Stație eoliană staționară puternică
Ca un fapt istoric, îmi amintesc că în URSS prima centrală eoliană (WED) a fost construită în 1931 lângă Balaklava din Crimeea. A folosit un generator asincron la 600 rpm. putere de 125 kW. Generatorul a fost conectat la un transformator step-up și apoi curentul a fost aplicat unei linii de aer cu o tensiune de 6 kV. (În 1941, în timpul ocupării Crimeei de către fasciști, a fost distrusă centrala eoliană).
În fabricile industriale de producție industrială, motoarele cu elice cu elice sunt de obicei utilizate. În comparație cu rotația au o eficiență mai mare. Producția de motoare cu șurub este mult mai complicată. Prin urmare, pentru fabricarea la domiciliu sunt recomandate motoare rotative. Schema centralei eoliene a rotorului este prezentată în Fig. 1.
Fig. 1. Schema centrului eolian rotor:
1 - lamă 2 - traversare, valii 3, 4 -podshipniki carcase 5 - cuplare 6 - Putere față (canalul № 20) 7 - cutie de viteze 8 - generatoare, 9 - întindere (. 4 buc) , 10 trepte de scări.
Este important să ne amintim că rotorul ar trebui să fie ridicat suficient de mare, astfel încât el a fost în zona de vânt liber și până zona turbulență vântului a structurii raționalizate nu este mai mică de 3-4 m deasupra solului. Ridicat deasupra solului, turbina eoliana functioneaza si ca un fulger, care este important in zonele rurale.
În proiectarea lui V. Samoilov, rotorul este alcătuit din 4 lame, care sunt făcute pentru o rotație mai uniformă.
Rotorul este cea mai importantă parte a parcului eolian. Din forma și mărimea lamei depinde puterea și viteza de rotație a arborelui morii de vânt. Cu cât suprafața totală a lamelor formează suprafața curățată, cu atât este mai mic numărul de rotații ale rotorului.
Rotirea rotorului se datorează asimetriei aerodinamice. Un flux de vânt care traversează axa rotorului se alunecă de pe partea convexă a lamei și lovește buzunarul opus al lamei. Datorită diferenței de presiune pe suprafața convexă și concavă, se creează o presiune care rotește și rotorul. Acest rotor are un cuplu mare. Diametrul rotorului de 1 m corespunde unei elice cu trei bile, cu un diametru de 2,5 m.
Rotoarele eoliene funcționează mult mai stabile în condițiile fluctuațiilor puternice ale vântului decât turbinele eoliene cu șurub. Rotoarele sunt lente, funcționează în orice direcție a vântului, dar dezvoltă doar 200-500 rpm.
Roțile roților de vânt de la o puternică rafală de vânt în raznos nu merg. Din creșterea numărului de rotații ale generatorului asincron la ieșire, tensiunea nu crește. Prin urmare, în acest material nu se ia în considerare schimbarea automată a unghiului palelor rotorului în funcție de viteza vântului.
Diferite tipuri de turbine eoliene de rotor sunt cunoscute pe un arbore vertical. Să numim câteva dintre ele.
1. roată rotor cu patru roți - se deplasează lent cu o eficiență de până la 15% (figura 2).
2. Scaun rulant cu rotor elicoidal cu două roți (Figura 3). Este mai simplu, are o eficiență mai mare (până la 19%) și dezvoltă un număr mai mare de revoluții decât unul cu patru bile. În acest caz, este necesar să se mărească diametrul axului pentru a menține rezistența și rigiditatea instalației.
3. Roata eoliană a lui Savonius (imaginea 4, c). Ea dezvoltă un număr mai mic de rotații decât o roată cu două bile. Coeficientul de utilizare a energiei eoliene nu depășește 12%. Este folosit în principal pentru a conduce pompe cu piston.
4. Roata eoliene carusel (figura 4, a, b) - cel mai simplu design. Această roată de vânt dezvoltă mici întoarceri, are o putere specifică scăzută. Eficiența acestuia este de până la 0,1.
Fig. 2. Montarea paletelor rotorului pe cruce:
1 - lame, 2 - cruce, 3 - arbore, 4 - șuruburi de montare (M12-M14).
Fig. 3. Roată rotoră pe două niveluri:
1 - rulment, 2 - carcasa lagărului, 3 - fixarea suplimentară a arborelui cu patru extensii, 4 arbori.
Fig. 4. Posibile scheme de consolidare a garniturilor rotorului pe un arbore vertical:
a, b - roți de vânt tip carusel; în - roata vântului Savonius.
Și acum să mergem la instalarea dezvoltată de V. Samoilov din Chuvashia, care și-a construit turbina eoliană în prima variantă (a se vedea Figura 2).
Lamele rotorului pot fi fabricate dintr-un butoi de fier de 100, 200 sau 500 de litri (Figura 5). Cilindrul este tăiat cu o mașină de șlefuit. Tăierea cu sudură este inacceptabilă: metalul se deformează de temperatură. Lamele lamei tăiate sunt întărite de bare de sudură sau tije de sârmă de 6-8 mm la ele.
Fig. 5. Lama turbinei eoliene din 1/4 cilindru și schema de tăiere:
1 - orificiul de fixare pe cruce, 2 - armarea talonului, 3 - conturul lamelor.
Lamele rotorului 1 sunt atașate la cele două treceri prin 2 șuruburi M12. M14 (a se vedea figura 2). Crucea superioară este realizată din tablă de oțel cu o grosime de 6,8 mm. Între partea fiecărei lame și axul rotorului, trebuie lăsat un spațiu de 150 mm. Crucea inferioară este făcută mai durabilă, deoarece toată greutatea lamelor cade pe ea. Pentru producția sa, se utilizează un canal cu o înălțime a peretelui de 50-60 mm și o lungime de cel puțin 1 m, în funcție de lama aplicată (butoi).
Partea de construcție și arborele principal (a se vedea figura 1). La postul 6, realizat din canal, este sudat cadrul din colțuri pentru fixarea generatorului 8. Capetele inferioare ale stâlpului sunt sudate de piesa de colț, care este înfundată la sol.
Arborele 3 al rotorului este cel mai bine realizat din două părți - pentru confortul de a-și forța capetele sub rulmenți. Lagărele 4 în carcase (cutii), potrivite cu dimensiunea arborelui, sunt fixate pe peretele canalului cu șuruburi. Părțile arborelui rotorului sunt conectate unele cu altele prin intermediul unui cuplaj sau al unei chei. Diametrul arborelui este de 35-50 mm.
La raft, la unul din rafturile canalului, bucăți sudate de țevi de 20 mm și o lungime de 500 mm ca trepte ale scării. Rack-ul este înghesuiat în pământ la o adâncime de cel puțin 1200 mm și fixat la stabilitate și împiedicând rularea cu 4 întinderi.
Pentru a proteja împotriva ruginei, moara de vânt este vopsită cu pulbere de aluminiu, frământată pe ulei de in.
Electroschema. La domiciliu, este mai ușor să utilizați un sistem electric al vehiculului (figurile 6 și 7) sau un tractor pentru a face o turbină eoliană. În funcție de capacitatea sa, sunt determinate capacitățile operaționale ale întregului emițător de vânt. Prin urmare, este necesar să se utilizeze nodurile electrice ale unui autovehicul suficient de puternic, de autobuz sau de tractor. Numai trebuie să vă gândiți că împrumutul unor astfel de noduri urmează setul complet: generator, releu-regulator, baterie. De exemplu, pentru generatorul G 250-G 1, regulatorul de relee РР 362 și acumulatorul 6 СТ 75 sunt potrivite.
Fig. 6. Schema echipamentului electric al morii de vânt, preluat de la un generator de mașină la 12 V:
1 - generator, 2 - releu regulator 3 - Baterie 4 - ampermetru, 5 - Generator întrerupător de descărcare a bateriei, în vreme calmă, 6 - Comutator iluminat 7 - fuzibilă 8 - iluminat bec.
Fig. 7. Diagrama echipamentului electric al morii de vânt de la un generator de mașină la 24 V:
1 - Generator G-288, 2 - regulator de tensiune 11.3702 3 - acumulatori 6ST75 ampermetru AP-170, 4 - ampermetru, 5 - comutatorul generatorului la descărcarea bateriilor în vreme calmă, 6 - comutator iluminat 7 - siguranța 8 - bulbi iluminat.
Dacă turbina eoliană este echipată cu un autogenerator la 24 V, atunci este mai bine să o luați cu G-228 (putere de 1000 W). Aceste generatoare au un releu de tensiune mai fiabil (în comparație cu regulatoarele integrate de tensiune ale mărcii I-120).
Tensiunea constantă de 12 V obținută de la autogenerator nu este foarte convenabilă pentru iluminare, deoarece este necesar să se țină cont de specificitatea soclului autolampului și a cartușelor corespunzătoare. Deși becurile de 12 V sunt disponibile și cu capacul obișnuit C-27, acestea sunt dificil de obținut.
Pentru a converti de la DC la AC, este fabricat un convertor de tensiune. Dacă este necesar, curentul alternativ poate fi ușor convertit într-o constantă printr-un redresor de punte. Convertorul cu o putere de 100 W (Figura 8) vă permite să includeți 2 becuri strălucitoare sau lumină naturală la 40 de wați la 220 V. Circuitul convertorului este foarte simplu. Nu are nevoie de tuning, este fiabil în funcționare și are o eficiență ridicată (mai mult de 80%).
Fig. 8. Diagrama convertorului de tensiune.
Tranzistoare T1 și T2 - tip P210B. (Este posibil să le înlocuiască cu tranzistoare de tip CT 825 G, D, E) care se conectează tranzistori în paralel pe 2 bucăți. și instalat pe chiuvete.
Transformatorul are o arie a secțiunii transversale a miezului 2. înfășurărilor 6 cm I - 26 x 2 spire de sârmă NDV 2 1,56; înfășurare II - 140 x 2 rotații de sârmă PEV-2 0,44; înfășurarea III - 640 de fire de PEV-1 sârmă de 0,27 mm.
Frecvența convertorului (800-1000 Hz) este reglată de rezistoarele R2 și R3. Dacă nu există o excitație a convertorului, umerii înfășurării II (feedback) ar trebui să fie schimbați.
Capacitatea bateriei de 75 Ah, fără încărcare suficientă pentru 24 de ore de funcționare a convertizorului.
Punct de vedere tehnic, un nivel mai ridicat de rezoluție realizată prin utilizarea alternator - trei faze sau o singură fază, de exemplu, GAB-4-0 / 230 sau OM-3. cu motor asincron poate fi de asemenea utilizat, care impune modificarea corespunzătoare (a se vedea. articol de mai jos Samoilova „putere portabil cu motodvigatelem și benzo-generator de“).
Circuitul de alimentare cu curent continuu și turbionar de la turbina eoliană este imposibil. Depinde de prezența vântului și de viteza acestuia. Pentru a asigura continuitatea sursei de alimentare, bateriile sau motoarele de rezervă de benzină sunt utilizate pentru a acționa generatorul.
Ca o unelte de accelerare (multiplicator), puteți lua orice cutie de viteze. Cu toate acestea, trebuie amintit că, în această aplicație fiabilitatea cutiei de viteze (durabilitatea) poate fi mult mai mici decât în convenționale utilizarea acestuia pentru reducerea numărului de rotații. În acest sens, se atrage atenția asupra faptului că pentru Homebrew este mai convenabil de a utiliza transmisia curelei trapezoidale de tip auto motor care (punctul 7 din figura 1 ..) trebuie, prin urmare, au două funcții: pentru a crește (așa cum sa explicat mai sus), viteza pentru a se potrivi pentru conduceți generatorul și transferați rotația de la arborele vertical (poziția 3, figura 1) a morii de vânt la arborele orizontal al generatorului.
Ca o astfel de transmisie este destul de adecvat unitatea cu curea trapezoidală de la generatoarele de tractoare auto. Aceasta permite realizarea transferului unghiular de rotație: sub forma unei așa-numite transmisii semi-cruce (figura 9).
Fig. 9. Transmisia curelei trapezoidale:
1 - arbore principal, 2 - transmisie cu viteză mică (transversală), 3 - transmisie de mare viteză, 4 - generator.
Atunci când punerea în aplicare a unui astfel de transfer de opțiune ar trebui să ia în considerare unele caracteristici ale unității V-curea: fluxuri de scripeți în geometrie ar trebui să asigure condiții satisfăcătoare centuri de lucru. Acest lucru se aplică și la unghiul de pană de 40 °, iar scaunele de rezemare pentru principalele fluxuri din suprafețele conice (interioare fluxuri gap cilindru).
Proiectarea suporturilor de scripete trebuie să regleze tensiunea benzilor (în generatoarele autotractoare astfel de reglaje sunt prevăzute în atașamentul lor). Transmisia V-curea, pentru a evita reducerea performanței sale nu ar trebui să fie purtat de creșterea raportului de transmisie, și, prin urmare, transmisia este mai bine să facă în două etape. De exemplu, într-o transmisie cu viteză mică (semi-cruce), raportul de transmisie nu trebuie să fie mai mare de 1,5. 2; Restul raportului de transmisie necesar poate fi realizat în transmisie de mare viteză.
Cu acest transfer în două etape este necesară pentru a asigura un control al tensiunii curelei fiecare transfer, ceea ce înseamnă reglarea tensiunii consistente: o primă transmisie cu viteză mică, apoi o mare viteză.
Atunci când alegeți mărimea scripeților, trebuie să mergeți din capabilitățile lor. transmisie flotei (la scripete generator) este de obicei determinată de generator de acceptat, în cazul în care acesta are pe arborele său o rolă (ca în tehnologia auto). În acest caz, utilizați centura corespunzătoare - dimensiunile perechii de scripeți sunt determinate de secțiunea transversală a acestei benzi. Concepția transmisiei de viteză redusă este determinată de mărimea centurii existente - este realizată de o jumătate de cruce și, în acest sens, limitează raportul de transmisie. Este mai bine să folosiți o centură mai mare decât o transmisie de mare viteză (pentru automobile).
Pentru orientarea către cei care doresc să construiască o astfel de moară de vânt, vom da principalele recomandări. Secțiunile centurii pentru aplicarea mașinilor sunt împărțite în grupe: O, A, B, C, D, E, E (lățimea benzii de la 8,5 până la 42 mm). Pentru turbinele eoliene cu un diametru mai mic de fuliei 125. 200mm adecvat secțiunea transversală A și B. Lungimea curelei determină dimensiunile transmisie cu viteză redusă, de unică folosință.
Fig. 10. Asta avem.