Визначення потужності вітрогенератора. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Визначення потужності вітрогенератора. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії

Коментарі до статті

Призначення вітрогенератора - перетворювати кінетичну енергію повітряного потоку, званого вітром, електричну енергію. Крім вітрогенераторів, ще досить поширені вітряки, які служать прямого приводу насосів, звані вітронасоси. Енергію, що виробляється вітрогенератором можна розрахувати за такою формулою:

Р = 0,5 * rho * S * Ср * V3 * Ng * Nb, де

Р – потужність, Вт; rho - густина повітря (приблизно 1,225 кг/куб.м); S – площа метання ротора; V – швидкість вітру, м/с; Ср – аеродинамічний коефіцієнт (теоретично 0,5); Ng – ККД генератора; Nb – ККД редуктора (якщо є).

Усі складові цієї формули для конкретного вітрогенератора, крім швидкості вітру, є константами (щільність повітря, звичайно, залежить від температури, але її зміни можна знехтувати, як малими). Тому можна сказати, що потужність, що виробляється вітрогенератором. пропорційна кубу швидкості вітру

Це означає, що потужність вітрогенератора на слабких гілках (навіть якщо він обертається) дуже мала. Але з посиленням вітру йде різке зростання потужності. А оскільки вітер на практиці дме з постійною швидкістю і напрямом тільки в аеродинамічній трубі, зрозумів, що потужності, що виробляється вітрогенератором, є величиною, що постійно змінюється за часом. Тому будь-яка енергетична система з використанням вітрогенератора як джерело енергії повинна мати стабілізуючу ланку.

У малих автономних системах роль такої ланки зазвичай має акумуляторна батарея. Якщо потужність вітрогенератора більша за потужність навантаження, батарея заряджається. Якщо потужність навантаження більша - батарея розряджається. З цього випливає наступна важлива особливість вітрогенератора як джерела потужності: якщо більшість інших джерел вибираються за потужністю пікового навантаження, вітрогенератори слід вибирати виходячи з величини споживання електроенергії на місяць (або на рік, як кому подобається).

Проілюструємо це з прикладу. На березі моря, де середня швидкість вітру наближається до 6 м/с, стоїть будиночок, куди приїжджає сім'я із трьох на вихідні. Електрообладнання включається також тільки на вихідні. У пень споживання сягає 15 кВт·год, у своїй пікова навантаження - до 3 кВт. Отже, за місяць споживання енергії дорівнює 120 кВт·год. За середньорічної швидкості вітру 6 м/с вироблення 120 кВт·год на місяць може забезпечити невеликий 700-ватний вітрогенератор. Крім того, для акумулювання енергії протягом 5 днів знадобиться батарея великої ємності, і інвертор (який перетворює постійну напругу батареї на стандартну змінну) потужністю 3 кВт, щоб забезпечити пікові навантаження.

Інший приклад. У місцевості із середньою швидкістю вітру 5 м/с побудований телекомунікаційний об'єкт, який постійно споживає в середньому 2 кВт електроенергії, причому пікова навантаження не перевищує тих же 3 кВт. В даному випадку множимо 2 кВт на кількість годин на місяць (720) та отримуємо 1440 кВт·год - величина споживання об'єкта на місяць. Щоб за такої швидкості вітру забезпечити вироблення 1420 кВт·год, потрібен вітрогенератор потужністю 10 кВт. При цьому працюватиме він через той же інвертор потужністю 3 кВт.

Як можна бачити, в кожному з вищеописаних випадків потужність вітрогенератора відрізняється від пікової потужності навантаження. Потужність пікового навантаження визначає потужність перетворювача. Сам вітрогенератор визначає тільки величину виробітку у певний часовий проміжок при певній середньомісячній швидкості вітру. Крім середньої швидкості вітру, існують більш докладні вступні дані для оцінки вітрових ресурсів, які називають параметрами Вейбулла, які відображають розподіл тривалості вітру певної сили для даного місця, вони використовуються при проектуванні вітропарків потужністю в десятки МВт.

Для проектів малої енергетики витрачатися такі дослідження немає економічного сенсу, т. до. можна приблизно оцінити очікувану вироблення за величиною середньої швидкості вітру місці установки вітрогенератора. З наведених прикладів також можна зробити висновок про характер навантаження, для живлення якого найбільше доцільно застосовувати вітрогенератор. Це нерівномірне навантаження, при якому пікове навантаження перевищує в 10 і більше разів середнє навантаження.

Найбільш поширений випадок для використання щодо невеликого вітрогенератора – побутове навантаження. Наприклад, для сім'ї у міській квартирі середнє навантаження -0,5 кВт (360 кВт·год на місяць за лічильником). Пікове навантаження - 5 кВт, коли включена електроплита, пральна машина, мікрохвильова піч та інші, менш потужні прилади. 5-кВтний вітрогенератор може забезпечити ці потреби навіть у не дуже вітряному місці. Рівномірне навантаження, наприклад, опалення, коли цілодобово працює навіть один опалювальний прилад потужністю 1 кВт, на місяць вимагає 720 кВт·год, які вітрогенератор потужністю 5 кВт може забезпечити тільки в місцевості з хорошими вітровими ресурсами (наприклад, на березі моря, в степу і т.д.).

Дивіться інші статті розділу Альтернативні джерела енергії.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Пов'язка, що світиться для ран 30.08.2021

Протимікробну пов'язку з флуоресцентними датчиками розробили вчені австралійського Мельбурнського королівського технологічного інституту.

Пов'язка здатна світитися під ультрафіолетом, якщо рана не гоїться належним чином. Пов'язка сама по собі має антибактеріальні та протигрибкові властивості гідроксиду магнію і дешевше, ніж пов'язки на основі срібла.

Свічення виникає через те, що інфекція робить середовище рани більш лужним. Це призводить до флуоресценції магнію гідроксиду при впливі ультрафіолету.

На думку вчених, така пов'язка допоможе стежити за пацієнтами, оскільки лікарі зможуть перевіряти рани, не знімаючи пов'язки. Якщо ж звичайну пов'язну знімати, виникає ризик зараження патогенами.

Інші цікаві новини:

▪ Найбільший у світі зовнішній дисплей від Samsung

▪ Створені за допомогою ІІ ліки вперше протестують на людях

▪ Розумна тканина MXene

▪ Нейрон розміром із мозок

▪ Передача оптичного зв'язку без проводів на великі відстані

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Довідкові матеріали. Добірка статей

▪ стаття Маг і чарівник. Крилатий вислів

▪ стаття Коли вперше почали користуватися гребінцями? Детальна відповідь

▪ стаття Оформлення матеріалів розслідування нещасних випадків на виробництві та їх облік

▪ стаття Індикатор увімкненої передачі мотоцикла. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Мікропотужний передавач із ЧС. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт