Jak se správně nazývá věc, která se otáčí ve větru?

Připojení k hlavní napájecí síti stále není dostupné všem. Existuje značný počet sídel, do kterých elektrické vedení nevede. A připojená města a obce kvůli celkovému zhoršování tratí pociťují časté výpadky proudu. Nedávno postavené rekreační vesnice navíc často nemají možnost napojit se na trať umístěnou ve značné vzdálenosti.

Řešení otázky napájení je tradičně přiřazeno benzínovým nebo naftovým elektrárnám, které vyžadují dodávku paliva, jsou rozmarné a vyžadují neustálé sledování. Přitom existují alternativní zdroje, které nevyžadují palivo. Jedním z nich je větrný generátor.

Co je větrný generátor?

větrný generátor je zařízení, které využívá větrnou energii k výrobě elektrického proudu. Vzduchové proudy volně se pohybující v atmosféře mají gigantickou energii a ta je zcela zdarma. Větrná energie je pokus ji získat a dobře využít.

Větrný generátor je soubor zařízení, která přijímají, zpracovávají a připravují energii k použití. Proudy větru interagují s rotorem větrného mlýna a způsobují jeho otáčení. Rotor je připojen přes rychloběh (nebo přímo) ke generátoru, který nabíjí baterie. Náboj je zpracován přes střídač do standardní formy (220 V, 50 Hz) a dodáván do spotřebitelských zařízení.

Na první pohled je komplex poměrně komplikovaný. Existují i ​​jednodušší konstrukce, například větrné turbíny, které pohánějí čerpadla. Složitá zařízení však vyžadují kompletní sadu zařízení schopnou zajistit stabilní a vysoce kvalitní napájení.

Proč je potřeba?

Charakteristickou vlastností elektřiny je, že ji lze vyrobit v libovolném množství, pokud to zařízení umožňuje. Jedním z takových zařízení je větrný generátor – vyrábí elektřinu. Větrná turbína je tedy elektrárna schopná napájet jak velké plochy s velkým počtem spotřebitelů, tak jednotlivé domy nebo spotřebiče.

Možnosti zařízení závisí na velikosti oběžného kola a výkonu generátoru. Tyto dva parametry jsou rozhodující a vzájemně na sobě závislé. Čím je rotor výkonnější, tím větší výkon může generátor otáčet a vyrábět tak velké množství energie.

Současně může být větrná turbína vytvořena samostatně a splňovat potřeby samostatné skupiny zařízení – například osvětlení, zásobování vodou, větrání atd. Tato selektivita je užitečná pro snížení nákladů na energii a zajištění nepřerušovaného napájení na starých, opotřebovaných vedeních.

Konstrukce a princip činnosti

Strukturálně větrné generátory kombinují mechanické, elektromechanické a elektrické části. Mechanický typ zahrnuje větrný mlýn, který přímo přijímá větrnou energii a převádí ji na rotační pohyb. Přenáší se na elektromechanické zařízení – generátor, který přeměňuje kinetickou energii rotace na elektrický proud. Poté fungují čistě elektronická zařízení:

• usměrňovač. Generátor vyrábí střídavý proud, který není vhodný pro nabíjení baterií. Pro další použití se musí narovnat, k čemuž slouží rektifikační zařízení.
• regulátor nabíjení. Zajišťuje včasné přepnutí baterií z režimu nabíjení do režimu spotřebitelského napájení, aby se zabránilo selhání baterie
• baterie (baterie). Akumuluje náboj nezbytný k udržení síťového napětí, když vítr slábne
• střídač Převádí stejnosměrný proud baterie na konvenční střídavý proud 220 V 50 Hz potřebný k napájení standardních spotřebičů.

Všechna uvedená elektronická zařízení jsou typická zařízení používaná u jakéhokoli typu větrného mlýna. Změna konstrukce oběžného kola nemá vliv na složení soupravy, pokud nedojde k výraznému zvýšení rychlosti otáčení, což vyžaduje změnu parametrů generátoru.

Typy větrných turbín

Existují dva hlavní typy větrných turbín, které mají zásadní rozdíly:

• horizontální
• vertikálně

V obou případech mluvíme o ose otáčení rotoru. Konstrukce různých modelů horizontálních zařízení se od sebe liší jen málo, připomínající domácí ventilátor nebo vrtuli. Vertikální zařízení mají mnohem větší rozmanitost konstrukčních typů, navenek se od sebe výrazně liší. Podívejme se na ně podrobněji:

Horizontální větrné turbíny

Horizontální návrhy mají větší účinnost, protože vnímají proudění větru pouze na pracovní straně lopatek. Nejrozšířenější jsou třílistá oběžná kola, ale u malých konstrukcí lze počet lopatek zvýšit.

Právě horizontální konstrukce se používají pro výrobu velkých průmyslových vzorů s obrovským rozpětím lopatek (více než 100 m), které v kombinaci tvoří docela produktivní elektrárny. Západoevropské země, jako je Dánsko, Německo a skandinávské země, aktivně využívají větrné turbíny k zásobování obyvatel energií.

Zařízení mají jednu nevýhodu – je třeba je mířit proti větru. U malých větrných generátorů je problém vyřešen instalací ocasu jako ocasu letadla, který automaticky umístí konstrukci ve větru. Velké modely mají speciální vodicí zařízení, které řídí polohu oběžného kola vzhledem k průtoku.

Vertikální struktury

Vertikální větrné generátory mají nižší účinnost, v důsledku čehož se používají k poskytování energie pouze jednotlivým spotřebitelům – soukromý dům, chata, skupina zařízení atd. Taková zařízení jsou nejvhodnější pro vlastní výrobu, protože mají širokou škálu konstrukčních možností a nevyžadují lezení na velmi vysoký stožár (ačkoli to pro ně není kontraindikováno).

Vertikální rotory mohou být sestaveny z jakýchkoli dostupných materiálů, jako vzorek lze použít jakýkoli typ z mnoha známých:

• Savonius nebo Darrieus rotory
• modernější Treťjakovský rotor
• ortogonální vzory
• helikoidní zařízení atd.

Není třeba podrobně popisovat všechny typy, protože jejich počet neustále roste. Téměř všechny novinky jsou založeny na vertikální ose rotace a jsou určeny pro použití v soukromých domech nebo usedlostech. Většina vývojů nabízí vlastní řešení hlavního problému vertikálních zařízení – nízké účinnosti. Některé možnosti mají poměrně vysoký výkon, ale mají složitou strukturu těla (například design Tretyakov).

Výpočet a výběr

Výpočet výkonu větrné turbíny sestává z výpočtu celkové spotřeby energie osvětlení, pomocných a domácích spotřebičů. Získaná hodnota se zvýší o 15-20% (pro případ nepředvídaných situací je nutná výkonová rezerva) a na základě těchto údajů je vypočítán nebo vybrán již hotový generátor.

Z jeho parametrů se pak sestaví zbytek sestavy – mechanické požadavky tvoří základ pro konstrukci větrného mlýna a provozní parametry – výkon, napětí, proud – slouží k vytvoření systému pro akumulaci a zpracování výsledného proudu.

Při výběru zařízení byste měli zajistit také malou (15-20%) rezervu chodu, která zajistí stabilitu komplexu v případě situací vyšší moci.

Výroba větrného mlýna vlastníma rukama

Hlavní práce, kterou je třeba udělat, je – výroba a montáž rotačního rotoru. Nejprve byste si měli vybrat typ konstrukce a její rozměry. Znalost potřebného výkonu zařízení a výrobních možností to pomůže určit.

Většinu součástek (ne-li všechny) bude nutné vyrobit samostatně, výběr tedy bude ovlivněn tím, jaké znalosti má tvůrce návrhu a jaké nástroje a zařízení nejlépe zná. Obvykle se nejprve vyrobí zkušební větrná turbína, s jejíž pomocí se zkontroluje výkon a specifikují se parametry konstrukce, poté se začne vyrábět funkční větrný generátor.