Сравнительный анализ различных конструкций ветрогенераторов.

[ооо_стк42]

Сообщение от KAA

Вы зря привязываетесь к генератору газели. Тут Вам сразу потребовалось мудрить мультипликатор чтобы просто что то получить. Решетка 7х7 8х8 будет весьма шумной. Прикинем размеры: диаметр винта чтоб через мультипликатор получить что то с газелевского генератора: минимум 2,5м. Прикинем размер 7*2,5 + 6*0,5 = 20,5м (полметра между ветряками). При этом один ветряк диаметром 20,5м даст 40кВт на 8м/с и 140кВт на 12м/с. При это матрица из 7х7 ветряков диаметром 2,5м даст 29кВт и 98 кВт при тех же ветрах в 8м/с и 12м/с.


Самый главный вопрос в ветроэнергетике это не мощность, а безопасность. ветра то нет, то его слишком много. При буре ветроустановка без защиты обречена. Ее сломает и обломки лопастей разлетятся по всей округе. Сделать простую ветрозащиту (складывающийся хвост) на матрицу винтов нельзя. Придется делать на каждый модуль ВРШ (винт регулируемого шага). На 20м ветряк точно ВРШ делать, там без вариантов. Но он один. Прикидывайте попутно прочность мачты - усилие действующее на ветряк примерно такое как если бы там был не винт в 3 лопасти, а щит диаметром 20м. И при порыв в 20м/с не должен сломать мачту.


Кстати про мачту 20м это самый минимум.


Ветер он то есть то нет. То ураган. То дует постоянно, то порывами. То его вовсе нет. Тот ветер который субъективно кажется сильным при измерении анемометром может оказаться 3-5м/с. С 3м/с вообще ловить нечего. Зависимость то кубическая от скорости.


На прямую от ветряка систему тоже запитать не получится. Потребуется МНОГО аккумуляторов. И мощные инверторы. При желаемых 100кВт пикового потребления напряжение сборки аккумуляторных батарей 96В минимум. По ТЗ суточный расход 500кВт*ч сколько потребуется емкость для поддержания штатного режима в течении 3 дней если ветер пропал: 1250 аккумуляторов 12В 100Ач. Стоимость такой батареи от 9млн.руб. Это AGM батарея со сроком службы 10лет. Автомобильные дешевле но и кончатся быстрее (лет 5 если повезет).


Понятно батарею можно меньше. Если закладывать бензо/дизель генератор. И желательно солнечные панели.


Либо урезать что то надо. Например делить на очереди по электропитанию. Первая циркуляционные насосы, вторая различные электроприборы дежурное освещение, третья освещение для растений. Совсем мало ветра только циркуляция, побольше +2 группа, дует сильно и круглосуточно тогда и светить можно.

сразу поблагодарю за информацию первый ответ с данными. по поводу шумности абсолютно пофигу так как это всё дело будет стоять в поле , не совсем понял почему предлагаете использовать такие большие винты , на мой взгляд проще поставить меньшего диаметра и чтобы их было по три на каждый генератор . как я понимаю чем меньше винт тем больше оборотов на валу и меньше усилие для вращения(л.с. )
по поводу защиты для этого платформу и хотел установить на поворотную платформу если ветер сильный то установка поворачивается против ветра и имеет боковые щиты соответственно нагрузка идет не по прямой а по касательной что по мойму должно избавлять от перегрузки и поломок в добавок если передача цепная можно продумать систему натяжения с тормозом ну это как вариант. Ещё один важный момент в моем первом посте было написано что такая сетка 7х7 или 8х8 расчитана на пик в 35 квт а соответственно использовать не одну установку на 100 квт а 3 по 35 квт.
по поводу аккумуляторов спасибо за информацию но это уже несколько иной вопрос тут сейчас меня интересует в первую очередь сама установка и скорей всего она будет работать не как накопитель а скажем прямого действия, аварийным питанием будет скорей всего газовый генератор с отбором пиролизных газов с угв и запасом сжиженного газа.

Добавлено через 8 минут

Сообщение от YanCen

площадь пиццы 18' больше площади двух пицц 12'
при том, что 12дюймовые пиццы занимают больше места.
потому никто никогда так не делает, кроме как ради красоты или грантоедства

Добавлено через 1 минуту

Парниша просто дилетант (в плохом смысле) без желания учиться.

не совсем понимаю вашего примера . вы предлагаете использовать один большой винт в место 2 малых? если так то это не имеет смысла так как оборотов будет меньше при скорости 4 м/с ветроколесо 1500 мм сделает 360 оборотов, а 3000 мм 180 оборотов если ветер будет 1 м/с делим это все на 4 получим следуещее для ветроколеса 1500 мм 90х4,5х4,5=1882 оборота 25% кпд генератора для ветроколеса 3000 мм 45х4,5х4,5= 911 этого даже не хватит на возбуждение генератора отсюда цель использование малых ветроколес так как для автомобильных генераторов приоритет на число оборотов

[Serj]

Сообщение от ооо_стк42

почему предлагаете использовать такие большие винты ,

Момент Рычага .

Сообщение от ооо_стк42

если ветер будет 1 м/с

Ниже 4 м/с можно не рассматривать .

[ооо_стк42]

Сообщение от Serj

Момент Рычага .

Ниже 4 м/с можно не рассматривать .

ну тогда для момента рычага можно использовать одно большое с подбором передаточного соотношения а остальные малые для поддержания числа оборотов и какова причина заявления что меньше 4 м\с можно не рассматривать?

[Владимир.74]

Что то я не увидел слов о парусности группы винтов , о взаимной помехе воздушному потоку . За первой линией поток прям бурлящий , с энергией в двое меньшей , эт там где вторая линия . Третья линия , уже будет находиться в "тени" от изначального потока ...за "стеной" .

[YanCen]

Сообщение от ооо_стк42

не совсем понимаю вашего примера

Как справедливо написал КАА - зависимость мощности от площади - кубическая
А зависимость мощности от оборотов - линейная
А зависимость стоимости от линейного размера - предположительно экспоненциальная)

Добавлено через 2 минуты

Сообщение от ооо_стк42

причина заявления что меньше 4 м\с можно не рассматривать?

В этом ветре нет мощности

[KAA]

Сообщение от ооо_стк42

по поводу шумности абсолютно пофигу так как это всё дело будет стоять в поле

И реветь как боинг на взлете.

Сообщение от ооо_стк42

не совсем понял почему предлагаете использовать такие большие винты , на мой взгляд проще поставить меньшего диаметра и чтобы их было по три на каждый генератор . как я понимаю чем меньше винт тем больше оборотов на валу и меньше усилие для вращения(л.с. )

Потому что винт меньшего диаметра не позволит получить хоть что нибудь с газелевского генератора. Даже если он сможет усилие начального страгивания - он не сможет набрать обороты. Как только начнется заряд батарей тормозящий момент генератора превысит тяговый момент винта. И винт не будет работать в запланированном режиме и будет иметь плохой КИЭВ. Идея связи нескольких маленьких винтов трансмиссией - плохая совсем. Они не смогут преодолеть усилие начального страгивания системы. И будут стоять на ветрах слабее ураганных. Дело в том что винт тянет хорошо когда он вращается с номинальной (расчетной) быстроходностью. Быстроходность это отношение скорости кончика лопасти к скорости ветра. Например для трехлопастного винта оптимальная быстроходность 4,5-6. На рабочем режиме винт создает большой крутящий момент. А когда винт остановлен - пролетающий мимо ветер создает очень малый крутящий момент. И провернуть всю ту кучу механики которую Вы планируете будет крайне сложно. Про диаметр пиццы и занимаемое на столе место уже писали. Эффективней один большой винт чему кучу маленьких.
Не заморачивайтесь на генератор газели. Он хорош для использования в машине. И абсолютно плох в ветроэнергетике. Разве что его перематывать и делать ротор с постоянными магнитами. Но какой смысл тогда их закупать чтоб столь серьезно переделывать?

Сообщение от ооо_стк42

по поводу защиты для этого платформу и хотел установить на поворотную платформу если ветер сильный то установка поворачивается против ветра и имеет боковые щиты соответственно нагрузка идет не по прямой а по касательной что по мойму должно избавлять от перегрузки

Слишком медленно. Платформа получится громоздкой и тяжелой. И придется ее крутить моторедуктором. А налетевшему порыву хватит 3-5сек чтоб натворить дел.

Сообщение от ооо_стк42

если так то это не имеет смысла так как оборотов будет меньше при скорости 4 м/с ветроколесо 1500 мм сделает 360 оборотов, а 3000 мм 180 оборотов если ветер будет 1 м/с делим это все на 4 получим следуещее для ветроколеса 1500 мм 90х4,5х4,5=1882 оборота 25% кпд генератора для ветроколеса 3000 мм 45х4,5х4,5= 911 этого даже не хватит на возбуждение генератора отсюда цель использование малых ветроколес так как для автомобильных генераторов приоритет на число оборотов

Вы не учитываете момент. Мощность это произведение крутящего момента на скорость вращения. Генератор не будет просто так вырабатывать электричество. Ну раскрутили вы его до 4000об/мин подпли возбуждение - он тут же встанет колом. Ему кроме оборотов требуется крутящий момент.

Сообщение от YanCen

Как справедливо написал КАА - зависимость мощности от площади - кубическая

Не писал я такого Потому что это не так. Мощность зависит от площади линейно (а значит от радиуса винта квадратично). А вот от скорости ветра зависимость кубическая.


ооо_стк42, не нужно дробить ветроустановку в кучу мелких пропеллеров. Никакой экономии там не получить. Посмотрите на промышленные ВЭС - их строят на пределе технических возможностей (по размеру). Мощность которую вы хотите огромна. Возможно проще ее получить от солнца. Даже в пасмурный день панели дают 10% от номинала (зато солнце есть каждый день). Да конечно день короче зимой. Хочется поделать огромных вращающихся конструкций - делайте трекеры с панелями (аля подсолнух). Никаких крутящихся вентиляторов.

Участники у которых есть и ветрогенераторы и солнечные панели подтверждают что панели в среднем дают больше. Ветер дает очень много когда он под 10м/с и дует с такой скоростью день - другой. Но чаще ветряк дает чуть-чуть (помним что зависимость кубическая от скорости), а панели льют весь день в аккумуляторы.


Если у Вас за 3-5млн.руб. можно протянуть три фазы - берете не задумываясь. Альтернатива хороша, но нестабильна. Либо когда ветер 7м/с и больше каждый день это норма.

[vvv]

А реки рядом нет? Гидроэнергия более стабильна. Да и дешевле будет. 5 кВт гидростанции я не раз встречал на Кавказе.

[YanCen]

Сообщение от KAA

Не писал я такого Потому что это не так.

Прошу прощения, я похоже на собственные мысли ответил)

[ооо_стк42]

Сообщение от Владимир.74

Что то я не увидел слов о парусности группы винтов , о взаимной помехе воздушному потоку . За первой линией поток прям бурлящий , с энергией в двое меньшей , эт там где вторая линия . Третья линия , уже будет находиться в "тени" от изначального потока ...за "стеной" .

где-то есть формула таких расчетов? альтернативные варианты? к примеру использование ступенчатости или использование ряда вентиляторов в трубе с разным направлением вращения или разной шириной лопастей?

Добавлено через 5 минут

Сообщение от vvv

А реки рядом нет? Гидроэнергия более стабильна. Да и дешевле будет. 5 кВт гидростанции я не раз встречал на Кавказе.

даже если река рядом есть бюрократия сведет на нет все усилия

Добавлено через 2 минуты

Сообщение от KAA

Как только начнется заряд батарей тормозящий момент генератора превысит тяговый момент винта. И винт не будет работать в запланированном режиме и будет иметь плохой КИЭВ

есть ли таблица по таким данным относительно генераторов?

[vvv]

Попробуйте вдумчиво почитать Фатеева "ветродвигатели и ветроустановки" потом сами будете улыбаться своим вопросам.