Generador de viento cinético: dispositivo, principio de funcionamiento, aplicación.

Dispositivo de turbina eólica

Los generadores de viento son absolutamente respetuosos con el medio ambiente y pueden proporcionar a los consumidores energía gratuita durante un tiempo ilimitado. Generadores de viento: los parques eólicos tienen diferentes capacidades, lo que hace posible su uso en diferentes áreas.

La máxima eficiencia de un parque eólico se puede lograr instalándolo en lugares con corrientes de aire activas constantes. Por lo general, las montañas y colinas, las costas de los mares y océanos y otras condiciones similares se utilizan para esto. La parte principal de la instalación es el rodete, que actúa como turbina. En la mayoría de los casos, las estructuras de los parques eólicos de tres palas se utilizan en forma de hélice, instaladas a gran altura de la superficie terrestre.
Para obtener el mayor efecto, las palas, junto con el rotor, se colocan en la posición óptima mediante mecanismos especiales, según la dirección y la fuerza del viento. Hay otros diseños: tambor, que no dependen de los factores anteriores y no requieren ningún ajuste. Sin embargo, si la eficiencia de las instalaciones de hélice está en el nivel del 50%, entonces para los dispositivos de tambor es mucho menor.

Cada planta de energía de aire, independientemente del diseño, está completamente conectada con la acción de las corrientes de aire, que a menudo cambian su rendimiento. Esto a su vez conduce a cambios en el número de revoluciones del impulsor y la energía eléctrica producida. Esta situación requiere emparejar el generador y la red eléctrica con la ayuda de equipos adicionales.

Por regla general, las baterías se utilizan para esto junto con los inversores. Primero, la batería se carga desde el generador, por lo que la uniformidad de la corriente no importa. Además, la carga de la batería, convertida en el inversor, se transfiere a la red.

Las estructuras de hélice WPP se pueden controlar si es necesario. Si la velocidad del viento es demasiado alta, el ángulo de ataque de las palas se modifica, hasta el mínimo.Esto conduce a una reducción en la carga de viento en la turbina. Sin embargo, bajo la influencia de los huracanes, los impulsores de los parques eólicos a menudo se deforman y toda la instalación de la casa falla. No es posible evitar por completo los impactos negativos, ya que los generadores eléctricos están ubicados a una altura promedio de 50 m, por lo que es posible aprovechar los vientos más fuertes y estables que prevalecen a gran altura.

Cómo elegir un generador de viento

Para elegir un generador eólico, debe:

1. Calcular la potencia instalada de los aparatos eléctricos que se prevé conectar a esta fuente de energía.
2. Sobre la base de los valores de potencia obtenidos y la velocidad media anual del viento, en la región de instalación de la unidad, se determina la potencia del generador. La potencia debe tomarse teniendo en cuenta el factor de seguridad, en función del crecimiento de las cargas y para no sobrecargar el dispositivo durante los picos de carga.
3. Se debe tener en cuenta el clima en el lugar donde se instala el dispositivo, ya que la precipitación afecta negativamente el rendimiento del generador. Tenga en cuenta las características climáticas del lugar de residencia.
4. Determinar la eficiencia de la instalación es uno de los indicadores más importantes.
5. Averigüe el rendimiento del generador en relación con el ruido producido durante su funcionamiento.
6. Realizar un análisis comparativo de varios tipos de generadores para todas las características y parámetros.
7. Lea las opiniones de los usuarios sobre instalaciones similares.
8. Haga un análisis de los fabricantes nacionales y extranjeros, estudie reseñas sobre estas empresas.

Colocación de un aerogenerador de baja velocidad

Se coloca una pequeña base en un terreno, en el que se fija el mástil. Cerca de la torre, al pie, hay un armario eléctrico.En la parte superior, se instala un mecanismo giratorio, se monta una góndola. En el interior de este último se encuentran un anemómetro, generador, transmisión y frenos. Se adjunta una tapa de rotor a la góndola, en la que se clavan las palas. Cada ala está conectada a un sistema que ajusta automáticamente el paso.

La instalación de un aerogenerador de baja velocidad comienza con la cimentación e instalación del mástil

Después de completar la instalación del generador, montan sistemas de protección contra rayos y transmisión de información sobre el trabajo, así como un carenado y un mecanismo de extinción de incendios.

Un generador de viento de baja velocidad es un dispositivo que puede proporcionar electricidad a un área suburbana. El uso está justificado en zonas con poco viento.

Especificaciones

Al momento de comprar controlador de carga de aerogeneradores necesita estudiar cuidadosamente su hoja de datos. A la hora de elegir, las características son importantes:

• potencia: debe corresponder a la potencia de la turbina eólica;
• voltaje: debe corresponder al voltaje de las baterías instaladas en el molino de viento;
• máx. potencia: indica la potencia máxima permitida para el modelo de controlador;
• máx. actual: indica con qué potencias máximas del generador eólico puede funcionar el controlador;
• rango de tensión - indicadores máx. y mín. voltaje de la batería para el funcionamiento adecuado del dispositivo;
• capacidades de visualización: qué datos sobre el dispositivo y su funcionamiento se muestran en la pantalla de un modelo en particular;
• condiciones de funcionamiento: a qué temperatura, nivel de humedad puede funcionar el dispositivo seleccionado.

Si no puede elegir un dispositivo de control de carga usted mismo, póngase en contacto con un asesor y muéstrele la hoja de datos de su molino de viento. El dispositivo se selecciona de acuerdo con las capacidades de la instalación eólica.Las condiciones de operación incorrectas y las desviaciones del rango de voltaje afectarán negativamente el funcionamiento de todo el sistema eólico.

Generador de turbina eólica

Para el funcionamiento de los molinos de viento se requieren generadores trifásicos convencionales. El diseño de tales dispositivos es similar a los modelos utilizados en automóviles, pero tiene parámetros más grandes.

Los aerogeneradores tienen un devanado estatórico trifásico (conexión en estrella), del que salen tres cables que van al controlador, donde la tensión AC se transforma en DC.

El rotor del generador para una turbina eólica está hecho con imanes de neodimio: en tales diseños no es recomendable usar excitación eléctrica, ya que la bobina consume mucha energía.

Para aumentar la velocidad, a menudo se usa un multiplicador. Tal dispositivo le permite aumentar la potencia del generador existente o usar un dispositivo más pequeño, lo que reduce el costo de instalación.

Los multiplicadores se utilizan con mayor frecuencia en aerogeneradores verticales, en los que el proceso de rotación de la rueda de viento es más lento. Para dispositivos horizontales con una alta velocidad de rotación de las palas, no se requieren multiplicadores, lo que simplifica y reduce el costo de construcción.

Cómo hacer un cálculo de generador de viento usted mismo

Las fórmulas se utilizan para calcular el parámetro de potencia de los equipos que se utilizarán en un área en particular. En primer lugar, se realiza un cálculo de la cantidad de energía que permite generar el aerogenerador a lo largo del año.

Cálculo de la potencia total del equipo

Para completar la tarea, se realizan las siguientes acciones:

1. Primero se hacen los cálculos.De acuerdo con los resultados obtenidos, se selecciona la longitud de los elementos de rotación, así como la altura de la torre.
2. Se realiza un análisis de la velocidad media del flujo de aire característico de una determinada zona. Esto requerirá equipo especial. Con él, debe controlar la fuerza del flujo de aire durante varios meses. Si no hay ningún instrumento, puede solicitar los resultados a los representantes de la estación meteorológica local.

Cálculo de potencia generador de viento se realiza de acuerdo con la fórmula P=krV 3S/2.

Designaciones de símbolos:

• r es el parámetro de densidad del flujo de aire, en condiciones normales este valor es de 1,225 kg/m3;
• V es la velocidad media del viento, medida en metros por segundo;
• S es el área total del flujo de aire, medida en metros;
• k es el parámetro de eficiencia de la turbina instalada en el equipo;

Usando estos cálculos, puede determinar con precisión la cantidad de energía requerida para un grupo electrógeno en un área en particular. Si se compra un equipo de marca, entonces su empaque debe indicar a qué fuerza de flujo de aire será más eficiente la operación del dispositivo. En promedio, este valor estará en el rango de siete a once metros por segundo.

El ingeniero del usuario Odessa habló en detalle sobre el procedimiento para ensamblar el dispositivo generador, así como sobre la realización de cálculos.

Cálculo de hélices para un aerogenerador

El procedimiento de cálculo se realiza de acuerdo con la fórmula Z=LW/60/V, notación de símbolos:

• Z es el valor de baja velocidad de una hélice;
• L es el tamaño del círculo que describirán los elementos de rotación;
• W es la velocidad de girar un tornillo;
• V es el parámetro de velocidad del suministro de flujo de aire.

Sobre la base de esta fórmula, se calcula el número de revoluciones. Pero para el cálculo es necesario tener en cuenta el paso de un tornillo del equipo. Se calcula mediante la fórmula H=2pR* tga.

Descripción de los símbolos:

• 2n es un valor constante de 6,28;
• R es el valor del radio que describirá los elementos de rotación del equipo;
• tg a es el ángulo de sección.

Cálculo de un inversor para un generador eólico

Antes de realizar estos cálculos, se debe tener en cuenta el siguiente punto. Si solo se usa una batería de 12 voltios en la red doméstica, entonces no tiene sentido instalar un inversor. La potencia media de una casa de campo o de un hogar privado es de unos 4 kW, sujeta a cargas máximas. Para tal red, la cantidad de baterías será de al menos diez, cada una de ellas está diseñada para 24 voltios. Con tantas baterías, es recomendable utilizar un dispositivo inversor.

Pero para estas condiciones, cuando se utilizan diez baterías de 24 voltios, se necesita un aerogenerador de 3 kW como mínimo. Los equipos más débiles no podrán proporcionar energía para tal cantidad de baterías. Para electrodomésticos, esta potencia puede ser demasiado alta.

El cálculo del parámetro de potencia del dispositivo inversor se realiza de la siguiente manera:

1. Primero, es necesario resumir las características de potencia de todos los consumidores de energía.
2. Luego se determina el tiempo de consumo.
3. Se calcula el parámetro de carga máxima.

Alexander Kapustin mostró el procedimiento para arrancar un generador eólico con un inversor.

Eficiencia

Es bastante simple evaluar la eficiencia energética de una unidad de cierto tipo y diseño y compararla con el rendimiento de motores similares.Es necesario determinar el coeficiente de aprovechamiento de la energía eólica (KIEV). Se calcula como la relación entre la potencia recibida en el eje del aerogenerador y la potencia del flujo de viento que actúa sobre la superficie del aerogenerador.

El factor de utilización de la energía eólica para diversas instalaciones oscila entre el 5 y el 40 %. La evaluación estará incompleta sin tener en cuenta los costos de diseño y construcción de la instalación, la cantidad y el costo de la electricidad generada. En energía alternativa, el período de recuperación de la inversión de un aerogenerador es un factor importante, pero también es necesario tener en cuenta el efecto ambiental resultante.

¿Qué es un generador de viento?

Un aerogenerador es un dispositivo que utiliza la energía del viento para generar electricidad. Las corrientes de aire, que se mueven libremente en la atmósfera, tienen una energía gigantesca y, además, completamente gratis. La energía eólica es un intento de extraerla y convertirla en un buen uso.

Un aerogenerador es un conjunto de dispositivos que reciben, procesan y preparan la energía para su uso. Las corrientes de viento interactúan con el rotor del molino de viento, haciendo que gire. El rotor está sobrecargado (o directamente) conectado a un generador que carga las baterías. La carga a través del inversor se procesa en una forma estándar (220 V, 50 Hz) y se suministra a los dispositivos de consumo.

A primera vista, el complejo es bastante complicado. También hay diseños más simples, como molinos de viento que alimentan bombas. Sin embargo, los electrodomésticos complejos requieren un conjunto completo de equipos que puedan proporcionar un suministro de energía estable y de alta calidad.

Variedades de aerogeneradores.

Hay varios tipos de aerogeneradores.De acuerdo con el número de aspas, los molinos de viento son de tres, dos, una o varias aspas. Los dispositivos se fabrican sin aspas en absoluto, donde la "vela", que se asemeja a un plato grande, sirve como parte que atrapa el viento. Dicho equipo tiene una mayor eficiencia que otros dispositivos, pero aún no se usa ampliamente. Curiosamente, cuantas menos aspas tenga un molino de viento, más energía producirá.

Ejemplos de aerogeneradores planos

Según el material utilizado, las palas son rígidas (de metal o fibra de vidrio) y de tela. El segundo tipo son los llamados aerogeneradores de vela, son más baratos, pero pierden frente a los resistentes en practicidad y eficiencia.

Otra característica importante es la característica de paso de la hélice, que permite cambiar la velocidad de rotación de las palas. Los dispositivos de paso variable le permiten mantener la eficiencia a diferentes velocidades del viento. Pero al mismo tiempo, el costo del sistema aumenta y la confiabilidad disminuye debido a la complejidad del diseño. Por lo tanto, en la mayoría de los casos se utilizan dispositivos de paso fijo, que son fáciles de mantener y confiables.

Tipos de aerogeneradores según la ubicación del eje de trabajo

El eje de trabajo de rotación del aerogenerador se puede ubicar tanto vertical como horizontalmente

En ambos casos, existen ventajas y desventajas a las que debes prestar atención a la hora de elegir.

Existen varios tipos de aerogeneradores verticales:

1. Generadores de viento Savonius, cuyo diseño consta de varios semicilindros, que se fijan en un eje en posición vertical. La fuerza de tal dispositivo es la capacidad de trabajar en cualquier dirección del viento. Pero también hay un grave inconveniente: la energía eólica se utiliza solo en un 25 - 30%.
2. En el rotor Darrieus, las bandas elásticas se utilizan como palas, fijadas en vigas sin usar un marco. La eficiencia del modelo es la misma que la de la variedad anterior, pero se requiere una instalación adicional para poner en marcha el sistema.
3. Los molinos de viento de palas múltiples son los más eficientes entre los dispositivos verticales.
4. La opción más rara son los dispositivos con un rotor helicoidal. Las palas especialmente retorcidas aseguran la rotación uniforme de la rueda de viento, pero la complejidad del diseño hace que el precio sea demasiado alto, lo que limita el uso de mecanismos de este tipo.

Los molinos de viento de eje horizontal son más comunes que los molinos de viento de eje vertical porque son más eficientes pero más caros.

Tipos de aerogeneradores a lo largo del eje de trabajo

Las desventajas incluyen la dependencia de la eficiencia de la dirección del viento y la necesidad de ajustar la posición de la estructura utilizando una veleta. Es recomendable instalar un aerogenerador de este tipo en un área abierta donde no será tapado por árboles y edificios, y es mejor lejos del lugar de residencia permanente de las personas. Es bastante ruidoso y representa un peligro para las aves que pasan volando.

Fabricantes de aerogeneradores

El mercado incluye tanto dispositivos de origen extranjero (principalmente Norteamérica, Europa y China) como instalaciones domésticas. El precio depende de la potencia y la configuración, por ejemplo, la presencia de baterías solares, y varía en el rango de decenas a cientos de miles de rublos.

Características técnicas principales

Los modelos de controladores utilizados como parte de un aerogenerador en particular difieren en sus características técnicas, reflejadas en el pasaporte del producto, estas son:

• La potencia nominal, que es el principal indicador del dispositivo, debe corresponder a la potencia del aerogenerador;
• La tensión nominal, también indicador principal, debe corresponder a la tensión de las baterías que componen el aerogenerador;
• Potencia máxima, determina el valor máximo permitido para un modelo de dispositivo específico;
• La corriente máxima caracteriza la capacidad del dispositivo para operar al máximo rendimiento del aerogenerador;
• El valor de voltaje máximo y mínimo en la batería determina el rango de voltaje en el que opera el dispositivo;
• Si el modelo puede funcionar simultáneamente con una turbina eólica y una planta de energía solar, la corriente de carga máxima generada por los paneles solares;
• Tipo de pantalla y parámetros de operación que se muestran en ella;
• Características operativas - temperatura y humedad ambiente;
• Dimensiones generales y peso.

¿Todos los aerogeneradores son iguales?

muchas clasificaciones para la fabricación de palas, a la superficie de la tierra,

La mayoría de los aerogeneradores (centrales eólicas) existentes en la actualidad se pueden clasificar como de una, dos, tres o múltiples palas. Una pequeña parte de los dispositivos más modernos no contienen palas, y el viento en ellos atrapa la llamada "vela", que parece un platillo. Detrás están los pistones que accionan el sistema hidráulico, y ya genera corriente eléctrica. La eficiencia de tales instalaciones es superior a la de todas las demás. En relación a los sistemas de palas, la tendencia es la siguiente: cuantas menos palas, más energía produce el generador.

Variedades de aerogeneradores.

puede ser mas barato,

Si comparamos las turbinas eólicas según el paso de la hélice, los dispositivos con un paso fijo son más fiables. Hay molinos de viento de paso variable que pueden cambiar la velocidad de rotación, pero su diseño voluminoso implica costos adicionales para la instalación y el mantenimiento de dicho sistema.

Los diseños más diversos de molinos de viento, si los consideramos desde el punto de vista de la dirección del eje de rotación con respecto al suelo.

Los dispositivos cuyas cuchillas giran alrededor de un eje vertical, a su vez, se pueden dividir en varios tipos.

1. Los aerogeneradores Savonius son varias mitades de cilindros huecos en su interior, plantados sobre un eje vertical. Su principal ventaja es la capacidad de girar independientemente de la velocidad y la dirección del viento. Un inconveniente importante es la capacidad de utilizar la energía eólica en solo un tercio.
2. Un rotor Darier es un sistema de dos o más palas que son placas planas. Tal dispositivo es fácil de hacer, pero no funcionará para obtener mucha energía con él. Además, se necesita un mecanismo adicional para poner en marcha dicho rotor.
3. El rotor helicoidal, gracias a las palas especialmente retorcidas, tiene una rotación uniforme. El dispositivo es duradero, pero debido a la complejidad del diseño, es costoso.
4. Los aerogeneradores multipala con eje de rotación vertical son la opción más eficiente de su grupo.

Los molinos de viento con un eje de rotación horizontal también tienen sus ventajas y desventajas. Su principal ventaja es la alta eficiencia.Entre las desventajas de tales estructuras, cabe señalar la necesidad de capturar la dirección del viento con una veleta y el cambio de eficiencia según la dirección del viento. En este sentido, las instalaciones horizontales son más apropiadas en áreas abiertas. En el mismo lugar donde las palas estarán protegidas del viento por edificios, árboles o, por ejemplo, colinas, es mejor instalar una turbina eólica de un diseño diferente.

Además, una turbina eólica de este tipo es costosa, y su apariencia en las cercanías definitivamente no causará gran deleite entre sus vecinos. Sus cuchillas pueden derribar fácilmente a un pájaro volador y hacer mucho ruido.

¿Qué otros tipos de aerogeneradores hay? Pues claro, los nuestros, nacionales e importados. Entre estos últimos, las unidades europeas, chinas y norteamericanas están a la cabeza. Al mismo tiempo, la presencia de aerogeneradores domésticos en el mercado no puede sino alegrarse.

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El precio de dichos dispositivos está determinado, en primer lugar, por su potencia y la presencia de elementos adicionales, por ejemplo, paneles solares, y varía en un rango muy amplio, desde varias decenas hasta varios cientos de miles de rublos.

Hacer un molino de viento con tus propias manos.

El principal trabajo a realizar es la fabricación e instalación de un rotor giratorio. En primer lugar, debe elegir el tipo de estructura y sus dimensiones. Conocer la potencia requerida del dispositivo y las capacidades de producción ayudará a determinar esto.

La mayoría de los nodos (si no todos) deberán hacerse de forma independiente, por lo que la elección se verá afectada por el conocimiento que tiene el creador de la estructura, qué dispositivos y dispositivos conoce mejor. Por lo general, primero se fabrica un molino de viento de prueba, con la ayuda del cual se verifica el rendimiento y se especifican los parámetros de la estructura, luego de lo cual comienzan a fabricar un generador de viento en funcionamiento.

Principio de funcionamiento

Además, la fuerza de rotación se convierte en electricidad, que se almacena en la batería. Cuanto más fuerte sea el flujo de aire, más rápido girarán las aspas, produciendo más energía. Dado que el funcionamiento del aerogenerador se basa en el uso máximo de una fuente de energía alternativa, un lado de las palas tiene una forma redondeada, el otro es relativamente plano. Cuando el flujo de aire pasa por el lado redondeado, se crea un área de vacío. Esto succiona la hoja, tirando de ella hacia un lado. Esto crea energía, lo que hace que las aspas giren.

Esquema de funcionamiento de un generador eólico: se muestra el principio de convertir la energía eólica y el funcionamiento de los mecanismos internos.

Durante sus giros, los tornillos también giran el eje conectado al rotor del generador. Cuando doce imanes unidos al rotor giran en el estator, se crea una corriente eléctrica alterna que tiene la misma frecuencia que en las salidas de las habitaciones ordinarias. Este es el principio básico de cómo funciona un aerogenerador. La corriente alterna es fácil de generar y transmitir a largas distancias, pero es imposible de almacenar.

Diagrama esquemático de un generador de viento.

Para hacer esto, debe convertirse a corriente continua. Este trabajo lo realiza un circuito electrónico dentro de la turbina.Para conseguir una gran cantidad de electricidad se fabrican plantas industriales. Un parque eólico suele constar de varias decenas de instalaciones. Gracias al uso de un dispositivo de este tipo en el hogar, puede obtener una reducción significativa en los costos de energía. El principio de funcionamiento de los aerogeneradores les permite ser utilizados en las siguientes opciones:

• para el trabajo autónomo;
• en paralelo con la batería de respaldo;
• junto con paneles solares;
• en paralelo con un generador diesel o gasolina.

Si el flujo de aire se mueve a una velocidad de 45 km/h, la turbina genera 400 vatios de electricidad. Esto es suficiente para iluminar el área suburbana. Esta energía se puede acumular recogiéndola en una batería.

Un dispositivo especial controla la carga de la batería. A medida que la carga disminuye, la rotación de las palas se ralentiza. Cuando la batería está completamente descargada, las aspas comienzan a girar nuevamente. De esta manera, la carga se mantiene en un cierto nivel. Cuanto más fuerte sea el flujo de aire, más electricidad puede producir la turbina.

Cómo se alimenta un aerogenerador a partir de una fuente alternativa

Los molinos de viento no se "alimentan" de la masa de aire, están sintonizados para consumir la velocidad del viento. En otras palabras: el viento se acerca al aerogenerador a gran velocidad y lo abandona a menor velocidad. La diferencia en las velocidades del viento antes y después del generador de viento determina cuánta energía fue absorbida por este dispositivo.

Algunos tipos de aerogeneradores lo hacen mejor, otros peor. Pero esta es la función principal del generador de viento: reducir la velocidad del viento.

La línea entre la eficiencia y la limitación

Nunca crea las afirmaciones de que una determinada turbina eólica funciona al 100 % de eficiencia.Esto significa que el viento detrás de las aspas del molino de viento debe detenerse por completo. Una prueba absurda demuestra claramente una afirmación falsa.

Un aerogenerador con una eficiencia ideal debe encontrar el equilibrio en el que el viento emita suficiente energía para que solo tenga que salir por la ventana de apertura del dispositivo para continuar su movimiento. La eficiencia en este caso determina la diferencia de velocidad del viento antes y después de la turbina, incidiendo directamente en el factor de potencia del aerogenerador, el cual toma la siguiente fórmula: P_salida= 1/2 × r × S × V3 × eficiencia.

La máxima eficiencia de un aerogenerador, hace más de 100 años, fue comprobada por el científico alemán Betz en su obra científica fundamental. Tomando como base la fórmula anterior, el alemán demostró de manera extremadamente consistente que se puede extraer del viento un máximo de 16/27 de energía. Posteriormente, sus cálculos fueron ligeramente corregidos por el italiano Loregio, y resultó que la eficiencia máxima de un aerogenerador es del 59%.

Esto se nota claramente en la diferencia en los principios de funcionamiento de las turbinas Savonius y Darier. Después de todo, los molinos de viento de Savonius solo toman la fuerza de empuje del viento, y los proyectos de Darier también usan sustentación aerodinámica, lo que aumenta la velocidad de rotación de las aspas.

El principio de funcionamiento de la turbina eólica.

En ausencia o frecuentes cortes de energía, es mejor hacer un mini generador eólico o varias turbinas eólicas (turbinas eólicas) para suministro de energía individual con sus propias manos. Un dispositivo casero convierte la energía cinética del viento en energía mecánica debido a la rotación de la rueda de viento.

Inicialmente, la energía mecánica que hace girar el rotor se convierte en corriente alterna trifásica.El flujo de energía a través del controlador se almacena en una batería de CC. Finalmente, el inversor de voltaje modifica la corriente para suministrar electricidad a los electrodomésticos y la iluminación.

El principio de funcionamiento de un molino de viento es simple y consiste en la acción de tres tipos de fuerza sobre las aspas. El impulso y la elevación superan el sistema de fuerza de frenado y ponen en marcha el volante. Después de la formación de un campo magnético por parte del rotor en la parte estacionaria del generador, la corriente comienza a circular por los cables.

Campos de aplicación del dispositivo.

De hecho, las turbinas eólicas son capaces de proporcionar energía a los objetos para diversos fines. Las turbinas eólicas de gran capacidad son adecuadas para el suministro de energía a escala industrial. Los dispositivos caseros diseñados adecuadamente le brindan al propietario del sitio una fuente de alimentación ininterrumpida. Puede hacer un generador de viento para una casa privada con sus propias manos con costos mínimos de mano de obra y efectivo.

Ventajas del dispositivo

La principal ventaja de un aerogenerador doméstico es el ahorro en la factura de la luz. El dinero gastado en piezas e instalación se devuelve con suministros de electricidad gratuitos.

Ventajas adicionales de un aerogenerador casero:

• el modelo de fábrica es muchas veces más caro;
• diseño ecológico que funciona sin combustible;
• vida útil ilimitada (en caso de falla, los componentes son fáciles de reemplazar);
• idoneidad en condiciones climáticas adecuadas con una velocidad media anual del metro a partir de 4 m/s.

Defectos

El lado negativo de un molino de viento individual incluye:

• dependencia del clima;
• las tormentas y los huracanes a menudo ponen el mecanismo fuera de servicio;
• se requieren medidas preventivas;
• los mástiles altos necesitan conexión a tierra;
• algunos modelos superan el nivel de ruido permitido.

Generador de turbina eólica

Para el funcionamiento de los molinos de viento se requieren generadores trifásicos convencionales. El diseño de tales dispositivos es similar a los modelos utilizados en automóviles, pero tiene parámetros más grandes.

Los aerogeneradores tienen un devanado estatórico trifásico (conexión en estrella), del que salen tres cables que van al controlador, donde la tensión AC se transforma en DC.

El rotor del generador para una turbina eólica está hecho con imanes de neodimio: en tales diseños no es recomendable usar excitación eléctrica, ya que la bobina consume mucha energía.

Para aumentar la velocidad, a menudo se usa un multiplicador. Tal dispositivo le permite aumentar la potencia del generador existente o usar un dispositivo más pequeño, lo que reduce el costo de instalación.

Los multiplicadores se utilizan con mayor frecuencia en aerogeneradores verticales, en los que el proceso de rotación de la rueda de viento es más lento. Para dispositivos horizontales con una alta velocidad de rotación de las palas, no se requieren multiplicadores, lo que simplifica y reduce el costo de construcción.

Los detalles del ensamblaje e instalación de una turbina eólica de una lavadora y una turbina eólica de un generador de automóviles se describen en detalle en los artículos que recomendamos.

Establecer

• Rotor de palas. Ellos, según el modelo, pueden ser: uno, dos, tres o más;
• Reductor o, en otras palabras, una caja de cambios diseñada para regular la velocidad entre el generador y el rotor;
• La carcasa es protectora. Su propósito es claro por el nombre: protege todos los componentes de la estructura de influencias externas;
• La cola es responsable de girar en la dirección del viento que sopla;
• La batería es recargable.Su tarea es acumular energía, es decir. Valores. Dado que el clima no siempre es favorable para la planta de energía, esto siempre ayudará en caso de mal tiempo;
• instalación de inversores. Se utiliza para convertir la corriente continua en corriente alterna, que alimenta los aparatos eléctricos utilizados en la vida cotidiana.

Cálculo de tamaño y colocación.

Para calcular el número requerido de generadores para una planta de energía eólica, tenga en cuenta:

• potencia requerida;
• número de días ventosos;
• características de ubicación.

Entonces, para que la instalación de un aerogenerador esté justificada por los costos, es necesario determinar la cantidad de días de viento al año, así como su dirección predominante. Las zonas costeras y las zonas de montaña tienen la ubicación más ventajosa, ya que aquí la fuerza del viento supera los 60-70 m / s, y esto es suficiente para abandonar la electricidad local.

En el territorio llano, el viento se caracteriza por un flujo uniforme, pero su fuerza a veces no es suficiente para proporcionar una casa privada por completo. La instalación cerca de plantaciones y bosques no es rentable en absoluto, ya que la energía eólica se consume y permanece en mayor medida en los árboles.

El flujo de viento tiene un aumento de potencia en proporción directa a la distancia a la superficie terrestre. En consecuencia, cuanto más alto sea el mástil del molino de viento, más impulso puede capturar. Sin embargo, cuanto más se aleja del suelo, más refuerzo requiere. Los soportes auxiliares no siempre pueden sostener completamente el molino de viento. Con fuertes rachas de viento, la probabilidad de caída de un mástil alto es mucho mayor que la de un mástil colocado a un nivel de 5 a 7 metros.

La remoción más óptima del mástil del suelo es de 10 a 15 metros. Su fijación se realiza mediante dos métodos:

1. Hormigonado de cimientos: excavan cuatro pozos profundos, pero de pequeño diámetro, en los que se sumergen y hormigonan extensiones de aerogeneradores. El proceso lleva mucho tiempo y es costoso, pero es el más confiable. Con viento fuerte, el mástil permanecerá inmóvil, y el único daño puede ser el desguace de las palas.
2. Estrías de metal: con la ayuda de un cable de metal, el molino de viento se fija perpendicularmente a la superficie de la tierra, mientras que el cable está bien estirado, fijando sus extremos al suelo.

La duración de la operación de la central eléctrica en su conjunto depende de la elección del método de fijación del mástil.

La presencia de equipos especiales, así como la experiencia en la realización de dichos trabajos, salvarán al parque eólico de averías prematuras.

Generador eólico de vela

Si las aspas de los molinos de viento tradicionales están hechas de materiales duros, en la navegación, por el contrario, están hechas de materiales blandos. Adecuado para cualquier tejido denso, como lonas. A menudo, en tales construcciones se utilizan laminados no tejidos. Exteriormente, un aerogenerador de vela parece un gran tocadiscos para niños.

Por diseño, los molinos de viento de vela se dividen en dos tipos.

• Vela circular con palas triangulares
• Con rueda de vela, también circular

Generador eólico de vela con palas triangulares

Las palas de vela triangulares suelen fabricarse isósceles, pero en muchos casos su forma se selecciona individualmente, de acuerdo con las cargas de viento del área donde están instaladas. Un molino de viento de vela comienza a funcionar a una velocidad del viento de 5 m/s. Su eficiencia es mayor que la de la mayoría de los molinos de viento de palas, pero al mismo tiempo no está exenta de muchas deficiencias. Entonces, cuando cambia el viento, el “velero” se detiene y necesita tiempo para girar en la nueva dirección del flujo del viento.

Otro inconveniente es la fragilidad de las propias "velas". A menudo se rompen, fallan y requieren un reemplazo completo.
Se cree que un generador de vela circular está privado de estas deficiencias. Su eficiencia es el doble que la de un generador con palas de vela. Exteriormente, parece una antena parabólica y se diferencia de los generadores habituales en que no tiene palas, cilindros o rotores giratorios. Este generador vibra bajo presión o ráfagas de viento, transfiriendo energía mecánica al generador con sus vibraciones.