Največja dovoljena hitrost vetra za delovanje vetrnega generatorja z lastnimi rokami je 20-25 metrov na sekundo. Če je ta indikator pretoka zraka presežen, je treba delovanje postaje omejiti. Poleg tega je treba to storiti tudi, če je vetrnica počasnega tipa.

Seveda je malo verjetno, da se bo samostojna vetrnica lahko zavrtela do takšne hitrosti, da bi se popolnoma zrušila. Toda v zgodovini je veliko primerov, ko so navdušenci zgradili svoje vetrne turbine, vendar niso zagotovili nobene zaščite pred močnimi vetrovi. Posledično tudi močne osi avtomobilskega generatorja niso zdržale celotne obremenitve in so se zlomile kot vžigalice. Zato, če je veter močan, se pritisk na rep znatno poveča, v primeru ostre spremembe smeri zračnega toka pa se bo generator močno zavrtel.

Ob upoštevanju dejstva, da se pri visokih hitrostih vetra lahko rotor generatorja vrti dovolj hitro, se celotna konstrukcija spremeni v žiroskop, ki se upira vsakemu zavoju. To postane razlog za koncentracijo znatnih obremenitev med vetrnim kolesom in okvirjem na gredi generatorja.

Med drugim bo kolo s premerom 2 metra imelo visoko aerodinamično odpornost. Pri močnem vetru lahko to povzroči velike obremenitve jambora. In zato je za bolj zanesljivo in dolgoročno delovanje vetrnega generatorja vredno skrbeti za zaščito.

Najlažji način za uporabo v takšne namene je tako imenovana stranska lopata. To je zelo preprosta naprava, ki lahko znatno prihrani denar, trud in čas, porabljen za gradnjo postaje.

Delovanje takšne naprave je v tem, da je pri delovnem vetru s hitrostjo 8 m / s pritisk vetra na konstrukcijo nižji od tlaka zaščitne vzmeti. To omogoča, da generator normalno deluje in ga vodi proti vetru s perjem. Da bi preprečili zlaganje vetrnice v načinu delovanja, je med stransko lopato in repom razteg. Toda z močnim tokom vetra pritisk na vetrovno kolo presega silo pritiska vzmeti, zaradi česar se sproži zaščita. Ko se generator začne zlagati, tok vetra zadene vetrni generator pod kotom, kar močno zmanjša njegovo moč.

Pri zelo velikih hitrostih vetra zaščita popolnoma zloži generator, ki leži vzporedno s smerjo toka vetra. Posledično se delo vetrnice skoraj popolnoma ustavi. Omeniti velja, da v tem primeru rep repa ni togo pritrjen na okvir, ampak ima možnost vrtenja. Tečaj, uporabljen v tem primeru, mora biti izdelan iz jekla visoke trdnosti, njegov premer pa ne sme biti manjši od 12 milimetrov.

Izdelava vetrnega generatorja z lastnimi rokami

Po nakupu generatorja lahko začnete sestavljati vetrni generator z lastnimi rokami. Na sliki je prikazana naprava vetrne elektrarne. Način pritrditve in razporeditve vozlišč je lahko drugačen in je odvisen od posameznih zmožnosti oblikovalca, vendar se morate držati dimenzij glavnih vozlišč na sl. 1. Te dimenzije se ujemajo z dano vetrno elektrarno, ob upoštevanju zasnove in dimenzij vetrne turbine.

Električni generator za vetrno elektrarno

Pri izbiri generatorja električnega toka za vetrno elektrarno morate najprej določiti hitrost vrtenja vetrnega kolesa. Hitrost vrtenja vetrnega kolesa W (pod obremenitvijo) lahko izračunate s formulo:

Š = V / D * Z * 60,
L = π * D,

kjer je V hitrost vetra, m / s; L - dolžina kroga, m; D je premer propelerja; Z je indikator hitrosti vetrne turbine (glej tabelo 2).

Tabela 2. Kazalnik hitrosti vetrnega kolesa

Če v to formulo nadomestimo podatke za izbrani propeler s premerom 2 m in 6 lopaticami, dobimo hitrost vrtenja. Odvisnost frekvence od hitrosti vetra je prikazana v tabeli. 3.

Tabela 3. Rotacije vetrnega kolesa s premerom 2 m s šestimi lopaticami, odvisno od hitrosti vetra

Vzemimo največjo delovno hitrost vetra, ki je enaka 7-8 m / s. Ob močnejšem vetru bo delovanje vetrne turbine nevarno in bo treba omejiti. Kot smo že ugotovili, bo pri hitrosti vetra 8 m/s največja moč izbrane zasnove vetrne elektrarne 240 W, kar ustreza hitrosti vrtenja vetrnega kolesa 229 vrt/min. To pomeni, da morate izbrati generator z ustreznimi lastnostmi.

Na srečo so časi popolnega pomanjkanja "potonili v pozabo" in nam ni treba tradicionalno prilagajati avtomobilskega generatorja iz VAZ-2106 na vetrno elektrarno. Težava je v tem, da je tak avtomobilski generator, na primer G-221, hiter z nazivno hitrostjo od 1100 do 6000 vrt / min. Izkazalo se je, da brez menjalnika naše vetrno kolo z nizko hitrostjo nikakor ne bo moglo vrteti generatorja do delovne hitrosti.

Za našo "vetrno turbino" ne bomo izdelali menjalnika, zato bomo izbrali drug nizkohitrostni generator, ki bo pritrdil vetrno kolo preprosto na gred generatorja. Za to je najbolj primeren kolesarski motor, posebej zasnovan za kolesni motor koles. Ti velomotorji imajo nizke delovne hitrosti in zlahka delujejo v generatorskem načinu. Prisotnost trajnih magnetov v tovrstnem motorju bo pomenila, da ni težav z vzbujanjem generatorja, kot je to na primer pri asinhronskih motorjih na izmenični tok, ki običajno uporabljajo elektromagnete (poljsko navitje). Brez napajanja navitja polja tak motor med vrtenjem ne bo ustvaril toka.

Poleg tega je zelo prijetna lastnost kolesarskih motorjev, da spadajo med brezkrtačne motorje, kar pomeni, da ne zahtevajo menjave ščetk. Tabela 4 prikazuje primer tehničnih lastnosti kolesarskega motorja z močjo 250 W. Kot je razvidno iz tabele, je ta velomotor popoln kot generator za vetrno turbino z močjo 240 W in največjo hitrostjo vetrnega kolesa 229 vrt/min.

Tabela 4. Tehnične značilnosti kolesarskega motorja 250 W

Izdelava vetrnega generatorja z lastnimi rokami

Po nakupu generatorja lahko začnete sestavljati vetrni generator z lastnimi rokami. Na sliki je prikazana naprava vetrne elektrarne. Način pritrditve in razporeditve vozlišč je lahko drugačen in je odvisen od posameznih zmožnosti oblikovalca, vendar se morate držati dimenzij glavnih vozlišč na sl. 1. Te dimenzije se ujemajo z dano vetrno elektrarno, ob upoštevanju zasnove in dimenzij vetrne turbine.

Na sl. 1 prikazuje dimenzije stranske lopate (1), repa s perjem (2), pa tudi vzvoda (3), preko katerega se prenaša sila iz vzmeti. Rep s perjem za obračanje vetrnega kolesa v vetru mora biti izdelan v skladu z dimenzijami na sl. 1 iz profilne cevi 20x40x2,5 mm in strešnega železa kot perje.

Generator je treba namestiti na takšni razdalji, da je najmanjša razdalja med rezili in teleskopom najmanj 250 mm. V nasprotnem primeru ni nobenega zagotovila, da se rezila, ki se upognejo pod vplivom vetra in žiroskopskih sil, ne bodo zlomila na jamboru.

Izdelava rezil

Mlin na veter, ki ga naredite sami, se običajno začne od rezil. Najprimernejši material za izdelavo rezil počasne vetrnice je plastika ali bolje rečeno plastična cev. Najlažje je izdelati rezila iz plastične cevi - to je majhna napora in začetniku je težko narediti napako. Prav tako je zagotovljeno, da se plastična rezila, za razliko od lesenih, ne skrčijo pred vlago.

Cev mora biti izdelana iz PVC-ja s premerom 160 mm za tlačne cevovode ali kanalizacijo, na primer SDR PN 6.3. Takšne cevi imajo debelino stene najmanj 4 mm. Cevi za prosto pretočno kanalizacijo ne bodo delovale! Te cevi so pretanke in krhke.

Na fotografiji je vetrno kolo z zlomljenimi rezili. Ta rezila so bila izdelana iz tankih PVC cevi (za gravitacijsko kanalizacijo). Pred pritiskom vetra so se vdrli in strmoglavili na jambor.

Izračun optimalne oblike rezila je precej zapleten in ga ni treba pripeljati sem, naj ga opravijo strokovnjaki na svojem področju. Dovolj je, da izdelamo rezila po že izračunani šabloni po sl. 2, ki prikazuje dimenzije šablone v milimetrih. Takšno predlogo morate samo izrezati iz papirja (fotografija šablone rezila v merilu 1: 2), nato pritrdite 160 mm na cev, narišite obris predloge na cevi z markerjem in izrežite rezila z vbodno žago ali ročno. Rdeče pike na sl. 2 prikazuje približno lokacijo pritrdilnih elementov rezila.

Kot rezultat, bi morali imeti šest rezil, oblikovanih kot na fotografiji. Da bi nastala rezila imeli višji KIEV in manj hrupa med vrtenjem, je treba zbrusiti ostre vogale in robove ter zbrusiti vse hrapave površine.

Za pritrditev rezil na telo motorja kolesa morate uporabiti glavo vetrne turbine, ki je disk iz mehkega jekla z debelino 6-10 mm. Nanj je privarjenih šest jeklenih trakov debeline 12 mm in dolžine montaže 30 cm z luknjami za pritrditev rezil. Disk je pritrjen na telo motorja kolesa s pomočjo vijakov s protimaticami za luknje za pritrditev naper.

Po izdelavi vetrne turbine jo je treba uravnotežiti. Za to je vetrno kolo pritrjeno na višini v strogo vodoravnem položaju. Priporočljivo je, da to storite v zaprtih prostorih, kjer ni vetra. Pri uravnoteženem propelerju se rezila ne smejo spontano obračati. Če je neko rezilo težje, ga je treba brusiti od konca, dokler se ne uravnoteži v katerem koli položaju propelerja.

Prav tako morate preveriti, ali se vsa rezila vrtijo v isti ravnini. Če želite to narediti, izmerite razdaljo od konca spodnjega rezila do najbližjega predmeta. Nato se vetrno kolo obrne in izmeri se razdalja od izbranega predmeta do ostalih rezil. Razdalja od vseh rezil mora biti znotraj +/- 2 mm. Če je razlika večja, je treba poševnost odpraviti z upogibanjem jeklenega traku, na katerega je pritrjeno rezilo.

Pritrditev generatorja (motorja kolesa) na okvir

Ker je generator pod velikimi obremenitvami, tudi zaradi žiroskopskih sil, ga je treba varno pritrditi. Sam motor ima trdno os, saj se uporablja pri velikih obremenitvah. Torej mora njegova os vzdržati težo odrasle osebe pod dinamičnimi obremenitvami, ki nastanejo pri vožnji s kolesom.

Toda na okvirju kolesa je motor kolesa nameščen na dveh straneh in ne na eni, kot bo pri delu kot generator toka za vetrno elektrarno. Zato je treba gred pritrditi na okvir, ki je kovinski kos z navojno luknjo za privijanje na gred motorja kolesa ustreznega premera (D) in štirimi montažnimi luknjami za pritrditev jeklenih vijakov M8 na okvir.

Za pritrditev je priporočljivo uporabiti največjo možno dolžino prostega konca gredi. Da se gred ne vrti v postelji, jo je treba pritrditi z matico z zaporno podložko. Postelja je najbolje izdelana iz duraluminija.

Za izdelavo okvirja vetrnega generatorja, torej osnove, na kateri bodo nameščeni vsi drugi deli, morate uporabiti jekleno ploščo debeline 6-10 mm ali odsek kanala ustrezne širine (odvisno od zunanje premer vrtljive enote).

Izdelava odjemnika toka in vrtljivega sklopa

Če žice preprosto povežete z generatorjem, se bodo žice prej ali slej zvile, ko se vetrnica vrti okoli osi in se zlomi. Da se to ne bi zgodilo, morate uporabiti premični kontakt - odjemnik toka, ki je sestavljen iz tulca iz izolacijskega materiala (1), kontaktov (2) in ščetk (3). Za zaščito pred padavinami morajo biti kontakti odjemnika toka zaprti.

To metodo je priročno uporabiti za izdelavo odjemnika toka vetrnega generatorja: najprej so kontakti nameščeni na končno vrtljivo vozlišče, na primer iz debele medeninaste ali bakrene žice pravokotnega prečnega prereza (uporablja se za transformatorje), kontakti bi morali že biti s spajkanimi žicami (10), za katere morate uporabiti eno- ali navojno bakreno žico s prečnim prerezom najmanj 4 mm 2. Kontakti so pokriti s plastično skodelico ali drugo posodo, luknja v nosilnem tulcu (8) je zaprta in napolnjena z epoksidno smolo. Na fotografiji je uporabljena epoksidna smola z dodatkom titanovega dioksida. Ko se epoksid strdi, se del brusi na stružnici, dokler se ne pojavijo stiki.

Najbolje je uporabiti bakreno-grafitne ščetke iz avtomobilskega zaganjalnika z ravnimi vzmetmi kot gibljivim kontaktom.

Da se vetrno kolo vetrne turbine vrti v vetru, je treba zagotoviti premično povezavo med okvirjem vetrne turbine in fiksnim jamborom. Ležaji so nameščeni med nosilno pušo (8), ki je preko prirobnice povezana s cevjo teleskopa s pomočjo vijakov in spojko (6), ki je obločno privarjena (5) na okvir (4). Za lažje obračanje je potrebna vrtljiva enota z ležaji (7) z notranjim premerom najmanj 60 mm. Kotalni ležaji so najbolj primerni za prilagajanje aksialnim obremenitvam.

Zaščita vetrne elektrarne pred orkanskim vetrom

Največja hitrost vetra, pri kateri lahko deluje ta vetrna elektrarna, je 8-9 m / s. Če je hitrost vetra večja, je treba delovanje vetrne elektrarne omejiti.

Seveda je ta predlagana vrsta DIY vetrnice počasi gibljiva. Malo verjetno je, da se bodo rezila vrtela do izjemno visokih hitrosti, pri katerih se zrušijo. Toda ko je veter premočan, postane pritisk na rep zelo pomemben in z močno spremembo smeri vetra se bo vetrni generator močno obrnil.

Glede na to, da se rezila v močnem vetru hitro vrtijo, se vetrno kolo spremeni v velik težak žiroskop, ki se upira vsakemu zavoju. Zato med okvirjem in vetrnim kolesom nastanejo velike obremenitve, ki so koncentrirane na gred generatorja. Obstaja veliko primerov, ko so amaterji z lastnimi rokami zgradili vetrne turbine brez kakršne koli zaščite pred orkanskim vetrom in so se zaradi znatnih žiroskopskih sil zlomile močne osi avtomobilskih generatorjev.

Poleg tega ima šestkolesna vetrna turbina s premerom 2 m pomemben aerodinamični upor, v močnem vetru pa bo znatno obremenil jambor.

Zato, da bi domači vetrni generator služil dolgo in zanesljivo, vetrno kolo pa ne pade na glavo mimoidočih, ga je treba zaščititi pred orkanskim vetrom. Vetrno turbino najlažje zaščitite s stransko lopato. To je dokaj preprosta naprava, ki se je v praksi dobro obnesla.

Delo stranske lopate je naslednje: pri delovnem vetru (do 8 m / s) je pritisk vetra na stransko lopato (1) manjši od togosti vzmeti (3), vetrna turbina pa je nameščen približno proti vetru s pomočjo repa. Da vzmet vetrnice pri delujočem vetru ne bi prepognila bolj, kot je potrebno, je med repom (2) in stransko lopato raztegnjen raztežaj (4).

Ko hitrost vetra doseže 8 m / s, postane pritisk na stransko lopato močnejši od sile vzmeti in vetrna turbina se začne zlagati. V tem primeru začne tok vetra teči na lopatice pod kotom, kar omejuje moč vetrnega kolesa.

Pri zelo močnem vetru se vetrnica popolnoma zloži, rezila pa so nameščena vzporedno s smerjo vetra, delo vetrnice se praktično ustavi. Upoštevajte, da rep empennage ni togo povezan z okvirjem, ampak se vrti na tečaju (5), ki mora biti izdelan iz konstrukcijskega jekla in imeti premer najmanj 12 mm.

Dimenzije stranske lopate so prikazane na sl. 1. Sama stranska lopata, pa tudi perje, je najbolje izdelana iz profilne cevi 20x40x2,5 mm in jeklene pločevine z debelino 1-2 mm.

Kot delovno vzmet se lahko uporabijo vse vzmeti iz ogljikovega jekla z zaščitno cinkano prevleko. Glavna stvar je, da je v skrajnem položaju sila vzmeti enaka 12 kg, v začetnem položaju (ko vetrna turbina še ni zložena) - 6 kg.

Za raztezanje je treba uporabiti jekleno kolesarsko vrv, konci kabla so upognjeni v zanko, prosti konci pa so pritrjeni z osmimi zavoji bakrene žice s premerom 1,5-2 mm in spajkani s kositrom.

Jambor vetrne turbine

Jeklena vodovodna cev s premerom najmanj 101-115 mm in dolžine najmanj 6-7 metrov se lahko uporablja kot jambor za vetrno elektrarno, če je relativno odprt prostor, kjer ne bi bilo ovir za veter na razdalji 30 m.

Če vetrne elektrarne ni mogoče namestiti na odprtem območju, potem ni mogoče storiti ničesar. Višino jambora je treba povečati tako, da je vetrno kolo vsaj 1 m višje od okoliških ovir (hiše, drevesa), sicer se bo proizvodnja električne energije znatno zmanjšala.

Podstavek samega jambora je treba namestiti na betonsko ploščad, da se ne stisne v razmočeno zemljo.

Kot tipske žice morate uporabiti pocinkane jeklene montažne kable s premerom najmanj 6 mm. Naramnice so pritrjene na jambor s sponko. Pri tleh so vrvi pritrjene na močne jeklene količke (od cevi, kanala, kota itd.), ki so zakopane v zemljo pod kotom do polne globine enega in pol metra. Še bolje je, če so pri dnu dodatno monolitne z betonom.

Ker ima sklop jambora z vetrnim generatorjem veliko težo, morate za ročno namestitev uporabiti protiutež iz iste jeklene cevi kot jambor ali leseni tram 100x100 mm z obremenitvijo.

Shema ožičenja vetrne elektrarne

Na sliki je prikazano najpreprostejše vezje za polnjenje baterije: trije izhodi iz generatorja so povezani s trifaznim usmernikom, ki je tri polmostne diode, povezane vzporedno in povezane z zvezdo. Diode morajo biti ocenjene za minimalno delovno napetost 50 V in tok 20 A. Ker bo največja delovna napetost iz generatorja 25-26 V, so sponke iz usmernika priključene na dve zaporedno povezani 12-voltni bateriji.

Pri uporabi tako preproste sheme polnjenje baterije poteka na naslednji način: pri nizki napetosti, manjši od 22 V, so baterije zelo šibko napolnjene, saj je tok omejen z notranjim uporom baterij. Pri hitrosti vetra 7-8 m / s bo ustvarjena napetost generatorja v območju 23-25 ​​V in začel se bo intenziven proces polnjenja baterij. Pri večjih hitrostih vetra bo vetrna turbina omejena s stransko lopato. Za zaščito baterij (v primeru zasilnega delovanja vetrne elektrarne) pred prekomerno visokim tokom mora imeti vezje varovalko z nazivno vrednostjo toka največ 25 A.

Kot lahko vidite, ima ta preprosta shema pomembno pomanjkljivost - v tihem vetru (4-6 m / s) se baterija praktično ne bo napolnila in prav takšni vetrovi se najpogosteje nahajajo na ravnem terenu. Za polnjenje baterij v rahlem vetru je treba uporabiti krmilnik polnjenja, ki je priključen pred baterijami. Krmilnik polnjenja bo samodejno pretvoril zahtevano napetost, krmilnik pa je bolj zanesljiv kot varovalka in preprečuje prenapolnjenost baterij.

Za uporabo polnilnih baterij za napajanje gospodinjskih aparatov, zasnovanih za 220 V izmenično napetost, boste potrebovali dodaten pretvornik za pretvorbo 24 V enosmerne napetosti ustrezne moči, ki je izbrana glede na konično moč. Na primer, če boste na razsmernik priključili razsvetljavo, računalnik, hladilnik, potem je razsmernik, zasnovan za 600 W, povsem dovolj, če pa nameravate uporabiti električni vrtalnik ali krožno žago (1500 W) vsaj občasno, potem bi morali izbrati 2000 W pretvornik.

Slika prikazuje bolj kompleksen električni tokokrog: v njem se tok iz generatorja (1) najprej izravna v trifaznem usmerniku (2), nato napetost stabilizira krmilnik polnjenja (3) in polni baterije pri 24 V (4). Pretvornik (5) je priključen na napajanje gospodinjskih aparatov.

Tokovi iz generatorja dosežejo desetine amperov, zato je treba za priključitev vseh naprav v vezju uporabiti bakrene žice s skupnim prerezom 3-4 mm 2.

Priporočljivo je, da vzamete kapaciteto polnilne baterije vsaj 120 a / h. Skupna zmogljivost baterije bo odvisna od povprečne jakosti vetra v regiji, pa tudi od moči in frekvence priključene obremenitve. Natančneje, zahtevana zmogljivost bo znana med obratovanjem vetrne elektrarne.

Skrb za vetrne elektrarne

Upoštevani vetrni generator z nizko hitrostjo za lastno izdelavo se praviloma dobro zažene pri šibkem vetru. Za normalno delovanje vetrnega generatorja kot celote se morate držati naslednjih pravil:

1. Dva tedna po zagonu spustite vetrno turbino pri rahlem vetru in preverite vse pritrditve.

Prezračevalniki vetrne vode

Odločil sem se, da svoj razvoj objavim kot ločeno temo.
Bilo je veliko eksperimentov in testov (in zdaj se trenutno preizkušajo vse nove ideje), veliko napak, najdene pa so bile tudi uspešne rešitve, ki so, mimogrede, že pomagale rešiti ribe.
Zakaj je to ločena tema - tistim, ki jih zanima, predlagam, da razpravljajo o konstruktivnih delih. Mogoče bomo skupaj našli učinkovitejše rešitve.
Internetno iskanje ni dalo nobenih rezultatov niti pred 3 leti niti zdaj. Zdaj so vse naokoli povezave do mojih videoposnetkov na YouTubu
Se nadaljuje...

Kako zaščititi vetrni generator pred močnim vetrom, ker na primer v orkanu rezila zlahka ne prenesejo in odletijo. Ali, kar je še huje, jambor ne bo vzdržal, na primer odtrgal bo žice in vetrni generator se bo zrušil in pometel vse na poti padca. Seveda za majhne vetrnice s premerom propelerja do 1,5 m zaščita pred močnimi vetrovi ni posebej pomembna, saj na propeler ni tako velikega pritiska. Toda pri velikih vetrnicah je zaščita vrtin obvezna, velik propeler je v orkanu pod ogromnim pritiskom in tu ne odletijo le rezila, ampak se lahko jeklenice potrgajo ali izkoreninijo iz zemlje. No, na splošno mislim, da je jasno, da je brez zaščite, predvsem v bližini ljudi in objektov, bolje, da vetrne turbine ne nameščamo, enkrat na leto se še vedno zgodijo vsaj orkani.

V tovarniških vetrnih turbinah je že vgrajena zaščita izvrtine, za male vetrne turbine se praviloma uporablja električna zavora. To pomeni, da ko so doseženi določeni vrtljaji, krmilnik impulzivno sklene faze generatorja in propeler izgubi vrtljaje, pri čemer pade moč. Ali zaščita sploh ni zagotovljena in krmilnik zavira s kratkim stikom generatorja le, ko napetost preseže določeno vrednost, na primer 14 voltov za dvanajstvoltni sistem. Za samodelane male vetrne turbine se pogosto izdelujejo samodelni krmilniki (regulatorji balastov), ​​ki tudi upočasnijo vetrno turbino ob prekoračitvi napetosti, upočasnijo z vklopom dodatne obremenitve v obliki žarnic ali nihromovih spiral, tenns. Ali pa kupijo že pripravljene krmilnike, kjer je že vse in zaviranje in prisilno ustavljanje vetrnice.

Velike vetrne turbine bi morale poleg krmilnika imeti tudi mehansko zaščito, saj veliki propelerji ob močnem vetru prevzamejo ogromno moči in gredo "v vesolje" in tudi popolno zaprtje generatorja ne ustavi propelerja. V tovarniških vetrnih turbinah je zaščita običajno narejena tako, da se rep in propeler obrne stran od vetra. "Vetrni zvitki" so za osnovo vzeli metodo odstranjevanja propelerja iz vetra z zlaganjem repa, ki je že dolgo postala klasična metoda. O tej shemi bomo še razpravljali.

Tokokrog visoke zaščite pred vetrom

Zaščita deluje tako. Ko ni vetra in se propeler ne vrti, se rep odkloni za 45 stopinj in visi na stran. S pojavom vetra se propeler obrne in se začne vrteti, rep pa se obrne z vetrom in se zravna. Ko je določena hitrost vetra presežena, postane pritisk na propeler večji od teže repa in se obrne stran in rep se zloži. Takoj, ko veter oslabi, se rep pod težo spet odpre in propeler se obrne v veter. Da pri zlaganju repa ne poškodujete rezil, je zamašek privarjen.

Načelo zaščite vetrnega generatorja

Tu igra glavno vlogo teža repa ter njegova dolžina in repna površina, pa tudi razdalja, za katero se premakne os vrtenja propelerja. Obstajajo formule za izračun, toda zaradi udobja so ljudje napisali tabele za stare jelke, po katerih se vse šteje v dveh klikih. Spodaj sta dve tabeli, vzeti s foruma windpower-russia.ru

Posnetek zaslona prve tablice. Vnesite podatke v rumena polja in pridobite želeno dolžino repa in težo njegove konice. Območje repa je privzeto 15-20 % površine propelerja.

Izračun repa

Druga plošča je nekoliko drugačna, tukaj lahko spremenite kot upogiba repa vodoravno. V prvi tabeli se šteje kot 45 stopinj, tukaj pa ga je mogoče spremeniti kot tudi navpično odstopanje. Poleg tega je dodana vzmet, ki dodatno drži rep. Vzmet je nastavljena tako, da preprečuje zlaganje repa za hitrejšo vrnitev in zmanjšanje teže repa. Izračun upošteva tudi območje perja repa.

Prenos - Izračun repa 2.xls

Izračun repa 2

S temi formulami je mogoče izračunati tudi težo repa in druge parametre.

Fa je osna sila na vijak.

Po Sabininu Fa = 1,172 * pi * D ^ 2/4 * 1,19 / 2 * V ^ 2
Žukovski Fa = 0,888 * pi * D ^ 2/4 * 1,19 / 2 * V ^ 2,
kjer je D premer vetrnega kolesa, V je hitrost vetra;

X - želeni odmik (odmik) od rotacijske osi do osi vrtenja vin;
m je masa repa;
g je gravitacijski pospešek;
l je razdalja od prsta do težišča repa;
a je kot nagiba prsta.

Na primer, propeler s premerom 2 metra, hitrost vetra, pri kateri naj bi se rep zložil = 10 m / s

Štejemo po Žukovskem Fa = 0,888 * 3,1415 * 2 ^ 2/4 * 1,19 / 2 * 10 ^ 2 = 165N

Teža repa = 5 kg,
razdalja od prsta do težišča repa = 2 m,
kot prsta = 20 stopinj

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

Tudi jasnejši izračun mase repa

0,5 * Q * S * V ^ 2 * L1 * n / 2 = M * L2 * g * sin (a), kjer je:
Q je gostota zraka;
S - površina vijaka (m ^ 2);
V - hitrost vetra (m / s);
L1 - premik osi vrtenja vetrobranske glave od osi vrtenja propelerja (m);
M je masa repa (kg);
L2 - razdalja od osi vrtenja repa do njegovega težišča (m);
g - 9,81 (teža);
a je kot nagiba osi vrtenja repa.

No, to je verjetno vse, v tabletah princa ex-fure je čisto dovolj za izračun, čeprav lahko uporabite tudi formule. Pomanjkljivost takšne zaščitne sheme je zasuka propelerja med delovanjem in nekoliko zapoznela reakcija na spremembo smeri vetra zaradi plavajočega repa, vendar to ne vpliva posebej na proizvodnjo energije. Poleg tega je na voljo še ena možnost zaščite z "izbruhom" propelerja.Generator je postavljen višje in se prevrne, medtem ko se zdi, da propeler leži in se obrne stran od vetra, generator v tem primeru podpre blažilnik .