風力タービンのすべて

生活条件を改善するために、人類は水やさまざまなミネラルを使用しています。最近では、代替エネルギー源、特に風力発電が普及しています。後者のおかげで、人々は家庭用と産業用の両方のニーズを満たすエネルギー供給を得る方法を学びました。

エネルギー資源の必要性が日々高まっており、習慣的なエネルギーキャリアの在庫が減少しているという事実により、代替エネルギー源の使用は日々ますます重要になっています. 最近、科学者と設計技術者は風力タービンの新しいモデルを作成しています。 最新の技術を使用することで、ユニットの品質特性を改善し、構造のマイナス面の数を減らすことができます。

風力発電機は、風力エネルギーを電気エネルギーに変換する技術装置の一種です。

風力発電機は、風力発電の可能性が最も高いさまざまな場所、通常は開けた場所で使用されます。代替エネルギー源のステーションは、山、浅瀬、島、野原に設置されています。最新の設備は、小さな風力でも発電できます。 この可能性により、風力タービンは、さまざまな容量の物体に電気エネルギーを供給するために使用されます。

• 定常 風力発電所は、民家や生産中の小さな施設に電気エネルギーを供給することができます。風がない間、エネルギーの蓄えが蓄積され、バッテリーから使用されます。

• 中出力の風力タービン 暖房ネットワークから遠く離れた農場や家屋で使用できます。この場合、この電源は暖房に使用できます。

風力発電機は、風力の助けを借りて動作します。 このデバイスの設計には、次の要素が含まれている必要があります。

• タービンブレードまたはプロペラ;
• タービン;
• 発電機;
• 発電機の軸;
• 交流電流を直流電流に変換する機能を持つインバーター。
• ブレードを回転させる機構。
• タービンを回転させる機構。
• バッテリー;
• マスト;
• ロータリーモーションコントローラー;
• ダンパー;
• 風センサー;
• 風センサーシャンク;
• ゴンドラとその他の要素。

産業用ユニットには、電源キャビネット、雷保護、回転機構、信頼性の高い基礎、消火装置、および電気通信があります。

風力発電機は、風のエネルギーを電気に変換する装置です。現代の骨材の先駆者は、穀物から小麦粉を生産する工場です。 ただし、発電機の接続方式と動作原理はあまり変わっていません。

1. 風の力により、ブレードが回転し始め、そのトルクが発電機シャフトに伝達されます。
2. ローターの回転により、三相交流が発生します。
3. コントローラーを介して、交流電流がバッテリーに送られます。風力発電機を安定して稼働させるためにはバッテリーが必要です。風があれば、ユニットはバッテリーを充電します。
4. ハリケーンから身を守るために、風力発電システムには風車を風から遠ざける要素があります。これは、テールを折りたたむか、電気ブレーキでホイールを制動することによって発生します。
5. バッテリーを充電するには、コントローラーを取り付ける必要があります。後者の機能には、バッテリーの充電を監視して故障を防ぐことが含まれます。必要に応じて、このデバイスは余分なエネルギーをバラストに放出できます。
6. バッテリーは一定の低電圧ですが、220 ボルトの電力で消費者に到達する必要があります。このため、風車にはインバーターが搭載されています。後者は交流を直流に変換し、その強度を220ボルトに上げることができます。インバーターが設置されていない場合は、低電圧用に設計されたデバイスのみを使用する必要があります。
7. 変換された電流は消費者に送られ、暖房用バッテリー、部屋の照明、家電製品に電力を供給します。

風力発電所の分類は、次の基準に基づいています。

1. ブレードの数。 現在販売されているのは、シングルブレード、ローブレード、マルチブレードの風車です。発電機のブレードが小さいほど、エンジンの速度は高くなります。
2. 定格電力インジケータ。 家庭用ステーションは、最大 15 kW、半産業用 - 最大 100 kW、産業用 - 100 kW 以上を生成します。
3. 軸方向。 風力発電機は垂直と水平の両方が可能で、各タイプには長所と短所があります。

代替エネルギー源を取得したい人は、ローター、キネティック、ボルテックス、セーリング、モバイルを備えた風力発電機を購入できます。

また、風力発電機には設置場所による分類があります。 現在、3種類のユニットがあります。

1. 接地。 そのような風車は最も一般的であると考えられており、丘、丘、事前に準備された場所に取り付けられています。このような設備の設置は、構造要素を非常に高い位置に固定する必要があるため、高価な機器を使用して行われます。
2. 沿岸局は、海、海の沿岸部に建設されます。 発電機の動作は海風の影響を受け、回転装置は24時間体制でエネルギーを生成します。
3. 棚。 このタイプの風力発電機は、通常、海岸から約 10 メートルの距離にある海に設置されます。このような装置は、通常の洋上風力からエネルギーを生成します。その後、エネルギーは特別なケーブルを通って海岸に到達します。

垂直風力タービンは、地面に対して垂直な回転軸によって特徴付けられます。 このデバイスは、3つのタイプに分けられます。

• サヴォニスローター付き。 構造には、いくつかの半円筒形の要素が含まれています。ユニットの軸の回転は常に発生し、風の強さや方向には依存しません。この発電機の利点には、高度な製造可能性、高品質の起動トルク、およびわずかな風力でも機能する能力が含まれます。デバイスの欠点：ブレードの非効率的な操作、製造プロセスでの大量の材料の必要性。

• ダリウスローター付き。 デバイスの回転軸には、いくつかのブレードがあり、それらは一緒になってストリップの形をしています。発生器の利点は、空気の流れに集中する必要がないこと、製造プロセスに問題がないこと、メンテナンスが簡単で便利なことであると考えられています。ユニットの欠点は、効率が低い、オーバーホール サイクルが短い、セルフ スタートが弱いことです。

• ヘリコイドローター付。 このタイプの風力発電機は、以前のバージョンを改造したものです。その利点は、動作期間が長く、メカニズムとサポートユニットへの負荷が小さいことです。このユニットの欠点は、建設コストが高いこと、ブレードの製造プロセスが困難で複雑であることです。

この装置の水平ローターの軸は地表と平行です。それらは、シングルブレード、ツーブレード、スリーブレード、およびブレードの数が50枚に達するマルチブレードです。このタイプの風力発電機の利点は、効率が高いことです。 ユニットの欠点は次のとおりです。

• 気流の方向に応じた向きの必要性。
• 高い構造物を設置する必要性 - 設置が高いほど、より強力になります。
• マストのその後の設置のための基礎の必要性（これはプロセスのコストの増加に寄与します）;
• 高い騒音レベル;
• 通過する鳥への危険。

ベーン発電機はプロペラの形をしています。この場合、ブレードは気流のエネルギーを受け取り、それを回転運動に処理します。

水平風力タービンには、特定の数のブレードを備えたインペラーがあります。 通常は 3 つあります。ブレードの数に応じて、デバイスのパワーが増減します。このタイプの風車の明らかな利点は、サポート ベアリングにかかる​​負荷が均一に分散されることです。ユニットの欠点は、この設計の設置には多くの追加の材料と人件費が必要になることです。

タービン風力タービンは現在、最も効率的であると考えられています。 この理由は、ブレード領域とその構成の最適な組み合わせです。 ブレードレス設計の利点には、デバイスの寸法が小さいことによる高レベルの効率、低ノイズが含まれます。さらに、これらのユニットは強風によって破壊されず、他の人や鳥に危険を及ぼすことはありません。

タービン型風車は都市や町で使用されており、民家やコテージの照明として使用できます。 このような発電機には実質的に欠点はありません。

風力タービンの主な利点は次のとおりです。

• 環境の安全性 - 設備の運用は環境や生物に害を与えません。
• 設計の複雑さの欠如;
• 使いやすさと管理のしやすさ。
• 電気ネットワークからの独立。

これらのデバイスの欠点の中で、専門家は以下を区別します。

• 高コスト;
• 5年後にのみ回収。
• 低効率、低電力。
• 高価な機器の必要性。

風からエネルギーを生成するためのデバイスは、さまざまなサイズにすることができます。その力は、風車の寸法、マストの高さ、風速によって異なります。 最大のユニットには長さ 135 m の柱があり、ローターの直径は 127 m です。 したがって、その全高は198メートルに達します。高さが高くブレードが長い大型風力タービンは、小規模な工業企業や農場にエネルギーを供給するのに適しています。よりコンパクトなモデルは、自宅や田舎に設置できます。

現在、彼らは直径0.75メートルから60メートルのブレードを備えたマーチングタイプの風車を製造しています。 専門家によると、小さなポータブルユニットは少量のエネルギーを生成するのに適しているため、発電機の寸法は大げさであってはなりません。ユニットの最小モデルは、高さ 0.4 メートル、重さ 2 キロ未満です。

今日、風力タービンの生産は世界の多くの国で確立されています。市場では、ロシア製のモデルや中国製のユニットを見つけることができます。 国内メーカーのうち、次の企業が最も人気があると考えられています。

• "風光";
• Rkraft;
• "SKBイスクラ";
• "サプサンエネルギー";
• 「風力エネルギー」。

発電機の外国メーカーも非常に人気があります。

• ゴールドウィンド - 中国;
• ベスタ - デンマーク;
• ガメサ - スペイン;
• スジオン - インド;
• GEエナジー - 米国;
• シーメンス、エネルコン - ドイツ。

ただし、このような風力タービンの使用には、国内の店舗ではほとんど見つけることができない高価な修理やスペアパーツの使用が含まれることを覚えておく価値があります。 電気を生産するためのユニットのコストは、通常、設計の特徴、容量、およびメーカーによって異なります。

夏の家や家に適した風力発電機を選択するには、次のことを考慮する必要があります。

1. 部屋に接続される設置済みの電化製品の電力の計算。
2. 予備係数を考慮した、将来のユニットのパワー。後者では、発電機がピーク時に過負荷になることはありません。
3. 領土の気候。降水の存在は、デバイスのパフォーマンスに悪影響を及ぼします。
4. 最も重要な指標の1つと考えられている設備効率。
5. 運転中の風力タービンを特徴付ける騒音指標。

上記のすべてに加えて、消費者はインストールのすべてのパラメーターを評価し、それに関するレビューを読む必要があります。

風力発電機の効率を上げるには、その運転能力と特性をプラスの方向に変える必要があります。まず、比較的弱く不安定な風に対するインペラーの感度の効率を高めることは価値があります。

これは、風を一方向に自由に通過させる一種の一方向気流膜です。膜は、反対方向への気団の移動に対する侵入不可能な障壁です。

風力発電機の効率を高めるもう 1 つの方法は、反対側の面からの流れを遮断するディフューザーまたは保護キャップを使用することです。 各オプションには、長所と短所の両方があります。ただし、いずれにしても、従来のサンプルよりも効果的です。

風力発電機は高価です。 自分のテリトリーにインストールする場合は、次の点を考慮する必要があります。

• 適切な地形の利用可能性;
• 頻繁で強い風の優勢;
• 他の代替エネルギー源の欠如。

そうしないと、ウィンド ファームは期待どおりの結果を得ることができません。代替エネルギーの需要は毎年増加しており、風車を購入することは家計に大きな打撃を与えるため、その後の設置で自分でユニットを作ろうとすることができます.風車の製造は、ネオジム磁石、ギアボックス、ブレード、およびそれらの不在に基づいている可能性があります。

自分で作った風車のメリットはかなりあります。 したがって、大きな欲求とデザイナーの基本的な能力の存在により、ほとんどすべてのマスターが自分のサイトに発電所を建設することができます。デバイスの最も単純なバージョンは、垂直軸を持つ風車と見なされます。後者はサポートと高いマストを必要とせず、設置手順はシンプルさとスピードが特徴です。

風力発電機を作成するには、必要なすべての要素を準備し、モジュールを選択した場所に固定する必要があります。 自家製の垂直発電機の一部として、そのような要素の存在は必須と見なされます。

• ローター;
• ブレード;
• 軸マスト;
• 固定子;
• バッテリー;
• インバーター;
• コントローラ。

他の材料は高負荷の影響下で損傷および変形する可能性があるため、ブレードは軽量弾性プラスチックで作成できます。まず、塩ビパイプを4等分に切り出します。その後、ブリキから半円形の破片をいくつか切り取り、パイプの端に沿って固定する必要があります。この場合、ブレード部分の半径は69cmで、ブレードの高さは70cmになります。

ローター システムを組み立てるには、ネオジム磁石 6 個、直径 23 cm のフェライト ディスク 2 個、接着用の接着剤が必要です。角度が 60 度で配置の直径が 16.5 cm の場合、磁石は最初のディスクに配置する必要があります。同じスキームに従って、2番目のディスクが組み立てられ、磁石が接着剤で満たされます。ステーターには、直径1mmの銅線を60回巻いたコイルを9個用意する必要があります。 はんだ付けは、次の順序で行う必要があります。

• 最初のコイルの始まりと 4 番目のコイルの終わり。
• 4 番目のコイルの始まりと 7 番目のコイルの終わり。

2段目も同様に組み立てます。次に、合板シートからフォームを作成し、その底をグラスファイバーで覆います。はんだ付けされたコイルからの位相が上に取り付けられています。構造に接着剤を注ぎ、数日間放置してすべての部品を接着します。その後、風力発電機の個々の要素を単一の全体に接続し始めることができます。

上部ローターの構造を組み立てるには、スタッド用の 4 つの穴を作成する必要があります。下部ローターは、磁石を上にしてブラケットに取り付けられています。その後、ブラケットの取り付けに必要な穴にステーターを配置する必要があります。スタッドをアルミ板に当ててから、磁石を下にして 2 番目のローターをかぶせます。

レンチを使用して、スタッドを回転させて、ローターが急激に落ちることなく均等に落ちるようにする必要があります。 適切な場所が占有されたら、スタッドを緩めてアルミニウムプレートを取り外します。作業の最後に、構造をナットで固定し、きつく締めないようにする必要があります。

マストとしては、長さ4～5メートルの丈夫な金属パイプが適しています。 組み立て済みの発電機がそれにねじ込まれています。その後、ブレード付きのフレームを発電機に固定し、事前に準備されたマスト構造物を現場に設置します。システムの位置は、ストレッチによって固定されます。

次のビデオは、自家製の風車の概要を示しています。