke store anlægsudgifter, er nemmere og billigere at vedligeholde end horisontalaksiale turbiner. Vindgeneratorer med en vandret akse overføres til den beskyttende tilstand (autorotation) ved den begrænsende vindhastighed, hvis overskud er fyldt med ødelæggelse af strukturen. I denne tilstand er propellen afbrudt fra multiplikatoren og generatoren, der genereres ingen elektricitet. Og rotorer med en lodret akse oplever væsentligt mindre mekaniske belastninger ved lige vindhastigheder end rotorer med en vandret akse. Derudover kræver sidstnævnte dyre vindretningssystemer.

Indtil for ganske nylig blev det antaget, at det for en VAWT var umuligt at opnå en hastighedsfaktor (forholdet mellem vingernes maksimale lineære hastighed og vindhastigheden) større end én. Denne alt for brede forudsætning, der kun gælder for visse typer rotorer, førte til falske konklusioner om, at den marginale vindenergiudnyttelsesfaktor for lodrette akse vindmøller er lavere end for vandrette akse propeller, hvilket er grunden til, at denne type vindmølle er næsten 40 år gammel, slet ikke udviklet. Og først i 60'erne-70'erne, først af canadiske og derefter af amerikanske og britiske eksperter, blev det eksperimentelt bevist, at disse konklusioner ikke er anvendelige for Darrieus-rotorer, der bruger bladenes løftekraft. For disse rotorer når det specificerede maksimale forhold mellem arbejdslegemernes lineære hastighed og vindhastigheden 6:1 og højere, og vindenergiudnyttelsesfaktoren er ikke lavere end den horisontale aksiale (propeltype). En vigtig rolle spilles også af det faktum, at mængden af ​​teoretiske undersøgelser af aerodynamikken af ​​vertikalaksiale rotorer og erfaringen med udvikling og drift af vindmøller baseret på dem er meget mindre end for horisontalaksiale rotorer.

Der er skabt en lodret-akset vindmølle (international betegnelse VAWT), som er forskellig fra resten, hvis udnyttelseskoefficient for vindenergi ikke er ringere end verdens bedste vindmøller med en horisontal rotationsakse. Den innovative mangefacetterede tilgang til design af vertikale vindmøller er blandt andet baseret på brugen af ​​en lavtliggende, holdbar rotor, på hvis periferi en flerhed af vingesejle er fastgjort.

Rotoren er udstyret med støtteben på hjulchassiset, som gør det muligt at rotere rundt om en fast akse med en stabil pore på fundamentet på grund af chassisets hjul. Mange sejlvinger skaber et stort drejningsmoment på grund af aerodynamiske kræfter. Hvad gør dette design til rekordstort med hensyn til effekttæthed. Rotordiameteren kan være 10 meter. Samtidig er det muligt at installere vinger med et areal på mere end 200 kvadratmeter på en sådan rotor, hvilket gør det muligt at generere op til hundrede kilowatt elektricitet.

Dimensioner og vægt af enheder

Samtidig er vægten af ​​sådanne enheder så lille, at det er muligt at installere det på taget af bygninger og forsyne dem med autonom strømforsyning på grund af dette. Eller det er muligt at levere strøm til en genstand i bjergene, hvor der ikke er nogen strømledning. En forøgelse af kraften til en vilkårlig stor værdi er opnåelig ved at replikere sådanne enheder. Det vil sige, at sætte en masse lignende installationer, opnår vi den ønskede effekt.

Teknisk effektivitet

Hvad angår teknisk effektivitet. Vores prototype med en vingehøjde på 800 mm og en tværgående dimension på 800 mm ved en vindhastighed på 11 m/s udviklede en mekanisk effekt på 225 W (ved 75 rpm). Samtidig forsvarede han sig fra jordens overflade i en højde på mindre end en meter. Ifølge ressourcen http://www.rktp-trade.ru udvikles sammenlignelig effekt (300 W) af en fembladet lodret vindmølle monteret på en seks meter lang mast, og den har fem 1200 mm vinger monteret på en overall diameter på 2.000 mm. Det vil sige, hvis vi tager arealerne af de sammenlignede vindmøller, der fejes af vinden, lige, så viser det sig, at prototypen er 2,5 ...

Baseret på dette, velvidende at den beskrevne analog har en vindenergiudnyttelsesfaktor (KIEV) lig med 0,2, er det muligt at estimere KIEV for prototypen til 0,48, hvilket er meget højere end Savonius og Daria VAWT'er og svarer til verdens bedste prøver af horisontalaksiale vindmøller. Samtidig er materialeforbruget og omkostningerne ved prototypen meget lavere end for propelmastvindmøller med vindorienteringsmekanismer og en højtmonteret nacelle med en dyr step-up gearkasse af planettypen.

Komparativ evaluering af effektiviteten af ​​vindmøllerotorer af forskellige typer- Tabel 1.

Rotor type	Placering af rotationsaksen	Vindenergiudnyttelsesfaktor (KIEV)	Kilde	Bemærk ania
Savonius rotor	lodret	0,17		Udviklet for omkring firs år siden, skema - fig. 7 (e) på side 17 i den nævnte kilde
N-Darié rotor med stor afstand	lodret	0,38	TR.A. Janson. Vindturbine. Redigeret af M.Zh. Osipov. M.: Forlag af MSTU im. N.E. Bauman, 2007, s.23, fig.13	Udviklet for omkring et århundrede siden, skema - fig. 7 (a) på side 17 i den refererede kilde
Multi-blad modstand	lodret	0,2	På samme sted, samt et specifikt kommercielt produkt på hjemmesiden http://www.rktp-trade.ru	Bolotov-rotoren hører også til denne type.
To-bladet propel	Vandret	0,42	R.A. Janson. Vindturbine. Redigeret af M.Zh. Osipov. M.: Forlag af MSTU im. N.E. Bauman, 2007, s.23, fig.13	Den mest almindelige type vindmølle i verden i dag
Rotoren på vores turbine (formelt N-Darrie, men med tæt lukkede vinger, hvorpå der er installeret skrå anti-vinger og et vandret pumpehjul)	lodret	0,48…0,5	Feltmålinger af vindhastighed med et vindmåler, rotormoment med et dynamometer, rotorhastighed med et omdrejningstæller

Fordele ved VAWT Vertical Axis Wind Turbine

• Enheden roterer i samme retning i enhver vindretning. Mens gondolerne i vandrette vindmøller skal orienteres i vinden, hvilket øger omkostningerne ved designet og reducerer levetiden for de bevægelige dele af drejemekanismen.
• Elproduktion i VAWT starter ved vindhastigheder på 5 m/s.
• Møllen har en høj aerodynamisk kvalitet af vingerne og en innovativ arkitektur, der gør det muligt at opnå en vindenergiudnyttelsesfaktor på mindst 47 %.
• Turbinen kræver ikke vedligeholdelse af generatoren (ringformet flad lineær uden børster og lejer).
• Kapacitetsforøgelse opnås ved at installere yderligere moduler.
• VAWT har ingen begrænsninger, når det installeres i nærheden af ​​huset, skaber ikke uacceptabel elektromagnetisk og akustisk stråling. Dette gør det muligt at installere møller i befolkede områder, herunder på tagene af etagebyggeri, uden at gå på kompromis med landskabsudsigten.
• VAWT er absolut harmløst, det kan installeres på trækfugles trækveje.
• Turbinen er modstandsdygtig over for kraftig vind, i stand til at modstå selv orkanvind. Dette opnås ved en mekanisme til automatisk ændring af angrebsvinklerne for turbinens lodrette vinger (figurerne er givet ovenfor).
• VAWT har lette og enkle komponenter, der er nemme at transportere og installere.
• Møllen er beskyttet mod lynnedslag.

Til dato er en 3-d-model i fuld størrelse af den mekaniske del af turbinen (med en lodret vingehøjde på 8 m) færdiggjort, samt arbejdstegninger af dele og samlinger af rotoren og dens rotationsenhed. Tegninger til den elektriske generator og knive er udarbejdet under hensyntagen til den maksimale overholdelse af "pris - kvalitet" -kriteriet.

Projektet involverer design, fremstilling og test af en VAWT-prøve i fuld størrelse (højde på lodrette blade 8m). Derefter er det planlagt at organisere den industrielle produktion af sådanne installationer efter fejlfinding af en pilotprøve med udstyr i ikke-elektrificerede områder i landdistrikter og bygninger i byer med sådanne installationer.

Anvendelsesområderne for den innovative vindgenerator er i princippet de samme som for analoger. Det vil sige, at det er produktion af elektricitet på steder, hvor der ikke er nogen stationære kilder til det, såvel som hvor brugen af ​​andre metoder til at generere elektricitet er økonomisk urentabel. Der er især tale om specialobjekter, der kræver autonom strømforsyning, for eksempel fyrtårne ​​og radiofyr, grænseposter og grænseposter, automatiserede meteorologiske og luftnavigationsposter.

Vindenergi er gratis, vedvarende, sikker energi. En enhed, der omdanner luftenergi til elektrisk energi

eller termisk kaldes en vindgenerator. De fleste moderne vindmøller har relativt lav effektivitet (op til 30%) og høje produktionsomkostninger.

Vindmølleprojekt

Hovedopgaverne for alle videnskabsmænd, der er involveret i problemerne med vindenergi, er at reducere omkostningerne ved produktion af vindmøller, øge deres effektivitet og kraft.

Klassifikation

Vindmøller er opdelt efter placeringen af ​​rotationsaksen i strukturer med:

• lodret akse (vinkelret på jorden);
• vandret akse (parallel med jorden).

I henhold til de materialer, som vingerne er lavet af, er vindmøller klassificeret i:

• hårdbladede;
• sejlads.

Ifølge antallet af blade er opdelt i:

• generatorer med 2 knive;
• generatorer med 3 blade;
• flerbladede generatorer, med antallet af vinger fra 50.

Vindmøller af vindmølletypen tilhører kategorien af ​​en ny generation, jeg installerer dem på taget i form af ventilatorer, og de forstyrrer ikke naboerne med støj

I henhold til typen af ​​spiralformet pitch skelnes generatorer med:

• konstant trin;
• variabelt trin.

Efter designtype:

• blade;
• turbine.

Efter aftale:

• husstand;
• kommercielle;
• industriel.

Industrielle vindmøller er hovedsageligt bygget med en vandret rotationsakse og stive vinger.

Liam F1 Urban vindmølle leverer 80 % effektivitet

Sejlende vindmøller og generatorer med lodrette rotationsakser er ofte installeret for at levere strøm til private huse og små bygninger.

En vindmølle er en vindgenerator, hvis mølle har en cylindrisk form med vinger installeret inde i den. Faktisk er dette en vindmølle med en vandret rotationsakse, hvis kanter er beskyttet af en cylinder. Den har et enkelt, pålideligt design, høj effektivitet sammenlignet med vindmøller med vinge.

Grundlæggende forskel

Vindmøllen er et cylindrisk kredsløb. Roterende knive er placeret inde i kredsløbet. Designet består af:

• turbiner;
• udvendig eller indvendig beklædning;
• kåbe af turbinegeneratorenheden;
• gondoler;
• generator;
• inverter;
• lagermodul;
• styreenhed;
• dynamisk montering.

Vindmøller af denne type er kendetegnet ved fraværet af ubeskyttede rotationsblade samt et system designet til at regulere dem og orientere sig efter vindens retning. Dette øger konstruktionens pålidelighed og sikkerhed. Den cylindriske form af kåben er selvudfoldende, fanger vinden, og kåben, der fungerer som en dyse, øger installationens kraft.

Afhængigt af den nødvendige kraft og formål kan designet have mange modifikationer. For eksempel ved fremstilling af en turbine kan forskellige materialer anvendes. De geometriske dimensioner, metoden til placering (på en understøtning, bindingsværk osv.) kan variere. Yderligere udstyr med solpanelmoduler er muligt.

Prototype vindmølle-type vindmølle til erhvervslivet

Vindmølleenheder produceres til husholdnings- og industriformål.

Princippet om drift af installationen

For normal drift af en vindmølle af mølletypen kræves en vind, der blæser med en hastighed på 2 m/s til 60 m/s. Princippet for driften af ​​installationen er som følger. Enheden fanger uafhængigt vindens retning, drejer i den rigtige retning. Luftstrømmen rammer knivene, roterer dem. Luftmasser giver kinetisk energi til vingerne, hvor den omdannes til mekanisk energi, der roterer rotoren.

Russisk-designet vindmølle er ved at blive testet

Rotorens rotation frembringer en trefaset strøm, der leveres til generatoren. Derfra går strømmen til controlleren, hvor den rettes op, så strømmer den gennem batterierne, oplader dem og går derefter til inverteren. Inverteren producerer enfaset vekselstrøm, dens oscillationsfrekvens er 50 Hertz for 220 V-netværk eller trefaset 380 V-strøm, som er nødvendig for industrielle virksomheder såvel som til at drive belastningen.

Fordele ved en vindmølle

Vindgeneratoren af ​​turbinedesign har betydelige fordele i forhold til vindmøller af andre designs.

1. Høj følsomhed over for vind. Den mindste vindhastighed for at sætte vingerne i bevægelse er fra 2 m/s; vindmøller af en anden type har brug for en vindhastighed på 4 m/s.
2. Generatoren er i stand til at fungere ved orkanvindhastigheder (op til 60 m/s). De fleste andre vindmøller kører op til 25-30 m/s.
3. Effektiviteten af ​​en vindmøllegenerator er næsten dobbelt så stor som en vindmølle med ubeskyttede vinger. På grund af kåbens dysedesign er turbinevindmøllen meget kraftigere end enheder af andre designs.
4. Turbineanlægget er sikkert for fugle og flagermus. Vindmøller med åbne vinger forårsager ofte døden for flyvende dyr, der ikke er i stand til at bestemme grænserne for farezonen. Flagermusene og fuglene identificerer vindmølledesignet som en enkelt forhindring og går uden om den.
5. Vindmøller af de fleste designs producerer meget støj, ved visse vindhastigheder genererer de infralyd, så de kan ikke placeres i nærheden af ​​beboelsesbygninger, gårde, skovbrug. Turbineanlæg producerer ikke infralyd, som er til skade for mennesker og dyr. De kan installeres ved siden af ​​en boligbygning. Turbinevindmøller fremkalder ikke kunstig migration af dyr.
6. Mindre, sammenlignet med blade, produktionsomkostninger. Fremstillingen af ​​frie klinger er en kompleks, dyr proces. Deres fravær reducerer omkostningerne betydeligt og forenkler produktionen af ​​installationen.
7. Nem og hurtig installation. Turbogeneratorkomponenter fremstilles på fabrikken; samlingen af ​​hovedblokkene udføres også der. Installationen inkluderer kun layoutet, forbindelsen af ​​blokke, dens fastgørelse til støtten. Montering sker ved brug af standardlifte.
8. Nem vedligeholdelse. Servicevedligeholdelse af vindmøller er meget enklere og billigere end vingevindmøller. Med korrekt drift af installationen, periodisk kompetent service, når levetiden 50 år.
9. Et vindkraftværk af turbinetypen forstyrrer, i modsætning til klassiske vindmøller, ikke piloter og flyveledere, detekteres ikke af luftforsvarsradarer og udgør ikke en trussel mod den nationale sikkerhed.

Anvendelsesområde

Vindmøllegeneratoren når sin maksimale effektivitet nær naturlige vandområder på grund af luftbevægelsen næsten året rundt og høj vindfølsomhed. Og det er også installeret i byer, byer. Designet af installationen giver dig mulighed for at bruge generatoren til autonom eller kombineret belysning af private huse og hytter.

En vindgenerator er nyttig i bosættelser, der ligger langt fra byer, regionale centre, hvor strømafbrydelser ofte forekommer. Vindmølleinstallation kan bruges i nærheden af ​​flyvepladser, militære områder. Ved at forblive usynlig for radar udgør den ikke en fare for piloter og nationale sikkerhedssystemer.