풍력 터빈을 계산하는 방법: 공식 + 실제 계산 예

모델 선택

풍력 발전기, 인버터, 마스트, SHAVRA(자동 전환 스위치 캐비닛) 세트의 비용은 전력 및 효율성에 직접적으로 의존합니다.

최대 전력 kW	로터 직경 m	돛대 높이 중	정격 속도 m/s	전압 화요일
0,55	2,5	6	8	24
2,6	3,2	9	9	120
6,5	6,4	12	10	240
11,2	8	12	10	240
22	10	18	12	360

보시다시피, 부동산에 전기를 완전히 또는 부분적으로 제공하려면 고출력 발전기가 필요하며 이는 자체적으로 설치하기에는 상당히 문제가 있습니다. 어쨌든 높은 자본 투자와 특수 장비의 도움으로 마스트 설치의 필요성은 개인 사용을 위한 풍력 에너지 시스템의 인기를 크게 줄입니다.

여행에 가지고 갈 수 있는 휴대용 저전력 풍력 터빈이 있습니다. 이 모델은 컴팩트하고 지상에 빠르게 장착되며 특별한 관리가 필요하지 않으며 자연 속에서 편안한 여가를 즐기기에 충분한 에너지를 제공합니다.

그리고 이러한 모델의 최대 전력은 450W에 불과하지만 이것은 전체 캠프장을 비추기에 충분하며 문명에서 떨어진 가전 제품을 사용할 수 있습니다.

중소 기업의 경우 풍력 발전 단지를 여러 개 설치하면 에너지 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 많은 유럽 회사가 이러한 유형의 제품 생산에 종사하고 있습니다.

이는 예방적 유지보수 및 유지보수가 필요한 복잡한 엔지니어링 시스템이지만 정격 전력은 전체 생산의 요구 사항을 충족할 수 있을 정도입니다. 예를 들어 텍사스에서는 미국에서 가장 큰 풍력 발전소에서 이러한 발전기 420개만 연간 735메가와트를 생성합니다.

풍력 터빈 설치의 장단점

이 장비는 태양 전지판과 같이 대체 에너지원 범주에 속합니다. 그러나 태양광이 필요한 태양광 전지와 달리 풍력 터빈은 365일 24시간 효율적으로 작동할 수 있습니다.

장점	결점
어디서나 자유로운 에너지	장비 가격
생태 에너지	설치 비용
국가 및 관세로부터의 에너지 독립	서비스 비용.
햇빛으로부터의 독립	풍속 의존

이 모든 장단점의 균형을 맞추기 위해 그들은 종종 태양 전지판을 갖춘 풍력 발전기를 만듭니다. 이러한 설치는 서로를 보완하여 태양과 바람에 대한 발전 의존도를 줄입니다.

풍력 발전기 전력 계산

대부분의 경우 풍력 발전 단지의 설치 가능성은 특정 지역의 평균 풍속에 따라 달라집니다. 풍력 터빈의 설치는 초당 4미터의 최소 풍력으로 정당화됩니다. 풍속이 초당 9~12미터인 풍력 터빈은 최대 속도로 작동합니다.

수평 풍력 발전기

또한 이러한 장치의 출력은 사용된 블레이드의 표면과 회전자 장치의 직경 크기에 따라 달라집니다. 주어진 지역에 대해 알려진 평균 풍속으로 특정 프로펠러 크기를 사용하여 필요한 발전기를 선택할 수 있습니다.

계산은 다음 공식에 따라 이루어집니다. P \u003d 2D * 3V / 7000kW, 여기서 P는 전력, D는 나사 장치의 직경 크기, V와 같은 매개변수는 풍속을 초당 미터 단위로 나타냅니다. . 그러나 이 공식은 수평 풍력 터빈에만 적합합니다.

대체 에너지

풍하중은 또한 예를 들어 풍력 터빈에서 바람의 힘을 변환함으로써 이점을 가져올 수 있습니다. 따라서 풍속 V = 10m/s, 원 지름 1m에서 풍차는 블레이드 d = 1.13m를 가지며 약 200-250W의 유용한 전력을 생산합니다. 이 정도의 에너지를 소비하는 전기 쟁기는 한 시간에 개인 플롯에서 약 50m²의 땅을 쟁기질할 수 있습니다.

최대 3m의 대형 풍력 발전기와 5m / s의 평균 기류 속도를 적용하면 1-1.5kW의 전력을 얻을 수 있으므로 작은 시골집에 무료 전기를 완전히 제공합니다.소위 "녹색" 관세가 도입됨에 따라 장비의 회수 기간이 3-7년으로 단축되고 향후 순이익을 가져올 수 있습니다.

풍력 터빈의 프로펠러 계산

풍차를 설계할 때 일반적으로 두 가지 유형의 나사가 사용됩니다.

1. 수평면에서의 회전(베인).
2. 수직면에서의 회전(Savonius 로터, Darrieus 로터).

모든 평면에서 회전하는 나사 설계는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

Z=L*W/60/V

이 공식의 경우 Z는 프로펠러의 속도(저속)입니다. L은 블레이드로 설명되는 원의 길이 크기입니다. W는 프로펠러의 회전 속도(주파수)입니다. V는 공기 유량입니다.

이것이 "로터 다리어"라는 나사의 디자인입니다. 이 버전의 프로펠러는 전력과 크기가 작은 풍력 터빈의 제조에 효과적인 것으로 간주됩니다. 나사 계산에는 몇 가지 기능이 있습니다.

이 공식을 기반으로 회전 수 W - 회전 속도를 쉽게 계산할 수 있습니다. 그리고 회전과 풍속의 작동 비율은 네트워크에서 사용할 수 있는 표에서 찾을 수 있습니다. 예를 들어, 블레이드가 2개 있고 Z=5인 프로펠러의 경우 다음 관계가 참입니다.

블레이드 수	속도의 정도	풍속 m/s
2	5	330

또한 풍차 프로펠러의 중요한 지표 중 하나는 피치입니다. 이 매개변수는 다음 공식을 사용하여 결정할 수 있습니다.

H=2πR*tgα

여기서: 2π는 상수(2*3.14)입니다. R은 블레이드에 의해 설명된 반경입니다. tg α는 단면 각도입니다.

풍력 발전기 전력 계산

풍차 자체 제작도 사전 계산이 필요합니다.누가 무엇을 알고 있는지 제조에 시간과 재료를 소비하고 싶어하지 않으며 설치의 기능과 예상되는 성능에 대한 아이디어를 미리 알고 싶어합니다. 실습에 따르면 기대와 현실은 서로 좋지 않은 상관 관계가 있으며 정확한 계산으로 뒷받침되지 않는 대략적인 추정이나 가정을 기반으로 생성된 설치는 약한 결과를 제공합니다.

따라서 진실에 충분히 가까운 결과를 제공하고 많은 양의 데이터를 사용할 필요가 없는 단순화된 계산 방법이 일반적으로 사용됩니다.

계산 공식

을 위한 풍력 발전기의 계산이 이루어져야합니다 다음 작업:

• 가정의 전기 수요를 결정하십시오. 이를 위해서는 모든 장치, 장비, 조명 및 기타 소비자의 총 전력을 계산해야 합니다. 결과 금액은 집에 전력을 공급하는 데 필요한 에너지의 양을 보여줍니다.
• 만일의 경우에 대비하여 약간의 파워 리저브를 가지려면 결과 값을 15-20% 증가시켜야 합니다. 이 예비비가 필요하다는 것은 의심의 여지가 없습니다. 반대로 대부분의 경우 에너지가 완전히 사용되지는 않지만 충분하지 않을 수 있습니다.
• 필요한 전력을 알면 작업을 해결하기 위해 어떤 발전기를 사용하거나 제조할 수 있는지 추정할 수 있습니다. 풍차 사용의 최종 결과는 발전기의 기능에 따라 다릅니다. 집의 요구 사항을 충족하지 못하면 장치를 변경하거나 추가 키트를 만들어야 합니다.
• 풍력 터빈 계산. 사실 이 순간이 모든 과정에서 가장 어렵고 논란이 되는 순간이다. 유량을 결정하는 공식이 사용됩니다.

예를 들어, 단순 옵션의 계산을 고려하십시오. 공식은 다음과 같습니다.

P=k R V³ S/2

여기서 P는 흐름 전력입니다.

K는 풍력에너지 사용계수(본질적으로 효율에 가까운 값)는 0.2~0.5 이내로 취한다.

R은 공기 밀도입니다. 다른 값을 가지므로 간단히 하기 위해 1.2kg/m3를 사용합니다.

V는 풍속입니다.

S는 윈드 휠의 적용 범위(회전하는 블레이드로 덮임)입니다.

우리는 다음을 고려합니다: 윈드 휠의 반경이 1m이고 풍속이 4m/s인 경우

P = 0.3 x 1.2 x 64 x 1.57 = 36.2W

결과는 전력 흐름이 36와트임을 보여줍니다. 이것은 매우 작지만 미터 임펠러가 너무 작습니다. 실제로 블레이드 스팬이 3-4미터인 윈드 휠이 사용됩니다. 그렇지 않으면 성능이 너무 낮습니다.

고려해야 할 사항

풍차를 계산할 때 로터의 설계 특징을 고려해야 합니다. 효율성과 성능이 다른 수직 및 수평 회전 유형의 임펠러가 있습니다. 수평 구조가 가장 효과적인 것으로 간주되지만 높은 설치 지점이 필요합니다.

발전기 로터를 회전시키기에 충분한 임펠러 동력을 확보하는 것도 마찬가지로 중요합니다. 우수한 에너지 출력을 얻을 수 있는 뻣뻣한 로터가 있는 장치는 샤프트에 상당한 전력이 필요하며, 이는 블레이드의 면적과 직경이 큰 임펠러에서만 제공할 수 있습니다.

똑같이 중요한 점은 회전 원인 인 바람의 매개 변수입니다. 계산을 하기 전에 주어진 지역의 강도와 풍향에 대해 최대한 많이 알아야 합니다.허리케인이나 돌풍의 가능성을 고려하여 얼마나 자주 발생할 수 있는지 알아보십시오. 유속의 예상치 못한 증가는 풍차의 파괴 및 변환 전자 장치의 고장에 위험합니다.

기성품 수직 방향 풍력 발전기

특히 최근 몇 년 동안 풍력 터빈에 대한 관심이 새로워졌습니다. 더 편리하고 실용적인 새로운 모델이 있습니다.

최근까지는 날개가 3개인 수평형 풍력발전기가 주로 사용되었다. 그리고 윈드 휠의 베어링에 가해지는 무거운 하중으로 인해 수직 뷰가 퍼지지 않아 마찰이 증가하여 에너지를 흡수합니다.

그러나 자기 부상 원리의 사용 덕분에 네오디뮴 자석의 풍력 발전기는 뚜렷한 자유 관성 회전과 함께 수직으로 정확하게 사용되기 시작했습니다. 현재 수평보다 더 효과적인 것으로 입증되었습니다.

자기 부상 원리 덕분에 쉬운 시동이 가능합니다. 그리고 저속에서 정격 전압을 제공하는 다극 덕분에 기어 박스를 완전히 포기할 수 있습니다.

일부 장치는 풍속이 초당 1.5센티미터에 불과할 때 작동을 시작할 수 있으며, 초당 3~4미터에 도달하면 이미 장치의 발전 전력과 같을 수 있습니다.

풍력 발전 단지의 회수

전기 판매, 즉 산업 생산을 목적으로 만들어진 풍력 발전소의 경우 회수 문제가 다소 성공적으로 보입니다. 제품 판매(전류)를 통해 풍차 구매, 운영 및 수리 비용을 상환할 수 있습니다. 동시에 실용적인 결과가 항상 훌륭해 보이는 것은 아닙니다.따라서 에너지 생산량이 많은 세계 최대 풍력 발전소는 수익성이 극히 낮고 일부는 지속 불가능하다고 인식됩니다.

이 상황의 원인은 장비 비용, 서비스 수명 및 복합물의 성능의 불행한 비율에 있습니다. 간단히 말해서, 터빈의 서비스 수명 동안에는 구매 및 유지 관리 비용을 정당화할 만큼 충분한 에너지를 생산할 시간이 없습니다.

이 상황은 대부분의 풍력 발전 단지에서 일반적입니다. 순수하게 경제적으로 이야기하자면 에너지원의 불안정성, 설계의 낮은 효율성은 전체적으로 저수익 생산을 형성합니다. 수익성을 높일 수 있는 기회 중 가장 효과적인 것은 다음과 같습니다.

• 생산성 증가
• 낮은 운영 비용

러시아 기상학의 특성을 고려할 때 유망한 방법은 스테이션의 풍력 터빈 수를 늘리지만 전력을 줄이는 것입니다. 많은 장점이 있는 시스템으로 밝혀졌습니다.

• 개별 풍차는 대형 모델을 시작할 수 없을 때 약한 바람에서 전력을 생성할 수 있습니다.
• 장비 구입 및 유지 보수 비용 절감
• 개별 장치의 고장이 플랜트 전체에 심각한 문제를 일으키지 않습니다.
• 커미셔닝 및 운송 비용 감소

마지막 요점은 풍력 발전소 설치가 원격 또는 산악 지역에서 이루어지고 구조물의 배송 및 조립 문제가 매우 심각한 우리나라와 특히 관련이 있습니다.

수익성을 높이는 또 다른 방법은 수직 구조를 사용하는 것입니다. 이 옵션은 세계 관행에서 개인 주택, 조명, 펌프 등 개별 소비자에게 에너지를 제공하는 데 적합하며 생산성이 낮은 것으로 간주됩니다.

어떤 풍력 터빈이 가장 효율적인가

수평의	세로
이 유형의 장비는 터빈의 회전 축이지면과 평행 한 가장 인기를 얻었습니다. 이러한 풍력 터빈은 종종 바람의 흐름에 반대하여 블레이드가 회전하는 풍차라고 합니다. 장비 설계에는 머리를 자동으로 스크롤하는 시스템이 포함됩니다. 바람의 흐름을 찾는 것이 필요합니다. 또한 작은 힘으로도 전기를 생산할 수 있도록 블레이드를 회전시키는 장치가 필요합니다. 이러한 장비의 사용은 일상 생활보다 산업 기업에서 더 적절합니다. 실제로는 풍력 발전 단지 시스템을 만드는 데 더 자주 사용됩니다.	이러한 유형의 장치는 실제로 덜 효과적입니다. 터빈 블레이드의 회전은 바람의 세기와 벡터에 관계없이 지표면과 평행하게 수행됩니다. 흐름의 방향도 중요하지 않으며 어떤 영향을 미치더라도 회전 요소가 흐름에 대해 스크롤됩니다. 결과적으로 풍력 발전기는 전력의 일부를 잃어 장비 전체의 에너지 효율이 감소합니다. 그러나 설치 및 유지 관리 측면에서 블레이드가 수직으로 배열 된 장치가 가정용에 더 적합합니다. 이는 기어박스 어셈블리와 발전기가 지면에 장착되어 있기 때문입니다. 이러한 장비의 단점은 고가의 설치 및 심각한 운영 비용을 포함합니다. 발전기를 장착하려면 충분한 공간이 필요합니다. 따라서 소규모 개인 농장에서는 수직 장치를 사용하는 것이 더 적절합니다.

양날	3날	멀티 블레이드
이 유형의 단위는 두 가지 회전 요소가 있는 것이 특징입니다. 이 옵션은 오늘날 실질적으로 비효율적이지만 안정성으로 인해 매우 일반적입니다.	이 유형의 장비가 가장 일반적입니다. 3 블레이드 유닛은 농업 및 산업뿐만 아니라 개인 가정에서도 사용됩니다. 이러한 유형의 장비는 신뢰성과 효율성으로 인해 인기를 얻었습니다.	후자는 50개 이상의 회전 요소를 가질 수 있습니다. 필요한 양의 전기 생성을 보장하기 위해 블레이드 자체를 스크롤할 필요는 없지만 필요한 회전 수로 블레이드를 가져올 수 있습니다. 각 추가 회전 요소가 있으면 윈드 휠의 총 저항 매개 변수가 증가합니다. 결과적으로 필요한 회전 수에서 장비의 출력이 문제가 될 것입니다. 다수의 블레이드가 장착된 회전목마 장치는 작은 바람의 힘으로 회전하기 시작합니다. 그러나 예를 들어 물을 펌핑해야 할 때와 같이 스크롤이라는 사실이 중요한 역할을 하는 경우 사용이 더 적절합니다. 많은 양의 에너지 생성을 효과적으로 보장하기 위해 다중 블레이드 장치를 사용하지 않습니다. 작동을 위해서는 기어 장치를 설치해야 합니다. 이것은 장비의 전체 ​​설계를 전체적으로 복잡하게 할 뿐만 아니라 2개 및 3개 블레이드에 비해 신뢰성이 떨어집니다.

단단한 칼날로	세일링 유닛
이러한 장치의 비용은 회전 부품의 높은 생산 비용으로 인해 더 높습니다. 그러나 항해 장비와 비교할 때 단단한 블레이드가 있는 발전기는 더 안정적이고 긴 서비스 수명을 가집니다.공기에는 먼지와 모래가 포함되어 있기 때문에 회전 요소에 높은 하중이 가해집니다. 장비가 안정적인 조건에서 작동하는 경우 블레이드 끝에 적용되는 부식 방지 필름을 매년 교체해야 합니다. 이것이 없으면 회전 요소는 시간이 지남에 따라 작동 속성을 잃기 시작합니다.	이 유형의 블레이드는 금속이나 유리 섬유보다 제조하기 쉽고 저렴합니다. 그러나 제조 비용 절감은 미래에 심각한 비용을 초래할 수 있습니다. 풍차 직경이 3m인 경우 장비 회전이 분당 약 600일 때 블레이드 끝단의 속도는 최대 500km/h가 될 수 있습니다. 이것은 단단한 부품에도 심각한 부하입니다. 실습에 따르면 항해 장비의 회전 요소는 특히 바람의 힘이 높을 경우 자주 변경해야 합니다.

회전 메커니즘의 유형에 따라 모든 장치는 여러 유형으로 나눌 수 있습니다.

• 직교 다리어 장치;
• Savonius 회전 어셈블리가 있는 장치;
• 장치의 수직 축 디자인을 가진 장치;
• 나선 유형의 회전 메커니즘이 있는 장비.

바람의 속도

기성품 발전기를 구입하거나 직접 제작할 계획인지 여부에 관계없이 풍속은 설치 전력을 결정하는 가장 중요한 매개 변수 중 하나입니다.

첫째, 풍력 터빈의 각 유형에는 고유한 초기 속도가 있습니다. 대부분의 설치에서 이것은 2-3m/s입니다. 풍속이 이 임계값 미만이면 발전기가 전혀 작동하지 않으므로 전기도 생성됩니다.

초기 속도 외에도 풍력 발전기가 정격 전력에 도달하는 공칭 속도도 있습니다. 각 모델에 대해 제조업체는 이 수치를 별도로 표시합니다.

그러나 속도가 초기 속도보다 높지만 공칭 속도보다 낮으면 발전량이 크게 줄어듭니다. 그리고 전기가 끊기지 않게 하려면 항상 먼저 해당 지역의 평균 풍속과 직접 현장에 집중해야 합니다. 바람 지도를 보거나 일반적으로 풍속을 나타내는 도시의 일기 예보를 보면 첫 번째 지표를 찾을 수 있습니다.

두 번째 그림은 이상적으로는 풍력 터빈이 설 곳에서 특수 장비로 직접 측정해야 합니다. 결국, 집은 풍속이 더 높은 언덕과 바람이 거의 없는 저지대에 있을 수 있습니다.

이 상황에서 허리케인 돌풍으로 끊임없이 고통받는 사람들은 더 나은 위치에 있으며 더 나은 풍력 터빈 성능을 기대할 수 있습니다.

풍하중이란

지구 표면을 따른 기단의 흐름은 다른 속도로 발생합니다. 장애물에 부딪히면 바람의 운동 에너지가 압력으로 변환되어 풍하중을 생성합니다. 이러한 노력은 흐름에 역행하는 사람이라면 누구나 느낄 수 있습니다. 생성된 부하는 여러 요인에 따라 다릅니다.

• 바람의 속도,
• 에어 제트의 밀도, - 습도가 높을수록 공기의 비중이 각각 커지고, 전달되는 에너지의 양이 증가하고,
• 고정된 물체의 모양.

후자의 경우 서로 다른 방향으로 향하는 힘이 건물 구조의 개별 부분에 작용합니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

풍차용 발전기 선택

상기와 같은 방법으로 구한 프로펠러 회전수(W)의 계산값을 가지고, 이미 적절한 발전기를 선택(제조)하는 것이 가능하다. 예를 들어 속도 Z = 5인 경우 블레이드 수는 2이고 속도는 330rpm입니다. 풍속이 8m/s인 경우 발전기 전력은 약 300와트여야 합니다.

"컨텍스트에서" 풍력 발전소의 발전기. 직접 조립한 가정용 풍력 발전 시스템용 발전기의 가능한 설계 중 하나의 예시 사본

이것은 전기 자전거 모터의 모습이며, 이를 바탕으로 가정용 풍차용 발전기를 만드는 것이 제안되었습니다. 자전거 모터의 설계는 계산 및 수정이 거의 또는 전혀 없는 구현에 이상적입니다. 그러나 그들의 힘은 낮습니다.

전기 자전거 모터의 특성은 대략 다음과 같습니다.

매개변수	가치
전압, V	24
전력, 여	250-300
회전 주파수, rpm	200-250
토크, Nm	25

자전거 모터의 긍정적인 특징은 실제로 다시 만들 필요가 없다는 것입니다. 구조적으로 저속 전동기로 개발되어 풍력발전기에 성공적으로 사용될 수 있다.

칼날 자르는 방법

에서 시작하는 라인을 따라 더 나아가 블레이드 루트 녹색 열의 "블레이드 반경" 열에서 블레이드 반경의 치수를 확인합니다. 이 치수에 따라 칼날 뿌리의 왼쪽과 오른쪽 선에 점을 놓으십시오. 왼쪽은 블레이드 루트에서 끝단까지 보면 Rear mm 패턴의 좌표가 있고 선의 오른쪽에는 Front mm 패턴의 좌표가 있습니다.점을 연결하면 일반적으로 금속 쇠톱의 날이나 전기 퍼즐로 잘리는 날이 생깁니다.

블레이드를 허브에 부착하는 구멍은 처음에 파이프에 그려진 블레이드의 중심선을 따라 엄격하게 만들어지며 구멍을 움직이면 블레이드가 바람과 다른 각도로 서서 모든 것을 잃게됩니다. 그것의 자질. 블레이드 가장자리 칼날 앞부분은 둥글게, 뒷부분은 날카롭게 '하고 칼날 끝 부분을 둥글게 처리하여 휘파람과 소음이 들리지 않도록 해야 합니다. Excel 스프레드시트는 이미 아래 그림과 같이 계산에서 에지 처리를 고려하고 있습니다.
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플레이트를 사용하는 방법과 발전기용 나사를 선택하는 방법이 더 명확해지기를 바랍니다. 예를 들어, 물론 12v 배터리 충전이 너무 일찍 시작되기 때문에 부적절한 매개변수가 있는 발전기를 선택했습니다. 24v 및 48v의 경우 결과가 다르고 전력이 훨씬 더 높을 수 있지만 모든 것을 설명할 수는 없습니다. 예.

가장 중요한 것은 원리를 이해하는 것입니다. 예를 들어, 프로펠러가 한 속도에서 좋은 출력을 가지고 있으면 선택합니다. 이것이 실제로 프로펠러가 있다는 것을 의미하지는 않습니다. 발전기가 프로펠러에 너무 일찍 부하를 가하면 도달하지 못할 것입니다. 속도가 느려지고 바람이 계산되거나 더 높을지라도 더 낮은 속도에 있어야 할 동력을 개발하지 않습니다. 맞춤형 블레이드 특정 속도로 이동하고 해당 속도로 바람에서 최대의 힘을 얻습니다.

장치 및 작동 원리

풍력 발전기는 풍력의 도움으로 작동합니다. 이 장치의 설계에는 다음 요소가 포함되어야 합니다.

• 터빈 블레이드 또는 프로펠러;
• 터빈;
• 발전기;
• 발전기의 축;
• 교류를 직류로 변환하는 기능을 하는 인버터;
• 블레이드를 회전시키는 메커니즘;
• 터빈을 회전시키는 메커니즘;
• 배터리;
• 돛대;
• 회전 운동 컨트롤러;
• 댐퍼;
• 바람 센서;
• 바람 센서 생크;
• 곤돌라 및 기타 요소.

산업 장치에는 전원 캐비닛, 낙뢰 보호 장치, 회전 메커니즘, 안정적인 기반, 소화 장치 및 통신이 있습니다.

풍력 발전기는 풍력 에너지를 전기로 변환하는 장치입니다. 현대 골재의 선구자는 곡물에서 밀가루를 생산하는 제분소입니다. 그러나 연결 방식과 발전기의 작동 원리는 크게 변경되지 않았습니다.

1. 바람의 힘으로 인해 블레이드가 회전하기 시작하고 그 토크가 발전기 샤프트로 전달됩니다.
2. 로터의 회전은 3상 교류를 생성합니다.
3. 컨트롤러를 통해 교류가 배터리로 전송됩니다. 풍력 발전기의 안정적인 작동을 위해서는 배터리가 필요합니다. 바람이 불면 장치가 배터리를 충전합니다.
4. 허리케인으로부터 보호하기 위해 풍력 발전 시스템에는 바람개비를 바람에서 멀어지게 하는 요소가 있습니다. 이것은 꼬리를 접거나 전기 브레이크로 바퀴를 제동함으로써 발생합니다.
5. 배터리를 충전하려면 컨트롤러를 설치해야 합니다. 후자의 기능에는 고장을 방지하기 위해 배터리 충전을 모니터링하는 것이 포함됩니다. 필요한 경우 이 장치는 과도한 에너지를 안정기에 버릴 수 있습니다.
6. 배터리는 일정한 저전압을 가지지만 220볼트의 전력으로 소비자에게 도달해야 합니다. 이러한 이유로 풍력 터빈에는 인버터가 설치됩니다.후자는 교류를 직류로 변환하여 강도를 220볼트로 높일 수 있습니다. 인버터가 설치되지 않은 경우 저전압용으로 설계된 장치만 사용해야 합니다.
7. 변환된 전류는 난방 배터리, 실내 조명 및 가전 제품에 전원을 공급하기 위해 소비자에게 전송됩니다.

오래된 개념에 대한 새로운 정당화

현대의 발전이 풍력 터빈의 효율성을 극적으로 높여야 한다는 근거 없는 가정은 전혀 근거가 없습니다. 최신 수평 모델은 이론적인 Bentz 한계의 75% 효율성(약 45% 효율성)을 달성합니다. 결국 풍력 터빈의 효율을 조절하는 물리학의 한 부분은 유체 역학이며 그 법칙은 발견된 순간부터 불변합니다.

일부 설계자는 블레이드 수를 늘리고 더 얇게 만들어 효율성을 높이려고 합니다. 길이를 늘릴 수 있으며 이는 스윕 영역의 성장으로 인해 더 큰 효과를 제공합니다.

그러나 여전히 바람의 감속과 잔류 속도 사이의 균형을 유지해야 합니다.

디퓨저를 통과하여 풍속을 증가시키는 또 다른 방향이 있습니다. 그러나 유체 역학은 저항이 가장 적은 경로를 따라 장애물 주변의 흐름이 이미 발견한 효과로 가득합니다.

큰 원뿔 각도를 가진 다소 성공적인 DAWT 모델이 있지만 "바람을 속이려는" 이러한 시도는 광고만큼 효율성을 증가시키지 않습니다.

가장 성공적인 현대식 풍력 터빈은 자기 부상 스러스트 베어링(MAGLEV)에 장착된 Darrieus 블레이드가 있는 수직 모델입니다.거의 조용히 작동하면서 1m / s 미만의 풍속으로 회전하기 시작하고 최대 200km / h의 강한 돌풍을 견뎌냅니다. 민간 독립 에너지 시스템을 구성하는 것이 가장 수익성이 높은 것은 대체 에너지 원을 기반으로합니다.

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절차 값

공기 운동 부하 계산을 게을리하면 그들이 말했듯이 새싹에서 모든 것을 망치고 사람들의 삶을 위험에 빠뜨릴 수 있습니다.

일반적으로 건물 벽에 가해지는 눈의 압력에 어려움이 없다면 - 이 하중을 볼 수 있고, 무게를 달고 만질 수도 있습니다 - 모든 것이 바람으로 인해 훨씬 ​​더 복잡합니다. 눈에 보이지 않고 직관적으로 예측하기가 매우 어렵습니다. 물론, 바람은 지지 구조물에 어느 정도 영향을 미치며, 어떤 경우에는 파괴적일 수도 있습니다. 광고 배너를 비틀고, 울타리와 벽 프레임을 압도하고, 지붕을 뜯어냅니다. 그러나 어떻게 이 힘을 예측하고 고려할 수 있습니까? 실제로 계산 가능한가요?

양보한다! 그러나 이것은 황량한 사업이며 비전문가는 풍하중을 계산하는 것을 좋아하지 않습니다. 이에 대한 명확한 설명이 있습니다. 계산의 중요성은 매우 책임 있고 어려운 문제이며 적설량 계산보다 훨씬 더 복잡합니다. 이 작업에 특별히 전념한 합작 투자에서 적설량에 대해 2.5페이지만 할애한다면 풍하중 계산은 3배 더 많습니다! 또한 필수 응용 프로그램이 할당되어 공기 역학적 계수를 나타내는 19 페이지에 배치됩니다.

러시아 시민들이 여전히 운이 좋다면 벨로루시 주민들에게는 훨씬 더 어렵습니다. 표준 및 계산을 규제하는 문서 TKP_EN_1991-1-4-2O09 "바람 효과"의 볼륨은 120페이지입니다!

바람 효과를 위한 개인 건물을 짓는 규모의 유로코드(EN_1991-1-4-2O09)로 집에서 차 한 잔을 다루기를 원하는 사람은 거의 없습니다. 전문적으로 관심이 있는 분들은 전문 컨설턴트와 함께 다운로드하여 철저히 공부하는 것이 좋습니다. 그렇지 않으면 잘못된 접근 방식과 이해로 인해 계산 결과가 비참할 수 있습니다.

풍력 이용률

풍력 터빈의 경우 특정 효율 지표인 KIEV(Wind Energy Utilization Coefficient)가 있습니다. 풍차 날개에 직접적으로 영향을 미치는 작업부를 통과하는 공기 흐름의 비율을 나타냅니다. 또는 좀 더 과학적으로 말하면 임펠러의 풍면에 작용하는 흐름의 힘에 대한 장치의 축에 받는 힘의 비율을 나타냅니다. 따라서 KIEV는 효율성과 유사한 풍력 터빈에만 적용할 수 있는 특정 유형입니다.

현재까지 KIEV 값은 원래 10-15%(오래된 풍차 지표)에서 356-40%로 증가했습니다. 이는 풍차 설계의 개선과 마찰 손실 또는 기타 미묘한 효과를 줄이는 데 도움이 되는 새롭고 더 효율적인 재료 및 기술적 세부 사항, 어셈블리의 출현으로 인한 것입니다.

이론적 연구에 따르면 풍력 에너지의 최대 활용 계수는 0.593입니다.

위의 내용을 요약하면 풍력 터빈이 수익성이 있습니까?

위의 결과는 풍력 발전기 구입 및 출시 비용의 회수를 명확하게 증명합니다.특히 이후:

• 킬로와트의 비용은 인플레이션으로 인해 지속적으로 증가하고 있습니다.
• 풍차를 사용하면 물체가 비휘발성이 됩니다.
• 발전된 전기의 "잉여"는 무정전 전원 공급 시스템 덕분에 날씨가 맑을 때 축적되어 저장될 수 있습니다.
• 중앙 집중식 전원 공급 장치 네트워크에서 멀리 떨어진 많은 개체는 연결이 수익성이 없기 때문에 전기가 없을 때 강제로 존재해야 합니다.

따라서 풍력 발전기는 수익성이 있습니다. 전력 공급 없이 에너지 집약적인 소비자를 위한 구매는 경제적으로 가능합니다. 도시 밖의 호텔, 농업 농장 또는 축산 기업, 코티지 정착 - 어떤 경우에도 대체 전기 공급원을 연결하는 비용이 정당화됩니다. 제조업체의 권장 사항에 따라 적절한 풍차 모델을 선택하고 설치하는 것만 남아 있습니다. 장치의 출력은 해당 지역의 평균 풍속과 일치해야 합니다. 특별한 바람 지도를 사용하거나 지역 기상 관측소에 따라 지정할 수 있습니다.

참고: 중국 제조업체의 풍력 터빈의 경우 장치의 정격 출력은 지면의 50-70%에서 풍속을 고려하여 계산됩니다. 이러한 높이에 풍차를 설치하는 것은 문제가 있습니다.

마스트가 너무 높으면 비싸고 강도는 엄격한 요구 사항을 따릅니다. 또한 표시된 높이에서 돌풍이 강한 와류를 형성합니다. 풍력 발전기의 작동 속도를 늦출 뿐만 아니라 블레이드가 파손될 수도 있습니다. 해결책은 장치를 30-35m 높이에 설치하는 것입니다. 그러면 강한 바람에 접근할 수 있지만 풍차가 부서지는 것을 방지할 수 있습니다.