La potenza di un generatore eolico, ovviamente, dipende dalla velocità del vento, proprio come la potenza di una batteria solare dipende dalla luminosità della luce solare, o la potenza di una turbina idraulica dalla velocità del flusso dell'acqua. Ma non capiamo come il generatore eolico dipenda dalla velocità del vento, poiché non sappiamo quanta energia c’è nel vento stesso. Nel vento c'è molta energia; ad esempio, un cartellone pubblicitario largo un metro e alto un metro subisce una pressione di 75 Watt con una velocità del vento di 5 m/s. E se lo scudo misura tre metri per tre, la potenza eolica a 5 m/s sarà di 675 watt. Inoltre, se la velocità del vento diminuisce della metà, la potenza diminuirà di otto e se il vento soffia a una velocità doppia, la potenza di pressione sullo scudo aumenterà di otto volte. La dipendenza dell'energia eolica dall'aumento della velocità è cubica.
Ma l’elica di un mulino a vento orizzontale o il rotore di un generatore eolico verticale sono una struttura rotante; subiscono la stessa pressione dello scudo, ma non possono trasformare tutta l’energia eolica in rotazione. I migliori generatori eolici orizzontali possono assorbire fino al 47% dell'energia dal vento e le turbine eoliche a botte possono assorbire fino al 25%. L'efficienza media abituale di un mulino a vento orizzontale è 0,4 e non è costante, poiché le pale hanno forme aerodinamiche fisse, che possono funzionare con la massima efficienza solo a una determinata velocità del vento. Lo stesso vale per i rotori verticali, poiché anche le loro pale hanno una dimensione fissa.
A questo punto penso che sia chiaro che la potenza di un generatore eolico è determinata dalla forza del vento o, in altre parole, dalla velocità del flusso del vento. Inoltre, la dimensione dell'elica determina da quale area del flusso eolico può essere prelevata l'energia. È chiaro che più grande è l'elica, più “catturerà” il vento e gli porterà via energia. Il terzo è l’efficienza dell’elica, anche questo è un fattore importante: quanto maggiore è l’efficienza, tanto maggiore è la potenza dell’elica e tanto più economico è il generatore eolico stesso;
Ad esempio, un'elica con un diametro di 3 metri con un vento di 5 m/s ha una potenza di circa 210 watt, mentre a 10 m/s la sua potenza sarà di 1,8 kW. Se, ovviamente, la sua efficienza è elevata. In generale, è sbagliato dire efficienza, bisogna dire coefficiente di utilizzo dell'energia eolica, cioè coefficiente di efficienza energetica dell'elica. L'elica di un generatore eolico è una cosa piuttosto complessa e, oltre al diametro dell'elica, esiste la velocità dell'elica, questo sarà necessario per selezionare il generatore giusto. La velocità è la velocità delle punte delle pale rispetto alla velocità del vento; solitamente le punte delle pale in modalità operativa si muovono più velocemente della velocità del vento di 5-7 volte per le eliche a tre pale. Questa è una scienza piuttosto complessa e all'inizio non ne capirai nulla. Di seguito è riportata una tabella della potenza dell'elica in base al diametro dell'elica e alla velocità del vento a KIEV 0,45.
Successivamente abbiamo un generatore, l'efficienza media dei generatori è solitamente 0,8, ma questa efficienza dipende dalla velocità. Il generatore potrebbe averlo massima efficienza 96%, ma solo in un intervallo di velocità ristretto e ciò dipende dalla resistenza di carico sul generatore e dalla resistenza dell'avvolgimento del generatore. Inoltre, l'efficienza di un generatore può essere inferiore al 50% se viene caricato in modo errato, ma non può essere caricato correttamente perché a velocità diverse ha bisogno di carichi diversi, e le velocità sono diverse perché cambia la velocità del vento, cambia anche la velocità dell'elica, e quindi generatore.
In generale, anche questo è difficile, il generatore deve corrispondere alla potenza dell'elica, avere una potenza leggermente inferiore dell'elica in un'ampia gamma di giri, quindi l'intera catena funzionerà in modo efficiente.
La potenza del generatore eolico determina:
Il calcolo di un mulino a vento verticale non è sostanzialmente diverso dal calcolo di un mulino a vento orizzontale convenzionale. Ma il calcolo ha le sue peculiarità, poiché i mulini a vento verticali del tipo “Barile” funzionano non a causa della forza di sollevamento, ma a causa della pressione del vento sulle pale. Successivamente, fornirò un esempio di calcolo di una turbina eolica in termini generali. Sebbene il calcolo sia abbastanza accurato, dà un’idea generale della potenza del generatore eolico, ma non vengono presi in considerazione molti fattori che possono influenzare in modo significativo il risultato reale.
Generatore eolico verticale fatto in casa
Ad esempio, una foto di un mulino a vento verticale del tipo "Barile".Ad esempio, vogliamo realizzare un generatore eolico di tipo “Barile” con una larghezza di 2 metri e un'altezza di 3 metri. Il numero di lame non ha molta importanza e diciamo che abbiamo 4 lame semicircolari. Per prima cosa dobbiamo scoprire quanta energia possiamo generalmente ottenere da questo rotore.
Esiste una semplice formula per il calcolo:
P=0,6*S*V^3
P- potenza Watt
S- area spazzabile a lama mq.
V^3- Velocità del vento in m/s cubi
0.6 è la velocità del vento. Il vento che si muove nello spazio è considerato uno, ma il vento, quando si avvicina a un ostacolo, perde velocità e potenza. Poiché non conosciamo la perdita di velocità, prenderemo 0,6, tenendo conto del fatto che il vento perderà velocità del 33%.
Inoltre, la formula per calcolare l'area di un cerchio S=πr2, Dove
π - 3,14
R- raggio di un cerchio quadrato
In generale, i mulini a vento verticali, come i cartelloni pubblicitari, rallentano molto fortemente il vento e a sacco ad aria, incontrando le quali nuove porzioni di vento si disperdono lateralmente e il 30-40% dell'energia eolica viene dispersa senza partecipare alla pressione sulle pale. Pertanto, l’efficienza complessiva, o secondo il KIEV corretto della ruota eolica, delle turbine eoliche verticali è piuttosto bassa e ammonta solo al 10-20% dell’energia eolica.
Dall'analisi delle turbine eoliche verticali fatte in casa, il KIEV è sostanzialmente il 10% del totale, ma siamo ottimisti, quindi prenderò KIEV 0,2, anche se qui non viene presa in considerazione l'efficienza del generatore e della trasmissione.
0,6*6*2*2*2*0,2=5,76 watt a 2 m/s
0,6*6*3*3*3*0,2=19,44 watt a 3 m/s
0,6*6*4*4*4*0,2=46,08 watt a 4 m/s
0,6*6*5*5*5*0,2=90 watt a 5 m/s
0,6*6*7*7*7*0,2=246 watt a 7 m/s
0,6*6*10*10*10*0,2=720 watt a 10 m/s
Ora è chiaro di cosa è capace questo rotore. Successivamente, dobbiamo adattare il generatore a questo rotore in modo che il generatore possa generare la massima potenza possibile disponibile sul rotore e allo stesso tempo non sovraccaricare il rotore, in modo che possa ruotare e la sua velocità non diminuisca in modo significativo . Altrimenti non avrà senso, la produzione di energia diminuirà notevolmente. Per regolare il generatore, dobbiamo scoprire la velocità della ruota eolica a ciascuna velocità del vento.
A differenza delle turbine eoliche orizzontali, dove la velocità di rotazione delle punte delle pale è solitamente 5 volte velocità più veloce vento, un generatore eolico verticale non può ruotare più velocemente della velocità del vento. Ciò è dovuto al fatto che qui il vento spinge semplicemente la pala e questa inizia a muoversi con il flusso del vento che passa. Un'elica orizzontale funziona grazie alla forza di portanza generata nella parte posteriore della pala e spinge la pala in avanti, e qui la velocità è limitata solo dalle proprietà aerodinamiche della pala e dalla forza di portanza.
Non entreremo nei dettagli e torneremo alla nostra ruota del vento. Per calcolare i giri di un rotore che misura 2*3 metri, dove la larghezza del rotore è di 2 metri, è necessario conoscere la circonferenza del rotore. 2*3,14=6,28 metri, cioè in un giro la punta della lama percorre una distanza di 6,28 metri. Ciò significa che idealmente il rotore farà un giro completo in un flusso di vento lungo 6,28 metri. Ma poiché l'energia viene spesa per la rotazione, per la trasmissione e anche per la rotazione del generatore, che viene caricato dalla batteria, la velocità diminuirà in media della metà. E il rotore farà un giro completo in 12 metri di flusso del vento.
Quindi risulta così, se il vento è di 3 m/s, con questo vento il rotore farà 0,4 giri al secondo e in 4 secondi un giro completo. E in un minuto con un vento di 3 m/s saranno 60:4 = 15 giri al minuto.
A 3 m/s 12:3=4, 60:4=15 giri/min
A 4 m/s sarà 12:4=3, 60:3=20 giri/min.
Con un vento di 5m/s 12:5=2.4, 60:2.4=25rpm.
A 7 m/s 12:7=1,71, 60:1,71=35 giri/min
A 10 m/s 12:10=1,2, 60:1,2=50 giri/min
Penso che la velocità della ruota eolica sia ormai chiara e che siano noti. Maggiore è il diametro della ruota eolica, minore è la sua velocità rispetto alla velocità del vento. Quindi, ad esempio, una ruota eolica con un diametro di 1 metro girerà due volte più velocemente di una ruota eolica con un diametro di 2 metri.
Ora abbiamo bisogno di un generatore in grado di produrre energia a queste velocità non più di quanto una ruota eolica possa produrre. E se il generatore è più potente, sovraccaricherà il rotore e non sarà in grado di girare alla sua velocità, e di conseguenza la velocità sarà bassa e la potenza complessiva sarà bassa. Con un vento di 3m/s qui 15 giri al minuto e potenza della ruota eolica 19 watt, è necessario che il generatore carichi il rotore non più di 19 watt. Ciò tiene conto dell'efficienza del riduttore (se disponibile) e dell'efficienza del generatore stesso. L'efficienza del cambio e del generatore di solito non è nota, ma presentano anche perdite significative e, in generale, il 20-50% dell'energia viene perso e solo il 50% va alla batteria in uscita, che è di circa 10 watt nel nostro caso.
Se il generatore sovraccarica la ruota eolica, la sua velocità non raggiungerà la velocità nominale e sarà significativamente inferiore alla velocità del vento. Ciò causerà una diminuzione della velocità e della potenza del generatore. Inoltre, le pale, che hanno una velocità significativamente più lenta rispetto al vento, lo rallenteranno fortemente e il vento si disperderà ai lati, di conseguenza, la potenza della ruota eolica diminuirà ancora di più. Quindi, con un generatore troppo potente, l'energia disponibile per la batteria sarà molte volte inferiore a quella che potrebbe essere. O viceversa, quando il generatore è troppo debole e a 15 giri al minuto della ruota eolica non riesce a caricare completamente la ruota eolica, si scopre anche che prendiamo molta meno energia da quella possibile.
Di conseguenza, il generatore deve corrispondere alla potenza della ruota eolica; solo così possiamo estrarre la massima potenza possibile dalla ruota eolica. Questo si può dire di più compito difficile poiché il generatore può assolutamente caratteristiche diverse tensione e corrente in giri. Per selezionare un generatore, è necessario ruotarlo sulla batteria e misurare la produzione di energia o calcolarla utilizzando le formule. E poi prova ad adattarlo alla ruota del vento.
Ad esempio, il tuo generatore a 300 giri al minuto ha 1 Ampet sulla batteria da 14 volt, ovvero circa 14 watt, e la ruota eolica produce 19 watt a 15 giri al minuto. Ciò significa che è necessario un moltiplicatore di 1:20 affinché il generatore ruoti a 300 giri al minuto. A 5 m/s, la velocità della ruota eolica è di 25 giri al minuto e il generatore ruoterà quindi ad una velocità di 500 giri al minuto. La potenza della nostra ruota eolica è di soli 90 watt, ma il generatore supera la potenza e produce 200 watt. La ruota eolica non funzionerà in questo modo; ruoterà semplicemente lentamente e non produrrà i suoi 90 watt, per non parlare dei 200 watt. La soluzione è sacrificare l'inizio della carica e realizzare un cambio 1:15, oppure raddoppiare l'altezza della ruota eolica in modo che la ruota eolica tiri il generatore.
Quindi è necessario che il generatore corrisponda alla potenza e alla velocità durante l'intero intervallo di rotazione della ruota eolica. E se il generatore non ha abbastanza potenza, è necessario aumentare il rapporto di trasmissione del moltiplicatore o ridurre il rotore per raggiungere un equilibrio tra la velocità e la potenza della ruota eolica e del generatore. Spesso le persone, senza alcun calcolo, installano generatori da qualunque cosa riescano a trovare e costruiscono una ruota eolica dopo aver guardato abbastanza video da YouTube, ma alla fine si scopre che il generatore eolico non funziona con vento debole ed è semplicemente scarso. in termini di potere.
Le riserve di energia eolica sono calcolate a 170 trilioni di kWh all’anno. L’energia eolica è già stata così studiata che ogni casa può permettersi di installare un mulino a vento di piccola potenza per le proprie esigenze.
Tuttavia, l’energia eolica presenta una serie di svantaggi. Tra questi ci sono la dispersione nello spazio e le fluttuazioni della velocità del vento. I mulini a vento riflettono le onde radio e interferiscono con il volo di uccelli e insetti.
Attualmente sono state sviluppate turbine eoliche in grado di funzionare con venti più leggeri. Il passo della pala dell'elica viene regolato automaticamente in modo tale da garantire sempre il massimo utilizzo possibile dell'energia eolica e, se la velocità del vento è troppo elevata, anche la pala viene automaticamente spostata nella posizione di piumaggio, in modo da evitare un incidente. escluso. Inoltre, vengono utilizzate attivamente centrali elettriche a ciclone con una capacità fino a centomila kilowatt, dove aria calda, innalzandosi in un'apposita torre alta 15 metri e mescolandosi al flusso d'aria circolante, crea un ciclone artificiale, che nel frattempo si trasforma in una turbina. Tali installazioni sono molto più efficienti e pannelli solari e turbine eoliche convenzionali.
Generatori eolici
I generatori eolici sono gli unici produttori di elettricità dall'energia eolica. Sono una torre con un corpo all'estremità e pale rotanti (Fig. 3). All'interno dell'alloggiamento sono presenti convertitori di energia per ciascuna lama. Il numero di pale può variare notevolmente, ma la maggior parte dei consumatori preferisce i generatori eolici a tre pale. L'altezza del perno può essere molto diversa, fino a 5-7 metri di altezza.
Principio di funzionamento e tipologie di generatori eolici
Le pale del rotore di una turbina eolica ricevono energia dal vento, rallentandolo. Resistono al vento e il vento li colpisce con la stessa forza. La forza di pressione viene utilizzata nelle prime turbine eoliche. Le pale con asse orizzontale non possono muoversi nella direzione del vento, quindi non possono beneficiare della forza della spinta. Invece, usano l'ascensore.
I generatori eolici si differenziano in base alle seguenti caratteristiche principali:
Numero di lame;
Materiali per la fabbricazione delle lame;
La posizione dell'asse di rotazione rispetto al suolo;
Caratteristica del passo della vite.
A seconda del numero di pale, possono essere ad una, due, tre o multipala. Questi ultimi iniziano la loro rotazione al minimo movimento d'aria, ma sono applicabili solo per scopi in cui è importante il fatto stesso della rotazione e non l'elettricità generata. Cioè, sono indispensabili, diciamo, quando si pompa acqua da pozzi profondi.
In base ai materiali di cui sono realizzate le pale, si distingue tra generatori eolici rigidi e a vela. Quelli a vela sono molto più economici di quelli rigidi in fibra di vetro o metallo.
In base alla posizione dell'asse di rotazione rispetto alla superficie del suolo si distingue tra generatori eolici orizzontali e verticali. Le loro differenze sono così sottili che quando condizioni diverse cambiano posto nella loro superiorità. I mulini a vento ad asse verticale catturano immediatamente la minima brezza e non necessitano di banderuola, ma sono meno potenti di quelli orizzontali.
In base al passo dell'elica, i generatori eolici sono disponibili con passo variabile e fisso. Il passo variabile consente senza dubbio di aumentare la velocità di rotazione, ma la progettazione è complessa. Aumenta il peso del mulino a vento, ovvero richiede costi aggiuntivi. Un passaggio fisso è molto più semplice e affidabile.
Calcolo del generatore eolico
Quando si calcola la lama, è necessario determinare la larghezza della corda e l'angolo di installazione della lama in diverse sezioni lungo la lunghezza della lama. In ogni sezione è necessario determinare forma corretta pale per ottenere il massimo sforzo (portanza) da ciascuna porzione di vento che questa sezione tratterà.
Il processo di calcolo del carico migliore e la sua corrispondenza miglior profilo, noto come metodo degli elementi finiti, tratta la pala come una raccolta di singoli elementi.
Calcoliamo la potenza del flusso del vento utilizzando la formula:
dove V è la velocità del vento, m/s; с - densità dell'aria, kg/m3; S è l'area interessata dal flusso d'aria, m2.
A causa di caratteristiche tecnologiche La maggior parte dei generatori eolici calcola la potenza utilizzando una formula più accurata:
dove o è il coefficiente di utilizzo dell'energia eolica (in modalità nominale per turbine eoliche ad alta velocità raggiunge un massimo o max = 0,4 h 0,5), una quantità incommensurabile; R - raggio del rotore, m; V - velocità del flusso d'aria, m/s; с - densità dell'aria, kg/m3; z r - efficienza del cambio,%; z g - efficienza del generatore,%.
Per l'esempio di calcolo prenderemo i seguenti valori:
c = 1,25 kg/m3;
Di conseguenza, secondo la formula (3.2), otteniamo il seguente valore:
Ovviamente, per selezionare il diametro ottimale dell'elica del generatore eolico, è necessario conoscere la velocità media del vento nel luogo dell'installazione prevista. La quantità di elettricità prodotta da un generatore eolico aumenta in un rapporto cubico con l'aumentare della velocità del vento. Ad esempio, se la velocità del vento aumenta di 2 volte, l'energia kmetica generata dal rotore aumenterà di 8 volte. Pertanto, possiamo concludere che la velocità del vento è il fattore più importante che influenza la potenza di un generatore eolico.
Per scegliere il luogo in cui installare un generatore eolico, l'area più adatta è quella con un numero minimo di barriere al vento (grandi alberi, edifici) ad una distanza di almeno 25-30 m. L'altezza dell'impianto eolico dovrebbe essere almeno 3-5 m dell'altezza degli edifici più vicini. Non dovrebbero esserci alberi o edifici sulla linea del passaggio ventoso. Colline o catene montuose con terreno aperto sono le più adatte per l'ubicazione di un generatore eolico.
Prima di acquistare un generatore eolico per la tua casa, devi capire da dove provengono i suoi parametri di potenza, se produrrà davvero i parametri scritti nel suo passaporto e su cosa puoi contare.
Velocità del vento
Indipendentemente dal fatto che tu preveda di acquistare un generatore già pronto o di realizzarne uno tu stesso, la velocità del vento sarà uno dei parametri più importanti nel determinare la potenza dell'impianto.
Innanzitutto, ogni tipo di generatore eolico ha la propria velocità operativa iniziale. Per la maggior parte delle installazioni si tratta di 2-3 m/s. Se la velocità del vento è inferiore a questa soglia, il generatore non funzionerà affatto e, di conseguenza, non genererà nemmeno elettricità.
Oltre alla velocità iniziale esiste anche una velocità nominale alla quale il generatore eolico raggiunge la sua potenza nominale. Per ciascun modello, il produttore indica questa cifra separatamente.
Tuttavia, se la velocità è superiore a quella iniziale, ma inferiore a quella nominale, la produzione di elettricità sarà notevolmente ridotta. E per non rimanere senza elettricità, dovresti sempre concentrarti prima di tutto sulla velocità media del vento nella tua regione e direttamente sul tuo sito. Puoi scoprire il primo indicatore guardando la mappa del vento, oppure guardando le previsioni del tempo nella tua città, dove solitamente viene indicata la velocità del vento.
La seconda cifra dovrebbe idealmente essere misurata dispositivi speciali direttamente nel luogo in cui sarà collocata la turbina eolica. Dopotutto, la tua casa può trovarsi su una collina, dove la velocità del vento sarà più alta, o in una pianura, dove praticamente non ci sarà vento.
In questa situazione chi soffre costantemente le raffiche di vento degli uragani si trova in una posizione più vantaggiosa e può contare su maggiori prestazioni del generatore eolico.
Diametro della vite
Se pensi che un generatore eolico sia una piccola installazione che può letteralmente stare sul tuo tetto e fornire elettricità alla tua casa di 100 mq, ti sbagli. Se l'impianto viene utilizzato come fonte di alimentazione autonoma che deve soddisfare tutte le vostre esigenze, anziché una piccola parte di esse, allora i problemi possono essere enormi. Per piccola casaè necessario un raggio di almeno 3-4 metri. Di conseguenza, il diametro è di 6-8 metri.
Perdite
Non è sufficiente calcolare semplicemente la potenza del tuo impianto utilizzando una formula. Ci sono sempre perdite che richiedono fino al 70% della potenza. La prima perdita che incontrerai è il tasso di utilizzo dell'energia eolica. È circa 0,6.
Tutti questi parametri devono essere presi in considerazione quando si progetta una turbina eolica. Ecco le perdite approssimative. Puoi scoprire i valori effettivi nella descrizione degli elementi che utilizzerai. Di solito sono specificati dal produttore.
Formule semplici e complesse
Esistono due formule con cui è possibile determinare la potenza di un generatore eolico, conoscendo la velocità del vento e il raggio o diametro delle pale.
La prima formula è un po’ più complicata e meno comunemente usata.
Potenza = fattore di utilizzo dell'energia eolica * ((densità del flusso d'aria * velocità del vento al cubo)/2 * n * raggio al quadrato)
La seconda formula è alquanto semplificata.
Potenza = 0,6 * n * raggio al quadrato * velocità del vento al cubo
La velocità del vento per il calcolo dovrebbe essere presa al di sotto della media annuale per capire veramente su quali numeri dovresti contare.
Calcolo
Considereremo esempi di calcoli per una dacia ea casa, tenendo conto dell'uso di determinati apparecchi elettrici, in un altro articolo. Ora scopriamo quale potenza reale può darci il generatore eolico offerto dal produttore.
Consideriamo ad esempio un generatore eolico con una pala lunga 4 m, con una velocità media del vento di 5 m/s (questo valore può arrivare a 10-15, tuttavia considereremo un'opzione meno vincente.
La prima formula dà la seguente figura:
Potenza = 0,6 * (1,225 * 125/2) * 3,14 * 16 = 2307,9 W.
Secondo la seconda formula:
Potenza = 0,6 * 3,14 * 16 * 125 = 3768 W.
La seconda cifra è più vicina alla realtà e questa è la formula da utilizzare nei calcoli. Tuttavia, calcoliamo le perdite per vite dal secondo risultato.
Potenza = 3768 * 0,6 = 2260,8 W.
Già molto più vicino al primo risultato. Tuttavia, da questa cifra dobbiamo sottrarre le perdite del generatore e dei cavi.
Potenza = 2260,8 * 0,8 * 0,8 = 1446,9 W.
Questo è esattamente il valore su cui puoi contare quando utilizzi un generatore eolico con viti da 4 metri. Naturalmente, con un vento più forte, la sua potenza aumenterà, ma questo parametro è individuale per ogni casa.
Il metodo per calcolare la potenza della ruota di una turbina eolica è relativamente accurato e abbastanza semplice.Di seguito è riportata la formula per il calcolo dell'energia eolica P=0,6*S*V^3, Dove
P - potenza Watt
S - area di spazzamento mq.
V^3- Velocità del vento al cubo m/s
Inoltre, la formula per calcolare l'area di un cerchio S=πr2, Dove
R è il raggio del cerchio quadrato
Ad esempio, se prendiamo una superficie di vite di 3 mq. e calcola la potenza con un vento di 10 m/s, ottieni 0,6*3*10*10*10=1800 watt. Ma questa è la potenza del flusso del vento, e l'elica toglierà parte della potenza, che in teoria può raggiungere il 57%, ma in pratica per i generatori eolici orizzontali a tre pale questo parametro è del 35-45%. E per tipo verticale Savonio 15-25%.
Quindi, in media, per un'elica orizzontale a tre pale, imposteremo il fattore di utilizzo dell'energia eolica al 40% e calcoleremo 1800 * 0,4 = 720 watt. L'elica assorbirà 720 watt dal vento, ma c'è ancora l'efficienza del generatore, che hanno i generatori magneti permanenti circa 0,8 e con eccitazione elettrica 0,6. Quindi 720*0,8=576 watt.
Ma in pratica tutto può andare molto peggio, poiché il generatore non ha un'elevata efficienza in tutte le modalità operative, si verificano perdite anche nei cavi, nel ponte a diodi, nel controller e nella batteria; Pertanto, potete tranquillamente eliminare un altro 20% della potenza e rimarranno circa 576-20% = 640,8 watt.
Per un generatore eolico verticale, questo parametro sarà ancora inferiore poiché, in primo luogo, il KIEV è solo del 20%, e anche il moltiplicatore, la cui efficienza è del 70-90%. Quindi, dei 1800 watt iniziali di energia eolica, le pale porteranno via 1800 * 0,2 = 360 watt. Meno l'efficienza di un generatore di 0,8 e un moltiplicatore di 0,8 è pari a 360 * 0,8 * 0,8 = 230,4 watt. E rimarrà un altro meno 20% per le perdite nei cavi, nel ponte di diodi, nel controller e nella batteria e 230,4-20% = 183,6 watt.
Dalla vita reale, calcolo pratico della potenza del generatore eolico.
Questa formula può essere trovata su molti forum e siti web sui generatori eolici. Per testare la formula, voglio confrontare i dati reali di due generatori eolici di piccola potenza con eliche quasi identiche nell'area, ma uno è orizzontale e l'altro è verticale.La foto mostra due veri generatori eolici fatti in casa, il primo è orizzontale a tre pale con un diametro dell'elica di 1,5 m, il secondo è verticale largo 1 me alto 1,8 m. Senza considerare i dati, scriverò subito che la potenza orizzontale con un vento di 10 m/s è di circa 90 watt e la potenza verticale è di 60 watt. Il KIEV del primo, poiché le lame sono fatte ad occhio, è probabilmente 0,3, e il secondo verticale sembra essere ben fatto, 0,2.
Calcoliamo ora l’area dell’elica spazzata dal vento, per la prima è 1,76 m, per la seconda verticale è 1,8 m.
Ciò significa per orizzontale 0,6*1,76*10*10*10=1056*0,3*0,8-20%=202 watt.
Ciò significa per verticale 0,6*1,8*10*10*10=1080*0,2*0,8-20%=138 watt.
Il risultato sono i seguenti dati teorici, ma conoscendo i dati reali, diventa chiaro che il KIEV di entrambi i generatori eolici e l'efficienza dei loro generatori sono tutt'altro che buoni indicatori. In questo caso, per la maggioranza generatori fatti in casa, che vengono eseguiti a occhio senza calcoli, puoi tranquillamente scontare un altro 50% e alla fine ottenere la reale potenza prevista da una turbina eolica con una ruota eolica di una certa area.
La vera potenza di un generatore eolico fatto in casa.
Generatore eolico orizzontale con una potenza di 202 watt - 50% = 101 watt e reali 90 watt.Generatore eolico verticale con una potenza di 138 watt - 50% = 69 watt e reali 60 watt.
Essendo interessato ai generatori eolici da molto tempo, sono giunto alla conclusione (forse errata) che la maggior parte delle turbine eoliche fatte in casa sono lontane dalle loro controparti di fabbrica. Solo con l'uso di calcoli accurati si può raggiungere alta efficienza l'intera turbina eolica e non molti riescono.
E dalla maggioranza generatori eolici fatti in casa Nel calcolare la potenza si può tranquillamente scontare la metà della potenza prevista e rendere immediatamente il generatore eolico il doppio della potenza necessaria per compensare tutte le carenze dell'assemblaggio della casa e dei materiali utilizzati.
