Вітрогенератори. Як вибрати вітряний генератор

04 Квітня 2012

Треба зауважити, що вітрову енергію люди почали використовувати з незапам'ятних часів. Візьмемо парус - простий пристрій для перетворення енергії вітру в рух. За 200 років до н.е. вже будувалися вітряні млини. З відкриттям електрики почалися спроби пристосувати вітер до його одержання ...

Вітрогенератори були широко поширені і в Радянському Союзі аж до п'ятдесятих років минулого століття. Я своїми очима бачив потужні щогли з пропелерами (правда, вже не діють) в ці роки біля сіл, наприклад, Чуваської республіки. І ось знову життя змушує нас «згадати добре забуте старе». В принципі, вітродвигуни перетворять кінетичну енергію вітру в механічну. Вітер обертає колесо з лопатями, з якого крутний момент через передачу знімається з вала і передається на інші пристрої в залежності від призначення установки.

Області застосування вітряних генераторів

Діапазон застосування вітрогенераторів досить широкий. Звичайно, можна використовувати вітряної генератор в чисто декоративних цілях. Зробили пропелер, поставили куди подобається, та ще й тріскачку до нього приробили - цікаво, цікаво. Вище говорилося, що за допомогою вітряків мололи зерно. Навряд чи зараз така необхідність є, але от воду качати даний агрегат цілком здатний. Невеликий вітряк при слабкому вітрі може підняти з колодязя або свердловини 30-50 літрів води за годину.

Останні 100 з гаком років вітряки використовуються для отримання електроенергії. Це найоптимальніший варіант застосування вітряних генераторів.

Види вітрогенераторів

Тепер, перш ніж вибрати вітряний генератор, подивимося які ж вони бувають.

Карусельні - з вертикальною віссю обертання.
Крильчасті - з горизонтальною віссю обертання.

Карусельні вітряні генератори, звичайно, мають свої переваги. Вони швидко набирають силу тяги при збільшенні сили вітру, а потім швидкість обертання залишається майже незмінною. Установка сама стежить «звідки вітер дме», отже, їй не потрібні ніякі додаткові пристрої. Карусельні вітроустановки тихохідні, що дозволяє застосовувати прості електросхеми для знімання енергії, зокрема асинхронні генератори.

У той же час тихохідність і обмежує застосування карусельних вітрогенераторів, так як змушує застосовувати підвищувальні редуктори - мультиплікатори, які мають дуже низький ККД. Без мультиплікатора таку установку експлуатувати проблемно; багатополюсні тихохідні генератори мало поширені, в усякому разі, в широкому продажі їх немає.

Крильчаті вітрогенератори мають велику швидкість обертання. Завдяки цій обставині вони можуть безпосередньо з'єднуватися з генератором, без мультиплікаторів

Лопаті крильчатого вітряного генератора повинні розташовуватися вертикально - перпендикулярно потоку повітря. Для досягнення цього застосовується спеціальний пристрій - стабілізатор. У крильчасті вітрогенераторів набагато вище коефіцієнт використання енергії вітру. У той же час швидкість обертання у них обернено пропорційна кількості крил. Внаслідок цього установки з кількістю лопатей більше трьох практично не використовуються.

Швидкість обертання і простота виготовлення зумовили широке застосування крильчасті вітрогенераторів.

Вибираємо вітряної генератор: розрахунок вітрогенератора

Для вибору агрегату необхідно точно визначити переважний напрямок і середню швидкість вітрів в тому місці, де передбачається встановити вітрогенератор. Слід пам'ятати, що початкова швидкість обертання лопатей вітрогенераторів дорівнює 2 м / с, а швидкість, при якій генератор працює з максимальною ефективністю, - 9-12 м / с. Ще одне зауваження. Потужність вітрогенератора залежить тільки від швидкості вітру і діаметра гвинта.

У спеціальній літературі є безліч формул розрахунку потужності вітроустановок. Наведу дві, найпростіші. Обидві вони дають приблизно однаковий результат.
Р = D2V3/7000, кВт, де
P - потужність,
D - діаметр гвинта в метрах,
V - швидкість вітру в м сек.
і
P = 0,6 хSxV ^ 3
P - це потужність, в Вт
S - площа (М2) на яку перпендикулярно дме вітер.
V - швидкість вітру, в метрах в секунду (у формулі - в кубі).

Виходить, при відомій середній швидкості вітру, вибір полягає в діаметрі гвинта установки. Ну і ще, порівняємо розрахунки з потребной потужністю. Якщо вона нас влаштовує, слава Богу, якщо ні, то або треба шукати інше джерело енергії, або будувати кілька вітряків.