Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Ветрогенератор своими руками

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 231 RSS
←   Июль 2009   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://svoy-vetrogenerator.ru
Открыта: 28-06-2009

Автор
Юрий Колесник

Статистика

231 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

Ветрогенератор своими руками


   Здравствуйте уважаемые читатели с Вами Юрий Колесник и моя рассылка Ветрогенератор своими руками.

. Хотите прямо сейчас

 

получить подробное описание ветрогенератора, который можно сделать

 

своими руками. Чертежи, подробные инструкции и фотографии можно

 

получить по адресу  http://energi.ucoz.ru

 

 Сегодня мы продолжаем тему, о недостатках и преимуществах энергии ветра.

 

 ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕТРА

 

Ветер является одним из наиболее мощных энергетических источников, который издавна используется человеком, и при благоприятных условиях может быть утилизован в интересах народного хозяйства в значительно больших масштабах, чем это имеет место в настоящее время. По ориенти-ровочным оценкам, энергия,'которая непрерывно поступает от Солнца, соответствует суммарной мощности, превышающей 1011 ГВт. Это опре-деляет возможную годовую выработку энергии ветроагрегатами, равную 1,18 * 1013 кВт -ч, что во много раз превышает количество энергии, потреб-ляемой сегодня в мире. По оценкам МИРЭК, ежегодно в мире потребляет-ся около 3 млрд. т условного топлива. В развитых странах потребление достигло 0,6 т условного топлива в год на одного человека, в развиваю-щихся - в 3 раза меньше.

 

Энергетические установки обычно используют ветер в приземном слое на высоте до 50 - 70 м, реже - до 100 м от поверхности Земли, поэтому наибольший интерес представляют характеристики движения воздушных потоков именно в этом слое. В дальнейшем, по мере создания соответ-ствующих технических средств, могут оказаться практически ценными также струйные течения, характерные для тропопаузы.

 

Важнейшей характеристикой, определяющей энергетическую цен-ность ветра, является его. скорость. В силу ряда метеорологических факто-ров (возмущения атмосферы, изменения солнечной активности, коли-чества тепловой энергии, поступающей на Землю, и других причин), а также вследствие влияния рельефных условий непрерывная длительность ветра в данной местности, его скорость и направление изменяются по слу-чайному закону. Поэтому мощность, которую может вырабатывать ветро-установка в различные периоды времени, удается предсказывать с очень малой вероятностью. В то же время суммарную выработку агрегата, осо-бенно за длительный промежуток времени, можно рассчитать с высоким уровнем достоверности, так как средняя скорость ветра и частота распре-деления скоростей в течение года или сезона изменяются мало.

 

Единицами измерения скорости в СССР являются метр в секунду (м/с) и километр в час (км/ч), за рубежом применяют также миля в час(1 миля/ч = 0,44 м/с). Направление вектора скорости измеряется в граду-сах или румбах и показывает его угловое положение относительно направ-ления (обычно северного), принятого за начало отсчета.

 

Для измерения мгновенной скорости ветра, т.е. пути воздушного пото-ка, пройденного им за промежуток времени, измеряемый секундами или даже долями секунд, пользуются анемометрами различных конструкций. Чем меньше интервал времени усреднения скорости, тем менее инерцион-ным должно быть ветроприемное устройство анемометра. Поэтому для подобных измерений используют специальный класс приборов - мало-инерционные.

 

Усредненную за более длительные промежутки (несколько десятков се-кунд или минут) скорость потока измеряют анемометрами и интегрирую-щими устройствами разнообразных типов, которые имеют также приборы для получения визуальных отсчетов и регистрирующую часть, обеспечи-вающую запись скоростей на ленту. Погрешность измерения скорости анемометром может доходить до 5 --7%, поэтому в тех случаях, когда тре-буется большая точность, например при испытаниях в аэродинамической трубе ветродвигателей и их моделей, используют трубку Пито, соединен-ную с микроманометром. На некоторых метеостанциях наряду с анемо-метром иногда еще используют флюгер Вильда, но он не дает требуемой точности измерений скорости, и практически для получения данных с целью проведения энергетичееких расчетов он непригоден.

 

Мгновенная скорость ветра часто определяет динамическое воздейст-вие воздушного потока на ветродвигатель. Динамические характеристи-ки потока, его порывы влияют на работу автоматических систем регули-рования и ориентации. Количество энергии, которую может выработать ветроагрегат, зависит в первую очередь от усредненной скорости ветра за определенный интервал времени и по всему сечению потока, равному площади поверхности, ометаемой ветроколесом. Именно эта скорость в основном определяет также режимы работы агрегата.

 

Средняя скорость ветра v за выбранный промежуток времени Т = t2--t1 определяется отношением суммы измеренных значений мгновен-ной скорости Vj к числу измерений n:

 

Среднесуточную скорость vсут находят делением на 24 суммы среднеча-совых скоростей v4, а среднегодовую vr -- делением на 365 суммы всех

 

vcyT за год.

 

Средние значения скоростей в рассматриваемом районе, как правило, определяют по данным наблюдений на метеостанциях, а в ряде случаев -- по материалам анеморазведок. В зависимости от категории и класса метеостанции, требований и особенностей объектов, находящихся побли-зости от обслуживающих станций, метеорологические сроки наблюдений за скоростью ветра устанавливаются различные. Чаще всего приняты интервалы в 3, 4 или 6 ч с измерениями в определенное время, но на части метеостанций и специальных объектов ведут непрерывную запись ско-ростей (например, на Московской и других телебашнях, при некоторых аэропортах, в зонах с аномальным ветровым режимом и т.д.) или прово-дят ежечасные наблюдения.

 

Класс открытости метеостанции, степень защищенности (затененности препятствиями) анемометра учитывают при измерениях скорости ветра различных направлений (по румбам). Для классификации станций поль-зуются специальной методикой, предложенной В.Ю. Милевским, которая изложена в литературе по метеорологии. Методика обеспечивает возмож-ность лучшей сопоставимости наблюдений, их репрезентативности для обслуживаемой зоны. На метеостанциях получают и накапливают доста-точно точные для практики сведения о среднепериодных скоростях, ко-торые в сравнении с данными, вычисленными по среднечасовым скорос-тям, дают относительно небольшую погрешность. Надо иметь в виду, что на показания анемометров влияют их расположение, макро- и микро-рельеф местности, класс открытости метеостанции. Это следует учиты-вать при пересчете скоростей для определенной высоты и для каждого конкретного района, где предполагается установка ветроагрегата, даже если он расположен сравнительно недалеко от станции.

 

Средние скорости ветра меняются в различное время суток, разные ме-сяцы и сезоны. Поэтому рассматривают суточный, месячный и сезонный ход скоростей, определяющий общую тенденцию их изменения в ука-занные периоды и оценивающий макроструктуру воздушного потока. Предельные значения скоростей ветра, данные об его интенсивности и микроструктура потока в различных точках его поперечного сечения и продольного вектора за относительно короткие интервалы времени яв-ляются важными режимными характеристиками ветра, используемыми в расчетах на прочность и долговечность агрегатов, при проектировании механизмов привода, систем регулирования и ориентации, схем совмест-ного использования с другими установками и др.

 

Важной характеристикой является вертикальный профиль ветра, т.е. изменения его скорости по высоте в приземном слое. Влияние зем-ной поверхности на скорость и направление ветра уменьшается по мере увеличения высоты. Поэтому скорость обычно возрастает, а порывис-тость и ускорения потока снижаются. Градиент скоростей летом, как правило, меньше, чем зимой, когда вертикальный перепад температур относительно небольшой. При адиабатическом градиенте температуры в нижних слоях атмосферы вертикальный профиль ветра v (К) аппроксими-руется зависимостями вида

 

Важнейшее значение для надежности и долговечности ветроэнергети-ческой установки имеют значения предельных скоростей ветра в зоне. \ Они определяют принимаемые расчетные нормативы при проектировании узлов и конструкций установки на прочность, параметры регуляторов, аэродинамические характеристики лопастей. При определении расчетных значений максимальных скоростей ветра различной вероятности, поль-зуются формулой Л.С. Гандина и Л.Е. Анапольской

 

где F(x) -- вероятность того, что v превзойдет заданное значение х; (1, у - параметры уравнения, зависящие от характеристик зоны и режи-мов ветра; е -- основание натурального логарифма.

 

Для оценки относительной скорости ветра в метеорологической прак-тике используют коэффициент, %,

 

где - -- измеренная в определенный час скорость; v - средняя скорость за выбранный промежуток времени; vmax> vmin -- экстремальные значе-ния скорости ветра за этот период.

 

Линии, соединяющие точки на карте, имеющие равные величины К', называются изоплетами.

 

Энергия Е воздушного потока с поперечным сечением F, Дж:

 

E = mv2/2.

 

Секундная масса т воздуха, протекающая со скоростью v через это сече-ние, кг/с:

 

m =pFv.

 

Подставляя E в m, получаем, Дж/с,

 

E = pv3F/2,

 

где р -- плотность воздуха, равная для нормальных условий 1,23 кг/м3 (при t = 15 С и р = 101,3 кПа или 760мм рт. ст.).

 

Таким образом, энергия ветра изменяется пропорционально кубу его скорости. Ветроколесо может преобразовать в полезную работу только часть этой энергии, которая оценивается коэффициентом использования энергии ветра ?. Для идеального крыльчатого ветроколеса максимально достижимая величина ?, рассчитанная по классической теории Н.Е. Жу-ковского и теории Г.Х. Сабинина, равна соответственно 0,593 и 0,687. Современные ветродвигатели при работе в номинальном (расчетном) режиме преобразуют в механическую работу не более 45 -- 48% кинетической энергии ветрового потока, что вызвано различными потерями и другими причинами. Кинетическая энергия, которой потен-циально обладает ветровой поток, зависит от скорости ветра v, температуры воздуха t и атмосферного давления р. Удельная мощность (секунд-ная энергия), которая заключена в потоке, имеющем поперечное сечение, равное 1 м2, при t = +15С и p= 101,3 кПа округленно составляет:

 

Скорость ветра, м/с....... 4 6 8 10 14 18 22

 

Мощность потока, кВт/м2 ... 0,04 0,13 0,31 0,61 1,67 3,6 6,25

 

По отношению к этим условиям изменение температуры воздуха от + 15 до 0 С повышает мощность потока примерно на 6%, а при t = +30 С энергия, заключенная в потоке, наоборот, снижается на 5%. При постоян-ной температуре воздуха 0С изменение атмосферного давления, напри-мер, от 103,7 до 97,3 кПа (от 770 до 730 мм рт. ст.) снижает энергию по-тока примерно на 6%.

 

 До свидания с Вами был Юрий Колесник рассылка Ветрогенератор своим руками.

 

Пишите мне на адрес  Uriy.Kolesnik@mail.ru

 
В избранное