Comment calculer une éolienne

Le principe de fonctionnement des éoliennes

Dans les appareils à vent faits maison ou de marque avec un axe de rotation vertical ou horizontal, les pales commencent à bouger sous l'effet de la force du vent. Les principaux éléments de l'équipement font tourner l'ensemble du rotor au moyen d'une unité d'entraînement spéciale.La présence d'un enroulement statorique contribue à la conversion de l'énergie mécanique en courant électrique. Les hélices axiales ont des caractéristiques aérodynamiques, grâce auxquelles elles permettent un défilement rapide de la turbine de l'unité.

Ensuite, dans les générateurs rotatifs, la force de rotation est convertie en électricité, qui est collectée dans la batterie. En effet, plus le flux d'air est fort, plus les pales de l'appareil défilent rapidement, ce qui contribue à la génération d'énergie. Le fonctionnement de l'équipement générateur étant basé sur l'utilisation maximale d'une source alternative, une partie des aubes a une forme plus arrondie. Le second est plat. Lorsque le flux d'air traverse la partie arrondie, une section de vide se forme, cela contribue à l'aspiration de la lame et la conduit sur le côté.

Cela conduit à la formation d'énergie, dont l'impact conduit à la rotation des pales avec un petit vent.

Lors du défilement, l'axe des vis tourne, qui sont reliées au mécanisme rotatif. Cet appareil comporte douze éléments magnétiques qui défilent à l'intérieur. Cela conduit à la formation d'un courant électrique alternatif avec une fréquence, comme dans les prises domestiques. L'énergie qui en résulte peut non seulement être générée, mais également transmise sur des distances, mais elle ne peut pas être accumulée.

Pour le capter, il faudra le convertir en courant continu, c'est le but du circuit électrique situé à l'intérieur de la turbine. Pour obtenir une grande quantité d'électricité, des équipements industriels sont fabriqués ; les parcs éoliens comprennent généralement des dizaines d'installations de ce type.

Le principe de fonctionnement de l'éolienne permet d'utiliser l'unité dans les versions suivantes :

• pour un fonctionnement autonome ;
• avec des panneaux solaires ;
• en parallèle avec la batterie de secours ;
• avec un groupe électrogène essence ou diesel.

Lorsque le flux d'air se déplace à une vitesse d'environ 45 km/h, la production d'énergie de la turbine est d'environ 400 watts. C'est suffisant pour éclairer la zone périurbaine. Si nécessaire, vous pouvez mettre en œuvre l'accumulation d'électricité dans la batterie.

Pour charger la batterie, un équipement spécial est utilisé. Avec une diminution de la quantité de sous-charge, la vitesse de rotation des pales commencera à chuter. Si la batterie est complètement déchargée, les éléments de l'équipement du générateur défileront à nouveau. Ce principe permet de maintenir la charge de l'appareil à un certain niveau. Avec un débit d'air plus élevé, la turbine de l'unité pourra produire plus d'énergie.

L'utilisateur Darkhan Dogalakov, utilisant l'exemple du modèle SEAH 400-W, a parlé du principe de fonctionnement des équipements éoliens.

L'éolienne pour la maison n'est plus une rareté

Les centrales éoliennes sont utilisées depuis longtemps à l'échelle industrielle. Mais, la complexité de la conception, ainsi que la complexité de son installation, ne permettaient pas d'utiliser ces équipements chez les particuliers, comme les panneaux solaires.

Cependant, maintenant, avec le développement de la technologie et l'augmentation de la demande en "énergie verte", la situation a changé. Les industriels ont lancé la production d'installations de petite taille pour le secteur privé.

Principe d'opération

Le vent fait tourner les pales du rotor montées sur l'arbre du générateur. En raison de la rotation dans les enroulements, un courant alternatif est généré. Pour augmenter le nombre de tours et, par conséquent, la quantité d'énergie générée, un réducteur (transmission) peut être utilisé. Il peut également bloquer complètement la rotation des lames, si le besoin s'en fait sentir.

Le courant alternatif résultant est converti en courant continu de 220 W à l'aide d'un onduleur. Ensuite, il va au consommateur ou, via le contrôleur de charge, aux batteries pour accumulation.

Un schéma complet du fonctionnement de l'installation depuis la production d'énergie jusqu'à sa consommation.

Types d'éoliennes et laquelle est la meilleure pour une maison privée

À l'heure actuelle, il existe deux types de cette conception:

1. Avec rotor horizontal.
2. Avec rotor vertical.

Le premier type à rotor horizontal. Ce mécanisme est considéré comme le plus efficace. L'efficacité est d'environ 50%. L'inconvénient est la nécessité d'une vitesse de vent minimale de 3 m par seconde, la conception crée beaucoup de bruit.

Pour une efficacité maximale, un mât élevé est nécessaire, ce qui, à son tour, complique l'installation et la maintenance ultérieure.

Le deuxième genre avec verticale. Une éolienne à rotor vertical a une efficacité ne dépassant pas 20%, alors qu'une vitesse de vent de seulement 1 à 2 m par seconde est suffisante. En même temps, cela fonctionne beaucoup plus silencieusement, le niveau de bruit émis ne dépasse pas 30 dB et sans vibration. Ne nécessite pas un grand espace pour travailler, sans perdre en efficacité.

L'installation ne nécessite pas de grand mât. L'équipement peut être monté sur le toit de la maison même de vos propres mains.

L'absence d'anémomètre et de mécanisme rotatif, qui n'est pas du tout nécessaire avec cette conception, rend ce type d'éolienne moins cher par rapport à la première option.

Revue vidéo

Quel réglage choisir ?

Avant de répondre à cette question, vous devez comprendre vos besoins, vos capacités financières et vos priorités opérationnelles.

Si vous souhaitez obtenir le maximum de puissance et êtes prêt à dépenser de l'argent pour l'entretien périodique du générateur, choisissez la première option. En investissant une fois dans un mât haut et en payant les roulements ou le remplacement de l'huile une fois tous les 5 à 10 ans, vous obtiendrez une indépendance énergétique totale, et même si vous vivez en Ukraine ou dans les pays de l'UE, vous pourrez vendre l'excédent d'électricité.

Le niveau sonore élevé de cette station oblige à choisir un emplacement le plus éloigné possible des bâtiments résidentiels. Ce point est également à prendre en compte, car les infrasons ne passeront pas inaperçus auprès de vos voisins.

Pour obtenir un rendement équivalent par rapport à la première option, il faudra alimenter 3 éoliennes de ce type. Cependant, en termes de prix, on obtient environ le même montant (sous réserve d'auto-assemblage).

Revue vidéo d'un expert dans le domaine des sources d'énergie alternatives

Composants supplémentaires

• Le contrôleur, qui occupe une place dans le circuit électrique derrière le générateur, est nécessaire pour contrôler les pales et charger la batterie en convertissant le courant alternatif généré en courant continu.
• La batterie stocke la charge pour une utilisation par temps calme. De plus, il stabilise la tension de sortie du générateur, de sorte que même avec de fortes rafales de vent, il n'y a pas d'interruptions de tension.
• Des capteurs de cap et un anémoscope collectent des données sur la direction et la vitesse du vent.
• L'ATS bascule automatiquement entre les sources d'alimentation avec une fréquence de 0,5 seconde. L'interrupteur d'alimentation automatique vous permet de combiner l'éolienne avec le réseau électrique public, le générateur diesel, etc.

Important : le réseau ne peut pas fonctionner simultanément à partir de plusieurs sources d'alimentation. onduleurs

Comme vous le savez, la plupart des appareils ménagers n'utilisent pas de courant continu pour fonctionner, il y a donc un onduleur dans la chaîne entre la batterie et les appareils qui effectue l'opération inverse, c'est-à-dire conversion du courant continu en tension alternative 220v, nécessaire au fonctionnement des appareils

Onduleurs. Comme vous le savez, la plupart des appareils ménagers n'utilisent pas de courant continu pour fonctionner, il y a donc un onduleur dans la chaîne entre la batterie et les appareils qui effectue l'opération inverse, c'est-à-dire convertir le courant continu en tension alternative 220v, nécessaire au fonctionnement des appareils.

Toutes ces transformations de l'énergie reçue "prennent" une certaine part - jusqu'à 20%.

Pièces de rechange et accessoires pour éoliennes

Le principal ensemble d'équipements de base, sans lequel le fonctionnement des éoliennes est impossible, comprend:

• générateur électrique (moteur);
• éolienne, pales, rotor;
• attaches;
• mécanisme rotatif;
• capteur de vent ;
• mât;
• câble.

Les batteries, les onduleurs hors réseau et réseau, le contrôleur, le système d'entraînement azimutal (queue), d'autres équipements supplémentaires sont sélectionnés individuellement pour chaque installation.

Il est nécessaire de remplacer les pièces de rechange de l'éolienne lors de l'entretien et, dans les cas extrêmes, de la réparation

Il est préférable de commander les composants de base et les pièces de rechange directement auprès du fabricant. Vous pouvez contacter des entreprises fournissant depuis l'Allemagne et d'autres pays européens des éoliennes rénovées (d'occasion) et des accessoires adaptés pour les travaux de réparation.

Il est nécessaire d'avoir accès aux principaux composants pour la réparation de l'installation

Lors de la commande de pièces de rechange, vous devez fournir des informations sur le fabricant du générateur, indiquer son modèle et sa capacité. Une description détaillée de la pièce est requise (elle peut être sous forme de photographie), indiquant ses caractéristiques fonctionnelles et techniques.

Calcul des charges de vent

Cela fait donc longtemps que vous coordonnez, réalisez et enfin montez votre meilleure publicité extérieure.

La beauté! Tout le monde est content. Mais chu ... après le premier vent fort, un client en colère vous appelle avec des nouvelles choquantes - la publicité est tombée !

Le cauchemar de l'annonceur s'est réalisé... Que s'est-il passé ?

Et ce qui suit s'est produit - lors de la conception de la publicité extérieure, le calcul de la charge de vent sur la publicité extérieure a été ignoré ou mal exécuté : sur le matériau et sur les fixations.

Comment éviter cela, comment se protéger d'une issue aussi déplorable de votre travail ?

Rappelons-nous la formule simple pour calculer la charge de vent, qui est mesurée en kg / m² :

Pw = k*q

Déchiffrer les lettres difficiles

Pw est la pression du vent normale à la surface de réception. Cette pression est considérée comme positive.
k est le coefficient aérodynamique dépendant de la forme et de la position du sujet au vent

objet.
q - tête de vitesse du vent (kg / m²), correspondant à la vitesse du vent la plus élevée pour un lieu donné, en tenant compte des rafales spéciales.

La valeur de q en fonction de la vitesse du vent est déterminée comme suit :

q = 7 / g * carré V / 2

7 - poids de l'air (1,23 kg / m3) à Patm = 760 mm Hg. et tatm.= 15 °С
g - accélération de la gravité (9,81 m / seconde carrée)
V est la vitesse du vent la plus élevée (m / s) à une hauteur h donnée, c'est-à-dire

Hauteur h au-dessus du sol, m

Vitesse du vent V, km/h m/s

Tête de vitesse q, kg/m²

Hauteur h au-dessus du sol, m	Vitesse du vent V, km/h m/s	Tête de vitesse q, kg/m²
0 — 8	103,7  28,8	51
8 — 20	128,9  35,8	80

q = carré V / 16

Toile installée verticalement, fixée dans un cadre ou tendue sur des câbles

Construction - largeur b, hauteur d	Rapport de taille	Superficie, S	Coefficient aérodynamique, k
Toile installée verticalement, fixée dans un cadre ou tendue sur des câbles	d/b < 5	b * d	1,2
d/b >= 5	b * d	1,6

Il s'avère donc que tout est assez simple.

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Conseils d'installation

Probablement, tout le monde comprend qu'une éolienne doit être installée dans les endroits où la force du vent est maximale. Ce sont les steppes, la zone côtière, d'autres espaces ouverts qui sont retirés des bâtiments. L'éolienne ne doit pas être placée à côté d'arbres. Vous ne pouvez même pas le mettre près de petits arbres, car ils pousseront avec le temps.

Éolienne avec rotor Darrieus

En ce qui concerne le partage avec le réseau électrique ou simplement une éolienne, le choix vous appartient. Dans tous les cas, l'achat doit être justifié économiquement et ne pas simplement rendre hommage à la tendance de la mode.

Calcul du retour sur investissement de l'éolienne

Ayant investi des centaines de milliers de roubles dans l'achat de l'appareil, le nouveau propriétaire a le droit de compter sur ses avantages évidents et sur le retour sur investissement du moulin à vent. Essayons de calculer le prix d'un kilowatt d'électricité sur un modèle standard de générateur de 4 à 5 kW.

Avec une vitesse de vent de 4-5 m/s, l'appareil donnera environ 350 kW par mois, soit 4200 kW par an. La durée de vie du générateur est d'environ 25 ans, le coût de la plupart des modèles d'appareils est inférieur à 280 000 roubles.

Divisez le coût par le produit de la production annuelle et de la durée de vie :

280 000 / 4200*25 = 2,666 roubles

Ainsi, le coût d'un kilowatt d'énergie d'une éolienne à récupération sera d'un peu plus de 2,5 roubles. Par rapport au niveau de prix actuel, il y a un avantage, mais il n'est pas aussi important que nous le souhaiterions en utilisant des sources d'énergie alternatives.

Les calculs ci-dessus donnent un résultat différent si la vitesse du vent est d'environ 7-8 m/s. Une éolienne d'une capacité de 6-7 kW produira environ 780 kW par mois ou 9000 kW par an.

Avec le coût de tels moulins à vent d'environ 310 000, nous obtenons le résultat suivant :

310 000 / 9000 * 25 = 1,3722 roubles Ce coût est un avantage évident, en particulier pour les installations énergivores.

Qu'est-ce qui détermine l'efficacité d'une éolienne ?

Comme déjà mentionné, l'efficacité d'une éolienne est dérivée de son état technique, du type de turbine et des caractéristiques de conception de ce modèle. Du cours de physique de l'école, on sait que l'efficacité est le rapport du travail utile au travail total. Ou le rapport entre l'énergie dépensée pour l'exécution du travail et l'énergie reçue en conséquence.

À cet égard, un point intéressant se pose - l'énergie éolienne utilisée est obtenue entièrement gratuitement, aucun effort n'a été fait de la part de l'utilisateur. Cela fait de l'efficacité un indicateur purement théorique qui détermine les qualités purement constructives de l'appareil, tandis que pour les propriétaires, les caractéristiques opérationnelles sont plus importantes.

Autrement dit, une situation se présente dans laquelle l'efficacité n'est pas si importante, toute l'attention est accordée aux tâches purement pratiques.

Cependant, avec les modifications des paramètres de fonctionnement dans un sens ou dans l'autre, l'efficacité change automatiquement, ce qui indique son interconnexion avec l'état général de l'appareil.

charge de vent

Mode de calcul

Description de la conception

Caractéristiques géométriques des éléments

Détermination de la charge de vent

Vent à un angle de 90 degrés par rapport au bouclier

Vent à un angle de 45 o par rapport au blindage 5 Calcul de la crémaillère

Partie 2. Calcul de la durabilité

Mode de calcul

Ce projet est typique des régions éoliennes du 3ème au 5ème.
1. Zone de vent - III, IV, V
2. Type de terrain lors de la détermination de la charge de vent - A
3. Niveau de responsabilité - 3, pour lequel le coefficient d'allègement γp est pris égal à 0,8-0 95 (dans ce projet γp = 09)
4. La durée de vie de la structure est de 10 ans
5 Température extérieure estimée t ≥ -w°c, comme la température moyenne de la période de cinq jours la plus froide selon SNiP 23-01-99 "Construction climatology", qui correspond à la région climatique de la construction II4, II5
6. Zone d'humidité - "humide" SNiP 23-01-99 (Fig. 2)
7. Le degré d'impact agressif de l'environnement sur les structures métalliques est moyennement agressif, selon SNiP 2.0311-85 "Protection des structures de construction contre la corrosion", tableau. 24, pour le groupe de gaz "B" dans un environnement humide

Description de la structure publicitaire

La figure 1 montre un schéma d'un panneau publicitaire pliable double face avec une hauteur de support de 2 à 5 m jusqu'au bas du panneau.Les dimensions du panneau publicitaire sont de 6180x3350x 410mm d'axe de crémaillère, et avec un décalage de 3/4 (illustré à la figure 1). Le rack est fixé avec 8 ancres de fondation sur une fondation profonde Tous les paramètres variables en fonction de la zone de vent de l'installation et de la hauteur du rack sont donnés dans le tableau 1

Dessin de conception publicitaire. Riz. une

Les principales dimensions géométriques et attaches de la structure publicitaire, en fonction de la zone de vent. Tableau 1

Hauteur du rack, m	Éléments structurels	région du vent
III	IV	V
2	Étagère	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)
Fondation	2,5 × 1,9 × 0,5 mètres	2,8 × 2,1 × 0,5 m	3,2 × 2,1 × 0,5 m
Ankera	M 30	M 30	M 30
Des poutres transversales	Gnshv.236×70	Gnshv.236×70	Gnshv.236×70
hauteur libre	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)
2,5	Étagère	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)
Fondation	2,7 × 1,9 × 0,5 m	3×2.1×0.5m	3,6 × 2,1 × 0,5 m
Ankera	M 30	M 30	M 30
Des poutres transversales	Gnshv.236×70	Gnshv.236×70	2 arbres.236×70
hauteur libre	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
3	Étagère	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (С245)
Fondation	3 × 1,9 × 0,5 m	3,6 × 2,1 × 0,5 m	4×2.1×0.5m
Ankera	M 30	M 30	M36
Des poutres transversales	Gnshv.236×70	Gnshv.236×70	2 réseaux.largeur 236×70
hauteur libre	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
3,5	Étagère	Ф325х8 (С245)	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (С245)
Fondation	3,4 × 1,9 × 0,5 m	3,8 × 2,1 × 0,5 m	4,2 × 2,1 × 0,5 m
Ankera	M 30	M 30	M36
Des poutres transversales	Gnshv.236×70	MW236×70	2 arbres.236×70
hauteur libre	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
4	Étagère	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (С245)	Ф325х10 (С345)
Fondation	3.6×1.9×05m	4×2.1×0.5m	4,4 × 2,1 × 0,5 m
Ankera	M 30	M36	M36
Des poutres transversales	Gnshv.236×70	MW236×70	2 arbres.236×70
hauteur libre	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
4,5	Étagère	Ф325х8 (С245)	Ф325х10 (С345)	Ф325х10 (С345)
Fondation	3,8 × 1,9 × 0,5 m	4,2 × 2,1 × 0,5 m	4,6 × 2,1 × 0,5 m
Ankera	M 30	M36	M36
Des poutres transversales	Gnshv.236×70	2 arbres.236×70	2 arbres.236×70
hauteur libre	160x160x8(С245)	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)
5	Étagère	Ф325х10 (С245)	Ф325х10 (С345)	—
Fondation	4 × 1,9 × 0,5 m	4.4x21x0.5m	—
Ankera	M36	M36	—
Des poutres transversales	Gnshv.236×70	2 arbres.236×70	—
hauteur libre	160x160x8(С245)	160x160x8(С345)	—

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Calcul et sélection d'une éolienne

Ce à quoi vous devez faire attention lors du choix d'une éolienne. Pour commencer, comprenez que les modèles coûteux étrangers ne sont pas nécessairement la meilleure solution.

Ici, vous devez procéder à partir de vos besoins en production d'électricité. Alors, calculez combien d'électricité vous allez dépenser.

Éolienne à rotor hélicoïdal

La puissance de l'éolienne dépend directement du diamètre du cercle que forment les pales. Approximativement, vous pouvez calculer la puissance en utilisant la formule suivante :

P = D^2 * R^3 / 7000, où

D est le diamètre des pales ;

R est la vitesse du vent.

Si le diamètre est de 1,5 mètre et que la vitesse dans votre région est de 5 mètres par seconde, la puissance sera d'environ 0,04 kilowatt. Comme vous pouvez le voir, la puissance peut être augmentée de deux manières : en augmentant le diamètre et la vitesse du vent. Et le dernier paramètre ne dépend pas de nous.

Lors de l'achat, faites attention à la capacité des piles.Le calme peut être presque partout, sauf pour les zones côtières

Et pendant ces périodes, vos appareils électriques vont puiser de l'électricité sur des batteries. Leur capacité est limitée. Par conséquent, il est préférable d'avoir une alimentation de secours supplémentaire.

De combien d'électricité une famille typique a-t-elle besoin ? Dans un appartement ordinaire, nous utilisons environ 360 kWh par mois. Une éolienne d'une capacité de 5 kilowatts générera cette quantité même à des vitesses de vent faibles, ce qui se produit généralement dans le centre de la Russie. Mais si la consommation d'énergie est élevée (par exemple, il y a un radiateur électrique, une chaudière électrique, etc.), alors une éolienne d'une capacité de 5 kilowatts ne suffit plus. Sauf s'il est installé près de la mer ou d'un grand plan d'eau.
 

Un peu sur le coût

Comme vous pouvez le constater, la fourchette de prix est très large. À installation moyenne pour 1 kW coûtera de 25 000 à 300 000 roubles. Les modèles plus chers présentent un certain nombre d'avantages significatifs, allant d'une efficacité accrue à diverses fonctionnalités supplémentaires.

Recommandations générales

Évidemment, afin de sélectionner le diamètre le plus optimal de l'hélice de l'éolienne, il est nécessaire de connaître la vitesse moyenne du vent sur le site de l'installation prévue. La quantité d'électricité produite par une éolienne augmente en rapport cubique avec l'augmentation de la vitesse du vent. Par exemple, si la vitesse du vent augmente de 2 fois, l'énergie cinétique générée par le rotor augmentera de 8 fois. Par conséquent, on peut conclure que la vitesse du vent est le facteur le plus important affectant la puissance de l'installation dans son ensemble.

Pour sélectionner le site d'installation d'une installation électrique éolienne, les zones avec un nombre minimum de pare-vent (sans grands arbres ni bâtiments) à une distance d'au moins 25-30 mètres d'un bâtiment résidentiel sont les plus appropriées (n'oubliez pas que éoliennes bourdonnent très fort pendant le fonctionnement). La hauteur du centre du rotor de l'éolienne doit être supérieure d'au moins 3 à 5 mètres aux bâtiments les plus proches. Il ne doit pas y avoir d'arbres ou de bâtiments sur la ligne du passage venteux. Les sommets ou les chaînes de montagnes avec un paysage ouvert conviennent le mieux à l'emplacement de l'éolienne.

Si votre maison de campagne n'est pas prévue pour être connectée à un réseau commun, vous devez envisager l'option de systèmes combinés :

• WPP + Panneaux solaires
• WPP + Gazole

Les options combinées aideront à résoudre les problèmes dans les régions où le vent est variable ou dépend de la saison, et cette option est également pertinente pour les panneaux solaires.

Éoliennes rénovées - qu'est-ce que c'est?

L'équipement éolien peut être considéré comme l'un des plus fiables, sinon le plus fiable, de l'industrie de l'énergie. La raison en est non seulement la haute technologie utilisée dans sa fabrication, mais aussi les charges relativement faibles auxquelles il est soumis. Par conséquent, les éoliennes fonctionnent régulièrement pendant de nombreuses années, dépassant souvent 20 ans. Étant donné que chaque parc éolien et chaque éolienne sont liés à un terrain spécifique, il est conseillé de remplacer le parc éolien ou l'éolienne par d'autres plus puissants lorsque la période de récupération d'un projet spécifique est atteinte, c'est-à-dire lorsque l'investissement investi il est retourné et le bénéfice prévu est reçu.Les éoliennes existantes sont généralement en bon état, et il est conseillé de les vendre en tant qu'"éoliennes d'occasion" ou "éoliennes d'occasion". Le marché mondial de ces équipements dans le monde est très vaste. La demande pour de tels équipements est également élevée. La raison en est la grande charge d'entreprises produisant des équipements d'énergie éolienne. En règle générale, seule une petite partie de ces équipements «utilisés» a déjà été démontée et est en stock.

Les éoliennes "d'occasion" subissent une préparation préalable à la vente conformément à des réglementations de travail spéciales et deviennent ce qu'on appelle. "Remis à neuf". Habituellement, lors d'une rénovation, les travaux suivants sont effectués: remplacement des roulements de la boîte de vitesses, quelle que soit leur usure, dépannage et réparation des engrenages de la boîte de vitesses, du générateur, du châssis, des pales, de la peinture. Après les travaux de rénovation, les éoliennes sont envoyées à leur nouveau propriétaire. En règle générale, après la vente d'un tel équipement, celui-ci est couvert par une garantie d'une durée d'un an.

Un exemple de calcul des pales du 160e tuyau pour ce générateur

la rapidité

J'ai obtenu le meilleur résultat avec le 160e tuyau avec un diamètre de 2,2 m et une vitesse Z3.4 - 6 pales, mais il vaut mieux ne pas fabriquer un tel diamètre d'hélice à partir d'un tuyau de 160 mm, des pales trop fines et fragiles se révéleront. À 3 m / s, la vitesse nominale de la vis était de 84 tr / min et la puissance de la vis était de 25 watts, c'est-à-dire qu'elle convient approximativement. C'est nécessaire, bien sûr, avec une marge pour l'efficacité du générateur, mais le 160e tuyau est déjà mince et très probablement déjà à 7 m / s, un flottement sera observé. Mais par exemple ça ira

Maintenant, si vous modifiez la vitesse du vent dans le tableau, vous pouvez voir que la puissance de l'hélice et sa vitesse coïncideront approximativement avec les paramètres de l'hélice, ce dont nous avons besoin, car il est important que l'hélice ne soit pas surchargée et pas sous-chargé - sinon il se détraquera par grand vent.
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Donc, avec un vent différent, j'ai reçu de telles données d'hélice. Ci-dessous dans la capture d'écran se trouvent les données de l'hélice à 3 m/s, la puissance maximale de l'hélice (KIEV) à la vitesse Z3.4. Dans ce cas, les révolutions et la puissance coïncident approximativement avec la puissance du générateur à ces révolutions

Vitesse du générateur 100 tr/min - 2 Ampères 30 watts
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Ensuite, nous entrons dans la vitesse de 5 m / s, comme vous pouvez le voir sur la capture d'écran, 141 tr / min de l'hélice et la puissance sur l'arbre porte-hélice est de 124 watts, ce qui coïncide également approximativement avec le générateur. Vitesse du générateur 150 tr/min - 8 Ampères 120 watts

À 7 m / s, l'hélice commence à contourner le générateur en termes de puissance et, naturellement, sous-chargée, elle prend de la vitesse, j'ai donc augmenté la vitesse à Z4, cela s'est également avéré être une correspondance approximative en termes de puissance et la vitesse avec le générateur. Vitesse du générateur 200 tr/min -14 Ampères 270 watts

A 10 m/s, l'hélice devenait beaucoup plus puissante que la génératrice à vitesse nominale, car régime lent et ne peut pas faire tourner le générateur plus rapidement. Ainsi, avec Z4, la puissance de l'hélice est de 991 watts et les révolutions ne sont que de 332 tr / min. Vitesse du générateur 300 tr/min - 26 Ampères 450 watts. Mais un générateur sous-chargé permet à l'hélice de tourner jusqu'à la vitesse Z5 et plus, tandis que KIEV vis tombe, et donc la puissance, mais en même temps la vitesse augmente, il s'est donc avéré que la vis fera tourner un peu plus le générateur, mais en même temps elle perdra de la puissance et l'équilibre viendra quelque part.Dans ce cas, les données coïncident approximativement avec le générateur, mais l'hélice dépasse clairement le générateur en termes de puissance, donc avec ce vent, il est temps de se protéger en déplaçant l'hélice hors du vent.

Nous avons donc installé une vis de tuyau en PVC d'un diamètre de 160 mm sous le générateur. Je dois dire tout de suite que c'est l'hélice à six pales d'une telle vitesse qui s'est avérée la plus adaptée. Et vous pouvez donc envisager une vis de n'importe quel diamètre et nombre de lames. C'est juste qu'une hélice tripale d'un diamètre de 2,3 m s'est avérée trop rapide pour ce générateur et qu'elle ne prendrait pas de vitesse pour son KIEV maximum, car le générateur commencerait immédiatement à le ralentir.

Par conséquent, en augmentant le nombre de pales, j'ai baissé la vitesse de l'hélice et conservé sa puissance. L'hélice s'est donc avérée adaptée au générateur, mais le 160e tuyau a introduit ses propres limites, en particulier, le diamètre est trop grand et dans le vent à partir de 7 m / s, l'hélice aux pales fragiles et fines obtiendra très probablement un flotter et gronder comme un hélicoptère qui décolle. Oui, et avec cette hélice, nous retirons du générateur, grosso modo, avec un vent de 10 m / s, seulement 600-700 watts, mais cela peut être deux fois plus si nous augmentons la vitesse de l'hélice et augmentons légèrement son diamètre .

Vous trouverez ci-dessous une capture d'écran de l'onglet Géométrie de la lame. Ce sont les dimensions pour couper la lame du tuyau

Principes de bricolage pour la fabrication de pales pour une éolienne

Souvent, la principale difficulté est de déterminer les dimensions optimales, puisque ses performances dépendent de la longueur et de la forme des pales de l'éolienne.

Matériaux et outils

Les matériaux suivants constituent la base :

• contreplaqué ou bois sous une autre forme;
• feuilles de fibre de verre;
• aluminium laminé;
• Tuyaux en PVC, composants pour canalisations en plastique.

Pales d'éoliennes à faire soi-même

Choisissez un type de ce qui est disponible sous forme de résidus après réparation, par exemple. Pour leur traitement ultérieur, vous aurez besoin d'un marqueur ou d'un crayon pour dessiner, d'une scie sauteuse, de papier de verre, de ciseaux métalliques, d'une scie à métaux.

Dessins et calculs

Si nous parlons de générateurs de faible puissance, dont les performances ne dépassent pas 50 watts, une vis est faite pour eux selon le tableau ci-dessous, c'est lui qui est capable de fournir des vitesses élevées.

Ensuite, une hélice tripale à basse vitesse est calculée, qui a un taux de démarrage élevé. Cette partie servira pleinement les générateurs à grande vitesse, dont les performances atteignent 100 watts. La vis fonctionne en tandem avec des moteurs pas à pas, des moteurs basse tension basse puissance, des générateurs de voiture à aimants faibles.

Du point de vue de l'aérodynamique, le dessin de l'hélice devrait ressembler à ceci :

Production à partir de tuyaux en plastique

Les tuyaux d'égout en PVC sont considérés comme le matériau le plus pratique; avec un diamètre de vis final allant jusqu'à 2 m, des pièces d'un diamètre allant jusqu'à 160 mm conviennent. Le matériel attire avec facilité de traitement, coût abordable, omniprésence et abondance de dessins, schémas déjà développés

Il est important de choisir un plastique de haute qualité pour éviter la fissuration des lames.

Le produit le plus pratique, qui est une gouttière lisse, il suffit de le couper conformément au dessin. La ressource n'a pas peur de l'exposition à l'humidité et est peu exigeante en soins, mais peut devenir cassante à des températures inférieures à zéro.

Fabrication de lames à partir de billettes d'aluminium

Ces vis se caractérisent par leur durabilité et leur fiabilité, elles résistent aux influences extérieures et sont très durables.Mais gardez à l'esprit qu'ils s'avèrent plus lourds en conséquence, par rapport aux roues en plastique, la roue dans ce cas est soumise à un équilibrage scrupuleux. Malgré le fait que l'aluminium soit considéré comme assez malléable, le travail du métal nécessite la présence d'outils pratiques et un minimum de compétences pour les manipuler.

La forme d'approvisionnement en matériau peut compliquer le processus, car une feuille d'aluminium commune ne se transforme en lames qu'après avoir donné aux pièces un profil caractéristique; à cet effet, un gabarit spécial doit d'abord être créé. De nombreux concepteurs novices plient d'abord le métal le long du mandrin, après quoi ils passent au marquage et à la découpe d'ébauches.

Lames en aluminium usiné

Les lames en aluminium présentent une résistance élevée aux charges, ne réagissent pas aux phénomènes atmosphériques et aux changements de température.

vis en fibre de verre

Il est préféré par les experts, car le matériau est capricieux et difficile à traiter. Séquençage :

• découpez un gabarit en bois, frottez-le avec du mastic ou de la cire - le revêtement doit repousser la colle;
• d'abord, la moitié de la pièce est fabriquée - le gabarit est enduit d'une couche d'époxy, la fibre de verre est posée sur le dessus. La procédure est répétée rapidement jusqu'à ce que la première couche ait eu le temps de sécher. Ainsi, la pièce reçoit l'épaisseur requise;
• effectuer la seconde mi-temps de la même manière ;
• lorsque la colle durcit, les deux moitiés peuvent être jointes avec de l'époxy en meulant soigneusement les joints.

L'extrémité est équipée d'un manchon, à travers lequel le produit est connecté au moyeu.

Comment fabriquer une lame en bois ?

C'est une tâche difficile en raison de la forme spécifique du produit, de plus, tous les éléments de travail de la vis doivent finalement s'avérer identiques.L'inconvénient de la solution reconnaît également la nécessité d'une protection ultérieure de la pièce contre l'humidité, pour cela elle est peinte, imprégnée d'huile ou d'huile siccative.

Le bois n'est pas souhaitable comme matériau pour une éolienne, car il a tendance à se fissurer, à se déformer et à pourrir. En raison du fait qu'il donne et absorbe rapidement de l'humidité, c'est-à-dire qu'il change de masse, l'équilibre de la roue est ajusté arbitrairement, cela affecte négativement l'efficacité de la conception.

Valeur de conception de la charge de vent

La valeur standard de la charge de vent (1) est :

\({w_n} = {w_m} + {w_p} = 0,1 + 0,248 = {\rm{0,348}}\) kPa. (vingt)

La valeur finale calculée de la charge de vent, par laquelle les forces dans les sections du paratonnerre seront déterminées, est basée sur la valeur standard, en tenant compte du facteur de fiabilité :

\(w = {w_n} \cdot {\gamma _f} = {\rm{0,348}} \cdot 1,4 = {\rm{0,487}}\) kPa. (21)

Foire aux questions (FAQ)

De quoi dépend le paramètre de fréquence dans la formule (6) ?

le paramètre de fréquence dépend du schéma de conception et des conditions de sa fixation. Pour une barre dont une extrémité est fixée rigidement et l'autre libre (poutre en porte-à-faux), le paramètre de fréquence est de 1,875 pour le premier mode de vibration et de 4,694 pour le second.

Que signifient les coefficients \({10^6}\), \({10^{ - 8}}\) dans les formules (7), (10) ?

ces coefficients ramènent tous les paramètres à une unité de mesure (kg, m, Pa, N, s).

Retour sur investissement et efficacité

Le coût de l'éolienne elle-même est assez élevé. Et en plus de cela, il vous faudra encore acheter des batteries, un onduleur, un contrôleur, un mât, des fils, etc. Les modèles d'éoliennes d'une capacité de 300 watts sont désormais monnaie courante.Ce sont des modèles plutôt faibles qui génèrent leurs 300 wattheures en cas de vent de 10-12 mètres par seconde, et avec un vent de 4-5 mètres par seconde, 30-50 wattheures sont générés. De telles installations sont suffisantes pour fournir un éclairage LED et alimenter de petits appareils électroniques. Vous n'avez pas besoin d'attendre de cette éolienne que vous puissiez fournir une télévision, un four à micro-ondes, un réfrigérateur et un éclairage complet. Le coût des éoliennes de faible puissance commence entre 15 et 20 000 roubles. Le kit ne comprend pas les batteries, l'onduleur et le mât. Un ensemble complet coûtera au moins 50 000 roubles.

Lorsque vous allez fournir de l'électricité à une maison et à une petite parcelle subsidiaire, vous aurez besoin d'une éolienne de 3 à 5 kilowatts. Le prix d'une telle éolienne se situe entre 0,3 et 1 million de roubles. Le prix comprend le contrôleur, le mât, l'onduleur, les batteries.