풍력 발전 용 터빈에서받는 대체 에너지는 사회에 큰 관심을두고 있습니다. 실제 가정 관행 수준에서 이에 대한 많은 확인이 있습니다.
교외 부동산 소유자는 자신의 손으로 풍차를 만들고 결과에 만족하지만 그 효과는 오래 지속될 수 있습니다. 이유는-조립하는 동안 풍력 발전기가 올바르게 계산되지 않았습니다.
동의합니다. 비효율적 인 설치를 위해 프로젝트에 시간과 돈을 쓰고 싶지 않습니다. 따라서 풍력 발전기를 계산하는 방법과 풍력 터빈의 주요 작업 단위를 선택하는 매개 변수를 이해하는 것이 중요합니다.
이 기사는 이러한 질문에 대한 해결책을 다룹니다. 재료의 이론적 부분은 풍력 발전기의 조립에 대한 실례와 실례로 보완됩니다.
풍력 발전기의 계산
풍력 에너지로부터 전기 재생 시스템을 계산하기 시작하는 곳은 어디입니까? 풍력 발전기에 대해 이야기하고 있다는 것을 고려할 때 특정 지역의 바람에 대한 예비 분석은 논리적으로 보입니다.
주어진 영역에 대한 풍속 및 특성 방향과 같은 설계 매개 변수는 중요한 설계 매개 변수입니다. 그들은 어느 정도 풍차의 전력 수준을 결정하며, 이는 달성 할 수 있습니다.
그러한 힘의 풍력 발전기를 상상하기는 어렵습니다. 그러나 유사한 디자인이 존재하고 효과적으로 작동합니다. 그러나 이러한 구조의 계산은 전통적인 에너지 원에 비해 상대적으로 작은 전력을 보여줍니다.
주목할만한 것은,이 과정은 장기적 특성 (최소 1 개월)이며, 이는 명백합니다. 하나 또는 두 개의 측정으로 풍속 및 가장 빈번한 방향의 가장 가능성있는 매개 변수를 계산하는 것은 불가능합니다.
수십 개의 측정이 필요합니다. 그럼에도 불구하고 효과적인 생산 시스템을 구축하려는 경우이 작업이 실제로 필요합니다.
풍차의 힘을 계산하는 방법
가정용 풍력 발전기, 특히 자신의 손으로 만든 풍력 발전기는 아직 고성능을 가진 사람들을 놀라게하지 않았습니다. 이해할 수 있습니다. 3m 이상의 로터 블레이드 범위를 가진 발전기가 장착 된 8-10m 높이의 거대한 돛대 만 상상하면됩니다. 약 2kW입니다.
이러한 전력의 풍차를 서비스하기 위해 최대 12 명까지 헬리콥터와 전문가 팀이 사용됩니다. 이러한 발전소를 계산하기 위해 더 많은 수의 수행자가 참여합니다.
일반적으로 풍력 발전기의 출력과 로터 블레이드의 필요한 스팬 비율을 나타내는 표준 테이블을 사용하는 경우 놀라지 않아도됩니다. 표에 따르면 10W 풍차에는 10m 프로펠러가 필요합니다.
500 와트 설계에는 직경 14m의 나사가 필요하며이 경우 블레이드 스팬 매개 변수는 개수에 따라 다릅니다. 블레이드가 많을수록 범위가 작아집니다.
그러나 이것은 풍속이 4m / s를 초과하지 않기 때문에 단지 이론입니다. 실제로 모든 것이 다소 다르며 오랫동안 유효했던 가정용 설치의 힘은 500 와트를 초과하지 않았습니다.
따라서 여기서 전력 선택은 일반적으로 평균 풍속 6-8 m / s의 250-500 W 범위로 제한됩니다.
회 전자의 직경과 블레이드 수에 대한 풍력 에너지 시스템의 전력 의존도 표. 이 표는 계산에 사용할 수 있지만 최대 4m / s의 풍속 매개 변수 (+)에서 컴파일을 고려합니다.
이론적 인 관점에서 풍력 발전소의 전력은 다음 공식으로 계산됩니다.
N = p * S * V3/2,
어디:
- 피 -공기 질량의 밀도;
- 에스 -프로펠러 블레이드의 총 취입 면적;
- V -공기 유량;
- 엔 -공기 유량.
N은 풍력 발전기의 전력에 큰 영향을 미치는 매개 변수이므로 설치의 실제 전력은 계산 된 N 값에 가깝습니다.
풍력 터빈 나사 계산
풍차를 설계 할 때 일반적으로 두 가지 유형의 나사가 사용됩니다.
- 숭고한 -수평면에서의 회전;
- 사 보니 우스 로터, 다리아 로터 -수직면에서의 회전.
모든 평면에서 회전하는 나사 디자인은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
Z = L * 승 / 60 / V
어디:
- 지 -스크류의 속도 (저속);
- 엘 -원의 날에 의해 기술 된 길이의 크기;
- 여 -스크류 회전 속도 (주파수);
- V -공기 유량.
이 공식에 기초하여, 회전 수 W, 회전 수를 쉽게 계산할 수있다.
이것은 "Rotor Darier"라는 스크류 디자인입니다. 이 버전의 프로펠러는 소형 전력 및 크기의 풍력 발전기 제조에 효과적인 것으로 간주됩니다. 나사 계산에는 몇 가지 특징이 있습니다.
네트워크에서 사용 가능한 테이블에서 회전 및 풍속의 작동 비율을 확인할 수 있습니다. 예를 들어, 두 개의 날이 있고 Z = 5 인 나사의 경우 다음 관계가 적용됩니다.
블레이드 수 | 속도 | 풍속 m / s |
2 | 5 | 330 |
또한 풍력 터빈 소품의 중요한 지표 중 하나는 단계입니다.
이 매개 변수는 다음 공식을 사용하여 판별 할 수 있습니다.
H = 2πR * tan α,
어디:
- 2π -상수 (2 * 3.14);
- 아르 자형 -블레이드에 의해 기술 된 반경;
- tg α -단면 각도.
이 기사에는 블레이드의 모양과 개수 및 제조 지침에 대한 추가 정보가 나와 있습니다.
풍차 발전기 선택
상기 방법에 의해 얻어진 스크류 (W)의 회전 속도의 계산 된 값을 가짐으로써, 대응하는 발전기를 이미 선택할 수있다.
예를 들어, 속도 Z = 5 인 경우 블레이드 수는 2이고 속도는 330rpm입니다. 8m / s의 풍속에서 발전기 전력은 약 300 와트 여야합니다.
"섹션에서"풍력 발전 발전기. 독립적으로 조립되는 가정용 풍력 발전 시스템의 발전기의 가능한 설계 중 하나의 대표적인 예
이러한 매개 변수를 사용하면 현대 전기 자전거의 건설에 사용되는 모터가 가정용 풍력 발전 단지의 발전기로 적합합니다. 부품의 전통적인 이름은 자전거 모터 (PRC 생산)입니다.
가정용 풍력 터빈 용 발전기를 만드는 것이 제안 된 전기 사이클 모터처럼 보입니다. 자전거 모터의 설계는 계산 및 개선이 거의없는 구현에 이상적입니다. 그러나 그들의 힘은 작다
전기 사이클 모터의 특성은 대략 다음과 같습니다.
모수 | 가치 |
전압 | 24 |
전력, W | 250-300 |
회전 속도, rpm | 200-250 |
토크, Nm | 25 |
사이클 모터의 긍정적 인 특징은 실제로 다시 실행할 필요가 없다는 것입니다. 저속 전기 모터로 건설적으로 개발되었으며 풍력 발전기에 성공적으로 사용될 수 있습니다.
풍차를 만들기 위해 자동차 발전기를 사용하거나 세탁기에서 장치를 조립할 수 있습니다.
충전 컨트롤러의 계산 및 선택
배터리 충전 컨트롤러는 국내 건설을 포함하여 모든 유형의 풍력 발전 설비에 필요합니다.
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풍차 용 표준 컨트롤러
풍력 발전기 연결 다이어그램의 컨트롤러
개인 발전소 배터리
태양 전지판과 풍차 결합
이 장치의 계산은 장치의 전기 회로 선택으로 축소되어 풍력 시스템의 계산 된 매개 변수에 해당합니다.
이 매개 변수 중 주요 매개 변수는 다음과 같습니다.
- 발전기의 정격 및 최대 전압;
- 가능한 최대 발전기 전력;
- 가능한 최대 배터리 충전 전류;
- 배터리 전압;
- 주위 온도;
- 환경 습도 수준.
제시된 매개 변수, 자체 충전 컨트롤러 어셈블리 또는 완성 된 장치의 선택을 기반으로합니다.
풍력 발전소의 일부로 사용되는 배터리 충전 컨트롤러. 기존 시스템과의 정확한 조정을 위해 기술 사양 만 면밀히 연구해야하는 산업용 제조 장치
물론, 약한 공기 흐름의 흐름에서 쉬운 시작 기능을 제공하는 회로를 가진 장치를 선택 (또는 조립)하는 것이 좋습니다. 다른 전압 (12, 24, 48V)의 배터리와 함께 사용하도록 설계된 컨트롤러도 환영합니다.
마지막으로 컨트롤러 회로를 계산 (선택) 할 때 인버터 제어와 같은 기능의 존재를 잊지 않는 것이 좋습니다.
시스템의 배터리 선택
실제로, 다른 유형의 배터리가 사용되며 거의 모두 풍력 에너지 시스템의 일부로 사용하기에 매우 적합합니다. 그러나 구체적인 선택은 어쨌든 이루어져야합니다. 풍차 시스템의 매개 변수에 따라 배터리 선택은 전압, 용량, 충전 조건에 따라 수행됩니다.
가정용 풍차의 고전적인 구성 요소는 고전적인 납축 전지입니다. 그들은 실용적인 의미에서 좋은 결과를 보여주었습니다. 또한이 유형의 배터리 비용은 다른 유형에 비해 더 수용 가능합니다.
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소형 발전 소용 배터리
풍력 터빈 충전 처리 장비
랙에 배터리 배치
배터리 선택 지침
납산 배터리는 특히 충전 / 방전 조건에 소박하지만 컨트롤러가없는 시스템에는 배터리를 포함시킬 수 없습니다.
본격적인 자동화 시스템을 갖춘 풍력 발전기 세트에 전문적으로 제작 된 충전 컨트롤러가있는 경우 AGM 또는 헬륨 배터리를 사용하는 것이 합리적입니다.
배터리 팩 가정용 풍력 발전기. 전선의 혼란과 보관 요구 사항을 고려할 때 최선의 선택은 아닙니다. 이러한 에너지 저장 상태에서는 장기적인 효과에 의지 할 수 없습니다.
두 가지 유형의 에너지 저장 장치는 효율성과 수명이 길지만 충전 조건에 대한 요구 사항이 높습니다.
소위 헬륨 형 기갑 배터리에도 동일하게 적용됩니다. 그러나 가정용 풍차에 대한 이러한 배터리의 선택은 가격에 의해 크게 제한됩니다. 그러나이 고가의 배터리 수명은 다른 모든 유형에 비해 가장 길다.
이 배터리는 또한보다 중요한 충전 / 방전 주기로 구별되지만 고품질 충전기를 사용해야합니다.
가정용 풍력 터빈의 인버터 계산
가정 에너지 풍력 터빈의 설계에 하나의 12 볼트 배터리가 포함되어 있으면 그러한 시스템에 인버터를 설치하는 것이 좋습니다.
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소형 발전 소용 인버터
직류 변환기의 작동
모듈 식 시스템 조립 원리
평균 전력 소비량은 최대 부하에서 최소 4kW입니다. 따라서 결론 : 그러한 전력을위한 배터리 수는 10 개 이상, 바람직하게는 24 볼트의 전압이어야합니다. 이러한 많은 배터리의 경우 이미 인버터를 설치하는 것이 좋습니다.
그러나 각각 24W의 전압으로 10 개의 배터리에 완전한 에너지를 공급하고 안정적으로 충전을 유지하려면 적어도 2-3kW의 풍력 터빈이 필요합니다. 분명히 간단한 가구 구조의 경우 그러한 힘을 끌 수 없습니다.
소형 가정용 전원 설치에 사용할 수있는 소형 전원 인버터 (600W). 220 볼트의 전압으로 이러한 장비에서 TV 또는 소형 냉장고에 전원을 공급할 수 있습니다. 샹들리에의 램프에 충분한 전류가 없습니다
그러나 인버터 전력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
- 모든 소비자의 힘을 요약하십시오.
- 소비 시간을 결정하십시오.
- 최대 부하를 결정하십시오.
구체적인 예를 들면 다음과 같습니다.
가전 제품을 부하로 사용하십시오 : 조명 램프-3 개. 각각 40W, 텔레비전 수신기-120W, 소형 냉장고 200W. 우리는 3 * 40 + 120 + 200의 전력을 요약하고 440 와트의 출력을 얻습니다.
우리는 평균 4 시간 동안 소비자의 힘을 결정합니다 : 440 * 4 = 1760 와트. 소비 시간에 따른 획득 된 전력 값에 기초하여, 2 kW의 출력 전력을 갖는 그러한 장치들 중에서 인버터를 선택하는 것이 논리적으로 보인다.
이 값을 기반으로 필요한 장치의 전류 전압 특성이 계산됩니다 : 2000 * 0.6 = 1200 V / A.
가정용 풍력 발전기로부터 에너지를 재생산하고 분배하는 고전적인 방식. 그러나 이러한 많은 장치에 장기적인 에너지를 공급하기 위해서는 충분히 강력한 설치가 필요합니다 (+)
실제로 가전 제품을위한 전체 장비가있는 3 명 가족의 가정에서 발생하는 부하는 예제에서 계산 된 것보다 높습니다. 일반적으로로드 연결 시간 측면에서이 매개 변수는 4 시간을 초과합니다. 따라서 풍력 발전 시스템의 인버터는보다 강력한 인버터를 필요로합니다.
풍차의 예비 계산은 독립적 인 조립뿐만 아니라 유용합니다. 기성품 풍력 발전기를 선택할 때 최적의 매개 변수를 결정해야합니다.
어떤 경우에도 계산 된 데이터를 사용해야합니다. 산업용 발전소이든 가정용으로 제조 되든 각 노드의 계산에는 항상 장치의 최대 효율과 가장 중요한 작동 안전성이 수반됩니다.
미리 만들어진 계산은 프로젝트의 실현 가능성을 결정하고 프로젝트가 얼마나 비싸거나 경제적인지 확립하는 데 도움이됩니다.
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