CCTV 

Modern rüzgar türbinlerinin çalışma parçalarının diyagramları. Rüzgar türbini tasarımları. Video: Bir yazlık evi aydınlatmak için en basit rüzgar jeneratörü

Rüzgar çarkının tasarımına ve rüzgar akışındaki konumuna bağlı olarak mevcut rüzgar türbini sistemleri üç sınıfa ayrılır. İncirde. 5.4 ana rotor ve rüzgar türbini tiplerinin temel tasarımlarını sunmaktadır.

Birinci sınıf rüzgar çarkının dikey bir düzlemde yerleştirildiği rüzgar türbinlerini içerir; bu durumda dönme düzlemi rüzgarın yönüne diktir ve dolayısıyla rüzgar çarkının ekseni akışa paraleldir. Bu tür rüzgar türbinlerine kanatlı olanlar denir.

Kanadın uç hızının rüzgar hızına oranı: hız olarak adlandırılır

GOST 2656-44'e göre kanatlı rüzgar türbinleri, rüzgar çarkının tipine ve hızına bağlı olarak üç gruba ayrılır:

· Hızı Zn ≤ 2 olan çok kanatlı, düşük hızlı rüzgar motorları.

· Yel değirmenleri dahil, hızı Zn > 2 olan küçük kanatlı, düşük hızlı rüzgar motorları.

· rüzgar türbinleri küçük kanatlı, yüksek hızlı, Zn ≥ 3'tür.

Şti. ikinci sınıf rüzgar çarkının dikey dönme eksenine sahip rüzgar türbini sistemlerini içerir. Yapıcı şemaya göre gruplara ayrılırlar:

· çalışmayan bıçakların ya bir perde ile kaplandığı ya da rüzgara karşı yan yana yerleştirildiği atlıkarınca bıçakları;

· Savonius sisteminin döner rüzgar motorları.

l-alt">

Bir gaz akışında buhar üretildiğinde su, aynı ortam basıncındaki doyma sıcaklığından önemli ölçüde daha düşük olan termodinamik denge sıcaklığına kadar soğutulur. Bu, suyun sıcaklık farkını önemli ölçüde arttırmayı mümkün kılar, ...

yakıt “açlığı”, küresel çevre kirliliği ve enerji talebindeki artışın üretim artışını önemli ölçüde geride bırakması, birçok ülkeyi dikkat etmeye zorluyor...

Isı pompası üniteleri çalışma prensibine ve ısıtma akışkanının tipine göre sınıflandırılır. Çalışma prensibine göre sıkıştırma (hava ve buhar kompresörü), sorpsiyon (absorpsiyon) ve jet (ejektör) HPI'ları vardır. Hava kompresörüyle karşılaştırıldığında buhar kompresörü HPI...

Rusya rüzgar enerjisi kaynakları açısından ikili bir konuma sahiptir. Bir yandan, toplam alanın çok büyük olması ve düz alanların bolluğu nedeniyle, genellikle çok fazla rüzgar vardır ve çoğunlukla eşit şiddettedir. Öte yandan rüzgarlarımız ağırlıklı olarak düşük potansiyelli ve yavaştır, bkz. Üçüncüsü, seyrek nüfuslu bölgelerde rüzgarlar şiddetli esiyor. Buna dayanarak, çiftliğe bir rüzgar jeneratörü kurma görevi oldukça önemlidir. Ancak oldukça pahalı bir cihaz mı satın alacağınıza yoksa kendiniz mi yapacağınıza karar vermek için, hangi türün (ve birçoğunun) hangi amaç için seçileceğini dikkatlice düşünmeniz gerekir.

Temel konseptler

  1. KIEV – rüzgar enerjisi kullanım katsayısı. Hesaplamalar için mekanik düz rüzgar modeli kullanılıyorsa (aşağıya bakın), bu, bir rüzgar enerjisi santralinin (WPU) rotorunun verimliliğine eşittir.
  2. Verimlilik – gelen rüzgardan elektrik jeneratörünün terminallerine veya tanka pompalanan su miktarına kadar APU'nun uçtan uca verimliliği.
  3. Minimum çalışma rüzgar hızı (MRS), rüzgar değirmeninin yüke akım sağlamaya başladığı hızdır.
  4. İzin verilen maksimum rüzgar hızı (MAS), enerji üretiminin durduğu hızdır: otomasyon ya jeneratörü kapatır ya da rotoru rüzgar gülüne koyar ya da katlayıp gizler ya da rotorun kendisi durur ya da APU basitçe yok edilir.
  5. Başlangıç ​​rüzgar hızı (SW) - bu hızda, rotor yüksüz olarak dönebilir, dönebilir ve çalışma moduna girebilir, ardından jeneratör açılabilir.
  6. Negatif başlangıç ​​hızı (OSS) - bu, APU'nun (veya rüzgar türbini - rüzgar enerjisi ünitesi veya WEA, rüzgar enerjisi ünitesinin) herhangi bir rüzgar hızında başlaması için harici bir enerji kaynağından zorunlu dönüş gerektirdiği anlamına gelir.
  7. Başlangıç ​​(başlangıç) torku, hava akışında zorla frenlenen bir rotorun şaft üzerinde tork oluşturma yeteneğidir.
  8. Rüzgar türbini (WM), rotordan jeneratörün veya pompanın miline veya diğer enerji tüketicisine kadar APU'nun bir parçasıdır.
  9. Döner rüzgar jeneratörü - rotorun hava akışında döndürülmesiyle rüzgar enerjisinin kuyruk mili üzerinde torka dönüştürüldüğü bir APU.
  10. Rotor çalışma hızı aralığı, nominal yükte çalışırken MMF ve MRS arasındaki farktır.
  11. Düşük hızlı yel değirmeni - içinde rotor parçalarının akıştaki doğrusal hızı rüzgar hızını önemli ölçüde aşmaz veya ondan daha düşüktür. Akışın dinamik basıncı doğrudan kanat itme kuvvetine dönüştürülür.
  12. Yüksek hızlı yel değirmeni - kanatların doğrusal hızı rüzgar hızından önemli ölçüde (20 kat veya daha fazla) yüksektir ve rotor kendi hava dolaşımını oluşturur. Akış enerjisini itmeye dönüştürme döngüsü karmaşıktır.

Notlar:

  1. Düşük hızlı APU'lar, kural olarak, yüksek hızlı olanlardan daha düşük bir KIEV'e sahiptir, ancak yükü ayırmadan jeneratörü döndürmek için yeterli bir başlangıç ​​​​torkuna ve sıfır TAC'ye sahiptir, yani. Kesinlikle kendi kendine çalışmaya başlar ve en hafif rüzgarlarda bile kullanılabilir.
  2. Yavaşlık ve hız göreceli kavramlardır. 300 rpm'lik bir ev tipi yel değirmeni düşük hızlı olabilir, ancak rüzgar enerjisi santralleri ve rüzgar santralleri alanlarının monte edildiği (şekle bakın) ve rotorları yaklaşık 10 rpm yapan EuroWind tipi güçlü APU'lar yüksek hızlıdır, Çünkü böyle bir çapta, kanatların doğrusal hızı ve açıklığın çoğundaki aerodinamiği oldukça "uçağa benzer", aşağıya bakın.

Ne tür bir jeneratöre ihtiyacınız var?

Evsel bir yel değirmeni için bir elektrik jeneratörü, geniş bir dönme hızı aralığında elektrik üretmeli ve otomasyona veya harici güç kaynaklarına ihtiyaç duymadan kendi kendine çalışabilmelidir. Kural olarak yüksek KIEV ve verime sahip olan OSS'li (döndürmeli rüzgar türbinleri) APU kullanılması durumunda, bunun da tersine çevrilebilir olması gerekir, yani. motor olarak çalışabilir. 5 kW'a kadar güçlerde bu durum, niyobyum (süper mıknatıslar) bazlı kalıcı mıknatıslara sahip elektrikli makineler tarafından karşılanır; çelik veya ferrit mıknatıslarda 0,5-0,7 kW'tan fazlasına güvenemezsiniz.

Not: asenkron alternatif akım jeneratörleri veya mıknatıslanmamış statorlu kollektörler tamamen uygun değildir. Rüzgar kuvveti azaldığında, hızı MPC'ye düşmeden çok önce "dışarı çıkacaklar" ve sonra kendileri başlamayacaklar.

APU'nun 0,3 ila 1-2 kW gücündeki mükemmel "kalbi", yerleşik bir redresöre sahip bir alternatif akım kendi kendine jeneratöründen elde edilir; bunlar artık çoğunlukta. İlk olarak, harici elektronik dengeleyiciler olmadan oldukça geniş bir hız aralığında 11,6-14,7 V'luk bir çıkış voltajını korurlar. İkinci olarak, sarımdaki voltaj yaklaşık 1,4 V'a ulaştığında silikon vanalar açılır ve bundan önce jeneratör yükü "görmez". Bunu yapmak için jeneratörün oldukça düzgün bir şekilde döndürülmesi gerekiyor.

Çoğu durumda, bir kendi kendine jeneratör, bir dişli veya kayış tahriki olmadan, yüksek hızlı, yüksek basınçlı bir motorun şaftına doğrudan bağlanabilir, kanat sayısını seçerek hızı seçebilir, aşağıya bakın. "Yüksek hızlı trenlerin" başlangıç ​​torku küçüktür veya sıfırdır, ancak rotor, yükü ayırmadan bile, valfler açılmadan ve jeneratör akım üretmeden önce yeterince dönmek için zamana sahip olacaktır.

Rüzgara göre seçim

Ne tür rüzgar jeneratörü yapacağımıza karar vermeden önce yerel aerolojiye karar verelim. Gri-yeşilimsi renkte Rüzgar haritasının (rüzgarsız) alanları, yalnızca yelkenli rüzgar motoru herhangi bir kullanımda olacaktır(Onlar hakkında daha sonra konuşacağız). Sabit bir güç kaynağına ihtiyacınız varsa, bir güçlendirici (voltaj dengeleyicili doğrultucu), şarj cihazı, güçlü bir akü, 12/24/36/48 V DC ila 220/380 V 50 Hz AC invertör eklemeniz gerekecektir. Böyle bir tesisin maliyeti 20.000 dolardan az olmayacak ve uzun vadede 3-4 kW'ın üzerindeki gücün kesilmesi mümkün olmayacaktır. Genel olarak, alternatif enerjiye yönelik sarsılmaz bir arzu ile başka bir kaynak aramak daha iyidir.

Sarı-yeşil, rüzgarın az olduğu yerlerde 2-3 kW'a kadar elektriğe ihtiyacınız varsa düşük hızlı dikey rüzgar jeneratörünü kendiniz kullanabilirsiniz.. Sayısızca geliştirildi ve KIEV ve verimlilik açısından neredeyse endüstriyel olarak üretilen “bıçak bıçakları” kadar iyi tasarımlar var.

Eviniz için bir rüzgar türbini almayı planlıyorsanız, yelken rotorlu bir rüzgar türbinine odaklanmak daha iyidir. Pek çok tartışma var ve teoride her şey henüz net değil ama işe yarıyorlar. Rusya Federasyonu'nda Taganrog'da 1-100 kW gücünde “yelkenli tekneler” üretiliyor.

Kırmızı, rüzgarlı bölgelerde seçim gerekli güce bağlıdır. 0,5-1,5 kW aralığında ev yapımı "dikeyler" haklıdır; 1,5-5 kW – satın alınan “yelkenli tekneler”. “Dikey” de satın alınabilir ancak yatay APU'dan daha pahalıya mal olur. Ve son olarak, 5 kW veya daha fazla güce sahip bir rüzgar türbinine ihtiyacınız varsa, o zaman satın alınan yatay "kanatlar" veya "yelkenli tekneler" arasında seçim yapmanız gerekir.

Not: Pek çok üretici, özellikle ikinci kademe, 10 kW'a kadar güce sahip bir rüzgar jeneratörünü kendiniz monte edebileceğiniz parça kitleri sunmaktadır. Böyle bir kit, kurulumlu hazır bir kitten% 20-50 daha ucuza mal olacaktır. Ancak satın almadan önce, amaçlanan kurulum yerinin aerolojisini dikkatlice incelemeniz ve ardından spesifikasyonlara göre uygun tip ve modeli seçmeniz gerekir.

Güvenlik hakkında

Evde kullanılan bir rüzgar türbininin çalışır durumdaki parçaları, 120 ve hatta 150 m/s'yi aşan doğrusal hıza sahip olabilir ve 20 g ağırlığındaki herhangi bir katı maddenin bir parçası, 100 m/s hızla "başarılı bir şekilde" uçabilir. ” Vurmak, sağlıklı bir adamı doğrudan öldürür. 20 m/s hızla hareket eden 2 mm kalınlığındaki çelik veya sert plastik plaka onu ikiye bölüyor.

Ayrıca gücü 100 W'tan fazla olan rüzgar türbinlerinin çoğu oldukça gürültülüdür. Birçoğu, ultra düşük (16 Hz'den az) frekanslarda (infrasound) hava basıncı dalgalanmaları üretir. İnfrasoundlar duyulamaz ancak sağlığa ve çok uzaklara seyahate zararlıdır.

Not: 80'lerin sonlarında Amerika Birleşik Devletleri'nde bir skandal yaşandı - o zamanlar ülkenin en büyük rüzgar santrali kapatılmak zorunda kaldı. Rüzgar santralinin sahasına 200 km uzaklıktaki bir bölgede yaşayan Hintliler, rüzgar santralinin faaliyete geçmesinden sonra hızla artan sağlık bozukluklarının infraseslerden kaynaklandığını mahkemede kanıtladı.

Yukarıdaki nedenlerden dolayı, APU'ların en yakın konut binalarından yüksekliklerinin en az 5'i kadar mesafeye kurulumuna izin verilmektedir. Özel evlerin avlularına, uygun şekilde sertifikalandırılmış, endüstriyel olarak üretilmiş yel değirmenleri kurmak mümkündür. APU'ları çatılara monte etmek genellikle imkansızdır - çalışmaları sırasında, düşük güçlü olanlar bile, bina yapısının rezonansına ve yıkımına neden olabilecek alternatif mekanik yükler ortaya çıkar.

Not: APU'nun yüksekliği, süpürülmüş diskin (kanatlı rotorlar için) en yüksek noktası veya geometrik şekil (şaft üzerinde rotor bulunan dikey APU'lar için) olarak kabul edilir. APU direği veya rotor ekseni daha da yükseğe çıkarsa, yükseklik üst kısımlarına göre hesaplanır.

Rüzgar, aerodinamik, KIEV

Ev yapımı bir rüzgar jeneratörü, bilgisayarda hesaplanan fabrika jeneratörüyle aynı doğa kanunlarına uyar. Ve kendi işini yapan kişinin işinin temellerini çok iyi anlaması gerekir - çoğu zaman elinde pahalı, son teknoloji ürünü malzemeler ve teknolojik ekipman yoktur. APU'nun aerodinamiği o kadar zor ki...

Rüzgar ve KIEV

Sözde seri fabrika APU'larını hesaplamak için. rüzgarın düz mekanik modeli. Aşağıdaki varsayımlara dayanmaktadır:

  • Etkin rotor yüzeyi içerisinde rüzgar hızı ve yönü sabittir.
  • Hava sürekli bir ortamdır.
  • Rotorun etkin yüzeyi süpürülen alana eşittir.
  • Hava akışının enerjisi tamamen kinetiktir.

Bu koşullar altında, birim hava hacminin maksimum enerjisi, normal koşullardaki hava yoğunluğunun 1,29 kg * cu olduğu varsayılarak okul formülüne göre hesaplanır. m.10 m/s rüzgar hızında, bir küp hava 65 J taşır ve rotorun etkin yüzeyinin bir karesinden tüm APU'nun %100 verimliliğiyle 650 W çıkarılabilir. Bu çok basitleştirilmiş bir yaklaşımdır; rüzgarın asla tam olarak eşit olmadığını herkes bilir. Ancak ürünlerin tekrarlanabilirliğini sağlamak için bunun yapılması gerekiyor; teknolojide yaygın bir durum.

Düz model göz ardı edilmemelidir; mevcut rüzgar enerjisinin net bir minimumunu verir. Ancak öncelikle hava sıkıştırılabilir ve ikincisi çok akışkandır (dinamik viskozite yalnızca 17,2 μPa * s'dir). Bu, akışın süpürülen alan etrafında akabileceği, etkili yüzeyi ve en sık gözlemlenen KIEV'i azaltabileceği anlamına gelir. Ancak prensipte ters durum da mümkündür: rüzgar rotora akar ve etkili yüzeyin alanı daha sonra süpürülen yüzeyden daha büyük olur ve KIEV düz bir rüzgara göre 1'den büyüktür. .

İki örnek verelim. Birincisi oldukça ağır bir gezi yatıdır; yat sadece rüzgara karşı değil, rüzgardan daha hızlı da yelken açabilir. Rüzgar dış anlamına gelir; Görünen rüzgar yine de daha hızlı olmalı, yoksa gemiyi nasıl çekecek?

İkincisi havacılık tarihinin bir klasiğidir. MIG-19'un testleri sırasında, ön cephedeki avcı uçağından bir ton daha ağır olan önleyicinin daha hızlı hızlandığı ortaya çıktı. Aynı uçakta aynı motorlarla.

Teorisyenler ne düşüneceklerini bilmiyorlardı ve enerjinin korunumu yasasından ciddi şekilde şüphe duyuyorlardı. Sonunda sorunun radar anten kaportasının hava girişinden çıkıntı yapan konisi olduğu ortaya çıktı. Ayak ucundan kabuğa kadar, sanki yanlardan motor kompresörlerine doğru tırmıklıyormuş gibi bir hava sıkışması ortaya çıktı. O zamandan bu yana, şok dalgalarının yararlı olduğu teoride sağlam bir şekilde yerleşmiştir ve modern uçakların muhteşem uçuş performansının büyük bir kısmı onların ustaca kullanılmasına bağlıdır.

Aerodinamik

Aerodinamiğin gelişimi genellikle iki döneme ayrılır - N. G. Zhukovsky'den önce ve sonra. 15 Kasım 1905 tarihli “Bağlı Girdaplar Üzerine” raporu havacılıkta yeni bir dönemin başlangıcı oldu.

Zhukovsky'den önce düz yelkenlerle uçuyorlardı: yaklaşmakta olan akışın parçacıklarının tüm momentumlarını kanadın ön kenarına verdiği varsayılıyordu. Bu, diş kırılmasına ve çoğunlukla analitik olmayan matematiğe yol açan vektör miktarından (açısal momentum) derhal kurtulmayı, çok daha uygun skaler saf enerji ilişkilerine geçmeyi ve sonuçta yüzey üzerinde hesaplanmış bir basınç alanı elde etmeyi mümkün kıldı. yük taşıyan düzlem, az çok gerçek olana benzer.

Bu mekanik yaklaşım, yol boyunca herhangi bir yere çarpmadan, en azından havaya uçabilen ve bir yerden başka bir yere uçabilen cihazların yaratılmasını mümkün kıldı. Ancak hızı, yük kapasitesini ve diğer uçuş niteliklerini artırma arzusu, orijinal aerodinamik teorinin kusurlarını giderek daha fazla ortaya çıkardı.

Zhukovsky'nin fikri şuydu: Hava, kanadın üst ve alt yüzeyleri boyunca farklı bir yol izliyor. Ortamın sürekliliği koşulundan (havada vakum kabarcıkları kendiliğinden oluşmaz), arka kenardan inen üst ve alt akışların hızlarının farklı olması gerektiği sonucu çıkar. Havanın küçük ama sınırlı viskozitesi nedeniyle hız farkından dolayı orada bir girdap oluşması gerekir.

Girdap döner ve enerjinin korunumu kanunu kadar değişmez olan momentumun korunumu kanunu da vektör büyüklükleri için geçerlidir; Ayrıca hareketin yönü de dikkate alınmalıdır. Bu nedenle hemen arka kenarda aynı torka sahip ters yönde dönen bir girdap oluşmalıdır. Ne için? Motorun ürettiği enerjiden dolayı.

Havacılık pratiği için bu bir devrim anlamına geliyordu: uygun kanat profilini seçerek, kanadın etrafında bir dolaşım Г şeklinde bağlı bir girdabın fırlatılması ve kaldırma kuvvetinin arttırılması mümkün oldu. Yani, motor gücünün bir kısmını ve yüksek hızlar ve kanat yükleri için - büyük bir kısmı - harcayarak, cihazın etrafında daha iyi uçuş nitelikleri elde etmenizi sağlayan bir hava akışı oluşturabilirsiniz.

Bu, havacılığı havacılığın bir parçası değil, havacılığın bir parçası haline getirdi: artık uçak, uçuş için gerekli ortamı yaratabilir ve artık hava akımlarının oyuncağı olamaz. İhtiyacınız olan tek şey, daha güçlü bir motor ve giderek daha da güçlü...

Yine KİEV

Ancak yel değirmeninin motoru yoktur. Tam tersine enerjiyi rüzgardan alıp tüketicilere vermesi gerekiyor. Ve işte ortaya çıktı - bacakları çekildi, kuyruğu sıkıştı. Rotorun kendi dolaşımı için çok az rüzgar enerjisi kullandık - zayıf olacak, kanatların itme kuvveti düşük olacak ve KIEV ve güç düşük olacak. Sirkülasyona çok şey veriyoruz - zayıf bir rüzgarda rotor rölantide deli gibi dönecek, ancak tüketiciler yine çok az şey alıyor: sadece yük yüklediler, rotor yavaşladı, rüzgar sirkülasyonu uçurdu ve rotor çalışmayı durdurdu.

Enerjinin korunumu yasası tam ortada “altın ortalamayı” veriyor: Enerjinin %50'sini yüke veriyoruz, geri kalan %50'si için de akışı optimuma çıkarıyoruz. Uygulama varsayımları doğrulamaktadır: Eğer iyi bir çekme pervanesinin verimliliği %75-80 ise, o zaman dikkatlice hesaplanan ve bir rüzgar tünelinde üflenen kanatlı rotorun verimliliği de %38-40'a ulaşır, yani. fazla enerjiyle elde edilebilecek olanın yarısına kadar.

Modernite

Günümüzde modern matematik ve bilgisayarlarla donanmış aerodinamik, kaçınılmaz olarak basitleştirici modellerden uzaklaşarak, gerçek bir akıştaki gerçek bir cismin davranışının doğru bir tanımına doğru giderek daha fazla ilerlemektedir. Ve burada, genel çizgiye ek olarak - güç, güç ve bir kez daha güç! – yan yollar keşfedilir, ancak tam olarak sisteme giren enerji miktarı sınırlı olduğunda umut vericidir.

Ünlü alternatif havacı Paul McCready, 80'lerde 16 hp gücünde iki motorlu testere motorlu bir uçak yarattı. 360 km/saat gösteriyor. Üstelik şasisi üç tekerlekli bisikletti, geri çekilemezdi ve tekerlekleri kaportasızdı. McCready'nin cihazlarından hiçbiri çevrimiçi olmadı ya da savaş görevine çıkmadı, ancak ikisi (biri pistonlu motorlara ve pervanelere, diğeri jete sahipti) tarihte ilk kez aynı benzin istasyonuna inmeden dünyanın etrafında uçtu.

Teorinin gelişimi, orijinal kanadı doğuran yelkenleri de oldukça önemli ölçüde etkiledi. "Canlı" aerodinamik, yatların 8 knot'luk rüzgarlarda çalışmasına olanak sağladı. deniz otobüsü üzerinde durun (şekle bakın); Böyle bir canavarı bir pervane ile gerekli hıza çıkarmak için en az 100 hp'lik bir motor gerekir. Yarış katamaranları aynı rüzgarda yaklaşık 30 knot hızla seyreder. (55 km/saat).

Tamamen önemsiz olmayan bulgular da var. En nadir ve en ekstrem sporun (temel atlama) hayranları özel bir kanat kıyafeti giyiyor, kanat kıyafeti giyiyor, motorsuz uçuyor, saatte 200 km'nin üzerinde bir hızda manevra yapıyor (sağdaki resim) ve ardından sorunsuz bir şekilde ön platforma iniyor. -seçili yer. İnsanlar hangi masalda kendi başlarına uçarlar?

Doğanın birçok gizemi de çözüldü; özellikle bir böceğin uçuşu. Klasik aerodinamiğe göre uçma kabiliyeti yoktur. Tıpkı elmas şeklindeki kanadıyla "gizli" F-117'nin atası gibi, o da havaya uçamıyor. Ve bir süredir kuyruktan ilk önce uçabilen MIG-29 ve Su-27 hiçbir fikre uymuyor.

Ve o halde, bir eğlence aracı ya da kendi türünün yok edilmesi için bir araç değil, yaşamsal bir kaynağın kaynağı olan rüzgar türbinleriyle uğraşırken neden zayıf akışlar teorisinden, onun modeliyle dans etmek zorunludur? düz rüzgar mı? Gerçekten ilerlemenin bir yolu yok mu?

Klasiklerden ne beklenir?

Ancak hiçbir durumda klasiklerden vazgeçmemek gerekir. Kişinin ona güvenmeden daha yükseğe çıkamayacağı bir temel sağlar. Tıpkı küme teorisinin çarpım tablosunu iptal etmemesi ve kuantum renk dinamiğinin elmaları ağaçlardan havaya uçurmaması gibi.

Peki klasik yaklaşımdan ne bekleyebilirsiniz? Şimdi resme bakalım. Sol tarafta rotor türleri bulunmaktadır; şartlı olarak tasvir edilirler. 1 - dikey atlıkarınca, 2 - dikey ortogonal (rüzgar türbini); Optimize edilmiş profillere sahip farklı sayıda kanatlara sahip 2-5 kanatlı rotorlar.

Yatay eksenin sağında rotorun bağıl hızı, yani kanadın doğrusal hızının rüzgar hızına oranı bulunur. Dikey yukarı - KIEV. Ve aşağı - yine göreceli tork. Tek bir (%100) torkun, %100 KIEV ile akışta zorla yavaşlatılan bir rotor oluşturan tork olduğu kabul edilir; tüm akış enerjisi dönme kuvvetine dönüştürüldüğünde.

Bu yaklaşım geniş kapsamlı sonuçlara varmamızı sağlar. Örneğin, bıçak sayısı sadece istenilen dönüş hızına göre seçilmemelidir: 3 ve 4 bıçaklar, iyi çalışan 2 ve 6 bıçaklara kıyasla KIEV ve tork açısından hemen çok şey kaybeder. yaklaşık olarak aynı hız aralığında. Ve dışa benzer atlıkarınca ve dik, temelde farklı özelliklere sahiptir.

Genel olarak, son derece düşük maliyetli, basit, bakım gerektirmeyen, otomasyon olmadan kendi kendine çalışmaya başlamanın gerekli olduğu ve bir direğe kaldırmanın imkansız olduğu durumlar dışında kanatlı rotorlar tercih edilmelidir.

Not: Özellikle yelken rotorlarından bahsedelim; klasiklere pek uymuyorlar.

Dikeyler

Dikey dönme eksenine sahip APU'ların günlük yaşamda yadsınamaz bir avantajı vardır: bakım gerektiren bileşenleri altta yoğunlaşmıştır ve kaldırmaya gerek yoktur. Her zaman olmasa da, baskı destekli kendinden hizalanan bir yatak kalır, ancak güçlü ve dayanıklıdır. Bu nedenle basit bir rüzgar jeneratörü tasarlarken seçeneklerin seçimi dikeylerle başlamalıdır. Ana türleri Şekil 2'de sunulmaktadır.

Güneş

İlk konumda en basit olanıdır ve çoğunlukla Savonius rotoru olarak adlandırılır. Aslında, 1924 yılında SSCB'de J. A. ve A. A. Voronin tarafından icat edildi ve Finlandiyalı sanayici Sigurd Savonius, Sovyet telif hakkı sertifikasını göz ardı ederek buluşu utanmadan sahiplendi ve seri üretime başladı. Ancak gelecekte bir buluşun ortaya çıkması çok şey ifade ediyor, bu nedenle geçmişi karıştırmamak ve merhumun küllerini rahatsız etmemek için bu yel değirmenine Voronin-Savonius rotoru veya kısaca VS adını vereceğiz.

Uçak,% 10-18'lik “lokomotif” KIEV dışında ev yapımı adam için iyidir. Ancak SSCB'de bunun üzerinde çok çalıştılar ve gelişmeler var. Aşağıda çok daha karmaşık olmayan, geliştirilmiş bir tasarımı ele alacağız, ancak KIEV'e göre bu, bıçaklara şans veriyor.

Not: iki kanatlı uçak dönmüyor, ancak sarsıntılı bir şekilde sarsılıyor; 4 bıçaklı bıçak sadece biraz daha pürüzsüzdür ancak KIEV'de çok şey kaybeder. İyileştirmek için 4-"çukur" çoğunlukla iki kata yayılır - altta bir çift bıçak ve üstlerinde yatay olarak 90 derece döndürülmüş başka bir çift. KIEV korunur ve mekanik üzerindeki yanal yükler zayıflar, ancak bükülme yükü bir miktar artar ve 25 m/s'den fazla rüzgarda böyle bir APU'nun bir şaftı vardır, yani. Rotorun üzerine kablolarla gerilmiş bir yatak olmadığında "kuleyi yıkar."

Daria

Sırada Daria rotoru var; KIEV – %20'ye kadar. Daha da basit: Bıçaklar, herhangi bir profili olmayan basit bir elastik banttan yapılmıştır. Darrieus rotorunun teorisi henüz yeterince gelişmemiştir. Sadece tümsek ve bant cebinin aerodinamik direncindeki fark nedeniyle gevşemeye başladığı ve ardından kendi dolaşımını oluşturan yüksek hızlı bir hale geldiği açıktır.

Tork küçüktür ve rotorun rüzgara paralel ve dik başlangıç ​​​​pozisyonlarında böyle bir şey yoktur, bu nedenle kendi kendine yükselme yalnızca tek sayıda kanatla (kanatlarla?) Mümkündür.Her durumda, yük Döndürme sırasında jeneratörün kapatılması gerekir.

Daria rotorunun iki kötü özelliği daha var. İlk olarak, dönüş sırasında bıçağın itme vektörü, aerodinamik odağına göre tam bir devrimi tanımlar ve düzgün değil, sarsıntılı bir şekilde gerçekleşir. Bu nedenle Darrieus rotoru, sabit bir rüzgarda bile mekaniğini hızla bozar.

İkincisi, Daria sadece gürültü yapmakla kalmıyor, aynı zamanda kaset kırılana kadar çığlık atıyor ve ciyaklıyor. Bu onun titreşimi nedeniyle olur. Ve ne kadar çok bıçak olursa kükreme de o kadar güçlü olur. Yani, eğer bir Daria yaparlarsa, pahalı, yüksek mukavemetli ses emici malzemelerden (karbon, mylar) iki kanatlıdır ve direk direğinin ortasında dönmek için küçük bir uçak kullanılır.

Dikey

Poz. 3 – profilli kanatlara sahip dik dikey rotor. Ortogonaldir çünkü kanatlar dikey olarak dışarı çıkar. BC'den ortogonale geçiş Şekil 2'de gösterilmektedir. sol.

Kanatların aerodinamik odaklarına temas eden daireye teğete göre kanatların montaj açısı, rüzgar kuvvetine bağlı olarak pozitif (şekilde) veya negatif olabilir. Bazen bıçaklar döndürülür ve üzerlerine otomatik olarak "alfa"yı tutan rüzgar gülleri yerleştirilir, ancak bu tür yapılar sıklıkla kırılır.

Merkezi gövde (şekilde mavi), KIEV'i neredeyse% 50'ye çıkarmanıza izin verir Üç kanatlı bir ortogonalde, hafif dışbükey kenarlara ve yuvarlatılmış köşelere sahip bir kesitte üçgen şeklinde olmalıdır ve daha fazla sayıda bıçak varsa, basit bir silindir yeterlidir. Ancak diklik teorisi kesin bir optimal bıçak sayısı verir: bunlardan tam olarak 3 tane olmalıdır.

Ortogonal, OSS'li yüksek hızlı rüzgar türbinlerini ifade eder; mutlaka devreye alma sırasında ve sakinleştikten sonra terfi gerektirir. Ortogonal şemaya göre, 20 kW'a kadar güce sahip seri bakım gerektirmeyen APU'lar üretilmektedir.

Helikoid

Helisel rotor veya Gorlov rotoru (madde 4), düzgün dönüş sağlayan bir tür ortogonaldir; düz kanatlı bir ortogonal, iki kanatlı bir uçaktan yalnızca biraz daha zayıf "yırtılır". Kanatların bir helikoid boyunca bükülmesi, eğriliklerinden dolayı CIEV kayıplarının önlenmesine olanak tanır. Kavisli bıçak, akışın bir kısmını kullanmadan reddetmesine rağmen, aynı zamanda bir kısmını en yüksek doğrusal hız bölgesine çekerek kayıpları telafi eder. Helikoidler diğer rüzgar türbinlerine göre daha az kullanılır çünkü Üretim karmaşıklığından dolayı eşit kalitedeki muadillerine göre daha pahalıdırlar.

Namlu tırmıklama

5 konum için. – Bir kılavuz kanatçıkla çevrelenmiş BC tipi rotor; diyagramı Şekil 2'de gösterilmektedir. sağda. Endüstriyel tasarımda nadiren bulunur, tk. pahalı arazi edinimi kapasite artışını telafi etmez ve malzeme tüketimi ve üretimin karmaşıklığı yüksektir. Ancak işten korkan, kendi işini yapan bir kişi artık bir usta değil, bir tüketicidir ve 0,5-1,5 kW'tan fazlasına ihtiyacınız yoksa, o zaman onun için "varil tırmıklama" bir çerezdir:

  • Bu tip bir rotor kesinlikle güvenlidir, sessizdir, titreşim yaratmaz ve herhangi bir yere, hatta oyun alanına bile monte edilebilir.
  • Galvanizli bir "oluğu" bükmek ve bir boru çerçevesine kaynak yapmak saçma bir iştir.
  • Dönüş kesinlikle tekdüzedir, mekanik parçalar en ucuzdan veya çöp kutusundan alınabilir.
  • Kasırgalardan korkmayın - çok kuvvetli bir rüzgar "namluya" giremez; çevresinde aerodinamik bir girdap kozası belirir (bu etkiyle daha sonra karşılaşacağız).
  • Ve en önemlisi, "namlu" yüzeyinin içindeki rotorun yüzeyinden birkaç kat daha büyük olması nedeniyle, KIEV ünitenin üzerinde olabilir ve dönme momenti zaten 3 m/s'lik bir "namlu" için 3 m/s'dir. çapı üç metre olacak şekilde maksimum yüke sahip 1 kW'lık bir jeneratörün seğirmemesinin daha iyi olduğunu söylüyorlar.

Video: Lenz rüzgar jeneratörü

SSCB'deki 60'lı yıllarda E. S. Biryukov,% 46 KIEV'e sahip bir atlıkarınca APU'sunun patentini aldı. Kısa bir süre sonra V. Blinov, aynı prensibe dayalı bir tasarımla KIEV'in %58'ini elde etti, ancak testine ilişkin hiçbir veri yok. Ve Biryukov'un APU'sunun tam ölçekli testleri "Mucit ve Yenilikçi" dergisinin çalışanları tarafından gerçekleştirildi. 0,75 m çapında ve 2 m yüksekliğinde iki katlı bir rotor, taze rüzgarda 1,2 kW'lık asenkron jeneratörü tam güce döndürdü ve arıza olmadan 30 m/s'ye dayandı. Biryukov'un APU'sunun çizimleri Şekil 1'de gösterilmektedir.

  1. galvanizli çatıdan yapılmış rotor;
  2. kendinden hizalamalı çift sıralı bilyalı rulman;
  3. örtüler - 5 mm çelik kablo;
  4. eksen mili – et kalınlığı 1,5-2,5 mm olan çelik boru;
  5. aerodinamik hız kontrol kolları;
  6. hız kontrol bıçakları – 3-4 mm kontrplak veya plastik levha;
  7. hız kontrol çubukları;
  8. hız kontrol cihazı yükü, ağırlığı dönüş hızını belirler;
  9. tahrik kasnağı - lastiksiz ve tüplü bir bisiklet tekerleği;
  10. baskı yatağı - baskı yatağı;
  11. tahrikli kasnak – standart jeneratör kasnağı;
  12. jeneratör.

Biryukov, Silahlı Kuvvetleri için çeşitli telif hakkı sertifikaları aldı. Öncelikle rotorun kesimine dikkat edin. Hızlanırken bir uçak gibi çalışarak büyük bir başlangıç ​​torku yaratır. Döndükçe kanatların dış ceplerinde bir girdap yastığı oluşur. Rüzgâr açısından bakıldığında, kanatlar profilli hale gelir ve rotor, sanal profilin rüzgâr gücüne göre değişmesiyle yüksek hızlı dik açılı hale gelir.

İkinci olarak, kanatlar arasındaki profilli kanal, çalışma hızı aralığında merkezi bir gövde görevi görmektedir. Rüzgar yoğunlaşırsa, içinde rotorun ötesine uzanan bir girdap yastığı da oluşturulur. Aynı girdap kozası, kılavuz kanatlı APU'nun etrafında görünür. Oluşumu için gereken enerji rüzgardan alınır ve artık yel değirmenini kırmaya yetmez.

Üçüncüsü, hız kontrol cihazı öncelikle türbin için tasarlanmıştır. KIEV açısından hızını optimum seviyede tutuyor. Ve optimum jeneratör dönüş hızı, mekanik aktarım oranının seçimiyle sağlanır.

Not: 1965 yılında IR'de yayınlandıktan sonra Ukrayna Silahlı Kuvvetleri Biryukova unutulmaya yüz tuttu. Yazar yetkililerden hiçbir yanıt alamadı. Birçok Sovyet icadının kaderi. Bazı Japonların düzenli olarak Sovyet popüler teknik dergilerini okuyarak ve dikkate değer her şeyin patentini alarak milyarder haline geldiğini söylüyorlar.

Lopastniki

Belirtildiği gibi klasiklere göre kanatlı rotorlu yatay rüzgar jeneratörü en iyisidir. Ancak öncelikle istikrarlı, en azından orta kuvvette bir rüzgara ihtiyacı var. İkincisi, kendin yap işi yapan birinin tasarımı birçok tuzakla doludur, bu yüzden çoğu zaman uzun süreli sıkı çalışmanın meyvesi en iyi ihtimalle bir tuvaleti, koridoru veya sundurmayı aydınlatır ve hatta yalnızca kendi kendine gevşeyebildiği ortaya çıkar. .

Şekil 2'deki şemalara göre. Hadi daha yakından bakalım; pozisyonlar:

  • İncir. A:
  1. rotör bıçakları;
  2. jeneratör;
  3. jeneratör çerçevesi;
  4. koruyucu rüzgar gülü (kasırga küreği);
  5. akım toplayıcı;
  6. şasi;
  7. döner ünite;
  8. çalışan rüzgar gülü;
  9. direk;
  10. örtüler için kelepçe.
  • İncir. B, üstten görünüm:
  1. koruyucu rüzgar gülü;
  2. çalışan rüzgar gülü;
  3. koruyucu rüzgar gülü yay gerginliği regülatörü.
  • İncir. G, akım toplayıcı:
  1. bakır sürekli halka baralara sahip toplayıcı;
  2. yaylı bakır-grafit fırçalar.

Not: Çapı 1 m'den fazla olan yatay bir kanat için kasırga koruması kesinlikle gereklidir, çünkü kendi etrafında bir girdap kozası yaratma yeteneğine sahip değildir. Daha küçük boyutlarda propilen kanatlarla 30 m/s'ye kadar rotor dayanıklılığı elde etmek mümkündür.

Peki nerede tökezleyeceğiz?

Bıçaklar

Kalın duvarlı plastik borudan kesilen her boyuttaki kanatlarla jeneratör şaftında 150-200 W'ın üzerinde bir güç elde edilmesini beklemek, çoğu zaman tavsiye edildiği gibi umutsuz bir amatörün umududur. Bir boru bıçağı (sadece boşluk olarak kullanılacak kadar kalın olmadığı sürece) bölümlü bir profile sahip olacaktır; üst veya her iki yüzeyi bir dairenin yayları olacaktır.

Parçalı profiller, hidrofiller veya pervane kanatları gibi sıkıştırılamaz ortamlar için uygundur. Gazlar için değişken profilli ve adımlı bir kanat gereklidir, örneğin bkz. Şekil; açıklık - 2 m Bu, tam teoride özenli hesaplamalar, bir boruya üfleme ve tam ölçekli testler gerektiren karmaşık ve emek yoğun bir ürün olacaktır.

Jeneratör

Rotor doğrudan şaftının üzerine monte edilirse, standart yatak kısa sürede kırılır - yel değirmenlerinde tüm kanatlar üzerinde eşit yük yoktur. Özel destek yatağına sahip bir ara mile ve ondan jeneratöre mekanik şanzımana ihtiyacınız var. Büyük yel değirmenleri için destek yatağı kendiliğinden hizalanan çift sıralıdır; en iyi modellerde - üç katmanlı, Şek. Şekil 2'de D. daha yüksek. Bu, rotor şaftının yalnızca hafifçe bükülmesine değil aynı zamanda bir yandan diğer yana veya yukarı ve aşağı doğru hafifçe hareket etmesine de olanak tanır.

Not: EuroWind tipi APU için bir destek yatağının geliştirilmesi yaklaşık 30 yıl sürdü.

Acil durum rüzgar gülü

Çalışma prensibi Şekil 2'de gösterilmektedir. B. Şiddetlenen rüzgar küreğe baskı yapar, yay esner, rotor eğilir, hızı düşer ve sonunda akışa paralel hale gelir. Her şey yolunda gibi görünüyor ama kağıt üzerinde pürüzsüzdü...

Rüzgarlı bir günde kaynamış suyun kapağını veya büyük bir tencereyi sapından rüzgara paralel tutmaya çalışın. Dikkatli olun; kıpır kıpır demir parçası fizyonomiye çarparak burnu kırabilir, dudağı kesebilir ve hatta gözü kırabilir.

Düz rüzgar yalnızca teorik hesaplamalarda ve pratikte yeterli doğrulukla rüzgar tünellerinde meydana gelir. Gerçekte, kasırga kürekli bir kasırga yel değirmenleri, tamamen savunmasız olanlardan daha fazlasını çarpıtır. Her şeyi yeniden yapmaktansa hasarlı bıçakları değiştirmek daha iyidir. Endüstriyel tesislerde ise durum farklıdır. Orada, kanatların eğimi her biri için ayrı ayrı, araç bilgisayarının kontrolü altında otomasyonu izler ve düzenler. Ve su borularından değil, ağır hizmet kompozitlerinden yapılmıştır.

Akım toplayıcı

Bu düzenli olarak bakımı yapılan bir ünitedir. Herhangi bir enerji mühendisi, fırçalı toplayıcının temizlenmesi, yağlanması ve ayarlanması gerektiğini bilir. Ve direk bir su borusundan yapılmıştır. Tırmanmayacaksınız, ayda bir veya iki kez tüm yel değirmenini yere atmanız ve sonra tekrar kaldırmanız gerekecek. Böyle bir "önlemeye" ne kadar dayanacak?

Video: kulübeye güç sağlamak için kanatlı rüzgar jeneratörü + güneş paneli

Mini ve mikro

Ancak kürek boyutu küçüldükçe zorluk çark çapının karesine göre düşüyor. 100 W'a kadar güce sahip yatay kanatlı bir APU'yu kendi başınıza üretmeniz zaten mümkün. 6 kanatlı olanı ideal olacaktır. Daha fazla kanat kullanıldığında, aynı güç için tasarlanan rotorun çapı daha küçük olacaktır, ancak bunların göbeğe sıkı bir şekilde takılması zor olacaktır. 6'dan az kanatlı rotorların dikkate alınmasına gerek yoktur: 2 kanatlı 100 W rotorun çapı 6,34 m'dir ve aynı güçte 4 kanatlı bir rotorun çapı 4,5 m'dir. 6 kanatlı bir rotor için, güç-çap ilişkisi şu şekilde ifade edilir:

  • 10 W – 1,16 m.
  • 20 W – 1,64 m.
  • 30 W – 2 m.
  • 40 W – 2,32 m.
  • 50 W – 2,6 m.
  • 60 W – 2,84 m.
  • 70 W – 3,08 m.
  • 80 W – 3,28 m.
  • 90 W – 3,48 m.
  • 100 W – 3,68 m.
  • 300 W – 6,34 m.

10-20 W'lık bir güce güvenmek en uygunudur. İlk olarak, açıklığı 0,8 m'den fazla olan bir plastik kanat, ek koruma önlemleri olmadan 20 m/s'den fazla rüzgarlara dayanamayacaktır. İkincisi, aynı 0,8 m'ye kadar kanat açıklığı ile uçlarının doğrusal hızı rüzgar hızını üç kattan fazla aşmayacak ve bükümlü profil oluşturma gereklilikleri büyüklük sıralarına göre azaltılacaktır; burada bölümlü boru profiline sahip bir “oluk”, konum. Şekil 2'de B. Ve 10-20 W, bir tablete güç sağlayacak, bir akıllı telefonu şarj edecek veya ev tasarrufu sağlayan bir ampulü aydınlatacaktır.

Ardından bir jeneratör seçin. Bir Çin motoru mükemmeldir - elektrikli bisikletler için tekerlek göbeği, konum. Şekil 1'de 1. Motor olarak gücü 200-300 W'tır, ancak jeneratör modunda yaklaşık 100 W'a kadar çıkacaktır. Peki ciro açısından bize uyar mı?

6 kanat için hız endeksi z 3'tür. Yük altında dönüş hızını hesaplama formülü N = v/l*z*60'tır; burada N dönüş hızıdır, 1/dak, v rüzgar hızıdır ve l rotor çevresi. 0,8 m'lik kanat açıklığı ve 5 m/s'lik rüzgarla 72 devir/dakika elde ederiz; 20 m/s – 288 rpm'de. Bisiklet tekerleği de yaklaşık olarak aynı hızda dönüyor, yani 10-20 W gücümüzü 100 W üretebilen bir jeneratörden çıkaracağız. Rotoru doğrudan şaftının üzerine yerleştirebilirsiniz.

Ancak burada şu sorun ortaya çıkıyor: En azından bir motora çok fazla iş ve para harcadıktan sonra... bir oyuncak aldık! 10-20, peki, 50 W nedir? Ve en azından bir televizyona güç verebilecek kanatlı bir yel değirmeni evde yapılamaz. Hazır bir mini rüzgar jeneratörü satın almak mümkün mü ve maliyeti daha düşük olmayacak mı? Yine de mümkün olduğu kadar ve hatta daha ucuz, bkz. poz. 4 ve 5. Ayrıca mobil de olacak. Bir kütüğün üzerine yerleştirin ve kullanın.

İkinci seçenek, eski bir 5 veya 8 inçlik sürücüden veya kağıt sürücüsünden veya kullanılamaz bir mürekkep püskürtmeli veya nokta vuruşlu yazıcının taşıyıcısından bir yerlerde bir step motorun bulunmasıdır. Bir jeneratör olarak çalışabilir ve kutulardan (konum 6) bir atlıkarınca rotorunun ona takılması, konum 6'da gösterilene benzer bir yapının montajından daha kolaydır. 3.

Genel olarak, "bıçaklara" göre sonuç açıktır: ev yapımı - daha ziyade kişinin gönlünü tatmin etmek için, ancak gerçek uzun vadeli enerji verimliliği için değil.

Video: Bir yazlık evi aydınlatmak için en basit rüzgar jeneratörü

Yelkenli tekneler

Yelken rüzgar jeneratörü uzun zamandır biliniyor, ancak kanatlarının yumuşak panelleri (bkz. Şekil), yüksek mukavemetli, aşınmaya dayanıklı sentetik kumaşların ve filmlerin ortaya çıkmasıyla yapılmaya başlandı. Sert yelkenli çok kanatlı yel değirmenleri, düşük güçlü otomatik su pompalarının tahriki olarak dünya çapında yaygın olarak dağıtılmaktadır, ancak teknik verileri atlıkarıncalarınkinden bile daha düşüktür.

Ancak yel değirmeni kanadı gibi yumuşak bir yelkenin o kadar basit olmadığı ortaya çıktı. Konu rüzgar direnci değil (üreticiler izin verilen maksimum rüzgar hızını sınırlamazlar): yatçılar-yelkenliler, rüzgarın Bermuda yelkeninin panelini kırmasının neredeyse imkansız olduğunu zaten biliyorlar. Bunun yerine, ıskota yırtılacak veya direk kırılacak veya tüm gemi "aşırı dönüş" yapacaktır. Enerjiyle ilgili.

Ne yazık ki kesin test verileri bulunamıyor. Kullanıcı incelemelerine dayanarak, 5 m rüzgar çarkı çapına, 160 kg rüzgar kafası ağırlığına ve dönüş hızına sahip Taganrog yapımı bir rüzgar türbini-4.380/220.50'nin kurulumu için “sentetik” bağımlılıklar oluşturmak mümkün oldu. 40 1/dak'ya kadar; Şekil 2'de sunulmaktadırlar.

Elbette %100 güvenilirliğin garantisi olamaz ama burada düz mekanizmalı bir modelin kokusunun olmadığı da açık. 5 metrelik bir tekerleğin, 3 m/s'lik düz bir rüzgarda yaklaşık 1 kW üretmesi, 7 m/s'lik bir güç platosuna ulaşması ve ardından şiddetli bir fırtınaya kadar bunu koruması mümkün değildir. Bu arada üreticiler, yerel aeroloji çalışmalarının sonuçlarına dayanarak, nominal 4 kW'ın 3 m/s'de elde edilebileceğini, ancak kuvvetlerle kurulduğunda belirtiyorlar.

Ayrıca niceliksel bir teori de bulunamadı; Geliştiricilerin açıklamaları belirsiz. Ancak insanlar Taganrog rüzgar türbinlerini satın aldıkları ve çalıştıkları için, beyan edilen konik dolaşımın ve itici etkinin bir kurgu olmadığını ancak varsayabiliriz. Her durumda mümkündürler.

Daha sonra, momentumun korunumu yasasına göre, rotorun ÖNÜNDE, konik bir girdabın da ortaya çıkması gerektiği, ancak genişleyen ve yavaş olduğu ortaya çıktı. Ve böyle bir huni rüzgarı rotora doğru yönlendirecek, etkili yüzeyi daha fazla süpürülecek ve KIEV birlikten daha fazlası olacak.

Rotorun önündeki basınç alanının saha ölçümleri, ev tipi aneroidle bile bu konuya ışık tutabilir. Yanlardan daha yüksek olduğu ortaya çıkarsa, o zaman gerçekten de yelkenli APU'lar bir böcek sineği gibi çalışır.

Ev yapımı jeneratör

Yukarıda söylenenlerden, ev yapımı ustaların dikey veya yelkenli teknelerle uğraşmasının daha iyi olduğu açıktır. Ancak her ikisi de çok yavaştır ve yüksek hızlı bir jeneratöre iletim, ekstra iş, ekstra maliyet ve kayıp anlamına gelir. Verimli bir düşük hızlı elektrik jeneratörünü kendiniz yapmak mümkün mü?

Evet, sözde niyobyum alaşımından yapılmış mıknatıslarda yapabilirsiniz. süper mıknatıslar. Ana parçaların üretim süreci Şekil 1'de gösterilmektedir. Bobinler - ısıya dayanıklı yüksek mukavemetli emaye yalıtımlı, PEMM, PETV vb. 55 turluk 1 mm bakır telin her biri. Sargıların yüksekliği 9 mm'dir.

Rotor yarımlarındaki anahtarların oyuklarına dikkat edin. Montajdan sonra mıknatıslar (manyetik devreye epoksi veya akrilik ile yapıştırılırlar) zıt kutuplarla birleşecek şekilde düzenlenmelidirler. "Krepler" (manyetik devreler) manyetik olarak yumuşak bir ferromıknatıstan yapılmalıdır; Normal yapısal çelik yeterli olacaktır. “Kreplerin” kalınlığı en az 6 mm'dir.

Genel olarak eksenel delikli mıknatıslar satın almak ve vidalarla sıkmak daha iyidir; süper mıknatıslar korkunç bir kuvvetle çekerler. Aynı sebepten dolayı, "krepler" arasındaki şaftın üzerine 12 mm yüksekliğinde silindirik bir ara parça konur.

Stator bölümlerini oluşturan sargılar, Şekil 2'de de gösterilen şemalara göre bağlanmıştır. Lehimlenen uçlar gerilmemeli, ilmek oluşturmalıdır, aksi takdirde statorun doldurulacağı epoksi sertleşip telleri kırabilir.

Stator kalıba 10 mm kalınlığa kadar dökülür. Merkezlemeye veya dengelemeye gerek yoktur, stator dönmez. Rotor ve stator arasındaki boşluk her iki tarafta 1 mm'dir. Jeneratör mahfazasındaki stator, yalnızca eksen boyunca yer değiştirmeye karşı değil, aynı zamanda dönmeye karşı da güvenli bir şekilde sabitlenmelidir; yükte akım bulunan güçlü bir manyetik alan onu da kendisiyle birlikte çekecektir.

Video: DIY yel değirmeni jeneratörü

Çözüm

Peki sonunda elimizde ne var? "Bıçak bıçaklarına" olan ilgi, ev yapımı bir tasarımda ve düşük güçte gerçek performans özelliklerinden ziyade, muhteşem görünümleriyle açıklanmaktadır. Ev yapımı bir atlıkarınca APU'su, bir araba aküsünü şarj etmek veya küçük bir eve güç sağlamak için "bekleme" gücü sağlayacaktır.

Ancak yelkenli APU'larda, özellikle 1-2 m çapında bir tekerleğe sahip mini versiyonda, yaratıcı bir çizgiye sahip ustalarla denemeye değer. Geliştiricilerin varsayımları doğruysa, yukarıda açıklanan Çin motor jeneratörünü kullanarak 200-300 W'ın tamamını bundan çıkarmak mümkün olacaktır.

Andrey şunları söyledi:

Ücretsiz danışmanlığınız için teşekkür ederim... Ve "şirketlerden" fiyatlar pek pahalı değil ve taşralı ustaların sizinkine benzer jeneratörler yapabileceğini düşünüyorum. Ve Çin'den Li-po piller sipariş edilebilir, Çelyabinsk'teki invertörler çok iyi olanları üretiyor (düzgün sinüslü) Ve yelkenler, kanatlar veya rotorlar becerikli Rus adamlarımızın düşünce uçuşunun bir başka nedeni.

İvan şunları söyledi:

soru:
Dikey eksenli (konum 1) ve “Lenz” seçeneği olan yel değirmenleri için, ek bir parça eklemek mümkündür - rüzgarın yönünü gösteren ve işe yaramaz tarafı kapatan (rüzgara doğru giden) bir pervane. . Yani rüzgar bıçağı yavaşlatmayacak, ancak bu “perdeyi” yavaşlatacaktır. Yel değirmeninin arkasında, kanatların (sırtların) altında ve üstünde bulunan “kuyruk” ile rüzgar yönünde konumlandırma. Makaleyi okudum ve bir fikir doğdu.

“Yorum ekle” butonuna tıklayarak siteyi kabul ediyorum.

RÜZGAR MOTORU
Rüzgar enerjisini dönme enerjisine dönüştüren bir cihaz. Bir rüzgar türbininin ana çalışma kısmı, dönen bir ünitedir - rüzgar tarafından tahrik edilen ve bir şafta sağlam bir şekilde bağlanan bir tekerlek, dönüşü yararlı işler yapan ekipmanı çalıştırır. Şaft yatay veya dikey olarak monte edilebilir. Rüzgar türbinleri genellikle periyodik olarak tüketilen enerjiyi üretmek için kullanılır: bir tanka su pompalarken, tahıl öğütürken, geçici, acil durum ve yerel güç kaynağı ağlarında.
Tarihsel referans. Yüzey rüzgarları her zaman esmemesine, yönünü değiştirmesine ve şiddeti sabit olmamasına rağmen, rüzgar türbini doğal kaynaklardan enerji elde etmek için kullanılan en eski makinelerden biridir. Rüzgâr türbinleriyle ilgili eski yazılı kayıtların güvenilirliğinin şüpheli olması nedeniyle, bu tür makinelerin ilk kez ne zaman ve nerede ortaya çıktığı tam olarak belli değil. Ancak bazı kayıtlara bakılırsa 7. yüzyıldan önce de mevcutlardı. Reklam 10. yüzyılda İran'da, Batı Avrupa'da ise bu tür ilk cihazların 12. yüzyılın sonlarında ortaya çıktığı biliniyor. 16. yüzyılda. Sonunda çadır tipi Hollanda yel değirmeni oluşturuldu. Araştırmalar sonucunda değirmen kanatlarının şekilleri ve kaplamaları önemli ölçüde iyileştirilen 20. yüzyılın başlarına kadar tasarımlarında önemli bir değişiklik gözlenmedi. Düşük hızlı makineler hantal olduğundan, 20. yüzyılın ikinci yarısında. yüksek hızlı rüzgar türbinleri inşa etmeye başladı, yani. rüzgar çarkları, rüzgar enerjisinden yüksek verimlilikle yararlanarak dakikada çok sayıda devir yapabilenlerdir.
Modern rüzgar türbini türleri.Şu anda üç ana tip rüzgar türbini kullanılmaktadır - tambur, kanat (vidalı tip) ve rotor (S şeklinde itici profilli).
Davul ve kanat. Tambur tipi rüzgar çarkı, diğer modern kovucularla karşılaştırıldığında en düşük rüzgar enerjisi kullanım oranına sahip olmasına rağmen en yaygın kullanılanıdır. Birçok çiftlik, herhangi bir nedenle şebeke elektriğinin olmaması durumunda su pompalamak için kullanır. Sac metal bıçaklara sahip böyle bir tekerleğin tipik şekli Şekil 2'de gösterilmektedir. 1. Tambur ve kanatlı tip rüzgar çarkları yatay bir mil üzerinde dönerler, dolayısıyla en iyi performansı elde etmek için rüzgara doğru çevrilmeleri gerekir. Bunu yapmak için onlara bir dümen verilir - dikey düzlemde bulunan ve rüzgar çarkının rüzgara dönmesini sağlayan bir bıçak. Dünyanın en büyük kanat tipi rüzgar türbininin çark çapı 53 m, kanadının maksimum genişliği 4,9 m'dir.Rüzgar çarkı, rüzgar anında gelişen 1000 kW gücündeki bir elektrik jeneratörüne doğrudan bağlıdır. en az 48 km/saat hız. Kanatları, rüzgar çarkının dönüş hızı, 24 ila 112 km/saat rüzgar hızı aralığında sabit ve 30 rpm'ye eşit kalacak şekilde ayarlanmıştır. Rüzgar türbinlerinin bulunduğu bölgede rüzgarların oldukça sık esmesi nedeniyle, rüzgar türbini tipik olarak maksimum gücün %50'sini üretir ve kamu elektrik şebekesine güç sağlar. Kanatlı rüzgar türbinleri, radyo iletişim sistemlerinin pillerinin şarj edilmesi de dahil olmak üzere, çiftliklere elektrik sağlamak için uzak kırsal alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca uçakların ve güdümlü füzelerin yerleşik tahrik sistemlerinde de kullanılırlar.

S-şekilli rotor. Dikey bir şaft üzerine monte edilmiş S şeklinde bir rotor (Şekil 2) iyidir çünkü böyle bir kovucuya sahip bir rüzgar türbininin rüzgara getirilmesine gerek yoktur. Şaftındaki tork yarım turda minimumdan maksimum değerin üçte birine kadar değişse de rüzgarın yönüne bağlı değildir. Pürüzsüz dairesel bir silindir rüzgarın etkisi altında döndüğünde, silindirin gövdesine rüzgarın yönüne dik bir kuvvet etki eder. Bu olguya, onu inceleyen Alman fizikçinin anısına (1852) Magnus etkisi adı verilmiştir. 1920-1930 yıllarında A. Flettner, kanatlı rüzgar çarkları yerine döner silindirleri (Flettner rotorları) ve S şeklindeki rotorları ve ayrıca Avrupa'dan Amerika'ya gidiş dönüş yapan bir geminin itici gücü olarak kullandı.



Rüzgar enerjisi kullanım faktörü. Rüzgardan elde edilen güç genellikle küçüktür - 4 kW'tan daha az bir güç, eski tip bir Hollanda yel değirmeni tarafından 32 km/saat rüzgar hızında geliştirilir. Kullanılabilen rüzgar akışının gücü, belirli bir büyüklükteki alana dik olarak birim zamanda süpüren hava kütlelerinin kinetik enerjisinden oluşur. Bir rüzgar türbininde bu alan, kovucunun rüzgara bakan yüzeyi tarafından belirlenir. Deniz seviyesinden yükseklik, üzerindeki hava basıncı ve sıcaklığı dikkate alınarak birim alan başına mevcut güç N (kW olarak), N = 0,0000446 V3 (m/s) denklemiyle belirlenir. Rüzgar enerjisi kullanım katsayısı genellikle rüzgar türbini şaftında geliştirilen gücün, rüzgar çarkının rüzgara bakan yüzeyine etki eden rüzgar akışının mevcut gücüne oranı olarak tanımlanır. Bu katsayı, rüzgar çarkı kanadının dış kenarının hızı w ile rüzgar hızı u arasında belirli bir oranda maksimum olur; bu w/u oranının değeri rüzgar türbininin tipine bağlıdır. Rüzgar enerjisi kullanım katsayısı rüzgar çarkının tipine bağlıdır ve %5-10 (Düz kanatlı Hollanda değirmeni, w/u = 2,5) ila %35-40 (profilli kanat kovucu, 5 Ј w/u Ј 10) arasında değişir. .
EDEBİYAT
Rüzgar gücü. M., 1982 Yaras L. ve diğerleri Rüzgar enerjisi. M., 1982

Collier Ansiklopedisi. - Açık Toplum. 2000 .

Eş anlamlı:

Diğer sözlüklerde “RÜZGAR MOTORU”nun ne olduğunu görün:

    Rüzgar türbini... Yazım sözlüğü-referans kitabı

    Motor, pnömatik rüzgar motoru, rüzgar değirmeni, rüzgar rotoru Rusça eşanlamlılar sözlüğü. rüzgar türbini adı, eşanlamlı sayısı: 4 rüzgar türbini (8) ... Eşanlamlılar sözlüğü

    Rüzgar enerjisini mekanik enerji üretmek için kullanır. Rüzgar çarkının dönme ekseninin hava akış yönü ile çakıştığı kanatlı rüzgar türbinleri ağırlıklı olarak yaygındır... Büyük Ansiklopedik Sözlük

    rüzgar türbini- VD Rüzgar enerjisini rüzgar çarkının mekanik dönüş enerjisine dönüştüren bir cihaz. [GOST R 51237 98] Konular rüzgar enerjisi Eş anlamlılar VD EN rüzgar motoru ... Teknik Çevirmen Kılavuzu

    rüzgar türbini- rüzgar motoru... Kısaltmalar ve kısaltmalar sözlüğü

    RÜZGAR MOTORU- (rüzgar türbini) mekanik enerji üretmek için rüzgarın kinetik enerjisini kullanan bir motor. V. yel değirmeninin ilkel görünümü. Şunlar vardır: kanatlı, atlıkarınca veya döner ve tambur... Büyük Politeknik Ansiklopedisi

    Mekanik enerji üretmek için rüzgarın kinetik enerjisini kullanan bir motor. Rüzgar akışının enerjisini (basıncını) algılayan ve bunu şaftın dönme mekanik enerjisine dönüştüren rüzgarın çalışma organı olarak kullanılır... ... Büyük Sovyet Ansiklopedisi

    Rüzgarın kinetik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren makine. Rüzgar türbininin çalışma kısmı, hava akışının basıncını alan ve bunu şaftın mekanik dönme enerjisine dönüştüren bir rüzgar çarkıdır. Ayırt etmek… … Teknoloji ansiklopedisi

    BEN; m.Rüzgar enerjisiyle çalıştırılan motor. * * * Bir rüzgar türbini mekanik enerji üretmek için rüzgar enerjisini kullanır. En yaygın olanı, rüzgar çarkının dönme ekseninin çakıştığı kanatlı rüzgar türbinleridir... ... ansiklopedik sözlük

    Kinetik kullanan bir motor Mekanik üretim için rüzgar enerjisi. enerji. Kanat şeklinde V. vardır (bkz. Şekil), genellikle yatay bir dönme eksenine sahip, katsayılı. 0,48'e kadar rüzgar enerjisi kullanımı (en yaygın); atlıkarınca, ... ... Büyük Ansiklopedik Politeknik Sözlüğü

hata:İçerik korunmaktadır!!