Вивчаючи питання вибору вітроустановок, ми можемо зустріти досить багато різних видів. Основний тип ділення – горизонтальні і вертикальні. У чому ж різниця, які плюси та мінуси їх використання?

Зміст:

  • Принципи вибору
  • Види
  • Горизонтальні
  • Вертикальні
  • Відмінності
  • Застосування

Вітряки всіляких форм і розмірів зараз все частіше і частіше можна спостерігати над оселями наших громадян. Якщо ви зацікавилися можливістю виготовлення вітроустановки, використання сили вітру, дана стаття допоможе систематизувати знання, отримані з різних джерел, і створене вами дітище буде виконувати своє призначення, а не виявиться спочатку порожнім експонатом домашнього музею.

Вітроустановки: принципи вибору, види та відмінностіВітроустановки покликані допомагати вирішувати найрізноманітніші проблеми, що стоять перед людиною. Найчастіше її використовують для вироблення електроенергії, що в деяких районах може виявитися життєвою необхідністю, а ось вітряк (це, погодьтеся, теж свого роду ? вітроустановка) приводить в дію жорна без зайвих посередників ? ньютоновская механіка в чистому вигляді.

до змісту ?

Принципи вибору

Для початку формулюємо задачу, яку беремося вирішувати: для чого саме вам необхідна енергія вітру, який процес вона стане забезпечувати. Іншими словами, що буде споживачем. Далі, процес створення проекту майбутньої вітроустановки: доведеться вирішити будь вона буде типу, як конкретно буде передаватися енергія до кінцевого споживача (електричний струм або механічно ? у вигляді крутного моменту, поступальних рухів, як-то по-іншому).

У статті ми розповімо про типи найважливішого елемента вітроустановки — ротора, розберемо плюси і мінуси кожного варіанту. Також торкнемося тему застосування вироблюваної енергії. Сподіваємося, ця інформація допоможе вам на стадії проектування агрегату.

до змісту ?

Види

Основний розподіл на дві великі групи вітроустановки мають за розташуванням осі обертання: горизонтальні і вертикальні.

до змісту ?

Горизонтальні

Вітроустановки: принципи вибору, види та відмінностіПрототип ? вітряк. Величезні лопаті-крила вітроустановки обертаються у вертикальній площині, перетворюючи кінетичну енергію вітру в енергію обертового вала. Вісь обертання такої машини завжди повинна бути спрямована строго назустріч вітру. Це досягається установкою на осі позаду лопатей великого хвостового стабілізатора або застосуванням автомата, відстежує напрямок вітру, і оснащеного механічним приводом.

до змісту ?

Вертикальні

Вісь обертання перпендикулярна до поверхні землі, обертання лопатей відбувається паралельно землі.

Вітроустановки: принципи вибору, види та відмінності
Порівняємо ці два типи конструкцій. Є думка, що горизонтальні вітроустановки значно більш ефективні, так як вся енергія повітряних мас, що стикається з лопатями, що витрачається зі знаком плюс, тобто створює обертальний момент потрібної спрямованості. Чого не скажеш про іншу конструкції. Приблизно 30…40 % повітряного потоку, що впливає на вертикальний ротор, працює зі знаком мінус, знижуючи ККД установки.

Ще одним плюсом горизонтальній вітроустановки є велика швидкість обертання гвинта, а це важливо, якщо метою є вироблення електроенергії. Адже саморобна вітроелектричні установки включає генератор, який найчастіше береться готовий, приміром, автомобільний. І якщо генератор ВАЗ 2108 для вироблення електрики вимагає від 1500 об/хв, то горизонтальна вітроустановка видасть лише 100, а вертикальна і того менше ? 15…20. Отже, у разі застосування готового генератора для авторської вітроелектростанції, для горизонтального гвинта потрібно мультиплікатор (редуктор ? навпаки) з меншим передаточним числом, меншої маси.

до змісту ?

Відмінності

Головний недолік горизонтальній вітроустановки — змінне в часі напрямок осі обертання. Ось список вузлів, від яких можна відмовитися, якщо застосовується вітроустановка з розташуванням осі перпендикулярно землі;

1. Механізм довороту вітроустановки назустріч вітру, автоматичний з приводом або хвостовий стабілізатор. Вертикальна вітроустановка працює при будь-якому напрямку вітру, і повертати вісь нікуди не потрібно;

2. Система щіток і контактних кілець. Вітроустановка не може без них працювати, адже генератор обертається нагорі високої щогли вліво ? вправо, а вироблювана електрика потрібно внизу. До того ж деякі генератори вимагають подачі струму обмотки збудження;

Вітроустановки: принципи вибору, види та відмінності3. Громіздка висока щогла також не потрібно. Вертикальні турбіни можна розташовувати як завгодно низько, вони зберігають постійну положення, не вимагають запасу місця для поворотів за вітром. Як варіант: розташування на дахах будівель і споруд. Розрахунки показують, що установок однакової потужності для горизонтальної ? потрібно щогла вдвічі вище. І до того ж обслуговування вузлів і агрегатів, розташованих на землі або на десятиметрової вишки ? речі, погодьтеся, різні по складності;

4. Вважається, що велика вертикальна вітроустановка виходить на номінальну потужність при меншій швидкості вітру;

5. З досвіду застосування вітроустановок зазначено: у горизонтальних вітрогенераторів значно вище рівень шуму. Тим більше що зараз при створенні вітряків все ширше використовується принцип магнітної левітації, що зводить шуми практично до нуля.

до змісту ?

Застосування

Тепер про застосування отриманої енергії. Використання її в суто механічному вигляді ? справа дуже проблемне. Адже навряд чи когось влаштує чекати тиждень, поки швидкість вітру досягне необхідної сили, щоб приводиться ним у дію насос наповнив ваш басейн, купатися адже хочеться тут і зараз.

Тому найчастіше вітроустановку використовують для вироблення електричного струму. Електрику можна запасати, перетворювати, передавати на будь-які відстані. Одне АЛЕ. Для того щоб електрика, здобуту з допомогою саморобної вітроустановки, можна було запасати, а потім живити їм звичні побутові прилади, необхідно додатково:

  • Блок акумуляторних батарей немаленькою ємності;
  • 2. Контролер напруги. Адже якщо АКБ скажімо 12В, то заряджати їх потрібно напругою 13,6…14,5 В, але ніяк не 10 і не 40;
  • 3. І, нарешті, перетворювач з 12В на 220В постійного змінний.
  • Все перераховане коштує не малих грошей.

    Є варіант не вимагає такої ретельної обробки одержуваного електрики. Вітроелектричні установки служить для опалення будівлі. Тут можна успішно застосовувати і брудну електроенергію: з посиленням вітру електронагрівальний елемент (вбудований в систему парового опалення, або окремий калорифер) буде гріти сильніше.

    Схожі:
    Соц закладки