Maksimalna dopuštena brzina vjetra za rad generatora vjetra vlastitim rukama je 20-25 metara u sekundi. Ako se ovaj protok zraka prekorači, rad stanice mora biti ograničen. Štoviše, to se mora učiniti čak i ako je vjetrenjača male brzine.

Naravno da je malo vjerojatno domaća vjetrenjača bit će moguće vrtjeti do takve brzine da će se potpuno srušiti. Ali postoji mnogo slučajeva u povijesti gdje su entuzijasti izgradili vlastite vjetroturbine, ali nisu pružili nikakvu zaštitu od jak vjetar. Zbog toga čak ni jake osovine autogeneratora nisu mogle izdržati cjelokupno opterećenje i lomile su se kao šibice. Stoga, ako je vjetar jak, pritisak na rep se značajno povećava, au slučaju nagle promjene smjera strujanja zraka, generator će se naglo zavrtjeti.

Uzimajući u obzir činjenicu da se pri velikim brzinama vjetra rotor generatora može vrtjeti prilično brzo, cijela se struktura pretvara u žiroskop koji se opire svakoj rotaciji. To dovodi do koncentriranja značajnih opterećenja na osovini generatora između vjetrobranskog kotača i okvira.

Između ostalog, kotač promjera 2 metra imat će veliki aerodinamički otpor. Pri jakom vjetru to može rezultirati velikim opterećenjem jarbola. Stoga, za pouzdaniji i dugotrajniji rad generatora vjetra, vrijedi se brinuti o zaštiti.

Najlakši način za korištenje takozvane bočne lopate za takve svrhe. Ovo je vrlo jednostavan uređaj koji može značajno uštedjeti novac, trud i vrijeme utrošeno na izgradnju stanice.

Rad takvog uređaja je da kada je radni vjetar brzine 8 m/s, pritisak vjetra na konstrukciju je manji od pritiska zaštitne opruge. To omogućuje generatoru da normalno radi i ostane uz vjetar uz pomoć svojih repova. Kako se vjetrenjača ne bi sklopila tijekom rada, između bočne lopate i repa nalazi se nastavak. Ali s jakim protokom vjetra, pritisak na kotač vjetra premašuje silu pritiska opruge, kao rezultat toga aktivira se zaštita. Kada se generator počne sklapati, struja vjetra udara u vjetrogenerator pod kutom, što ozbiljno smanjuje njegovu snagu.

Pri vrlo velikim brzinama vjetra zaštita potpuno preklapa generator koji leži paralelno sa smjerom strujanja vjetra. Kao rezultat toga, rad vjetrenjače gotovo potpuno prestaje. Vrijedno je napomenuti da u ovom slučaju rep repa nije kruto pričvršćen za okvir, već ima mogućnost rotacije. Šarka koja se koristi mora biti izrađena od čelika visoke čvrstoće, a njezin promjer ne smije biti manji od 12 milimetara.

Izrada generatora vjetra vlastitim rukama

Nakon što ste kupili generator, možete početi sastavljati generator vjetra vlastitim rukama. Slika prikazuje strukturu vjetroelektrane. Metoda pričvršćivanja i rasporeda čvorova može biti različita i ovisi o individualnim mogućnostima dizajnera, ali morate se pridržavati dimenzija glavnih čvorova na Sl. 1. Ove dimenzije su odabrane za određenu vjetroelektranu, uzimajući u obzir dizajn i dimenzije vjetroelektrane.

Električni generator za vjetroelektrane

Prilikom odabira generatora električna struja Za vjetroelektranu, prije svega, morate odrediti brzinu vrtnje kotača vjetra. Brzina rotacije kotača vjetra W (pod opterećenjem) može se izračunati pomoću formule:

Š=V/D*Z*60,
L=π*D,

gdje je V brzina vjetra, m/s; L - opseg, m; D je promjer kotača vjetra; Z je indikator brzine kotača vjetra (vidi tablicu 2).

Tablica 2. Indikator brzine kotača vjetra

Ako u ovu formulu zamijenimo podatke za odabrani vjetrokotač promjera 2 m i 6 lopatica, dobit ćemo frekvenciju vrtnje. Ovisnost učestalosti o brzini vjetra prikazana je u tablici. 3.

Tablica 3. Okreti kotača vjetra promjera 2 m sa šest lopatica ovisno o brzini vjetra

Uzmimo da je najveća radna brzina vjetra 7-8 m/s. Pri jačem vjetru rad vjetrogeneratora bit će nesiguran i morat će se ograničiti. Kao što smo već utvrdili, pri brzini vjetra od 8 m/s maksimalna snaga odabrane konstrukcije vjetroelektrane iznosit će 240 W, što odgovara brzini vrtnje kotača vjetra od 229 o/min. To znači da trebate odabrati generator s odgovarajućim karakteristikama.

Srećom, vremena potpune nestašice "potonula su u zaborav" i nećemo morati tradicionalno prilagođavati automobilski generator iz VAZ-2106 na vjetroelektrana. Problem je što je takav automobilski generator, na primjer, G-221, brz s nazivnom brzinom od 1100 do 6000 o / min. Ispostavilo se da bez mjenjača naš kotač za vjetar male brzine neće moći vrtjeti generator do radne brzine.

Nećemo napraviti mjenjač za našu "vjetroturbinu", pa ćemo odabrati drugi generator niske brzine da jednostavno pričvrstimo vjetrobran na osovinu generatora. Za to je najprikladniji motor za bicikl, posebno dizajniran za motor kotača bicikala. Takvi biciklistički motori imaju niske radne brzine i lako mogu raditi u generatorskom načinu rada. Prisutnost permanentnih magneta u ovom tipu motora značit će da nema problema s pobudom generatora kao što je slučaj npr. asinkroni motori naizmjenična struja, koji obično koriste elektromagnete (pobudni namot). Bez dovođenja struje u namot polja, takav motor neće proizvoditi struju pri rotaciji.

Osim toga, vrlo zgodna karakteristika motora za bicikle je da su motori bez četkica, što znači da ne zahtijevaju zamjenu četkica. U tablici Na slici 4 prikazan je primjer tehničkih karakteristika motora bicikla snage 250 W. Kao što vidimo iz tablice, ovaj motor za bicikl savršen je kao generator za vjetroturbinu snage 240 W i maksimalne brzine kotača vjetra od 229 o/min.

Tablica 4. Tehnički podaci Motor za bicikle 250 W

Izrada generatora vjetra vlastitim rukama

Nakon što ste kupili generator, možete početi sastavljati generator vjetra vlastitim rukama. Slika prikazuje strukturu vjetroelektrane. Metoda pričvršćivanja i rasporeda čvorova može biti različita i ovisi o individualnim mogućnostima dizajnera, ali morate se pridržavati dimenzija glavnih čvorova na Sl. 1. Ove dimenzije su odabrane za određenu vjetroelektranu, uzimajući u obzir dizajn i dimenzije vjetroelektrane.

Na sl. Na slici 1 prikazane su dimenzije bočne lopate (1), repa s perajima (2), kao i poluga (3) preko koje se prenosi sila od opruge. Rep s perima za okretanje kotača vjetra u vjetru mora biti izrađen prema dimenzijama na sl. 1 od profilna cijev 20x40x2,5 mm i krovno željezo kao perje.

Generator treba montirati na takvoj udaljenosti da minimalna udaljenost bilo je najmanje 250 mm između lopatica i jarbola. Inače, nema jamstva da se lopatice, savijajući se pod utjecajem vjetra i žiroskopskih sila, neće slomiti o jarbol.

Izrada lopatica

DIY vjetrenjača obično počinje s lopaticama. Najviše prikladan materijal Za proizvodnju lopatica vjetrenjača male brzine koristi se plastika, odnosno plastična cijev. Najlakši način za izradu oštrica od plastične cijevi je taj što zahtijeva malo rada i početniku je teško pogriješiti. Također, za razliku od drvenih oštrica, plastične oštrice zajamčeno neće biti oštećene vlagom.

Cijev mora biti PVC promjera 160 mm za tlačni cjevovod ili kanalizaciju, npr. SDR PN 6.3. Takve cijevi imaju debljinu stijenke od najmanje 4 mm. Cijevi za protočnu kanalizaciju nisu prikladne! Ove cijevi su pretanke i lomljive.

Fotografija prikazuje vjetrobran sa slomljenim lopaticama. Ove su oštrice izrađene od tankih PVC cijevi(za netlačnu kanalizaciju). Savili su se pod pritiskom vjetra i razbili o jarbol.

Izračun optimalnog oblika oštrice prilično je kompliciran i nema potrebe da ga ovdje predstavljamo, prepustite se profesionalcima. Dovoljno nam je izraditi oštrice pomoću već izračunate šablone prema sl. 2, koja prikazuje dimenzije predloška u milimetrima. Trebate samo izrezati takav predložak iz papira (fotografija predloška oštrice u omjeru 1:2), zatim pričvrstiti 160 mm na cijev, nacrtati obris predloška na cijevi markerom i izrezati oštrice pomoću ubodne pile ili ručno. Crvene točke na Sl. Slika 2 prikazuje približan položaj nosača oštrice.

Kao rezultat, trebali biste imati šest oštrica, oblikovanih kao na fotografiji. Da bi dobivene oštrice imale viši KIJEV i stvarale manje buke pri rotaciji, potrebno je brusiti oštri kutovi i rubove, te brusite sve grube površine.

Za pričvršćivanje lopatica na tijelo motora bicikla potrebno je koristiti glavu motora za vjetar, koja je disk izrađen od mekog čelika debljine 6-10 mm. Na njega je zavareno šest čeličnih traka debljine 12 mm i ugradbene duljine 30 cm s rupama za pričvršćivanje noževa. Disk je pričvršćen na tijelo motora bicikla pomoću vijaka i protumatica kroz rupe za pričvršćivanje žbica.

Nakon izrade kotača za vjetar potrebno ga je uravnotežiti. Da biste to učinili, kotač vjetra je fiksiran na visini strogo horizontalni položaj. Preporučljivo je to učiniti u zatvorenom prostoru, gdje nema vjetra. S uravnoteženim kotačem vjetra, lopatice se ne bi trebale spontano okretati. Ako je neka lopatica teža, mora se brusiti od kraja dok se ne uravnoteži u bilo kojem položaju kotača vjetra.

Također morate provjeriti okreću li se sve lopatice u istoj ravnini. Da biste to učinili, izmjerite udaljenost od kraja donje oštrice do nekog predmeta u blizini. Zatim se kotač vjetra okreće i mjeri se udaljenost od odabranog objekta do ostalih lopatica. Udaljenost od svih oštrica treba biti unutar +/- 2 mm. Ako je razlika veća, tada se iskrivljenje mora ukloniti savijanjem čelične trake na koju je pričvršćena oštrica.

Pričvršćivanje generatora (motor bicikla) ​​na okvir

Budući da generator doživljava teška opterećenja, uključujući žiroskopske sile, treba ga sigurno pričvrstiti. Sam motor bicikla ima jaku osovinu jer se koristi pod velikim opterećenjem. Dakle, njegova osovina mora izdržati težinu odrasle osobe pod dinamičkim opterećenjima koja nastaju tijekom vožnje biciklom.

Ali motor bicikla montiran je na okvir bicikla s obje strane, a ne s jedne, kao što bi bio slučaj kada radi kao generator struje za vjetroelektranu. Stoga se osovina mora pričvrstiti na okvir, koji je metalni dio s navojnom rupom za zavrtanje na osovinu motora bicikla odgovarajućeg promjera (D) i četiri montažne rupe za pričvršćivanje čeličnim vijcima M8 na okvir.

Preporučljivo je koristiti maksimalnu duljinu slobodnog kraja osovine za pričvršćivanje. Kako bi se spriječilo okretanje osovine u okviru, ona mora biti pričvršćena maticom i sigurnosnom pločicom. Najbolje je izraditi okvir od duraluminija.

Za izradu okvira vjetrogeneratora, odnosno baze na kojoj će se nalaziti svi ostali dijelovi, potrebno je koristiti čeličnu ploču debljine 6-10 mm ili dio kanala odgovarajuće širine (ovisno o vanjskom promjeru vjetrogeneratora). rotacijska jedinica).

Izrada odvodnika struje i rotacijske jedinice

Ako jednostavno spojite žice na generator, prije ili kasnije žice će se uvrnuti kada se vjetrenjača okreće oko svoje osi i slomiti. Da se to ne dogodi, potrebno je koristiti pokretni kontakt - kolektor struje, koji se sastoji od čahure od izolacijskog materijala (1), kontakata (2) i četkica (3). Za zaštitu od padalina, kontakti kolektora struje moraju biti zatvoreni.

Za izradu kolektora struje generatora vjetra prikladno je koristiti ovu metodu: prvo se kontakti postavljaju na gotov rotacijski sklop, na primjer, izrađen od debele mesingane ili bakrene žice pravokutnog presjeka (koristi se za transformatore), kontakti već moraju imati zalemljene žice (10), za što treba koristiti jednu - ili višežilnu bakrenu žicu presjeka najmanje 4 mm 2. Kontakti se pokriju plastičnom čašom ili drugom posudom, zatvori se rupa u potpornoj čahuri (8) i napuni epoksidnom smolom. Na fotografiji je epoksidna smola s dodatkom titanijevog dioksida. Nakon stvrdnjavanja epoksi smola dio se brusi na tokarilica prije nego što se kontakti pojave.

Najbolje je koristiti bakreno-grafitne četke iz pokretača automobila s ravnim oprugama kao pokretni kontakt.

Da bi se vjetrogenerator vrtio po vjetru, potrebno je osigurati pokretnu vezu između okvira vjetrogeneratora i fiksnog jarbola. Ležajevi su smješteni između potporne čahure (8), koja je preko prirubnice spojena na cijev jarbola pomoću vijaka, i spojke (6) koja je lučno zavarena (5) na okvir (4). Za lakše okretanje potrebna vam je zakretna jedinica s ležajevima (7). unutarnji promjer ne manje od 60 mm. Valjkasti ležajevi su najprikladniji jer bolje podnose aksijalna opterećenja.

Zaštita vjetroelektrane od orkanskih vjetrova

Maksimalna brzina vjetra pri kojoj ova vjetroelektrana može raditi je 8-9 m/s. Ako je brzina vjetra veća, mora se ograničiti rad vjetroelektrane.

Naravno, ova predložena vrsta vjetrenjača za vlastitu izradu je mala brzina. Malo je vjerojatno da će se lopatice vrtjeti ekstremno velikim brzinama pri kojima će se srušiti. Ali ako je vjetar prejak, pritisak na rep postaje vrlo značajan, a ako se smjer vjetra naglo promijeni, vjetrogenerator će se naglo okrenuti.

S obzirom na to da se lopatice pri jakom vjetru brzo okreću, vjetrobran se pretvara u veliki, teški žiroskop koji odolijeva svim okretima. Zbog toga nastaju značajna opterećenja između okvira i kotača vjetra, koji su koncentrirani na osovini generatora. Poznati su brojni slučajevi gdje su amateri vlastitim rukama gradili vjetrogeneratore bez ikakve zaštite od uraganskih vjetrova, a zbog značajnih žiroskopskih sila dolazilo je do lomljenja jakih osovina automobilskih generatora.

Osim toga, vjetrobran sa šest lopatica promjera 2 m ima značajan aerodinamički otpor, a pri jakom vjetru značajno će opteretiti jarbol.

Stoga, kako bi domaći vjetrogenerator služio dugo i pouzdano, a vjetrobran ne bi pao na glave prolaznika, potrebno ga je zaštititi od uraganskih vjetrova. Vjetrenjaču ćete najlakše zaštititi bočnom lopatom. Ovo je prilično jednostavan uređaj koji se pokazao u praksi.

Rad bočne lopate je sljedeći: pri radnom vjetru (do 8 m/s) pritisak vjetra na bočnu lopatu (1) manji je od krutosti opruge (3), a vjetrenjača je postavljena pribl. u vjetar pomoću repa. Kako opruga ne bi sklopila vjetrenjaču kada je radni vjetar veći od potrebnog, između repa (2) i bočne lopate zategnuta je nosila (4).

Kada brzina vjetra dosegne 8 m/s, pritisak na bočnu lopatu postaje jači od sile opruge i vjetrogenerator se počinje sklapati. U tom slučaju struja vjetra počinje se približavati lopaticama pod kutom, što ograničava snagu kotača vjetra.

Kada je vjetar jako jak, vjetrenjača se potpuno sklopi i lopatice postave paralelno sa smjerom vjetra, vjetrenjača praktički prestaje s radom. Imajte na umu da rep koljena nije kruto povezan s okvirom, već se okreće na zglobu (5), koji mora biti izrađen od konstrukcijskog čelika i imati promjer od najmanje 12 mm.

Dimenzije bočne lopate prikazane su na sl. 1. Samu bočnu lopatu, kao i rep, najbolje je napraviti od profilne cijevi 20x40x2,5 mm i čelični lim debljine 1-2 mm.

Kao radnu oprugu možete koristiti bilo koje opruge od ugljičnog čelika sa zaštitnim premazom od cinka. Glavna stvar je da je u ekstremnom položaju sila opruge 12 kg, au početnom položaju (kada se vjetrenjača još ne sklapa) - 6 kg.

Za izradu nosiljke treba koristiti čeličnu biciklističku sajlu, krajevi sajle su savijeni u omču, a slobodni krajevi pričvršćeni s osam zavoja bakrene žice promjera 1,5-2 mm i zalemljeni kositrom.

Jarbol vjetroturbine

Čelični jarbol može se koristiti kao jarbol za vjetroelektranu. cijev za vodu promjera od najmanje 101-115 mm i minimalne duljine od 6-7 metara, pod uvjetom da postoji relativno otvoreno područje gdje nema prepreka vjetru na udaljenosti od 30 m.

Ako se vjetroelektrana ne može postaviti na otvorenom prostoru, onda se ne može ništa učiniti. Potrebno je povećati visinu jarbola tako da kotač vjetra bude najmanje 1 m viši od okolnih prepreka (kuće, drveće), inače će se znatno smanjiti proizvodnja električne energije.

Treba postaviti bazu samog jarbola betonski jastuk da se ne utisne u raskvašeno tlo.

Montažne kabele od pocinčanog čelika promjera najmanje 6 mm treba koristiti kao zatezne žice. Zatezne žice su pričvršćene na jarbol pomoću stezaljke. Na tlu se sajle pričvršćuju na jake čelične klinove (od cijevi, kanalice, kutnika itd.), koji se ukopavaju u zemlju pod kutom do pune dubine od jednog i pol metra. Još je bolje ako su u podnožju dodatno zabrtvljeni betonom.

Budući da sklop jarbola s vjetrogeneratorom ima značajnu težinu, potrebno je ručna instalacija trebate koristiti protuuteg napravljen od istog čelična cijev, poput jarbola ili drvena greda 100x100 mm s utegom.

Električna shema vjetroelektrane

Slika prikazuje najjednostavniji krug punjenja baterije: tri stezaljke iz generatora spojene su na trofazni ispravljač, koji se sastoji od tri diodna polumosta spojena paralelno i spojena zvijezdom. Diode moraju biti naznačene za minimalni radni napon od 50 V i struju od 20 A. Budući da će maksimalni radni napon generatora biti 25-26 V, vodovi ispravljača spojeni su na dvije serijski spojene baterije od 12 V.

Kada koristite ovaj najjednostavniji krug, punjenje baterija se odvija na sljedeći način: pri niskom naponu manjem od 22 V, punjenje baterija se događa vrlo slabo, jer je struja ograničena unutarnjim otporom baterija. Pri brzini vjetra od 7-8 m/s, generirani napon generatora bit će u rasponu od 23-25 ​​V, te će započeti intenzivan proces punjenja baterija. Pri većim brzinama vjetra, rad vjetrogeneratora bit će ograničen na bočnu lopatu. Za zaštitu baterija (tijekom hitnog rada vjetroelektrane) od prekomjerno jake struje, strujni krug mora imati osigurač naznačen za maksimalnu struju od 25 A.

Kao što vidite, ovo jednostavan sklop ima značajan nedostatak - pri mirnom vjetru (4-6 m/s) baterija se praktički neće puniti, a upravo se takvi vjetrovi najčešće nalaze na ravnom terenu. Za punjenje baterija pri slabom vjetru potrebno je koristiti regulator punjenja koji je spojen ispred baterija. Regulator punjenja automatski će pretvoriti potrebni napon, a regulator je i pouzdaniji od osigurača te sprječava prekomjerno punjenje baterija.

Za napajanje koristiti punjive baterije Kućanski aparati dizajniran za izmjenični napon od 220 V, trebat će vam dodatni pretvarač za pretvaranje istosmjernog napona od 24 V odgovarajuće snage, koja se odabire ovisno o vršnoj snazi. Na primjer, ako ćete na inverter spojiti rasvjetu, računalo ili hladnjak, onda je sasvim dovoljan inverter snage 600 W, ali ako planirate dodatno koristiti električnu bušilicu ili cirkular(1500 W), tada biste trebali odabrati pretvarač od 2000 W.

Slika prikazuje složeniji električni dijagram: kod njega se struja iz generatora (1) najprije ispravlja u trofaznom ispravljaču (2), zatim regulatorom punjenja (3) stabilizira napon i puni baterije od 24 V (4). Za hranu Kućanski aparati priključen je pretvarač (5).

Struje iz generatora dosežu desetke ampera, tako da biste trebali koristiti sve uređaje u krugu bakrene žice opći presjek 3-4 mm 2.

Preporučljivo je uzeti bateriju kapaciteta najmanje 120 a/h. Ukupni kapacitet baterije ovisit će o prosječnom intenzitetu vjetra u regiji, kao io snazi ​​i frekvenciji priključenog opterećenja. Točnije, potrebni kapacitet će se znati tijekom rada vjetroelektrane.

Njega vjetroelektrane

Razmatrani vjetrogenerator male brzine za DIY proizvodnju, u pravilu, dobro počinje pri slabom vjetru. Za normalan rad generatora vjetra morate se pridržavati sljedećih pravila:

1. Dva tjedna nakon pokretanja, spustite generator vjetra pri slabom vjetru i provjerite sve pričvršćivače.

Aeratori vode na vjetar

Odlučio sam svoj rad objaviti kao zasebnu temu.
Bilo je puno eksperimenata i testova (a sada se trenutno sve nove ideje testiraju), puno grešaka, ali i dobre odluke također su pronađeni, koji su, usput, već radili na spašavanju ribe.
Zašto je to posebna tema - predlažem da zainteresirani razgovaraju o konstruktivnim dijelovima. Možda možemo zajedno pronaći učinkovitija rješenja.
Internetska pretraga ni prije 3 godine ni sada nije dala rezultate. Sada postoje poveznice na moje videozapise na YouTubeu
Nastavit će se...

Kako zaštititi generator vjetra od jakih vjetrova?Na primjer, tijekom uragana, lopatice mogu lako propasti i odletjeti. Ili, što je još gore, jarbol neće izdržati, na primjer, zatezna užad će se otkinuti i vjetrogenerator će se srušiti i pomesti sve na putu pada. Naravno, za male vjetrenjače s promjerom propelera do 1,5 m zaštita od jakih vjetrova nije posebno važna, jer nema tako ogromnog pritiska na propeler. Ali za velike vjetrenjače obavezna je zaštita od oluje; veliki propeler doživljava ogroman pritisak tijekom uragana, a lopatice ne samo da mogu odletjeti, već i čelične sajle može se potrgati ili iščupati iz zemlje. Pa, općenito, mislim da je jasno da je bolje ne postavljati vjetrenjaču bez zaštite, pogotovo u blizini ljudi i zgrada; uragani se ipak događaju barem jednom godišnje.

Tvornički vjetrogeneratori već imaju zaštitu od oluje, za male vjetroturbine obično se koristi električna kočnica. To jest, kada se postigne određena brzina, regulator pulsira faze generatora i propeler gubi brzinu, smanjujući snagu. Ili zaštite uopće nema i regulator usporava kratkim spojem generatora tek kada napon prijeđe određenu vrijednost, primjerice 14 volti za sustav od dvanaest volti. Za domaće male vjetrenjače često se izrađuju domaći regulatori (regulatori balasta), koji također usporavaju vjetrenjaču kada je napon prekoračen i usporavaju uključivanjem dodatnog opterećenja u obliku žarulja ili nichrome spirala, tennova. Ili kupuju gotove kontrolere gdje sve već postoji, uključujući kočenje i prisilno zaustavljanje vjetrenjača.

Velike vjetrenjače, osim kontrolera, moraju imati i mehaničku zaštitu, budući da veliki propeleri pri jakom vjetru uzmu enormnu snagu i pređu u overdrive, a ni potpuno zatvaranje generatora ne zaustavlja propeler. Kod tvorničkih vjetrenjača zaštita se obično izvodi okretanjem repa i okretanjem propelera od vjetra. "Hvatači vjetra" temelje se na dugoj klasičnoj metodi odmicanja propelera od vjetra preklapanjem repa. O ovoj shemi će se dalje raspravljati.

Snažan krug zaštite od vjetra

Ovako funkcionira zaštita. Kada nema vjetra i propeler se ne okreće, rep je nagnut pod 45 stupnjeva i visi u stranu. S pojavom vjetra, propeler se okreće i počinje okretati, a rep se okreće s vjetrom i poravnava. Kada se prekorači određena brzina vjetra, pritisak na propeler postaje veći od težine repa i on se okreće u stranu, a rep se sklapa. Čim vjetar oslabi, rep se pod težinom ponovno rasklopi i propeler usmjeri prema vjetru. Kako rep ne bi oštetio lopatice prilikom preklapanja, zavaren je graničnik.

Princip zaštite generatora vjetra

Ovdje glavnu ulogu igra težina repa i njegova duljina i površina perja, kao i udaljenost za koju se pomiče os rotacije propelera. Postoje formule za izračune, ali radi praktičnosti ljudi su napisali Excel tablice koje sve izračunaju u dva klika. Ispod su dva znaka preuzeta s foruma windpower-russia.ru

Snimka zaslona prvog znaka. Unesite podatke u žuta polja i dobijete željenu duljinu repa i težinu njegovog vrha. Zadana površina repa je 15-20% zahvatne površine propelera.

Izračun repa

Druga ploča je malo drugačija.Ovdje možete promijeniti horizontalni kut otklona repa. U prvoj tablici smatra se 45 stupnjeva, ali ovdje se može mijenjati na isti način kao i okomito odstupanje. Plus je dodana opruga, koja dodatno drži rep. Opruga je ugrađena kao otpor savijanju repa za brži povratak i smanjenje težine repa. Izračun također uzima u obzir površinu repnog pera.

Download - Izračun repa 2.xls

Izračun repa 2

Težina repa i drugi parametri također se mogu izračunati pomoću ovih formula

Fa je aksijalna sila na vijak.

Prema Sabininu Fa=1,172*pi*D^2/4*1,19/2*V^2
prema Zhukovsky Fa=0,888*pi*D^2/4*1,19/2*V^2,
gdje je D promjer kotača vjetra, V je brzina vjetra;

X - željeni pomak (pomak) od rotacijske osi do osi rotacije vijaka;
m - masa repa;
g - ubrzanje slobodnog pada;
l je udaljenost od prsta do težišta repa;
a je kut nagiba prsta.

Na primjer, propeler promjera 2 metra, brzina vjetra pri kojoj se rep treba saviti = 10 m/s

Računamo prema Zhukovsky Fa=0,888*3,1415*2^2/4*1,19/2*10^2=165N

Težina repa = 5 kg,
udaljenost od prsta do težišta repa = 2m,
kut prstiju = 20 stupnjeva

X=5*9,81*2*sin(20)/165/3,1415*2=0,129 m.

Također razumljiviji izračun mase repa

0,5*Q*S*V^2*L1*n/2=M*L2*g*sin(a), gdje je:
Q - gustoća zraka;
S - površina vijka (m^2);
V - brzina vjetra (m/s);
L1 - pomak osi vrtnje glave vjetra od osi vrtnje propelera (m);
M - masa repa (kg);
L2 - udaljenost od osi rotacije repa do njegovog težišta (m);
g - 9,81 (gravitacija);
a je kut nagiba osi rotacije repa.

Pa, to je vjerojatno sve, u principu Excel tablice su sasvim dovoljne za izračune, iako možete koristiti i formule. Nedostatak ove sheme zaštite je skretanje propelera tijekom rada i donekle zakašnjela reakcija na promjene smjera vjetra zbog plutajućeg repa, ali to ne utječe posebno na proizvodnju energije. Osim toga, postoji još jedna mogućnost zaštite "lebdećim" propelerom, generator se postavi više i prevrne se, a propeler kao da leži okrenut od vjetra, generator u ovom slučaju podupire amortizer.