Своїми руками Ветряк своими руками

Расчетная мощность при скорости ветра 8 м/сек 10 кВт.
Диаметр ветрового колеса 10 метров.
Среднесуточная выработка эл-энергии 100 кВт-часов/сутки.
Количество лопастей 6.
Расчетная скорость вращения ветрового колеса 30 оборотов/минуту.

 

фото 9

фото 10

фото 11

фото 12

 

На фото 9 - фланец с просверленными отверстиями под болты м16.
Стыковочная поверхность зачищена болгаркой.
В правом нижнем углу фланца видно отверстие ф12 мм с меткой в виде выемки.
Такое же отверстие есть и в правом верхнем углу, но без метки. Эти отверстия
расположены симметрично по диаметру фланца. В отверстия будут вварены
штифты. Они нужны для правильной сборки. Фланцы размечались и
сверлились в сборе в домашних условиях, поэтому точность невысокая.
Со штифтами и меткой проблем со сборкой нет.
Фото 10 - крупным планом отверстие для штифта и метка в виде
полукруглой выемки на боковой поверхности фланца.
Фото 11 - в отверстия ф12 мм вварены два штифта, вид сверху.
Фото 12 - крупным планом показаны ввареный штифт и метка в виде выемки.

 

Аэропорты дают почасовку( а то и чаще) полностью. Я без труда гуглил почасовку за год АП Жуляны.

 

Расчет мощности на валу ветродвигателя производится по формуле.
N=k*0.5*d2*v3 [Bт] где:
N - расчетная мощность в Ваттах
к - кпд ветродвигателя
0.5 - коэффициент куда входят другие составляющие
d2 - диаметр ветрового колеса в квадрате, причем сам диаметр берется в метрах
v3 - скорость ветра в кубе, причем сама скорость ветра берется в метрах.
...............................................................................................................................................
Коэффициент полезного действия лучших ветродвигателей на расчетном режиме
достигает 40%. Самодельные обычно меньше. Лучшие образцы 20-30%.
...............................................................................................................................................
По данным авиаметстанции Харькова среднегодовая скорость ветра составляет 4.2 м/сек.
Годовое распределение скоростей ветра такое.
--------------------------------------------------------------------
Среднее значение ........... Диапазон .......... В процентах
скорости ветра ................ скоростей .......... за год
0 - 2 ................................... 1 - 2 .................... 23
4 ......................................... 4 ......................... 49
6,5 и более ........................ 6 и более ............ 28
-----------------------------------------------------------------
По этим значениям рассчитываем количество выработанной энергии
за каждый промежуток времени и затем суммируем.
Для того, чтобы примерно оценить количество энергии за сутки
мощность ветродвигателя умножаем на 24 часа и затем сумму делим пополам.
...........................................................................................................................................
В заключение добавлю следующее.
Ветроэлектрогенераторы - сложные технические устройства и требуют
глубоких и обширных знаний в этой области. Только с таким "багажом"
можно приступать к их изготовлению. Лучше этим заниматься
не в одиночку, а в хорошем коллективе.

 

фото 13

фото 14

фото 15

фото 16
--- добавлено: 29 окт 2014 в 18:21 ---
Фото 13 - два фланца сложены как потребуется уже в рабочем положении.
Фото 14 - фланцы в сложенном положении, крупным планом показаны штифт и метки.
Фото 15 - показан один фланец и болт м16 с гайкой для сборки фланцевого соединения.
Фото 16 - фланцевое соединение в собранном состоянии на двух болтах.

 

............................................................................................
Количество вырабатываемой энергии ветрогенератором так не считается.
Расчет мощности на валу ветродвигателя производится по формуле.
Она приводилась выше.
N=k*0.5*d2*v3 [Bт] где:
N - расчетная мощность в Ваттах.
Для конкретного ветрогенератора, который мы обсуждаем,
эту формулу для простоты расчетов мы можем упростить.
N=0.02*v3.
Все составляющие вошли в коэффициент 0.02.
Расчет мощности ветрогенератора при разных скоростях ветра приведен
на верхнем графике. Это кубическая парабола - синяя линия.
Красная линия - мощность ветрогенератора от пусковых 3 м/с до расчетных 8 м/с.
Далее идет прямая линия 10 кВт при скоростях выше 8 м/с. Здесь ограничения
накладываются техническими характеристиками ветрового колеса и эл-генератора.
Количество энергии на участке от 3 до 8 м/с - площадь под параболой,
рассчитывается простым интегрированием. Дальше мощность 10 кВт умножаем на время работы.
То есть считается площадь прямоугольника.
..................................................................................
Привожу более подробную таблицу Годового распределения скоростей ветра.
--------------------------------------------------------------------
Среднее значение ........... Диапазон .......... В процентах... Энергия ...... Номер столбика
скорости ветра ................ скоростей .......... за год ......... в процентах ... на нижней схеме
0.2 ................................... 0 - 1 ...................... 11.27 ................ 0 .............................................
1.5 .................................... 1 - 2.5 ................... 11.93 ................ 0.17 ........................................
4.0 .................................... 2.5 - 5.5 ............... 49.34 ............... 13.51 ............... 1
6.5 .................................... 5.5 - 7.5 ................ 15.91 ................ 18.70 .............. 2
9.5 .................................... 7.5 - 11.5 ............... 8.63 ................. 31.65 .............. 3
13.5 .................................. 11.5 - 15.5 ............. 2.57 ................. 27.03 .............. 4
18.0 .................................. 15.5 - 20.5 ............ 0.36 ................. 8.94 ................ 5
---------------------------------------------------------------------------------------
На нижней схеме приведено распределение годового количества энергии
по скоростям ветра. Это нормальное Гауссовское распределение
Из этой схемы видно, что основной запас ветровой энергии
в нашем региона находится в диапазоне скоростей 6 - 15 м/с.
До скорости 4 м/с всего 16%.
................................................................................................
Теперь примерный расчет в нашем конкретном случае.
Первая часть - скорость ветра до 5.5 м/с.
По верхней схеме расчетная средняя скорость ветра в диапазоне 2.5 - 5.5 м/с
будет 4 м/с. Из таблицы видим, что составит она
49,34*24часа/100=11.8 часа за сутки.
Расчетная мощность при 4 м/с - 1.25 кВт и количество выработанной энергии.
11.8*1.25=14.8 квт-часов.
Вторая часть - скорость ветра до 7.5 м/с.
По верхней схеме расчетная средняя скорость ветра в диапазоне 5.5 - 7.5 м/с
будет 6.5 м/с. Из таблицы видим, что составит он
15.91*24часа/100=3.8 часа за сутки.
Расчетная мощность при 6.5 м/с - 5.5 кВт и количество выработанной энергии.
3.8*5.5=20.9 квт-часов.
Третья часть - скорость ветра выше 7.5 м/с.
Время составит.
(8.63+2.57+0.36)*24/100=2.8 часа за сутки.
Мощность 10 кВт.
2.8*10= 28 кВт-часов.
Сумма за сутки составит 14.8+20.9+28=64 квт-часа.
...................................................................................................
Теперь о стоимости эл-энергии.
Сегодня пришла газета советчица.
Там есть такая информация.
50-летний Роман Бабьячок из села Солонка, что в пригороде Львова, установил
у себя солнечную электростанцию на фотоэлементах.
10 киловаттная станция обошлась 18 тысяч долларов.
Продает облэнерго ежемесячно 1000-1400 квт-часов - цена 3.89 гривны
по зеленому тарифу.