Comment calculer une éolienne : formules + exemple pratique de calcul

Sélection du modèle

Le coût d'un ensemble d'éoliennes, d'un onduleur, d'un mât, d'un SHAVRA - une armoire de commutation de transfert automatique, dépend directement de la puissance et de l'efficacité.

Puissance maximale kW	Diamètre du rotor m	hauteur du mât m	Vitesse nominale m/s	Tension Mar
0,55	2,5	6	8	24
2,6	3,2	9	9	120
6,5	6,4	12	10	240
11,2	8	12	10	240
22	10	18	12	360

Comme vous pouvez le constater, pour alimenter totalement ou partiellement le domaine en électricité, des générateurs de grande puissance sont nécessaires, ce qui est assez problématique à installer par vous-même. Dans tous les cas, les investissements en capital élevés et la nécessité d'installer un mât à l'aide d'un équipement spécial réduisent considérablement la popularité des systèmes éoliens à usage privé.

Il existe des éoliennes portables de faible puissance que vous pouvez emporter avec vous en voyage. Ces modèles sont compacts, rapidement montés au sol, ne nécessitent pas de soins particuliers et fournissent suffisamment d'énergie pour un passe-temps confortable dans la nature.

Et bien que la puissance maximale d'un tel modèle ne soit que de 450 W, cela suffit à éclairer tout le camping et permet d'utiliser des appareils électroménagers loin de la civilisation.

Pour les petites et moyennes entreprises, l'installation de plusieurs parcs éoliens générateurs pourrait permettre des économies importantes sur les coûts énergétiques. De nombreuses entreprises européennes sont engagées dans la production de produits de ce type.

Ce sont des systèmes d'ingénierie complexes qui nécessitent une maintenance préventive et une maintenance, mais leur puissance nominale est telle qu'elle peut couvrir les besoins de l'ensemble de la production. Par exemple, au Texas, dans le plus grand parc éolien des États-Unis, seuls 420 de ces générateurs génèrent 735 mégawatts par an.

Avantages et inconvénients de l'installation d'une éolienne

Ces équipements, comme les panneaux solaires, appartiennent à la catégorie des énergies alternatives. Mais, contrairement aux cellules photovoltaïques, qui ont besoin de lumière solaire, une éolienne peut fonctionner efficacement 24 heures sur 24, 365 jours par an.

Avantages	Défauts
De l'énergie gratuite partout	Prix ​​de l'équipement
Énergie écologique	Les coûts d'installation
Indépendance énergétique vis-à-vis de l'État et de ses tarifs	Coût des services.
Indépendance de la lumière du soleil	Dépendance à la vitesse du vent

Pour équilibrer tous ces avantages et inconvénients, ils fabriquent souvent un bouquet : une éolienne avec un panneau solaire. Ces installations se complètent, réduisant ainsi la dépendance de la production d'électricité au soleil et au vent.

Calcul de la puissance de l'éolienne

Dans la plupart des cas, la faisabilité de l'installation de parcs éoliens dépendra de la vitesse moyenne du vent dans une zone particulière. L'installation d'éoliennes est justifiée avec une force de vent minimale de quatre mètres par seconde. Avec une vitesse de vent de neuf à douze mètres par seconde, l'éolienne fonctionnera à sa vitesse maximale.

Éolienne horizontale

De plus, la puissance de tels dispositifs dépend également des surfaces des aubes utilisées et de la taille diamétrale du dispositif rotor. Avec des vitesses de vent moyennes connues pour une région donnée, il est possible de sélectionner le générateur requis en utilisant une certaine taille d'hélice.

Le calcul est effectué selon la formule: P \u003d 2D * 3V / 7000 kW, dans laquelle P est la puissance, D est la taille diamétrale du dispositif à vis et un paramètre tel que V indique la force du vent en mètres par seconde . Mais cette formule ne convient que pour les éoliennes horizontales.

énergie alternative

La charge du vent peut également apporter des avantages, par exemple en convertissant la force du vent dans les éoliennes. Ainsi, à une vitesse de vent V = 10 m/s, avec un diamètre de cercle de 1 mètre, l'éolienne a des pales d = 1,13 m et produit environ 200 à 250 W de puissance utile. Une charrue électrique, consommant une telle quantité d'énergie, pourra labourer une cinquantaine (50 m²) de terrain dans une parcelle personnelle en une heure.

Si vous appliquez la grande taille de l'éolienne - jusqu'à 3 mètres et la vitesse moyenne du flux d'air de 5 m / s, vous pouvez obtenir une puissance de 1 à 1,5 kW, ce qui fournira complètement une petite maison de campagne avec de l'électricité gratuite.Avec l'introduction du tarif dit "vert", la période de récupération de l'équipement sera réduite à 3-7 ans et, à l'avenir, peut apporter un bénéfice net.

Calcul des hélices des éoliennes

Lors de la conception d'une éolienne, deux types de vis sont généralement utilisés :

1. Rotation dans le plan horizontal (aube).
2. Rotation dans le plan vertical (rotor Savonius, rotor Darrieus).

Les conceptions de vis avec rotation dans l'un des plans peuvent être calculées à l'aide de la formule :

Z=L*W/60/V

Pour cette formule : Z est le degré de vitesse (petite vitesse) de l'hélice ; L est la taille de la longueur du cercle décrit par les pales ; W est la vitesse (fréquence) de rotation de l'hélice ; V est le débit d'air.

C'est la conception de la vis dite "Rotor Darier". Cette version de l'hélice est considérée comme efficace dans la fabrication d'éoliennes de petite puissance et de petite taille. Le calcul de la vis a quelques caractéristiques

Sur la base de cette formule, vous pouvez facilement calculer le nombre de tours W - la vitesse de rotation. Et le rapport de travail des révolutions et de la vitesse du vent peut être trouvé dans les tableaux disponibles sur le réseau. Par exemple, pour une hélice à deux pales et Z=5, la relation suivante est vraie :

Nombre de lames	Degré de vitesse	Vitesse du vent m/s
2	5	330

En outre, l'un des indicateurs importants de l'hélice de l'éolienne est le pas. Ce paramètre peut être déterminé à l'aide de la formule :

H=2πR*tgα

Ici : 2π est une constante (2*3.14) ; R est le rayon décrit par la lame ; tg α est l'angle de section.

Calcul de la puissance de l'éolienne

L'auto-fabrication d'une éolienne nécessite également un calcul préalable. Personne ne veut consacrer du temps et des matériaux à la fabrication de qui sait quoi, ils veulent avoir une idée à l'avance des capacités et de la puissance attendue de l'installation.La pratique montre que les attentes et la réalité sont mal corrélées, les installations créées sur la base d'estimations approximatives ou d'hypothèses non étayées par des calculs précis donnent des résultats faibles.

Par conséquent, des méthodes de calcul simplifiées sont généralement utilisées, qui donnent des résultats suffisamment proches de la vérité et ne nécessitent pas l'utilisation d'une grande quantité de données.

Formules de calcul

Pour le calcul de l'éolienne doit être fait les actions suivantes :

• Déterminez les besoins en électricité de votre maison. Pour ce faire, il est nécessaire de calculer la puissance totale de tous les appareils, équipements, éclairages et autres consommateurs. Le montant résultant montrera la quantité d'énergie nécessaire pour alimenter la maison.
• la valeur résultante doit être augmentée de 15-20% afin d'avoir une réserve de marche au cas où. Il ne fait aucun doute que cette réserve est nécessaire. Au contraire, elle peut s'avérer insuffisante, même si, le plus souvent, l'énergie ne sera pas pleinement utilisée.
• connaissant la puissance requise, on peut estimer quel générateur peut être utilisé ou fabriqué pour résoudre les tâches. Le résultat final de l'utilisation d'un moulin à vent dépend des capacités du générateur, s'ils ne répondent pas aux besoins de la maison, vous devrez soit changer l'appareil, soit construire un kit supplémentaire
• calcul éolienne. En fait, ce moment est le plus difficile et le plus controversé de toute la procédure. Les formules pour déterminer la puissance d'écoulement sont utilisées

Par exemple, considérons le calcul d'une option simple. La formule ressemble à ceci :

P=k R V³ S/2

Où P est la puissance du flux.

K est le coefficient d'utilisation de l'énergie éolienne (une valeur intrinsèquement proche de l'efficacité) est pris entre 0,2 et 0,5.

R est la densité de l'air. Il a des valeurs différentes, pour simplifier nous prendrons égal à 1,2 kg/m3.

V est la vitesse du vent.

S est la zone de couverture de la roue éolienne (couverte par des pales en rotation).

On considère : avec un rayon d'une éolienne de 1 m et une vitesse du vent de 4 m/s

P = 0,3 x 1,2 x 64 x 1,57 = 36,2 W

Le résultat montre que le flux de puissance est de 36 watts. C'est très petit, mais la roue du compteur est trop petite. En pratique, des éoliennes avec une envergure de pale de 3 à 4 mètres sont utilisées, sinon les performances seront trop faibles.

Ce qu'il faut considérer

Lors du calcul de l'éolienne, les caractéristiques de conception du rotor doivent être prises en compte. Il existe des roues à rotation verticale et horizontale, ayant une efficacité et des performances différentes. Les structures horizontales sont considérées comme les plus efficaces, mais elles nécessitent des points d'installation élevés.

Il sera tout aussi important d'assurer une puissance de turbine suffisante pour faire tourner le rotor du générateur. Les dispositifs à rotors rigides, permettant d'obtenir un bon rendement énergétique, nécessitent une puissance considérable sur l'arbre, qui ne peut être fournie que par une roue à aubes de grande surface et de grand diamètre des pales.

Un point tout aussi important concerne les paramètres de la source de rotation - le vent. Avant de faire des calculs, vous devez vous renseigner le plus possible sur la force et la direction des vents dominants dans une zone donnée. Tenez compte de la possibilité d'ouragans ou de rafales de grains, découvrez à quelle fréquence ils peuvent se produire. Une augmentation inopinée du débit est dangereuse pour la destruction de l'éolienne et la défaillance de l'électronique de conversion.

Éolienne orientée verticalement prête à l'emploi

Il y a eu un regain d'intérêt pour les éoliennes, surtout ces dernières années. Il existe de nouveaux modèles plus pratiques et pratiques.

Jusqu'à récemment, les éoliennes horizontales à trois pales étaient principalement utilisées. Et les vues verticales ne se sont pas propagées en raison de la lourde charge sur les roulements de la roue éolienne, ce qui a entraîné une augmentation du frottement, absorbant l'énergie.

Mais grâce à l'utilisation des principes de la lévitation magnétique, l'éolienne sur aimants en néodyme a commencé à être utilisée précisément orientée verticalement, avec une rotation inertielle libre prononcée. À l'heure actuelle, il s'est avéré plus efficace que l'horizontal.

Le démarrage facile est obtenu grâce au principe de lévitation magnétique. Et grâce au multipolaire, qui donne la tension nominale à bas régime, il est possible d'abandonner complètement les boîtes de vitesses.

Certains appareils sont capables de commencer à fonctionner lorsque la vitesse du vent n'est que d'un centimètre et demi par seconde, et lorsqu'elle n'atteint que trois ou quatre mètres par seconde, elle peut déjà être égale à la puissance générée par l'appareil.

Remboursement des parcs éoliens

Pour les centrales éoliennes créées dans le but de vendre de l'électricité, c'est-à-dire en tant que production industrielle, la question du retour sur investissement semble un peu plus réussie. La vente de produits - courant électrique - permet de rembourser les frais d'achat, de fonctionnement et de réparation des éoliennes. Dans le même temps, les résultats pratiques ne sont pas toujours brillants. Ainsi, les plus grandes centrales éoliennes existantes dans le monde, avec de gros volumes de production d'énergie, ont une rentabilité extrêmement faible, et certaines d'entre elles sont reconnues comme non durables.

La raison de cette situation réside dans le rapport malheureux entre le coût des équipements, la durée de vie et les performances du complexe. En termes simples, pendant la durée de vie de la turbine n'a pas le temps de produire suffisamment d'énergie pour justifier le coût de son achat et de son entretien.

Cette situation est typique de la plupart des parcs éoliens. L'instabilité de la source d'énergie, la faible efficacité de la conception, au total, forment une production à faible profit, si l'on parle purement économiquement. Parmi les opportunités d'augmenter la rentabilité, les plus efficaces sont :

• augmentation de la productivité
• coûts d'exploitation réduits

Compte tenu des particularités de la météorologie russe, une voie prometteuse consiste à augmenter le nombre d'éoliennes dans la station, mais à réduire leur puissance. Il s'avère qu'un système présente de nombreux avantages:

• les éoliennes individuelles sont capables de générer de l'énergie par vent léger lorsque les grands modèles ne peuvent pas démarrer
• les coûts d'achat et de maintenance des équipements sont réduits
• la défaillance d'une unité individuelle ne crée pas de problèmes sérieux pour l'ensemble de la centrale
• réduction des coûts de mise en service et de transport

Le dernier point est particulièrement pertinent pour notre pays, où l'installation de centrales éoliennes a lieu dans des régions éloignées ou montagneuses, et les problèmes de livraison et de montage de la structure sont extrêmement aigus.

Une autre façon d'augmenter la rentabilité consiste à utiliser des structures verticales. Cette option est considérée dans la pratique mondiale comme peu productive, adaptée à la fourniture d'énergie aux consommateurs individuels - maison privée, éclairage, pompes, etc.

Quelles éoliennes sont les plus efficaces

Horizontal

vertical

Ce type d'équipement a gagné en popularité, dans lequel l'axe de rotation de la turbine est parallèle au sol. Ces éoliennes sont souvent appelées moulins à vent, dans lesquels les pales tournent contre le vent. La conception de l'équipement comprend un système de défilement automatique de la tête. Il est nécessaire de trouver le flux de vent. Un dispositif est également nécessaire pour faire tourner les pales afin que même une petite quantité de force puisse être utilisée pour générer de l'électricité. L'utilisation de tels équipements est plus appropriée dans les entreprises industrielles que dans la vie quotidienne. En pratique, ils sont plus souvent utilisés pour créer des systèmes de parcs éoliens.

Les dispositifs de ce type sont moins efficaces en pratique. La rotation des pales de la turbine s'effectue parallèlement à la surface de la terre, quelle que soit la force du vent et son vecteur. La direction du flux n'a pas non plus d'importance, avec tout impact, les éléments de rotation défilent contre elle. En conséquence, l'éolienne perd une partie de sa puissance, ce qui entraîne une diminution de l'efficacité énergétique de l'ensemble de l'équipement. Mais en termes d'installation et d'entretien, les unités dans lesquelles les pales sont disposées verticalement sont plus adaptées à un usage domestique. Cela est dû au fait que l'ensemble de boîte de vitesses et le générateur sont montés au sol. Les inconvénients d'un tel équipement comprennent une installation coûteuse et des coûts d'exploitation importants. Un espace suffisant est nécessaire pour monter le générateur. Par conséquent, l'utilisation d'appareils verticaux est plus appropriée dans les petites exploitations privées.

À deux pales	Tripale	à plusieurs lames
Ce type d'unités se caractérise par la présence de deux éléments de rotation.Cette option est pratiquement inefficace aujourd'hui, mais est assez courante en raison de sa fiabilité.	Ce type d'équipement est le plus courant. Les unités à trois pales sont utilisées non seulement dans l'agriculture et l'industrie, mais aussi dans les ménages privés. Ce type d'équipement a gagné en popularité en raison de sa fiabilité et de son efficacité.	Ce dernier peut avoir 50 éléments de rotation ou plus. Pour assurer la génération de la quantité d'électricité requise, il n'est pas nécessaire de faire défiler les pales elles-mêmes, mais de les amener au nombre de tours requis. La présence de chaque élément de rotation supplémentaire permet d'augmenter le paramètre de la résistance totale de l'éolienne. En conséquence, la sortie de l'équipement au nombre de tours requis sera problématique. Les dispositifs de carrousel équipés d'une pluralité de pales commencent à tourner avec une petite force de vent. Mais leur utilisation est plus pertinente si le fait même de défiler joue un rôle, par exemple, lorsqu'il faut pomper de l'eau. Afin d'assurer efficacement la production d'une grande quantité d'énergie, les unités multipales ne sont pas utilisées. Pour leur fonctionnement, l'installation d'un dispositif d'engrenage est nécessaire. Cela complique non seulement toute la conception de l'équipement dans son ensemble, mais le rend également moins fiable par rapport aux équipements à deux et trois pales.

Avec des lames dures

Unités de navigation

Le coût de ces unités est plus élevé en raison du coût élevé de production des pièces de rotation. Mais par rapport aux équipements de voile, les générateurs à pales rigides sont plus fiables et ont une longue durée de vie. Comme l'air contient de la poussière et du sable, les éléments rotatifs sont soumis à une forte charge.Lorsque l'équipement fonctionne dans des conditions stables, il nécessite un remplacement annuel du film anti-corrosion qui est appliqué aux extrémités des aubes. Sans cela, l'élément de rotation commence à perdre ses propriétés de fonctionnement au fil du temps.

Ce type de pales est plus simple en termes de production et moins coûteux que le métal ou la fibre de verre. Mais les économies de fabrication peuvent entraîner des coûts importants à l'avenir. Avec un diamètre d'éolienne de trois mètres, la vitesse du bout de la pale peut aller jusqu'à 500 km/h, lorsque les révolutions de l'équipement sont d'environ 600 par minute. C'est une charge importante même pour les pièces rigides. La pratique montre que les éléments de rotation sur les équipements de navigation doivent être changés souvent, surtout si la force du vent est élevée.

Selon le type de mécanisme rotatif, toutes les unités peuvent être divisées en plusieurs types:

• dispositifs de Darier orthogonaux ;
• unités avec un ensemble rotatif Savonius ;
• appareils avec une conception verticale-axiale de l'unité;
• équipement avec un type de mécanisme rotatif hélicoïdal.

Vitesse du vent

Que vous envisagiez d'acheter un générateur prêt à l'emploi ou de le construire vous-même, la vitesse du vent sera l'un des paramètres les plus importants pour déterminer la puissance de l'installation.

Tout d'abord, chaque type d'éolienne a sa propre vitesse initiale. Pour la plupart des installations, il s'agit de 2-3 m/s. Si la vitesse du vent est inférieure à ce seuil, le générateur ne fonctionnera pas du tout et, par conséquent, de l'électricité sera également générée.

En plus de la vitesse initiale, il existe également une vitesse nominale à laquelle l'éolienne atteint sa puissance nominale. Pour chaque modèle, le fabricant indique ce chiffre séparément.

Cependant, si la vitesse est supérieure à la vitesse initiale, mais inférieure à la vitesse nominale, la production d'électricité sera considérablement réduite. Et pour ne pas rester sans électricité, il faut toujours se concentrer avant tout sur la vitesse moyenne du vent dans votre région et directement sur votre site. Vous pouvez trouver le premier indicateur en consultant la carte des vents, ou en consultant les prévisions météo de votre ville, qui indiquent généralement la vitesse du vent.

Le deuxième chiffre, idéalement, devrait être mesuré avec des instruments spéciaux directement à l'endroit où se tiendra l'éolienne. Après tout, votre maison peut être à la fois sur une colline, où la vitesse du vent sera plus élevée, et dans une plaine, dans laquelle il n'y aura pratiquement pas de vent.

Dans cette situation, ceux qui souffrent constamment des rafales d'ouragan sont en meilleure position et peuvent compter sur une plus grande performance des éoliennes.

Quelle est la charge de vent

Le flux de masses d'air le long de la surface de la terre se produit à des vitesses différentes. En heurtant n'importe quel obstacle, l'énergie cinétique du vent est convertie en pression, créant une charge de vent. Cet effort peut être ressenti par toute personne se déplaçant à contre-courant. La charge générée dépend de plusieurs facteurs :

• vitesse du vent,
• la densité du jet d'air, - à forte humidité, la gravité spécifique de l'air devient plus grande, respectivement, la quantité d'énergie transférée augmente,
• forme d'un objet immobile.

Dans ce dernier cas, des forces dirigées dans différentes directions agissent sur des parties individuelles d'une structure de bâtiment, par exemple :

Sélection de générateurs pour éoliennes

Ayant la valeur calculée du nombre de tours de l'hélice (W), obtenue par la méthode décrite ci-dessus, il est déjà possible de sélectionner (fabriquer) le générateur approprié. Par exemple, avec le degré de vitesse Z = 5, le nombre de pales est de 2 et la vitesse est de 330 tr/min. avec une vitesse de vent de 8 m/s, la puissance du générateur doit être d'environ 300 watts.

Le générateur de la centrale éolienne "dans le contexte". Une copie exemplaire de l'une des conceptions possibles d'un générateur pour un système éolien domestique, assemblé par moi-même

Voici à quoi ressemble un moteur de vélo électrique, sur la base duquel il est proposé de fabriquer un générateur pour un moulin à vent domestique. La conception du moteur de vélo est idéale pour une mise en œuvre avec peu ou pas de calculs et de modifications. Cependant, leur puissance est faible.

Les caractéristiques d'un moteur de vélo électrique sont approximativement les suivantes :

Paramètre	Valeurs
Tension, V	24
Puissance, W	250-300
Fréquence de rotation, tr/min	200-250
Couple, Nm	25

Une caractéristique positive des moteurs de vélo est qu'ils n'ont pratiquement pas besoin d'être refaits. Ils sont structurellement conçus comme des moteurs électriques à basse vitesse et peuvent être utilisés avec succès pour les éoliennes.

Comment couper les lames

Plus loin sur la ligne à partir de pied de pale notez les dimensions du rayon de la lame - dans la colonne "Rayon de la lame" dans les colonnes vertes. Selon ces dimensions, placez des points sur la ligne à gauche et à droite du pied de la lame. A gauche, si vous regardez de la racine de la lame à la pointe, il y aura les coordonnées du motif Arrière mm, et à droite de la ligne, les coordonnées du motif Avant mm. Après avoir connecté les points et vous avez une lame, qui est généralement découpée avec une lame de scie à métaux ou avec une scie sauteuse électrique.

Les trous pour fixer la lame au moyeu sont faits strictement le long de la ligne médiane de la lame, qui a été dessinée sur le tuyau au tout début, si vous déplacez les trous, la lame se tiendra à un angle différent par rapport au vent et perdra tout ses qualités. bords de lame il faut traiter, arrondir la partie avant de la lame, affûter la partie arrière et arrondir les pointes des lames pour que rien ne siffle et ne fasse de bruit. La feuille de calcul Excel prend déjà en compte le traitement des bords dans le calcul comme dans l'image ci-dessous.
>

J'espère que vous avez compris comment utiliser la plaque et comment sélectionner une vis pour le générateur. Par exemple, bien sûr, j'ai choisi un générateur avec des paramètres inadaptés, car la charge d'une batterie 12v démarre trop tôt, pour 24v et 48 volts les résultats seraient différents et la puissance serait encore plus élevée, mais vous ne pouvez pas décrire tous les exemples.

Le plus important est de comprendre les principes, par exemple, choisir une hélice si elle a une bonne puissance à une vitesse, cela ne veut pas dire qu'elle l'aura en pratique, si le générateur charge l'hélice trop tôt, elle n'atteindra pas sa vitesse et ne développera pas la puissance qui devrait être à des vitesses inférieures, même si le vent sera calculé ou même plus élevé. Lames personnalisées à une certaine vitesse et tireront le maximum de puissance du vent à leur vitesse.

Appareil et principe de fonctionnement

L'éolienne fonctionne à l'aide de l'énergie éolienne. La conception de cet appareil doit inclure les éléments suivants :

• pales de turbine ou hélice ;
• turbine;
• générateur électrique;
• l'axe du générateur électrique ;
• un onduleur dont la fonction est de convertir le courant alternatif en courant continu ;
• un mécanisme qui fait tourner les lames;
• un mécanisme qui fait tourner la turbine ;
• la batterie;
• mât;
• contrôleur de mouvement rotatif ;
• amortisseur;
• capteur de vent ;
• tige de capteur de vent ;
• gondole et autres éléments.

Les unités industrielles disposent d'une armoire électrique, d'une protection contre la foudre, d'un mécanisme rotatif, d'une fondation fiable, d'un dispositif d'extinction d'incendie et de télécommunications.

Une éolienne est un appareil qui convertit l'énergie éolienne en électricité. Les précurseurs des agrégats modernes sont des moulins qui produisent de la farine à partir de céréales. Cependant, le schéma de connexion et le principe de fonctionnement du générateur n'ont pas beaucoup changé.

1. En raison de la force du vent, les pales commencent à tourner, dont le couple est transmis à l'arbre du générateur.
2. La rotation du rotor crée un courant alternatif triphasé.
3. Grâce au contrôleur, un courant alternatif est envoyé à la batterie. La batterie est nécessaire pour créer un fonctionnement stable de l'éolienne. S'il y a du vent, l'appareil charge la batterie.
4. Pour se protéger contre un ouragan, le système de production d'énergie éolienne comporte des éléments pour éloigner la roue éolienne du vent. Cela se produit en repliant la queue ou en freinant la roue avec un frein électrique.
5. Pour recharger la batterie, vous devrez installer le contrôleur. La fonction de ce dernier consiste notamment à surveiller la charge de la batterie pour éviter sa panne. Si nécessaire, cet appareil peut déverser l'énergie excédentaire dans le ballast.
6. Les batteries ont une basse tension constante, mais elle doit parvenir au consommateur avec une puissance de 220 volts. Pour cette raison, des onduleurs sont installés dans les éoliennes. Ces derniers sont capables de convertir le courant alternatif en courant continu, augmentant sa force à 220 volts.Si l'onduleur n'est pas installé, seuls les appareils conçus pour la basse tension devront être utilisés.
7. Le courant converti est envoyé au consommateur pour alimenter les batteries de chauffage, l'éclairage de la pièce et les appareils électroménagers.

De nouvelles justifications pour d'anciens concepts

Les hypothèses infondées selon lesquelles les développements modernes devraient augmenter considérablement l'efficacité des éoliennes n'ont aucun fondement. Les modèles horizontaux modernes atteignent une efficacité de 75% de leur limite théorique de Bentz (environ 45% d'efficacité). Après tout, la section de la physique qui régule l'efficacité des éoliennes est l'hydrodynamique, et ses lois sont immuables dès leur découverte.

Certains concepteurs tentent d'augmenter l'efficacité en augmentant le nombre de pales, ce qui les rend plus minces. Vous pouvez augmenter leur longueur, ce qui donne un plus grand effet en raison de la croissance de la zone balayée.

Mais encore faut-il maintenir un équilibre entre le ralentissement du vent et sa vitesse résiduelle.

Il existe une autre direction - augmenter la vitesse du vent en le faisant passer à travers un diffuseur. Mais l'hydrodynamique regorge d'effets déjà découverts d'écoulement autour d'obstacles le long du chemin de moindre résistance.

Il existe des modèles DAWT plus ou moins réussis avec de grands angles de cône, mais ces tentatives de "tromper le vent" n'augmentent pas l'efficacité autant qu'annoncé.

Les éoliennes modernes les plus performantes sont les modèles verticaux à pales Darrieus, montées sur butées à lévitation magnétique (MAGLEV). Travaillant presque silencieusement, ils commencent à tourner à une vitesse de vent inférieure à 1 m/s, et résistent à de fortes rafales jusqu'à 200 km/h.C'est sur la base de telles sources d'énergie alternatives qu'il est le plus rentable de constituer un système énergétique privé indépendant.

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Valeur de la procédure

Si vous négligez les calculs de la charge du mouvement de l'air, vous pouvez, comme on dit, tout gâcher dans l'œuf et mettre en danger la vie des gens.

S'il n'y a généralement pas de difficultés avec la pression de la neige sur les murs des bâtiments - cette charge peut être vue, elle peut être pesée et même touchée - alors tout est beaucoup plus compliqué avec le vent. Ce n'est pas visible, il est très difficile de le prévoir intuitivement. Oui, bien sûr, le vent a un certain effet sur les structures porteuses, et dans certains cas, il peut même être destructeur : il tord les bannières publicitaires, submerge les clôtures et les charpentes, et arrache les toits. Mais comment est-il possible de prévoir et de prendre en compte cette force ? Est-ce réellement calculable ?

Cède ! Cependant, c'est une entreprise morne et les non-professionnels n'aiment pas calculer la charge du vent. Il y a une explication claire à cela : la signification des calculs est une question très responsable et difficile, beaucoup plus compliquée que les calculs de charge de neige. Si seulement deux pages et demie sont consacrées à la charge de neige dans la joint-venture spécialement dédiée à cela, alors le calcul de la charge de vent est trois fois plus ! De plus, une application obligatoire lui est attribuée, elles sont placées sur 19 pages indiquant les coefficients aérodynamiques.

Si les citoyens russes ont encore de la chance avec cela, alors pour les habitants de la Biélorussie, c'est encore plus difficile - le document TKP_EN_1991-1-4-2O09 "Effets du vent", qui réglemente les normes et les calculs, a un volume de 120 pages !

Avec l'Eurocode (EN_1991-1-4-2O09) à l'échelle de la construction d'un ouvrage privé pour les effets du vent, peu de gens veulent s'occuper d'une tasse de thé à la maison. Ceux qui sont professionnellement intéressés sont invités à le télécharger et à l'étudier à fond, en s'entourant d'un consultant spécialisé. Sinon, en raison d'une approche et d'une compréhension erronées, les conséquences des calculs peuvent être désastreuses.

Facteur d'utilisation de l'énergie éolienne

Il convient de noter que pour les éoliennes, il existe un indicateur d'efficacité spécifique - KIEV (coefficient d'utilisation de l'énergie éolienne). Il indique quel pourcentage du flux d'air traversant la section de travail affecte directement les pales de l'éolienne. Ou, pour le dire plus scientifiquement, il montre le rapport de la puissance reçue sur l'arbre de l'appareil à la puissance du débit agissant sur la surface du vent de la roue. Ainsi, KIEV est un spécifique, applicable uniquement aux éoliennes, analogue de l'efficacité.

À ce jour, les valeurs de KIEV par rapport aux 10-15% d'origine (indicateurs d'anciens moulins à vent) sont passées à 356-40%. Cela est dû à l'amélioration de la conception des éoliennes et à l'émergence de nouveaux matériaux et détails techniques plus performants, d'assemblages qui permettent de réduire les pertes par frottement ou autres effets subtils.

Des études théoriques ont déterminé que le facteur d'utilisation maximal de l'énergie éolienne est de 0,593.

En résumé : Une éolienne est-elle rentable ?

Les résultats ci-dessus prouvent clairement le retour sur investissement des coûts d'achat et de lancement d'une éolienne. Spécialement depuis:

• Le coût du kilowatt ne cesse de croître en raison de l'inflation.
• Lors de l'utilisation d'un moulin à vent, l'objet devient non volatile.
• Le "surplus" d'électricité générée peut être accumulé et stocké en cas de temps calme grâce à un système d'alimentation sans coupure.
• De nombreux objets éloignés du réseau d'alimentation centralisé sont contraints d'exister en l'absence d'électricité, car leur connexion n'est pas rentable.

Ainsi, l'éolienne est rentable. Son achat pour les consommateurs énergivores sans alimentation électrique est économiquement réalisable. Un hôtel en dehors de la ville, une ferme agricole ou une entreprise d'élevage, une colonie de chalets - dans tous les cas, les coûts de connexion à une source d'électricité alternative seront justifiés. Il ne reste plus qu'à choisir un modèle d'éolienne approprié et à l'installer, guidé par les recommandations du fabricant. La puissance de l'appareil doit correspondre à la vitesse moyenne du vent dans votre région. Vous pouvez le spécifier à l'aide d'une carte des vents spéciale ou selon la station météo locale.

Remarque : pour les éoliennes de fabricants chinois, la puissance nominale de l'appareil est calculée en tenant compte des vitesses du vent à 50-70 % du niveau du sol. Installer une éolienne à une telle hauteur est problématique

Un mât trop haut coûte cher et sa résistance est soumise à des exigences strictes. De plus, à la hauteur indiquée, les rafales de vent forment de forts courants de Foucault. Non seulement ils ralentissent le fonctionnement de l'éolienne, mais ils peuvent également provoquer la rupture des pales.La solution est d'installer l'appareil à une hauteur de 30-35m, ce qui permettra d'accéder aux vents forts, mais empêchera l'éolienne de se briser.