Устройство и принцип работы ветрогенератора
Главная » Автономное электроснабжение дома
Опубликовано:
Содержание
- Как устроен ветрогенератор
- Принцип действия ветрогенератора
- Схемы работы ветрогенераторов
Как устроен ветрогенератор
Любой ветрогенератор состоит из таких компонентов как;
— генератор, который вырабатывает переменный ток, и в дальнейшем преобразуется в постоянное напряжение, предназначенное для зарядки аккумуляторов. От скорости ветра зависит и мощность генератора;- лопасти, предназначены для передачи вращения к валу генератора через редукторы и стабилизаторы скорости вращения ротора генератора;
— мачта ветряка должна иметь достаточную высоту. Чем выше находятся лопасти, тем больше они получат энергии ветра.
Также в устройство ветрогенератора входят;
— контроллер, необходимый для преобразования переменного напряжения идущего с генератора, в постоянное напряжение и последующей зарядкой аккумуляторов.
Контроллер управляет поворотом лопастей, и контролируют направление ветра;
— аккумуляторы накапливают электроэнергию, чтобы использовать ее при небольшом ветре или его отсутствии. Батарея также хорошо стабилизирует электроэнергию, полученную от генератора;
— датчик направления ветра помогает лопастям «поймать» ветер;
— АВР представляет собой устройство автоматического переключения между ветрогенератором и другими источниками электроэнергии, например электросетью, генератором, солнечными панелями;
— инвертор предназначен для преобразования постоянного тока, поступающего с аккумуляторов, в переменное напряжение для домашней электросети. Инверторы могут разделяться по типу синусоиды для разных потребителей электроэнергии.
Устройство ветрогенератора
- Инвертор модифицированной синусоиды на выходе выдает квадратную синусоиду, предназначенную для не требовательных потребителей к качеству сети – это тэны, накальные лампы освещения.
- Инверторы с чистой синусоидой по качеству выходного напряжения подходят даже для самых требовательных потребителей электроэнергии.
- Инверторы трехфазного напряжения предназначены для трехфазных сетей.
- Сетевой инвертор работает без аккумулятора и способен к выводу электроэнергии в общую сеть.
Принцип действия ветрогенератора
Принцип работы ветрогенератора построен на преобразовании кинетической энергии силы ветра в энергию вращения вала генератора. Для вертикальных ветрогенераторов, вертикальная ось соединена с вертикальным ротором. Генератор и ротор расположены внизу конструкции. Лопасти закреплены в вертикальной оси.
Вращаясь, лопасти заставляют вращаться ротор генератора, который начинает вырабатывать переменный и нестабильный ток. Это ток идет на контроллер, который преобразует его в постоянное напряжение и заряжает аккумуляторы. С аккумулятора питание идет на инвертор, назначение которого превращение постоянного тока в переменное напряжением 220 В или 380 В, которое поступает к потребителям электроэнергии.
Схемы работы ветрогенераторов
Вариантов работы ветрогенератора может быть несколько:
- Автономная работа ветрогенератора.
Автономная работа ветрогенератора
- Такая совместная работа считается очень надежным и эффективным способом автономного электроснабжения. При отсутствии ветра, работают солнечные батареи. Ночью, когда не работают солнечные батареи, аккумулятор заряжается от ветровой установки.
Параллельная работа ветрогенератора с солнечными панелями
- Ветрогенератор также может работать параллельно с электросетью. При избытке электроэнергии, она поступает в общую сеть, а при недостатке ее потребители электроэнергии работают от общей электросети.
Параллельная работа ветрогенератора с электросетью
Ветряные генераторы могут прекрасно работать с любыми видом автономного электроснабжения и общей электросетью. Создавая при этом единую систему энергоснабжения.
Помогла вам статья?
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
принцип работы необычного ветряка будущего
Содержание
- Ветряки необычных конструкций
- Ветрогенератор без лопастей
- Как устроены безлопастные ветряки?
- Принцип работы
- Ветрогенераторы будущего
- Рекомендуемые товары
Ветроэнергетика прочно заняла свою нишу среди других способов производства электроэнергии.
Доля произведенного промышленными ветрогенераторами электротока от общего количества потребляемой энергии, например, в Дании, составляет 36%. Возможности этого метода еще не изучены полностью, а обилие новых разработок, постоянно появляющихся и демонстрируемых конструкторами, говорит о перспективности этого направления.
Слишком заманчиво производить энергию из ветра, который достается совершенно бесплатно и в неограниченном количестве. Энергия есть, ее много, надо только суметь получить.
Ветряки необычных конструкций
Согласно расчетным данным, максимально возможный КПД ветрогенератора составляет 59,3%. Причина этого кроется в особенностях конструкции ветряков и в большом количестве потерь на трение, передачу вращения и прочих тонких эффектах, в сумме отбирающих половину (а то и больше) эффективности устройств. Ограниченные возможности существующих ныне ветрогенераторов стали причиной активного поиска более удачных конструкций, работающих на иных принципах и способных к более интенсивному приему энергии ветра.
Наиболее привлекательна идея отказаться от привычных лопастей и пойти по пути использования более простых конструкций. Это позволит снизить расходы на производство и обслуживание, увеличит срок службы, снизит уровень шума и опасность для птиц и животных. Разработки, уже имеющиеся в этом направлении, сулят большие перспективы в случае их широкого распространения.
Ветрогенератор без лопастей
Безлопастные ветрогенераторы разрабатываются уже довольно давно, но дальше предложенных проектов пока дело не заходило. Наконец, испанская компания Vortex представила полноценную рабочую конструкцию ветротурбины, полностью лишенной лопастей.
Вариант, предложенный Vortex, вызвал немалый интерес среди представителей научных и деловых кругов. Учитывая скептицизм, который принято испытывать по отношению к различным «непонятным» конструкциям, подобное отношение наглядно демонстрирует наличие проблемы и существование серьезной заинтересованности в ее решении.
Существуют и другие безлопастные конструкции, например, парусные ветряки, не имеющие вращающихся частей, а использующие силу давления ветра на сплошное полотно.
Поток, взаимодействующий с парусом, используется полностью, но велики потери при передаче энергии на систему поршней, от которых приводится во вращение генератор. Кроме того, сильный порыв ветра создает большую нагрузку на полотно, что создает угрозу разрушения или опрокидывания мачты с ветряком.
Все имеющиеся до сего времени варианты конструкции безлопастных ветрогенераторов имели общий недостаток — они использовали для производства энергии обычные тихоходные генераторы, нуждающиеся во вращении. Поэтому любая разработка имела один и тот же проблемный узел — участок преобразования полученной энергии во вращательное движение.
Специалисты Vortex, похоже, нащупали способ решения проблемы, отказавшись от традиционных генераторов.
Как устроены безлопастные ветряки?
Конструкция, которую вынесли на суд общественности инженеры Vortex, по их заверениям, имеет большую эффективность, экономичность, экологическую чистоту. Внешне устройство выглядит необычно и несколько футуристически — ветряк представляет собой вытянутый конус, установленный на вершину.
Определить на вид предназначение такого сооружения невозможно, если заранее не иметь о нем никакого представления. При работе никакого вращения нет, устройство лишь слегка раскачивается под действием ветра. Компания планирует начинать массовое производство с небольших моделей, имеющих вес 10 кг, высоту 3 м и развивающих мощность 100 Вт. Параллельно разработана более солидная установка на 4 кВт, имеющая 13 м высоты и вес 100 кг.
В ближайшее время предстоит тестовый запуск станции из 100 столбов, которые будут обеспечивать электроэнергией 300 частных домов в Шотландии. В планах компании проект создания мегаваттной установки, способной обеспечивать энергией серьезные количества потребителей в масштабе больших городов, крупных промышленных предприятий. Проект получил широкую поддержку экологических организаций и общественных движений.
Принцип работы
Действие генератора основано на образовании воздушных завихрений, которые создаются при обтекании потоками ветра цилиндрических препятствий.
Конусообразная форма устройства способствует раскачиванию, чувствительность к нарушению равновесия является важным показателем работы ветряка.
Образующиеся вихри создают достаточно сильную вибрацию, приводящую в движение всю конструкцию столба, на изменение положения реагируют чувствительные магниты, создающие сильное поле. Эффект образования завихрений, создающих цепочки возмущений потока, известен уже более 100 лет. Он впервые описан и рассчитан Теодором фон Карманом в 1912 году, но на пользу его никто не пытался обратить.
Воздушные завихрения, использованные в основе конструкции, до сих пор считались вредными паразитными проявлениями. Их влияние способно к серьезным воздействиям на конструкцию, что наглядно продемонстрировал мост Такома-Нарроуз в Америке, который разрушился из-за таких колебаний. Подобных примеров, приведших к сильной раскачке мостовых конструкций, можно привести достаточно много. Ветрогенератор, предложенный компанией Vortex, является первой попыткой направить эти силы на пользу.
Испытания, проведенные специалистами, показали, что наилучшие показатели достигаются при использовании нескольких установок, расположенных неподалеку друг от друга. Колебания, инициированные первым столбом, улавливаются второй конструкцией, усиливаются и направляются дальше — нарастающей. Такая способность натолкнула конструкторов на мысль о необходимости использовать не отдельные устройства, а комплекты, дающие сильный эффект, производящие большее количество энергии.
Ветрогенераторы будущего
Усиленные исследования в области безлопастных конструкций дают основания предполагать рост производства подобных изделий. Существующие уже сегодня разработки сулят большие перспективы этому направлению, поскольку экономичность и эффективность таких моделей даже на стадии макетирования намного превышают показатели сегодняшних промышленных образцов.
Исследователи, конструкторы не хотят мириться с недоступностью дармовой, неисчерпаемой энергии ветра, использование которой позволяет отказаться от опасных или вредных для окружающей природы атомных или гидроэлектростанций.
Возможности ветрогенераторов пока не могут полностью решить проблему, но, по мере появления более успешных разработок, неминуемо начнут понемногу занимать место отработавших свой срок службы нынешних энергетических гигантов. Такой процесс будет плавным, резкого перехода не будет, поэтому каких-либо неудобств или потерь никто не почувствует.
Создание бесшумных, не имеющих вращающихся частей установок значительно снизит их себестоимость, что отразится на цене конечного продукта — электроэнергии, увеличит ее доступность, позволит всем без исключения пользоваться энергией ветра.
Рекомендуемые товары
Как вам статья?
Ветряная мельница воздуха | Блок переменного тока Smart Window для вас
Представляем ветряную мельницу переменного тока с WhisperTech™
Купить сейчас
Кондиционер
High-Design — самый тихий из всех, что я пробовал.
Лучшие смарт-кондиционеры на 2021 год
Как только ветряная мельница вышла из коробки, я подумал: прощай, индустриальный век, здравствуй, элегантность и шик.
Узнайте больше о WhisperTech™
Обновленный кондиционер
Мы здесь, чтобы помочь сделать ваш дом убежищем. Мы создали лучший оконный кондиционер с нуля, думая о вас. Это элегантный, эффективный и тихий кондиционер, который идеально впишется в ваше пространство.
Что такое WhisperTech™?
Ветряная мельница переменного тока с технологией WhisperTech™ идеально сочетает в себе красоту и производительность. Благодаря передовой инверторной технологии и почти бесшумному линейному вентилятору он в 9 раз тише и на 35% эффективнее, чем устаревшие неинверторные кондиционеры.
Узнать больше
Заработайте $$$, спасите планету
Мы любим взаимовыгодное сотрудничество… например, зарабатывание денег и помощь окружающей среде с помощью Eco Rewards™, первой в своем роде программы управления энергопотреблением для оконных кондиционеров.
Зарегистрируйте свой Windmill AC через несколько минут из приложения, и мы автоматически поможем вам использовать меньше электроэнергии, когда это наиболее важно, например, во время сильной жары. Доступен в некоторых частях Нью-Йорка и Калифорнии. Награды пока доступны только в Нью-Йорке.
Узнайте больше о Eco Rewards™
Мы прикроем вашу спину
Если у вас есть вопросы о вариантах установки, AC, приложении или о чем-то еще, мы здесь, чтобы поддержать вас. Чат или по электронной почте нам в любое время. Мы имеем в виду это.
Лучший, более чистый воздух
Windmill AC имеет двойную фильтрацию для улучшения качества воздуха, чтобы вы могли вернуться домой в самую свежую, чистую и максимально комфортную атмосферу.
Помня о нашем влиянии
Мы стремимся к высочайшему стандарту энергоэффективности и делаем все возможное, чтобы уменьшить воздействие наших кондиционеров на окружающую среду.
Программа компенсации выбросов углерода
Более экологичный хладагент
Эффективность дистанционного управления
Помощь в переработке
Кондиционер для вас, кондиционер для природы
Деревья иногда называют «кондиционером природы» — они поглощают углекислый газ из воздуха и помогают предотвратить перегрев нашей планеты. Но, к сожалению, деревья не смогли справиться с растущими выбросами углерода в мире. Чтобы помочь, мы инвестируем в проекты по защите деревьев, чтобы компенсировать выбросы, производимые каждым приобретенным кондиционером.
Узнайте больше о нашей программе компенсации выбросов углерода
Легкий бриз 60 лет создания
Мы основаны на давних семейных традициях в производстве кондиционеров, предлагая вам новый взгляд на проверенное качество.
Наша история
От тех, кто живет беззаботно
Выглядит шикарно! Раньше я никогда не хотел хвастаться своим кондиционером, но моя ветряная мельница такая красивая.
Georgia B
Мой супер помог мне установить его, так как я думал, что это будет сложно, но это было легко, так как все части уже были собраны. Мы с моей соседкой могли бы сделать это сами!Я художник, поэтому для меня очень важен качественный дизайн, и этот кондиционер просто великолепен! У меня был такой раньше, но я не мог вынести его внешнего вида, поэтому я избавился от него. Теперь я, наконец, могу сохранять хладнокровие во время рисования, и мне действительно нравится смотреть на это!
Ларсен М
Новое безлопастное ветровое устройство может помочь домам и предприятиям стать энергетически независимыми
Ветровое устройство Aeromine на крыше. Aeromine Technologies
Почему нам можно доверять
Экологическая газета EcoWatch, основанная в 2005 году в штате Огайо, представляет собой цифровую платформу, предназначенную для публикации качественного научно обоснованного контента об экологических проблемах, их причинах и решениях.
В настоящее время, если вы хотите использовать возобновляемые источники энергии, установка солнечных батарей в вашем доме — лучший вариант.
Однако скоро в городе может появиться новая игра. Компания Aeromine Technologies разработала ветровое устройство на крыше под названием Aeromine.
«Это меняет правила игры, добавляя новую ценность быстрорастущему рынку производства электроэнергии на крыше, помогая корпорациям достичь своих целей в области устойчивости и устойчивого развития с помощью неиспользованного распределенного возобновляемого источника энергии», — сказал генеральный директор Aeromine Дэвид Асарноу, как сообщает PV Magazine.
Новая технология, разработанная исследователями из Sandia National Laboratories и Техасского технологического университета, отличается от обычных ветряных турбин несколькими ключевыми моментами.
Во-первых, он намного меньше, чем средняя ветряная турбина, лопасти которой могут быть шире футбольного поля, отмечает Fast Company. Фактически, устройство размером 10 на 10 футов вообще не имеет лезвий. Это делает его более предпочтительным для крыш, потому что он тише и не вредит птицам.
Как Aeromine вырабатывает электричество?
«Запатентованная аэродинамическая конструкция Aeromine улавливает и усиливает поток воздуха в здании при скорости ветра до 5 миль в час, подобно аэродинамическим профилям гоночного автомобиля», — поясняется на веб-сайте компании.
Асарноу сказал Fast Company, что устройства предназначены для работы с плоской крышей здания, на котором они установлены, чтобы направлять ветер на аэродинамические поверхности.
«Когда ветер ударяет в эти аэродинамические поверхности, он создает отрицательное давление, которое засасывает ветер, бьющий в здание, через внутренний пропеллер в нижней части устройства, что создает выработку энергии, которая напрямую связана со зданием», — продолжил он.
Компания утверждает, что новые устройства могут фактически превзойти солнечные панели на крыше, генерируя на 50 процентов больше энергии, чем солнечная установка той же стоимости, при этом занимая всего 10 процентов места, сообщает New Atlas. В сообщении также говорится, что независимое тестирование подтвердило, что устройства работают.
Поскольку устройства предназначены для установки на краю крыши, они также могут работать с солнечными панелями, уложенными вдоль остального пространства крыши.
«Мне нравится думать об этом как о своего рода прорыве и дополнении к солнечному бизнесу», — сказал Асарноу Fast Company. «Наше производство может быть сильнее. В то же время, когда вы объединяете их, у вас действительно есть путь к энергетической независимости на месте».
Устройства предназначены для помещений с плоской крышей, таких как склады, офисные здания, квартиры и большие магазины, согласно веб-сайту. В настоящее время корпорация BASF испытывает их на заводе-изготовителе в Виандотте, штат Мичиган, сообщает PV Magazine.