풍력 터빈 장치
풍력 발전기는 절대적으로 환경 친화적이며 소비자에게 무제한 시간 동안 무료 에너지를 제공할 수 있습니다. 풍력 발전기 - 풍력 발전소는 용량이 다르기 때문에 다양한 지역에서 사용할 수 있습니다.
풍력 발전 단지의 최대 효율은 일정한 활성 기류가 있는 장소에 설치하여 달성할 수 있습니다. 일반적으로 산과 언덕, 바다와 바다의 해안, 기타 유사한 조건이 사용됩니다. 설치의 주요 부분은 터빈 역할을 하는 임펠러입니다. 대부분의 경우 3엽 풍력발전단지 구조는 지표면에서 높은 고도에 설치되는 프로펠러 형태로 사용된다.
최대의 효과를 얻기 위해 블레이드는 로터와 함께 바람의 방향과 강도에 따라 특수 메커니즘을 사용하여 최적의 위치에 설정됩니다. 위의 요소에 의존하지 않고 조정이 필요하지 않은 다른 디자인이 있습니다. 그러나 프로펠러 설치의 효율성이 50% 수준이면 드럼 장치의 경우 훨씬 낮습니다.
각 공기 발전소는 설계에 관계없이 기류의 작용과 완전히 연결되어 종종 성능이 변경됩니다. 이것은 차례로 임펠러의 회전 수와 생성된 전력의 변화로 이어집니다. 이 상황에서는 추가 장비의 도움으로 발전기와 전기 네트워크를 페어링해야 합니다.
일반적으로 배터리는 인버터와 함께 사용됩니다. 첫째, 배터리는 전류의 균일 성이 중요하지 않은 발전기에서 충전됩니다. 또한 인버터에서 변환된 배터리 충전량은 네트워크로 전송됩니다.
WPP 프로펠러 구조는 필요한 경우 제어할 수 있습니다. 풍속이 너무 높으면 블레이드의 받음각이 최소까지 변경됩니다. 이는 터빈의 풍하중을 감소시킵니다.그러나 허리케인의 영향으로 풍력 발전소의 임펠러가 변형되는 경우가 많고 전체 주택 설치가 실패합니다. 발전기가 평균 50m 높이에 있기 때문에 부정적인 영향을 완전히 피할 수는 없으며 이로 인해 높은 고도에서 지배하는 더 강하고 안정적인 바람을 사용할 수 있습니다.
풍력 발전기를 선택하는 방법
풍력 발전기를 선택하려면 다음을 수행해야 합니다.
- 이 에너지 원에 연결할 계획인 전기 제품의 설치된 전력을 계산하십시오.
- 얻은 전력 값과 평균 연간 풍속을 기반으로 장치 설치 지역에서 발전기의 전력이 결정됩니다. 최대 부하 동안 장치에 과부하가 걸리지 않도록 부하 증가를 기반으로 하는 안전 계수를 고려하여 전력을 고려해야 합니다.
- 강수량은 발전기의 성능에 부정적인 영향을 미치므로 장치가 설치된 장소의 기후를 고려해야 합니다. 거주지의 기후 특성을 고려하십시오.
- 설치 효율성을 결정하는 것은 가장 중요한 지표 중 하나입니다.
- 운전 중 발생하는 소음과 관련하여 발전기의 성능을 찾으십시오.
- 모든 특성 및 매개변수에 대해 다양한 유형의 발전기에 대한 비교 분석을 수행합니다.
- 유사한 설치에 대한 사용자 리뷰를 읽으십시오.
- 국내외 제조업체를 분석하고 이러한 기업에 대한 리뷰를 연구하십시오.
저속 풍력발전기 배치
돛대가 고정 된 땅에 작은 기초가 놓입니다. 타워 근처, 발 아래에는 전원 캐비닛이 있습니다. 상단에는 회전 메커니즘이 설치되어 있고 그 위에 곤돌라가 장착되어 있습니다. 후자 내부에는 풍속계, 발전기, 변속기 및 브레이크가 있습니다.블레이드가 꽂혀 있는 곤돌라에 로터 캡이 부착되어 있습니다. 각 날개는 자동으로 피치를 조정하는 시스템에 연결되어 있습니다.
저속 풍력발전기의 설치는 마스트의 기초 및 설치부터 시작
발전기 설치가 완료되면 낙뢰 보호 및 작업 정보 전송, 페어링 및 소화 메커니즘을 위한 시스템을 장착합니다.
저속 풍력 발전기는 교외 지역에 전기를 공급할 수 있는 장치입니다. 바람이 약한 지역에서 사용하는 것이 좋습니다.
명세서
구매 당시 풍력 터빈 충전 컨트롤러 그의 데이터 시트를 주의 깊게 연구해야 합니다. 선택할 때 특성이 중요합니다.
- 전력 - 풍력 터빈의 전력과 일치해야 합니다.
- 전압 - 풍차에 설치된 배터리의 전압과 일치해야 합니다.
- 최대 power - 컨트롤러 모델의 최대 허용 전력을 나타냅니다.
- 최대 전류 - 풍력 발전기 컨트롤러가 작동할 수 있는 최대 전력을 나타냅니다.
- 전압 범위 - 표시기 최대. 그리고 분. 장치의 적절한 작동을 위한 배터리 전압;
- 디스플레이 기능 - 특정 모델의 디스플레이에 표시되는 장치 및 작동에 대한 데이터
- 작동 조건 - 선택한 장치가 작동할 수 있는 온도, 습도 수준.
전하 제어 장치를 스스로 선택할 수 없는 경우 컨설턴트에게 연락하여 풍차 데이터 시트를 보여주십시오. 장치는 풍력 설비의 기능에 따라 선택됩니다. 잘못된 작동 조건과 전압 범위의 편차는 전체 풍력 시스템의 작동에 부정적인 영향을 미칩니다.
풍력 발전기
풍차의 작동을 위해서는 기존의 3상 발전기가 필요합니다.이러한 장치의 설계는 자동차에 사용되는 모델과 유사하지만 매개변수가 더 큽니다.
풍력 터빈 장치에는 3상 고정자 권선(스타 연결)이 있으며, 이 권선에서 3개의 와이어가 빠져 나와 컨트롤러로 이동하고 여기서 AC 전압이 DC로 변환됩니다.
풍력 터빈용 발전기 로터는 네오디뮴 자석으로 만들어집니다. 이러한 설계에서는 코일이 많은 에너지를 소비하기 때문에 전기 여기를 사용하는 것은 바람직하지 않습니다.
속도를 높이기 위해 승수가 자주 사용됩니다. 이러한 장치를 사용하면 기존 발전기의 전력을 높이거나 더 작은 장치를 사용할 수 있으므로 설치 비용이 절감됩니다.
승수는 윈드 휠의 회전 과정이 느린 수직 풍력 터빈에서 더 자주 사용됩니다. 블레이드의 회전 속도가 빠른 수평 장치의 경우 승수가 필요하지 않아 건설 비용이 단순화되고 절감됩니다.
풍력 발전기를 직접 계산하는 방법
공식은 특정 영역에서 사용될 장비의 전력 매개변수를 계산하는 데 사용됩니다. 우선, 풍력 발전기가 일년 내내 생성할 수 있는 에너지의 양을 계산합니다.
장비의 총 전력 계산
작업을 완료하기 위해 다음 작업이 수행됩니다.
- 먼저 계산이 이루어집니다. 얻은 결과에 따라 회전 요소의 길이와 타워의 높이가 선택됩니다.
- 특정 지역의 기류 특성의 평균 속도 분석이 수행됩니다. 이를 위해서는 특별한 장비가 필요합니다. 그것으로 몇 달 동안 기류의 강도를 모니터링해야합니다.장비가 없을 경우 현지 기상청 담당자에게 결과를 요청할 수 있습니다.
전력 계산 풍력 발전기는 공식에 따라 수행됩니다. P=krV 3S/2.
기호 지정:
- r은 공기 흐름 밀도 매개변수이며, 정상 조건에서 이 값은 1.225kg/m3입니다.
- V는 초당 미터로 측정한 평균 풍속입니다.
- S는 미터로 측정한 공기 흐름의 총 면적입니다.
- k는 장비에 설치된 터빈의 효율 매개변수입니다.
이러한 계산을 사용하여 특정 영역의 발전기 세트에 필요한 전력량을 정확하게 결정할 수 있습니다. 브랜드 장비를 구입한 경우 포장에는 장치 작동이 가장 효율적인 공기 흐름의 힘이 표시되어야 합니다. 평균적으로 이 값은 초당 7~11미터 범위입니다.
사용자 Odessa 엔지니어는 발전기 장치 조립 절차와 계산 수행에 대해 자세히 설명했습니다.
풍력 터빈용 프로펠러 계산
계산 절차는 공식 Z=LW/60/V, 기호 표기법에 따라 수행됩니다.
- Z는 한 프로펠러의 저속 값입니다.
- L은 회전 요소가 설명할 원의 크기입니다.
- W는 나사 하나를 돌리는 속도입니다.
- V는 공기 흐름 공급의 속도 매개변수입니다.
이 공식에 따라 회전 수가 계산됩니다. 그러나 계산을 위해서는 장비의 나사 하나의 피치를 고려해야합니다. 공식 H=2pR*tga에 의해 계산됩니다.
기호 설명:
- 2n은 6.28의 상수 값입니다.
- R은 장비의 회전 요소를 설명하는 반경 값입니다.
- tg a는 단면 각도입니다.
풍력 발전기용 인버터 계산
이러한 계산을 수행하기 전에 다음 사항을 고려해야 합니다. 홈 네트워크에서 12볼트 배터리 하나만 사용하면 인버터를 설치할 의미가 없습니다. 여름 별장 또는 개인 가정의 평균 전력은 최대 부하에 따라 약 4kW입니다. 이러한 네트워크의 경우 배터리 수는 10개 이상이며 각 배터리는 24볼트용으로 설계되었습니다. 배터리가 많기 때문에 인버터 장치를 사용하는 것이 좋습니다.
그러나 이러한 조건에서 10개의 24볼트 배터리를 사용할 때 최소 3kW 정격의 풍력 발전기가 필요합니다. 약한 장비는 그러한 수의 배터리에 에너지를 공급할 수 없습니다. 가전 제품의 경우 이 전력이 너무 높을 수 있습니다.
인버터 장치의 전력 매개변수 계산은 다음과 같이 수행됩니다.
- 첫째, 모든 에너지 소비자의 전력 특성을 요약할 필요가 있다.
- 그런 다음 소비 시간이 결정됩니다.
- 최대 부하 매개변수가 계산됩니다.
Alexander Kapustin은 인버터로 풍력 발전기를 시작하는 절차를 보여주었습니다.
능률
특정 유형 및 디자인의 장치의 에너지 효율을 평가하고 유사한 엔진의 성능과 비교하는 것은 매우 간단합니다. 풍력 에너지 사용 계수(KIEV)를 결정할 필요가 있습니다. 풍차 표면에 작용하는 풍류의 동력에 대한 풍력 터빈 샤프트에 받는 동력의 비율로 계산됩니다.
다양한 설치에 대한 풍력 에너지 이용률은 5~40%입니다. 평가는 시설 설계 및 건설 비용, 생성된 전기의 양 및 비용을 고려하지 않고 불완전합니다.대체 에너지에서 풍력 터빈의 투자 회수 기간은 중요한 요소이지만 이로 인한 환경 영향도 고려해야 합니다.
풍력 발전기 란 무엇입니까?
풍력 발전기는 풍력 에너지를 사용하여 전기를 생성하는 장치입니다. 대기에서 자유롭게 움직이는 기류는 거대한 에너지를 가지고 있으며, 게다가 완전히 자유롭습니다. 풍력 에너지는 그것을 추출하여 잘 활용하려는 시도입니다.
풍력 발전기는 사용할 에너지를 수신, 처리 및 준비하는 일련의 장치입니다. 풍류는 풍차의 로터와 상호 작용하여 회전합니다. 로터는 배터리를 충전하는 발전기에 과구동(또는 직접) 연결됩니다. 인버터를 통한 충전은 표준형(220V, 50Hz)으로 가공되어 소비기기에 공급된다.
언뜻보기에 단지는 다소 복잡합니다. 펌프에 연료를 공급하는 풍차와 같은 단순한 디자인도 있습니다. 그러나 복잡한 기기에는 안정적이고 고품질의 전원 공급 장치를 제공할 수 있는 완전한 장비 세트가 필요합니다.
풍력 터빈의 종류
풍력 발전기에는 여러 유형이 있습니다. 블레이드의 수에 따라 풍차는 3, 2, 1, 다중 블레이드입니다. 장치는 또한 블레이드 없이 생산되며, 큰 판을 닮은 "돛"이 바람을 잡는 부분 역할을 합니다. 이러한 장비는 다른 장비보다 효율이 높지만 아직 널리 사용되지는 않습니다. 흥미롭게도 풍차는 날개가 적을수록 더 많은 에너지를 생산합니다.
평면 풍력 터빈의 예
사용된 재료에 따라 칼날은 단단하고(금속 또는 유리 섬유로 만들어짐) 천입니다.두 번째 유형은 소위 항해용 풍력 터빈으로, 저렴하지만 실용성과 효율성 면에서 거친 풍력 터빈에 지고 있습니다.
또 다른 중요한 특성은 프로펠러의 피치 특성으로 블레이드의 회전 속도를 변경할 수 있습니다. 가변 피치 장치를 사용하면 다양한 풍속에서 효율성을 유지할 수 있습니다. 그러나 동시에 시스템 비용이 증가하고 설계의 복잡성으로 인해 신뢰성이 저하됩니다. 따라서 대부분의 경우 유지 보수가 쉽고 신뢰할 수있는 고정 피치 장치가 사용됩니다.
작동축 위치에 따른 풍력발전기의 종류
풍력 터빈의 작동 축은 수직 및 수평 모두에 위치할 수 있습니다.
두 경우 모두 선택 시 주의해야 할 장점과 단점이 있습니다.
수직 풍력 터빈에는 여러 유형이 있습니다.
- Savonius 풍력 발전기는 여러 개의 반 실린더로 구성되어 있으며 수직 위치의 축에 고정되어 있습니다. 이러한 장치의 강점은 어떤 바람 방향에서도 작동할 수 있다는 것입니다. 그러나 심각한 단점도 있습니다. 풍력 에너지는 25-30%만 사용됩니다.
- Darrieus 로터에서 탄성 밴드는 블레이드로 사용되며 프레임을 사용하지 않고 빔에 고정됩니다. 모델의 효율성은 이전 품종과 동일하지만 시스템을 시작하려면 추가 설치가 필요합니다.
- 다중 블레이드 풍차는 수직 장치 중에서 가장 효율적입니다.
- 가장 드문 옵션은 나선형 로터가 있는 장치입니다. 특별히 꼬인 블레이드는 윈드 휠의 균일한 회전을 보장하지만 디자인의 복잡성으로 인해 가격이 너무 높아 이러한 유형의 메커니즘 사용이 제한됩니다.
수평 축 풍차는 수직 축 풍차보다 더 일반적이지만 더 효율적이지만 더 비싸기 때문입니다.
작업 축을 따른 풍력 터빈의 유형
단점은 바람의 방향에 대한 효율성의 의존성과 풍향계를 사용하여 구조물의 위치를 조정해야 할 필요성을 포함합니다. 이 유형의 풍력 터빈은 나무와 건물로 덮이지 않는 개방된 지역에 설치하는 것이 좋으며 영구적인 거주 장소에서 멀리 떨어져 있는 것이 좋습니다. 그것은 매우 시끄럽고 날아다니는 새들에게 위험을 초래합니다.
풍력 터빈 제조업체
시장에는 외국산 장치(주로 북미, 유럽 및 중국)와 국내 설치가 모두 포함됩니다. 가격은 전력 및 구성(예: 태양 전지의 존재 여부)에 따라 다르며 수만에서 수십만 루블까지 다양합니다.
주요 기술적 특성
특정 풍력 터빈의 일부로 사용되는 컨트롤러 모델은 제품 여권에 반영된 기술적 특성이 다르며 다음과 같습니다.
- 장치의 주요 지표인 정격 전력은 풍력 발전기의 전력과 일치해야 합니다.
- 주요 지표이기도 한 정격 전압은 풍력 터빈을 구성하는 배터리의 전압과 일치해야 합니다.
- 최대 전력, 특정 장치 모델에 대한 최대 허용 값을 결정합니다.
- 최대 전류는 풍력 발전기의 최고 성능에서 작동하는 장치의 능력을 나타냅니다.
- 배터리의 최대 및 최소 전압 값은 장치가 작동하는 전압 범위를 결정합니다.
- 모델이 풍력 터빈과 태양광 발전소와 동시에 작동할 수 있는 경우 - 태양광 패널에서 생성되는 최대 충전 전류;
- 디스플레이 유형 및 작동 매개변수가 표시됩니다.
- 작동 특성 - 주변 온도 및 습도;
- 전체 치수 및 무게.
풍력발전기는 다 똑같다?
블레이드 제조에 대한 많은 분류, 지표면,
현재 존재하는 대부분의 풍력 터빈(풍력 발전소)은 1, 2, 3 또는 다중 블레이드로 분류할 수 있습니다. 가장 현대적인 장치의 작은 부분에는 블레이드가 전혀 포함되어 있지 않으며 그 안에있는 바람은 접시처럼 보이는 소위 "돛"을 잡습니다. 그 뒤에는 유압 시스템을 작동시키는 피스톤이 있으며 이미 전류를 생성합니다. 이러한 설치의 효율성은 다른 모든 것보다 높습니다. 블레이드 시스템과 관련하여 추세는 다음과 같습니다. 블레이드가 적을수록 발전기가 더 많은 에너지를 생산합니다.
풍력 터빈의 종류
더 저렴할 수 있고,
프로펠러의 피치에 따라 풍력 터빈을 비교하면 고정 피치의 장치가 더 안정적입니다. 회전 속도를 변경할 수 있는 가변 피치 풍차가 있지만 부피가 큰 설계로 인해 이러한 시스템의 설치 및 유지 관리에 추가 비용이 수반됩니다.
풍차의 디자인은지면에 대한 회전 축 방향의 관점에서 고려하면 가장 다양합니다.
블레이드가 수직 축을 중심으로 회전하는 장치는 여러 유형으로 나눌 수 있습니다.
- Savonius 풍력 발전기는 내부에 속이 빈 실린더의 여러 반쪽이 있고 수직 축에 심어져 있습니다. 그들의 주요 장점은 바람의 속도와 방향에 관계없이 회전하는 능력입니다. 중요한 단점은 풍력 에너지를 1/3로 사용할 수 있다는 것입니다.
- Darier 로터는 평판인 두 개 이상의 블레이드 시스템입니다. 이러한 장치는 만들기 쉽지만 많은 에너지를 얻으려면 작동하지 않습니다. 또한 이러한 로터를 시작하려면 추가 메커니즘이 필요합니다.
- 특별히 꼬인 블레이드 덕분에 헬리코이드 로터는 균일하게 회전합니다. 장치는 내구성이 있지만 설계의 복잡성으로 인해 비용이 많이 듭니다.
- 수직 회전축이 있는 다중 블레이드 풍력 터빈은 해당 그룹에서 가장 효율적인 옵션입니다.
수평 회전축이 있는 풍차에도 장점과 단점이 있습니다. 그들의 주요 장점은 고효율입니다. 이러한 구조의 단점 중 하나는 풍향계로 바람의 방향과 바람의 방향에 따른 효율의 변화를 포착할 필요가 있다는 점이다. 이와 관련하여 수평 설치는 열린 공간에 가장 적합합니다. 블레이드가 건물, 나무 또는 언덕과 같은 바람으로부터 보호되는 동일한 장소에 다른 디자인의 풍력 터빈을 설치하는 것이 좋습니다.
또한, 그러한 풍력 터빈은 비싸고 주변에 외관이 있어도 이웃에게 큰 기쁨을 주지는 못할 것입니다. 그 칼날은 날아다니는 새를 쉽게 쓰러뜨리고 큰 소리를 낼 수 있습니다.
다른 유형의 풍력 터빈에는 어떤 것이 있습니까? 물론, 국내 및 수입품. 후자 중 유럽, 중국 및 북미 단위가 선두에 있습니다. 동시에 시장에 국내 풍력 터빈의 존재는 기뻐하지 않을 수 없습니다.
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이러한 장치의 가격은 우선 전력과 태양 전지 패널과 같은 추가 요소의 존재에 따라 결정되며 수십에서 수십만 루블까지 매우 광범위합니다.
자신의 손으로 풍차 만들기
주요 작업은 회전하는 로터의 제조 및 설치입니다. 우선, 구조 유형과 치수를 선택해야 합니다. 장치의 요구되는 전력과 생산 능력을 아는 것은 이것을 결정하는 데 도움이 될 것입니다.
대부분의 노드(모두는 아닐 경우)는 자체적으로 만들어야 하므로 선택은 디자인 작성자가 가지고 있는 지식, 그가 가장 잘 알고 있는 장치 및 장치의 영향을 받습니다. 일반적으로 시험 풍차가 먼저 만들어지고 성능이 확인되고 구조 매개 변수가 지정된 후 작동하는 풍력 발전기 제조가 시작됩니다.
작동 원리
또한, 회전력은 전기로 변환되어 배터리에 저장됩니다. 공기 흐름이 강할수록 블레이드가 더 빨리 회전하여 더 많은 에너지를 생성합니다. 풍력 발전기의 작동은 대체 에너지 원의 최대 사용을 기반으로하기 때문에 블레이드의 한쪽은 둥근 모양이고 다른 쪽은 비교적 평평합니다. 기류가 둥근 면을 지나갈 때 진공 영역이 생성됩니다. 이것은 칼날을 빨아들여 옆으로 당깁니다. 이것은 에너지를 생성하여 블레이드를 회전시킵니다.
풍력 발전기 작동 방식: 풍력 에너지 변환 원리 및 내부 메커니즘 작동이 표시됩니다.
회전하는 동안 나사는 발전기 로터에 연결된 축도 회전합니다. 회전자에 부착된 12개의 자석이 고정자에서 회전하면 일반 실내 콘센트와 동일한 주파수를 갖는 교류 전류가 생성됩니다. 이것이 풍력 터빈이 작동하는 방식의 기본 원리입니다. 교류는 생성 및 장거리 전송이 쉽지만 저장이 불가능합니다.
풍력 발전기의 개략도
이렇게 하려면 직류로 변환해야 합니다. 이 작업은 터빈 내부의 전자 회로에 의해 수행됩니다. 많은 양의 전기를 얻기 위해 산업 플랜트가 제조됩니다. 풍력 단지는 일반적으로 수십 개의 설비로 구성됩니다. 집에서 이러한 장치를 사용하면 에너지 비용을 크게 줄일 수 있습니다. 풍력 터빈의 작동 원리를 통해 다음 옵션에서 사용할 수 있습니다.
- 자율 작업을 위해;
- 백업 배터리와 병렬로;
- 태양 전지판과 함께;
- 디젤 또는 가솔린 발전기와 병렬로.
공기 흐름이 45km/h의 속도로 이동하면 터빈은 400와트의 전기를 생성합니다. 이것은 교외 지역을 밝히기에 충분합니다. 이 전력은 배터리에 모아서 축적할 수 있습니다.
특수 장치가 배터리 충전을 제어합니다. 전하가 감소함에 따라 블레이드의 회전이 느려집니다. 배터리가 완전히 방전되면 블레이드가 다시 회전하기 시작합니다. 이러한 방식으로 충전이 일정 수준으로 유지됩니다. 기류가 강할수록 터빈이 더 많은 전기를 생산할 수 있습니다.
대체 소스에서 풍력 터빈에 전력을 공급하는 방법
풍차는 공기 덩어리를 "공급"하지 않으며 풍속을 소비하도록 조정됩니다. 즉, 바람은 고속으로 풍력 터빈에 접근하고 더 느린 속도로 풍력 터빈을 떠납니다. 풍력 발전기 전후의 풍속 차이는 이 장치가 흡수한 에너지의 양을 결정합니다.
일부 유형의 풍력 터빈은 더 잘 작동하고 일부는 더 나쁩니다. 그러나 이것이 풍력 발전기의 주요 기능인 바람을 늦추는 것입니다.
효율성과 한계의 경계
특정 풍력 터빈이 100% 효율로 작동한다는 주장을 절대 믿지 마십시오. 이것은 풍차 날개 뒤의 바람이 완전히 멈춰야 한다는 것을 의미합니다. 터무니없는 증거는 거짓 진술을 분명히 보여줍니다.
이상적인 효율을 가진 풍력 터빈은 바람이 충분한 에너지를 발산하여 추가 이동을 위해 장치의 구멍 창을 빠져나가기만 하면 되는 균형을 찾아야 합니다. 이 경우의 효율은 터빈 전후의 풍속의 차이를 결정하고 풍차의 역률에 직접적인 영향을 미치며 다음 공식을 취합니다. P출구= 1/2 × r × S × V3 × 효율.
100여 년 전 풍력 터빈의 최대 효율은 독일 과학자 Betz가 기초 과학 연구에서 입증했습니다. 위의 공식을 기초로 독일인은 최대 16/27 에너지가 바람에서 추출될 수 있음을 매우 일관되게 입증했습니다. 결과적으로 그의 계산은 이탈리아 Loregio에 의해 약간 수정되었으며 풍력 발전기의 최대 효율은 59%인 것으로 나타났습니다. 
이것은 Savonius 및 Darier 터빈의 작동 원리의 차이에서 분명히 알 수 있습니다.결국, Savonius 풍차는 바람의 미는 힘만 받아들이고 Darier의 프로젝트는 또한 블레이드의 회전 속도를 증가시키는 공기역학적 양력을 사용합니다. 
풍력 터빈의 작동 원리
정전이 없거나 빈번한 경우에는 개별 전원 공급을 위해 미니 풍력 발전기 또는 여러 개의 풍력 터빈 (풍력 터빈)을 자신의 손으로 만드는 것이 좋습니다. 수제 장치는 바람 바퀴의 회전으로 인해 바람의 운동 에너지를 기계적 에너지로 변환합니다.
초기에 로터를 회전시키는 기계적 에너지는 3상 교류로 변환됩니다. 컨트롤러를 통한 에너지 흐름은 DC 배터리에 저장됩니다. 마지막으로 전압 인버터는 전류를 수정하여 가전 제품 및 조명에 전기를 공급합니다.
풍차의 작동 원리는 간단하며 블레이드에 세 가지 유형의 힘이 작용하는 것으로 구성됩니다. 임펄스와 리프팅은 제동력 시스템을 극복하고 플라이휠을 움직이기 시작합니다. 발전기의 고정 부분에서 회전자에 의해 자기장이 형성된 후 전류는 전선을 통해 시작됩니다.
장치의 적용 분야
사실, 풍력 터빈은 다양한 목적을 위해 물체에 에너지를 제공할 수 있습니다. 대용량 풍력 터빈은 산업 규모의 전력 공급에 적합합니다. 적절하게 설계된 집에서 만든 장치는 사이트 소유자에게 무정전 전원 공급 장치를 제공합니다. 최소한의 노동과 돈으로 자신의 손으로 개인 주택용 풍력 발전기를 만들 수 있습니다.
장치의 장점
가정용 풍력 터빈의 주요 이점은 전기 요금을 절약할 수 있다는 것입니다. 부품 및 설치에 소요된 비용은 무료 전기 공급으로 상환됩니다.
수제 풍력 터빈의 추가 이점:
- 공장 모델은 몇 배나 더 비쌉니다.
- 연료 없이 작동하는 환경 친화적인 디자인;
- 무제한 서비스 수명(고장 발생 시 구성 요소를 쉽게 교체할 수 있음)
- 4m / s에서 미터의 평균 연간 속도와 적절한 기후 조건에서의 적합성.
결점
개별 풍차의 부정적인 측면에는 다음이 포함됩니다.
- 날씨에 대한 의존성;
- 폭풍과 허리케인은 종종 메커니즘을 작동 불능 상태로 만듭니다.
- 예방 조치가 필요합니다.
- 키가 큰 돛대는 접지가 필요합니다.
- 일부 모델은 허용 소음 수준을 초과합니다.
풍력 발전기
풍차의 작동을 위해서는 기존의 3상 발전기가 필요합니다. 이러한 장치의 설계는 자동차에 사용되는 모델과 유사하지만 매개변수가 더 큽니다.
풍력 터빈 장치에는 3상 고정자 권선(스타 연결)이 있으며, 이 권선에서 3개의 와이어가 빠져 나와 컨트롤러로 이동하고 여기서 AC 전압이 DC로 변환됩니다.
풍력 터빈용 발전기 로터는 네오디뮴 자석으로 만들어집니다. 이러한 설계에서는 코일이 많은 에너지를 소비하기 때문에 전기 여기를 사용하는 것은 바람직하지 않습니다.
속도를 높이기 위해 승수가 자주 사용됩니다. 이러한 장치를 사용하면 기존 발전기의 전력을 높이거나 더 작은 장치를 사용할 수 있으므로 설치 비용이 절감됩니다.
승수는 윈드 휠의 회전 과정이 느린 수직 풍력 터빈에서 더 자주 사용됩니다. 블레이드의 회전 속도가 빠른 수평 장치의 경우 승수가 필요하지 않아 건설 비용이 단순화되고 절감됩니다.
세탁기의 풍력 터빈과 자동차 발전기의 풍력 터빈의 조립 및 설치에 대한 세부 사항은 우리가 권장하는 기사에 자세히 설명되어 있습니다.
세트
- 블레이드 로터. 모델에 따라 하나, 둘, 셋 또는 그 이상일 수 있습니다.
- 감속기 또는 다른 말로 발전기와 회전자 사이의 속도를 조절하도록 설계된 기어박스;
- 케이스는 보호용입니다. 그 목적은 이름에서 분명합니다. 외부 영향으로부터 구조의 모든 구성 요소를 보호합니다.
- 꼬리는 부는 바람의 방향으로 회전하는 역할을 합니다.
- 배터리는 충전식입니다. 그 임무는 에너지를 축적하는 것입니다. 스톡. 날씨가 항상 발전소에 유리한 것은 아니기 때문에 악천후에서 항상 도움이 될 것입니다.
- 인버터 설치. 일상 생활에서 사용되는 전기 제품에 공급하는 교류로 직류를 변환하는 데 사용됩니다.
크기 및 배치 계산
풍력 발전소에 필요한 발전기 수를 계산하려면 다음을 고려하십시오.
- 필요한 전력;
- 바람이 부는 날의 수;
- 위치 기능.
따라서 풍력 터빈의 설치가 비용에 의해 정당화되기 위해서는 연간 바람이 부는 날의 수와 그 우세한 방향을 결정할 필요가 있습니다. 해안 지역과 산속 지역은 풍력이 60-70m / s를 초과하기 때문에 가장 유리한 위치에 있으며 이것은 지역 전기를 포기하기에 충분합니다.
평지에서는 바람이 일정하게 흐르는 것이 특징이지만 그 강도가 때로는 민가를 충분히 제공하기에 충분하지 않습니다. 풍력 에너지가 소비되고 나무에 더 많이 남아 있기 때문에 농장과 숲 근처에 설치하는 것은 전혀 수익성이 없습니다.
바람의 흐름은 지표면으로부터의 거리에 정비례하여 전력이 증가합니다. 따라서 풍차 마스트가 높을수록 더 많은 추진력을 포착할 수 있습니다.그러나 지면에서 멀어질수록 더 많은 보강이 필요합니다. 보조 지지대가 풍차를 항상 완전히 고정할 수는 없습니다. 강한 돌풍에서 높은 돛대가 떨어질 확률은 5-7 미터 높이에 설정된 돛대보다 훨씬 큽니다.
지상에서 마스트를 가장 최적으로 제거하는 것은 10-15 미터입니다. 고정은 두 가지 방법을 사용하여 수행됩니다.
- 기초 콘크리트 - 그들은 4개의 깊지만 직경이 작은 구덩이를 파고 그 안에 풍력 터빈 확장이 잠겨 있고 콘크리트로 되어 있습니다. 이 프로세스는 시간과 비용이 많이 들지만 가장 신뢰할 수 있습니다. 강한 바람이 불면 돛대가 움직이지 않고 유일한 손상은 블레이드가 긁히는 것일 수 있습니다.
- 금속 스트레치 마크 - 금속 케이블의 도움으로 풍차는 지구 표면에 수직으로 고정되는 반면 케이블은 잘 늘어나 끝이 땅에 고정됩니다.
발전소 전체의 작동 기간은 마스트 고정 방법의 선택에 달려 있습니다.
특수 장비의 존재와 그러한 작업 수행 경험은 풍력 발전 단지를 조기 고장으로부터 구할 수 있습니다.
항해 풍력 발전기
전통적인 풍차의 블레이드가 단단한 재료로 만들어지면 항해에서는 반대로 부드러운 재료로 만들어집니다. 타포린과 같은 고밀도 직물에 적합합니다. 종종 부직포 라미네이트가 이러한 구조에 사용됩니다. 외부에서 항해하는 풍력 발전기는 큰 어린이용 턴테이블처럼 보입니다.
설계상 항해용 풍차는 두 가지 유형으로 나뉩니다.
- 삼각형 돛 블레이드가 있는 원형
- 돛 바퀴로, 또한 원형
삼각형 블레이드가 있는 항해용 풍력 발전기
삼각형 세일 블레이드는 일반적으로 이등변으로 만들어 지지만 많은 경우에 설치되는 지역의 풍하중에 따라 모양이 개별적으로 선택됩니다.항해용 풍차는 5m/s의 풍속으로 작동하기 시작합니다. 그 효율은 대부분의 블레이드형 풍차보다 높지만 동시에 많은 단점이 있는 것은 아닙니다. 따라서 바람이 바뀌면 "범선"이 멈추고 바람의 새로운 방향으로 회전하는 데 시간이 필요합니다.
또 다른 단점은 "돛" 자체의 취약성입니다. 그들은 종종 찢어지고 실패하며 완전한 교체가 필요합니다.
원형 돛 발전기에는 이러한 단점이 없다고 믿어집니다. 그것의 효율성은 세일 블레이드가 있는 발전기의 2배입니다. 외부에서 그것은 위성 접시처럼 보이며 회전하는 블레이드, 실린더 또는 로터가 없다는 점에서 일반적인 발전기와 다릅니다. 이 발전기는 압력이나 돌풍에 따라 진동하여 진동으로 발전기에 기계적 에너지를 전달합니다.
