Éolienne cinétique : dispositif, principe de fonctionnement, application

Dispositif d'éolienne

Les éoliennes sont absolument respectueuses de l'environnement et sont capables de fournir aux consommateurs de l'énergie gratuite pendant une durée illimitée. Éoliennes - les parcs éoliens ont des capacités différentes, ce qui permet de les utiliser dans différentes zones.

L'efficacité maximale d'un parc éolien peut être obtenue en l'installant dans des endroits où les courants d'air actifs sont constants. Habituellement, les montagnes et les collines, les côtes des mers et des océans et d'autres conditions similaires sont utilisées pour cela. La partie principale de l'installation est la roue, qui agit comme une turbine. Dans la plupart des cas, les structures de parcs éoliens à trois pales sont utilisées sous la forme d'une hélice, installée à haute altitude par rapport à la surface de la terre.
Afin d'obtenir le meilleur effet, les pales, ainsi que le rotor, sont réglés dans la position optimale à l'aide de mécanismes spéciaux, en fonction de la direction et de la force du vent. Il existe d'autres conceptions - tambour, qui ne dépendent pas des facteurs ci-dessus et ne nécessitent aucun ajustement. Cependant, si l'efficacité des installations à hélices est de l'ordre de 50%, elle est beaucoup plus faible pour les appareils à tambour.

Chaque centrale aérienne, quelle que soit sa conception, est entièrement liée à l'action des courants d'air, qui modifient souvent leurs performances. Cela entraîne à son tour des changements dans le nombre de tours de la roue et la puissance électrique produite. Cette situation nécessite d'appairer le groupe électrogène et le réseau électrique à l'aide d'équipements supplémentaires.

En règle générale, des batteries sont utilisées avec des onduleurs. Tout d'abord, la batterie est chargée à partir du générateur, pour lequel l'uniformité du courant n'a pas d'importance. De plus, la charge de la batterie, convertie dans l'onduleur, est transférée au réseau.

Les structures d'hélice WPP peuvent être contrôlées si nécessaire. Si la vitesse du vent est trop élevée, l'angle d'attaque des pales est modifié, jusqu'au minimum.Cela conduit à une réduction de la charge de vent sur la turbine. Cependant, sous l'influence des ouragans, les roues des parcs éoliens sont souvent déformées et toute l'installation domestique tombe en panne. Il n'est pas possible d'éviter complètement les impacts négatifs, car les générateurs électriques sont situés à une hauteur moyenne de 50 m, ce qui permet d'utiliser des vents plus forts et plus stables régnant à haute altitude.

Comment choisir une éolienne

Pour choisir une éolienne, vous devez :

1. Calculez la puissance installée des appareils électriques qu'il est prévu de raccorder à cette source d'énergie.
2. Sur la base des valeurs de puissance obtenues et de la vitesse annuelle moyenne du vent, dans la région d'installation de l'unité, la puissance du générateur est déterminée. La puissance doit être prise en compte en tenant compte du facteur de sécurité, en fonction de la croissance des charges et afin de ne pas surcharger l'appareil lors des pointes de charge.
3. Il convient de tenir compte du climat à l'endroit où l'appareil est installé, car les précipitations affectent négativement les performances du générateur. Tenir compte des caractéristiques climatiques du lieu de résidence.
4. Déterminer l'efficacité de l'installation est l'un des indicateurs les plus importants.
5. Découvrez les performances du générateur par rapport au bruit produit pendant le fonctionnement.
6. Effectuer une analyse comparative de divers types de générateurs pour toutes les caractéristiques et tous les paramètres.
7. Lisez les avis des utilisateurs sur des installations similaires.
8. Faites une analyse des fabricants nationaux et étrangers, étudiez des revues sur ces entreprises.

Placement d'une éolienne à basse vitesse

Une petite fondation est placée dans un terrain, dans lequel le mât est fixé. Près de la tour, au pied, se trouve une armoire électrique.Au sommet, un mécanisme rotatif est installé, une gondole est montée dessus. A l'intérieur de ce dernier se trouvent un anémomètre, un générateur, une transmission et des freins. Un chapeau de rotor est fixé à la nacelle, dans laquelle les pales sont collées. Chaque aile est reliée à un système qui ajuste automatiquement le tangage.

L'installation d'une éolienne à basse vitesse commence par la fondation et l'installation du mât

Après avoir terminé l'installation du générateur, ils montent des systèmes de protection contre la foudre et de transmission d'informations sur le travail, ainsi qu'un carénage et un mécanisme d'extinction d'incendie.

Une éolienne à basse vitesse est un appareil qui peut fournir de l'électricité à une zone suburbaine. L'utilisation est justifiée dans les zones à faible vent.

Caractéristiques

Au moment de l'achat contrôleur de charge d'éolienne vous devez étudier attentivement sa fiche technique. Lors du choix, les caractéristiques sont importantes :

• puissance - doit correspondre à la puissance de l'éolienne ;
• tension - doit correspondre à la tension des batteries installées sur l'éolienne ;
• Max. puissance - indique la puissance maximale autorisée pour le modèle de contrôleur ;
• Max. courant - indique avec quelles puissances maximales de l'éolienne le contrôleur peut fonctionner ;
• plage de tension - indicateurs max. et min. tension de la batterie pour un fonctionnement adéquat de l'appareil ;
• capacités d'affichage - quelles données sur l'appareil et son fonctionnement sont affichées sur l'écran d'un modèle particulier;
• conditions de fonctionnement - à quelles températures et à quel niveau d'humidité l'appareil sélectionné peut fonctionner.

Si vous ne pouvez pas choisir vous-même un dispositif de contrôle de charge, contactez un conseiller et montrez-lui la fiche technique de votre éolienne. L'appareil est sélectionné en fonction des capacités de l'installation éolienne.Des conditions de fonctionnement incorrectes et des écarts par rapport à la plage de tension affecteront négativement le fonctionnement de l'ensemble du système éolien.

Générateur d'éolienne

Pour le fonctionnement des éoliennes, des générateurs triphasés conventionnels sont nécessaires. La conception de tels appareils est similaire aux modèles utilisés sur les voitures, mais a des paramètres plus grands.

Les éoliennes ont un enroulement de stator triphasé (connexion en étoile), d'où sortent trois fils, allant au contrôleur, où la tension alternative est transformée en tension continue.

Le rotor du générateur d'une éolienne est fabriqué sur des aimants en néodyme: dans de telles conceptions, il est déconseillé d'utiliser une excitation électrique, car la bobine consomme beaucoup d'énergie

Pour augmenter la vitesse, un multiplicateur est souvent utilisé. Un tel appareil vous permet d'augmenter la puissance du générateur existant ou d'utiliser un appareil plus petit, ce qui réduit le coût d'installation.

Les multiplicateurs sont plus souvent utilisés dans les éoliennes verticales, dans lesquelles le processus de rotation de la roue éolienne est plus lent. Pour les appareils horizontaux à grande vitesse de rotation des pales, les multiplicateurs ne sont pas nécessaires, ce qui simplifie et réduit le coût de construction.

Comment faire soi-même un calcul d'éolienne

Des formules sont utilisées pour calculer le paramètre de puissance de l'équipement qui sera utilisé dans une zone particulière. Tout d'abord, on calcule la quantité d'énergie que permet à l'éolienne de générer tout au long de l'année.

Calcul de la puissance totale de l'équipement

Pour terminer la tâche, les actions suivantes sont effectuées :

1. Tout d'abord, les calculs sont effectués.Conformément aux résultats obtenus, la longueur des éléments de rotation, ainsi que la hauteur de la tour, sont sélectionnées.
2. Une analyse de la vitesse moyenne du flux d'air caractéristique d'une certaine zone est effectuée. Cela nécessitera un équipement spécial. Avec lui, vous devez surveiller la force du flux d'air pendant plusieurs mois. S'il n'y a pas d'instrument, vous pouvez demander les résultats aux représentants de la station météo locale.

Calcul de puissance éolienne est réalisée selon la formule P=krV 3S/2.

Désignations des symboles :

• r est le paramètre de densité du flux d'air, dans des conditions normales cette valeur est de 1,225 kg/m3 ;
• V est la vitesse moyenne du vent, mesurée en mètres par seconde ;
• S est la surface totale du flux d'air, mesurée en mètres;
• k est le paramètre d'efficacité de la turbine installée dans l'équipement ;

En utilisant ces calculs, vous pouvez déterminer avec précision la quantité d'énergie requise pour un groupe électrogène dans une zone particulière. Si un équipement de marque est acheté, son emballage doit indiquer à quelle force de flux d'air le fonctionnement de l'appareil sera le plus efficace. En moyenne, cette valeur sera comprise entre sept et onze mètres par seconde.

L'ingénieur utilisateur d'Odessa a parlé en détail de la procédure d'assemblage du dispositif générateur, ainsi que de l'exécution des calculs.

Calcul des hélices pour une éolienne

La procédure de calcul est effectuée selon la formule Z=LW/60/V, notation symbolique :

• Z est la valeur à basse vitesse d'une hélice ;
• L est la taille du cercle que les éléments de rotation décriront ;
• W est la vitesse de rotation d'une vis ;
• V est le paramètre de vitesse d'alimentation en air.

Sur la base de cette formule, le nombre de tours est calculé. Mais pour le calcul, il est nécessaire de prendre en compte le pas d'une vis de l'équipement. Il est calculé par la formule H=2pR* tga.

Description des symboles :

• 2n est une valeur constante de 6,28 ;
• R est la valeur du rayon qui va décrire les éléments de rotation de l'équipement ;
• tg a est l'angle de section.

Calcul d'un onduleur pour une éolienne

Avant d'effectuer ces calculs, le point suivant doit être pris en compte. Si une seule batterie de 12 volts est utilisée dans le réseau domestique, il est inutile d'installer un onduleur. La puissance moyenne d'un chalet d'été ou d'un ménage privé est d'environ 4 kW, sous réserve de charges maximales. Pour un tel réseau, le nombre de batteries sera d'au moins dix, chacune d'entre elles étant conçue pour 24 volts. Avec autant de batteries, il est conseillé d'utiliser un dispositif onduleur.

Mais pour ces conditions, lorsque dix batteries de 24 volts sont utilisées, vous aurez besoin d'une éolienne d'une puissance nominale de 3 kW, au moins. Un équipement plus faible ne pourra pas fournir d'énergie pour un tel nombre de batteries. Pour les appareils électroménagers, cette puissance peut être trop élevée.

Le calcul du paramètre de puissance du dispositif onduleur s'effectue comme suit :

1. Tout d'abord, il est nécessaire de résumer les caractéristiques de puissance de tous les consommateurs d'énergie.
2. Ensuite, le moment de la consommation est déterminé.
3. Le paramètre de charge maximale est calculé.

Alexander Kapustin a montré la procédure de démarrage d'une éolienne avec un onduleur.

Efficacité

Il est assez simple d'évaluer l'efficacité énergétique d'une unité d'un certain type et d'une certaine conception et de la comparer aux performances de moteurs similaires.Il est nécessaire de déterminer le coefficient d'utilisation de l'énergie éolienne (KIEV). Il est calculé comme le rapport de la puissance reçue sur l'arbre de l'éolienne à la puissance du flux de vent agissant sur la surface de la roue éolienne.

Le facteur d'utilisation de l'énergie éolienne pour diverses installations varie de 5 à 40 %. L'évaluation sera incomplète si l'on ne tient pas compte des coûts de conception et de construction de l'installation, de la quantité et du coût de l'électricité produite. Dans les énergies alternatives, la période d'amortissement d'une éolienne est un facteur important, mais il faut aussi tenir compte de l'effet environnemental qui en résulte.

Qu'est-ce qu'une éolienne ?

Une éolienne est un appareil qui utilise l'énergie éolienne pour produire de l'électricité. Les courants d'air, se déplaçant librement dans l'atmosphère, ont une énergie gigantesque et, de plus, totalement gratuite. L'énergie éolienne est une tentative pour l'extraire et l'utiliser à bon escient.

Une éolienne est un ensemble d'appareils qui reçoivent, traitent et préparent l'énergie à utiliser. Les courants de vent interagissent avec le rotor du moulin à vent, le faisant tourner. Le rotor est surmultiplié (ou directement) relié à un générateur qui charge les batteries. La charge via l'onduleur est traitée sous une forme standard (220 V, 50 Hz) et fournie aux appareils de consommation.

A première vue, le complexe est plutôt compliqué. Il existe également des conceptions plus simples, telles que des éoliennes qui alimentent des pompes. Cependant, les appareils complexes nécessitent un ensemble complet d'équipements capables de fournir une alimentation électrique stable et de haute qualité.

Variétés d'éoliennes

Il existe plusieurs types d'éoliennes.Selon le nombre de pales, les éoliennes sont à trois, deux, une ou plusieurs pales. Des appareils sont également produits sans pales du tout, où la «voile», ressemblant à une grande assiette, sert de partie coupe-vent. Un tel équipement a une efficacité plus élevée que d'autres appareils, mais il n'est pas encore largement utilisé. Fait intéressant, moins une éolienne a de pales, plus elle produit d'énergie.

Exemples d'éoliennes plates

Selon le matériau utilisé, les pales sont rigides (en métal ou en fibre de verre) et en tissu. Le deuxième type est ce qu'on appelle les éoliennes à voile, elles sont moins chères, mais elles perdent face aux plus difficiles en termes de praticité et d'efficacité.

Une autre caractéristique importante est la caractéristique de pas de l'hélice, qui permet de modifier la vitesse de rotation des pales. Les dispositifs à pas variable vous permettent de maintenir l'efficacité à différentes vitesses de vent. Mais en même temps, le coût du système augmente et la fiabilité diminue en raison de la complexité de la conception. Par conséquent, dans la plupart des cas, des dispositifs à pas fixe sont utilisés, faciles à entretenir et fiables.

Types d'éoliennes selon l'emplacement de l'axe de travail

L'axe de rotation de travail de l'éolienne peut être situé à la fois verticalement et horizontalement

Dans les deux cas, il y a des avantages et des inconvénients auxquels vous devez faire attention lors du choix.

Il existe plusieurs types d'éoliennes verticales :

1. Éoliennes Savonius, dont la conception se compose de plusieurs demi-cylindres, qui sont fixés sur un axe en position verticale. La force d'un tel appareil est la capacité de travailler dans n'importe quelle direction du vent. Mais il y a aussi un sérieux inconvénient - l'énergie éolienne n'est utilisée que par 25 à 30%.
2. Dans le rotor Darrieus, des bandes élastiques sont utilisées comme pales, fixées sur des poutres sans utiliser de cadre. L'efficacité du modèle est la même que celle de la variété précédente, mais une installation supplémentaire est nécessaire pour démarrer le système.
3. Les éoliennes multipales sont les plus efficaces parmi les appareils verticaux.
4. L'option la plus rare est celle des appareils à rotor hélicoïdal. Des pales spécialement torsadées assurent une rotation uniforme de l'éolienne, mais la complexité de la conception rend le prix trop élevé, ce qui limite l'utilisation de mécanismes de ce type.

Les éoliennes à axe horizontal sont plus courantes que les éoliennes verticales car elles sont plus efficaces mais plus chères.

Types d'éoliennes le long de l'axe de travail

Les inconvénients incluent la dépendance de l'efficacité à la direction du vent et la nécessité d'ajuster la position de la structure à l'aide d'une girouette. Il est conseillé d'installer une éolienne de ce type dans une zone dégagée où elle ne sera pas couverte d'arbres et de bâtiments, et il vaut mieux s'éloigner du lieu de résidence permanent des personnes. Il est assez bruyant et présente un danger pour les oiseaux qui passent.

Fabricants d'éoliennes

Le marché comprend à la fois des appareils d'origine étrangère (principalement Amérique du Nord, Europe et Chine) et des installations domestiques. Le prix dépend de la puissance et de la configuration - par exemple, la présence de batteries solaires, et varie entre des dizaines et des centaines de milliers de roubles.

Principales caractéristiques techniques

Les modèles de contrôleurs utilisés dans le cadre d'une éolienne particulière diffèrent par leurs caractéristiques techniques, reflétées dans le passeport produit, à savoir :

• La puissance nominale, qui est l'indicateur principal de l'appareil, doit correspondre à la puissance de l'éolienne ;
• La tension nominale, également l'indicateur principal, doit correspondre à la tension des batteries qui composent l'éolienne ;
• Puissance maximale, détermine la valeur maximale autorisée pour un modèle d'appareil spécifique ;
• Le courant maximum caractérise la capacité de l'appareil à fonctionner au plus haut rendement de l'éolienne ;
• La valeur de tension maximale et minimale de la batterie détermine la plage de tension dans laquelle l'appareil fonctionne ;
• Si le modèle peut fonctionner simultanément avec une éolienne et une centrale solaire - le courant de charge maximal généré par les panneaux solaires ;
• Type d'affichage et paramètres de fonctionnement affichés dessus ;
• Caractéristiques de fonctionnement - température et humidité ambiantes ;
• Dimensions et poids hors tout.

Toutes les éoliennes sont-elles identiques ?

de nombreuses classifications pour la fabrication de lames, à la surface de la terre,

La plupart des éoliennes (centrales éoliennes) existantes actuellement peuvent être classées comme monopales, bipales, tripales ou multipales. Une petite partie des appareils les plus modernes ne contiennent pas du tout de pales et le vent y attrape la soi-disant "voile", qui ressemble à une soucoupe. Derrière, il y a les pistons qui entraînent le système hydraulique, et déjà il génère du courant électrique. L'efficacité de telles installations est supérieure à celle de toutes les autres. En ce qui concerne les systèmes à pales, la tendance est la suivante : moins il y a de pales, plus le générateur produit d'énergie.

Variétés d'éoliennes

peut être moins cher,

Si on compare les éoliennes selon le pas de l'hélice, alors les appareils à pas fixe sont plus fiables. Il existe des éoliennes à pas variable qui peuvent modifier la vitesse de rotation, mais leur conception volumineuse entraîne des coûts supplémentaires pour l'installation et la maintenance d'un tel système.

Les conceptions les plus diverses d'éoliennes, si on les considère du point de vue de la direction de l'axe de rotation par rapport au sol.

Les appareils dont les pales tournent autour d'un axe vertical peuvent à leur tour être divisés en plusieurs types.

1. Les éoliennes Savonius sont constituées de plusieurs moitiés de cylindres creux à l'intérieur, plantés sur un axe vertical. Leur principal avantage est la possibilité de tourner indépendamment de la vitesse et de la direction du vent. Un inconvénient important est la capacité d'utiliser l'énergie éolienne d'un tiers seulement.
2. Un rotor Darier est un système de deux pales ou plus qui sont des plaques plates. Un tel appareil est facile à fabriquer, mais il ne fonctionnera pas pour obtenir beaucoup d'énergie. De plus, un mécanisme supplémentaire est nécessaire pour démarrer un tel rotor.
3. Le rotor hélicoïdal, grâce à des pales spécialement torsadées, a une rotation uniforme. L'appareil est durable, mais en raison de la complexité de la conception, il est coûteux.
4. Les éoliennes multipales à axe de rotation vertical sont l'option la plus efficace de leur groupe.

Les éoliennes à axe de rotation horizontal ont aussi leurs avantages et leurs inconvénients. Leur principal avantage est leur grande efficacité.Parmi les inconvénients de telles structures, il convient de noter la nécessité de capter la direction du vent avec une girouette et le changement d'efficacité en fonction de la direction du vent. À cet égard, les installations horizontales sont les plus appropriées dans les zones ouvertes. Au même endroit où les pales seront protégées du vent par des bâtiments, des arbres ou, par exemple, des collines, il est préférable d'installer une éolienne de conception différente.

De plus, une telle éolienne coûte cher et son apparition à proximité ne fera certainement pas le bonheur de vos voisins. Ses pales peuvent facilement renverser un oiseau en vol et faire beaucoup de bruit.

Quels autres types d'éoliennes existe-t-il ? Eh bien, bien sûr, le nôtre, national et importé. Parmi ces derniers, les unités européennes, chinoises et nord-américaines sont en tête. Dans le même temps, la présence d'éoliennes domestiques sur le marché ne peut que réjouir.

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Le prix de tels appareils est déterminé, tout d'abord, par leur puissance et la présence d'éléments supplémentaires, par exemple des panneaux solaires, et varie dans une très large gamme - de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de milliers de roubles.

Faire un moulin à vent de vos propres mains

Les principaux travaux à effectuer sont la fabrication et l'installation d'un rotor tournant. Tout d'abord, vous devez choisir le type de structure et ses dimensions. Connaître la puissance requise de l'appareil et les capacités de production aidera à déterminer cela.

La plupart des nœuds (sinon tous) devront être créés indépendamment, de sorte que le choix sera affecté par les connaissances dont dispose le créateur de la structure, les appareils et les appareils qu'il connaît le mieux. Habituellement, une éolienne d'essai est d'abord fabriquée, à l'aide de laquelle les performances sont vérifiées et les paramètres de la structure sont spécifiés, après quoi ils commencent à fabriquer une éolienne en état de marche.

Principe d'opération

De plus, la force de rotation est convertie en électricité, qui est stockée dans la batterie. Plus le flux d'air est fort, plus les pales tournent rapidement, produisant plus d'énergie. Le fonctionnement de l'éolienne étant basé sur l'utilisation maximale d'une source d'énergie alternative, un côté des pales a une forme arrondie, l'autre est relativement plat. Lorsque le flux d'air passe sur le côté arrondi, une zone de vide se crée. Cela aspire la lame, la tirant sur le côté. Cela crée de l'énergie, ce qui fait tourner les pales.

Schéma de fonctionnement d'une éolienne: le principe de conversion de l'énergie éolienne et le fonctionnement des mécanismes internes sont illustrés

Au cours de leurs tours, les vis font également tourner l'axe relié au rotor du générateur. Lorsque douze aimants fixés au rotor tournent dans le stator, un courant électrique alternatif est créé qui a la même fréquence que dans les prises de courant ordinaires. C'est le principe de base du fonctionnement d'une éolienne. Le courant alternatif est facile à générer et à transmettre sur de longues distances, mais impossible à stocker.

Schéma de principe d'une éolienne

Pour ce faire, il doit être converti en courant continu. Ce travail est effectué par un circuit électronique à l'intérieur de la turbine.Pour obtenir une grande quantité d'électricité, des installations industrielles sont fabriquées. Un parc éolien se compose généralement de plusieurs dizaines d'installations. Grâce à l'utilisation d'un tel appareil à la maison, vous pouvez obtenir une réduction significative des coûts énergétiques. Le principe de fonctionnement des éoliennes permet de les utiliser dans les options suivantes :

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

Si le flux d'air se déplace à une vitesse de 45 km/h, la turbine génère 400 watts d'électricité. C'est suffisant pour éclairer la zone suburbaine. Cette puissance peut être accumulée en la collectant dans une batterie.

Un dispositif spécial contrôle la charge de la batterie. Lorsque la charge diminue, la rotation des pales ralentit. Lorsque la batterie est complètement déchargée, les pales recommencent à tourner. De cette façon, la charge est maintenue à un certain niveau. Plus le flux d'air est fort, plus la turbine peut produire d'électricité.

Comment une éolienne est alimentée par une source alternative

Les éoliennes ne "se nourrissent" pas de la masse d'air, elles sont réglées pour consommer la vitesse du vent. En d'autres termes : le vent s'approche de l'éolienne à grande vitesse et la quitte à une vitesse plus lente. La différence de vitesse du vent avant et après l'éolienne détermine la quantité d'énergie absorbée par cet appareil.

Certains types d'éoliennes le font mieux, d'autres moins bien. Mais c'est la fonction principale de l'éolienne - ralentir le vent.

La frontière entre efficacité et limitation

Ne croyez jamais les affirmations selon lesquelles une certaine éolienne fonctionne à 100 % d'efficacité.Cela signifie que le vent derrière les pales du moulin à vent doit s'arrêter complètement. Une preuve absurde démontre clairement une fausse déclaration.

Une éolienne avec une efficacité idéale doit trouver l'équilibre où le vent dégage suffisamment d'énergie pour qu'elle n'ait qu'à sortir de la fenêtre d'ouverture de l'appareil pour continuer à se déplacer. L'efficacité dans ce cas détermine la différence de vitesse du vent avant et après la turbine, affectant directement le facteur de puissance de l'éolienne, qui prend la formule suivante : P_sortir= 1/2 × r × S × V3 × efficacité.

L'efficacité maximale d'une éolienne, il y a plus de 100 ans, a été démontrée par le scientifique allemand Betz dans ses travaux scientifiques fondamentaux. En se basant sur la formule ci-dessus, l'Allemand a prouvé de manière extrêmement cohérente que le maximum d'énergie 16/27 peut être extrait du vent. Par la suite, ses calculs ont été légèrement corrigés par le Loregio italien, et il s'est avéré que le rendement maximum pour une éolienne est de 59 %.

Cela se remarque clairement dans la différence des principes de fonctionnement des turbines Savonius et Darier. Après tout, les éoliennes Savonius ne prennent que la force de poussée du vent, et les projets de Darier utilisent également la portance aérodynamique, ce qui augmente la vitesse de rotation des pales.

Le principe de fonctionnement de l'éolienne

En l'absence ou en cas de pannes de courant fréquentes, il est préférable de fabriquer soi-même une mini éolienne ou plusieurs éoliennes (éoliennes) pour une alimentation individuelle. Un appareil artisanal convertit l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique grâce à la rotation de la roue éolienne.

Initialement, l'énergie mécanique qui fait tourner le rotor est convertie en un courant alternatif triphasé.Le flux d'énergie à travers le contrôleur est stocké dans une batterie CC. Enfin, l'onduleur de tension modifie le courant pour fournir de l'électricité aux appareils et à l'éclairage.

Le principe de fonctionnement d'une éolienne est simple et consiste en l'action de trois types de force sur les pales. L'impulsion et le levage surmontent le système de force de freinage et mettent le volant en mouvement. Après la formation d'un champ magnétique par le rotor sur la partie fixe du générateur, le courant commence à travers les fils.

Domaines d'application de l'appareil

En fait, les éoliennes sont capables de fournir de l'énergie à des objets à des fins diverses. Les éoliennes de grandes capacités conviennent à l'alimentation électrique à l'échelle industrielle. Des appareils faits maison correctement conçus offrent au propriétaire du site une alimentation électrique ininterrompue. Vous pouvez fabriquer vous-même une éolienne pour une maison privée avec des coûts de main-d'œuvre et d'argent minimaux.

Avantages de l'appareil

Le principal avantage d'une éolienne domestique est l'économie sur les factures d'électricité. L'argent dépensé pour les pièces et l'installation est remboursé avec des fournitures d'électricité gratuites.

Avantages supplémentaires d'une éolienne artisanale :

• le modèle d'usine est plusieurs fois plus cher;
• conception respectueuse de l'environnement qui fonctionne sans carburant ;
• durée de vie illimitée (en cas de panne, les composants sont faciles à remplacer) ;
• aptitude à des conditions climatiques adaptées avec une vitesse moyenne annuelle du compteur à partir de 4 m/s.

Défauts

Le côté négatif d'une éolienne individuelle comprend :

• dépendance à la météo;
• les tempêtes et les ouragans mettent souvent le mécanisme hors service ;
• des mesures préventives sont nécessaires;
• les grands mâts doivent être mis à la terre ;
• certains modèles dépassent le niveau de bruit autorisé.

Générateur d'éolienne

Pour le fonctionnement des éoliennes, des générateurs triphasés conventionnels sont nécessaires. La conception de tels appareils est similaire aux modèles utilisés sur les voitures, mais a des paramètres plus grands.

Les éoliennes ont un enroulement de stator triphasé (connexion en étoile), d'où sortent trois fils, allant au contrôleur, où la tension alternative est transformée en tension continue.

Le rotor du générateur d'une éolienne est fabriqué sur des aimants en néodyme: dans de telles conceptions, il est déconseillé d'utiliser une excitation électrique, car la bobine consomme beaucoup d'énergie

Pour augmenter la vitesse, un multiplicateur est souvent utilisé. Un tel appareil vous permet d'augmenter la puissance du générateur existant ou d'utiliser un appareil plus petit, ce qui réduit le coût d'installation.

Les multiplicateurs sont plus souvent utilisés dans les éoliennes verticales, dans lesquelles le processus de rotation de la roue éolienne est plus lent. Pour les appareils horizontaux à grande vitesse de rotation des pales, les multiplicateurs ne sont pas nécessaires, ce qui simplifie et réduit le coût de construction.

Les spécificités du montage et de l'installation d'une éolienne à partir d'une machine à laver et d'une éolienne à partir d'un générateur de voiture sont décrites en détail dans les articles que nous recommandons.

Régler

• Rotor à aubes. Selon le modèle, ils peuvent être : un, deux, trois ou plus ;
• Réducteur ou, en d'autres termes, une boîte de vitesses conçue pour réguler la vitesse entre le générateur et le rotor ;
• Le boîtier est protecteur. Son objectif ressort clairement de son nom : il protège tous les composants de la structure des influences extérieures ;
• La queue est chargée de tourner dans la direction du vent soufflant;
• La batterie est rechargeable.Sa tâche est d'accumuler de l'énergie, c'est-à-dire Stock. Comme le temps n'est pas toujours favorable à la centrale électrique, cela aidera toujours par mauvais temps;
• mise en place de l'onduleur. Il sert à convertir le courant continu en courant alternatif, qui alimente les appareils électriques utilisés dans la vie de tous les jours.

Calcul de la taille et du placement

Pour calculer le nombre requis de générateurs pour une centrale éolienne, prenez en compte :

• puissance requise ;
• nombre de jours venteux ;
• fonctionnalités de localisation.

Ainsi, pour que l'installation d'une éolienne soit justifiée par les coûts, il est nécessaire de déterminer le nombre de jours de vent par an, ainsi que leur direction prédominante. Les zones balnéaires et les zones de montagne ont l'emplacement le plus avantageux, car ici la force du vent dépasse 60-70 m / s, ce qui est bien suffisant pour abandonner l'électricité locale.

Sur le territoire plat, le vent se caractérise par un flux uniforme, mais sa force n'est parfois pas suffisante pour fournir pleinement une maison privée. L'installation à proximité des plantations et des forêts n'est pas du tout rentable, car l'énergie éolienne est consommée et persiste davantage sur les arbres.

Le flux de vent a une augmentation de puissance directement proportionnelle à la distance de la surface de la terre. En conséquence, plus le mât de l'éolienne est haut, plus il peut capter d'élan. Cependant, plus il est éloigné du sol, plus il nécessite de renforcement. Les supports auxiliaires ne peuvent pas toujours maintenir complètement l'éolienne. Dans un vent fort en rafales, la probabilité de chute d'un mât haut est beaucoup plus grande qu'un mât placé à un niveau de 5 à 7 mètres.

Le retrait le plus optimal du mât du sol est de 10 à 15 mètres. Sa fixation s'effectue selon deux méthodes :

1. Bétonnage des fondations - ils creusent quatre fosses profondes mais de petit diamètre, dans lesquelles les extensions d'éoliennes sont immergées et bétonnées. Le processus est long et coûteux, mais le plus fiable. Par vent fort, le mât restera immobile et le seul dommage qui lui sera causé pourrait être la mise au rebut des pales.
2. Vergetures métalliques - à l'aide d'un câble métallique, le moulin à vent est fixé perpendiculairement à la surface de la terre, tandis que le câble est bien tendu, fixant ses extrémités au sol.

La durée de fonctionnement de la centrale dans son ensemble dépend du choix de la méthode de fixation du mât.

La présence d'équipements spéciaux, ainsi que l'expérience dans la réalisation de tels travaux, éviteront au parc éolien des pannes prématurées.

Éolienne à voile

Si les pales des éoliennes traditionnelles sont faites de matériaux durs, alors en voile, au contraire, elles sont faites de matériaux mous. Convient à tout tissu dense, tel que la bâche. Souvent, des stratifiés non tissés sont utilisés dans de telles constructions. Extérieurement, une éolienne à voile ressemble à un grand plateau tournant pour enfants.

De par leur conception, les éoliennes à voile sont divisées en deux types.

• Circulaire avec pales de voile triangulaires
• Avec une roue à voile, également circulaire

Eolienne à voile à pales triangulaires

Les lames de voile triangulaires sont généralement isocèles, mais dans de nombreux cas, leur forme est sélectionnée individuellement - en fonction des charges de vent de la zone où elles sont installées. Une éolienne à voile commence à fonctionner à une vitesse de vent de 5 m/s. Son efficacité est supérieure à celle de la plupart des éoliennes à aubes, mais en même temps elle n'est pas sans défauts. Ainsi, lorsque le vent change, le "voilier" s'arrête et il lui faut du temps pour tourner dans la nouvelle direction du vent.

Un autre inconvénient est la fragilité des "voiles" elles-mêmes. Ils se déchirent souvent, tombent en panne et nécessitent un remplacement complet.
On pense qu'un générateur de voile circulaire est dépourvu de ces défauts. Son efficacité est le double de celle d'un générateur à pales de voile. Extérieurement, il ressemble à une antenne parabolique et diffère des générateurs habituels en ce qu'il n'a pas de pales rotatives, de cylindres ou de rotors. Ce générateur vibre sous la pression ou les rafales de vent, transférant de l'énergie mécanique au générateur avec ses vibrations.