קביעת הספק של מחולל הרוח. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

קביעת הספק של מחולל הרוח. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מקורות אנרגיה חלופיים

מטרת מחולל הרוח היא להמיר את האנרגיה הקינטית של זרימת האוויר, הנקראת רוח, לאנרגיה חשמלית. בנוסף לטורבינות רוח, גם טורבינות רוח נפוצות למדי, המשמשות להנעה ישירה של משאבות, מה שנקרא משאבות רוח. ניתן לחשב את האנרגיה שנוצרת מטורבינת רוח באמצעות הנוסחה הבאה:

Р = 0,5*rho*S*Ср*V3*Ng*Nb, שבו

P - כוח, W; rho - צפיפות אוויר (כ 1,225 ק"ג / מ"ק); S הוא אזור הזריקה של הרוטור; V - מהירות הרוח, m/s; Cp - מקדם אווירודינמי (תיאורטית 0,5); Ng - יעילות גנרטור; Nb - יעילות תיבת הילוכים (אם בכלל).

כל מרכיבי הנוסחה הזו עבור טורבינת רוח מסוימת, למעט מהירות הרוח, הם קבועים (צפיפות האוויר, כמובן, תלויה בטמפרטורה, אך ניתן להזניח את השינויים בה כקטנים). לכן, אנו יכולים לומר כי הכוח שנוצר על ידי מחולל הרוח. פרופורציונלי לקוביית מהירות הרוח

המשמעות היא שההספק של מחולל הרוח על ערבות חלשות (גם אם הוא מסתובב) קטן מאוד. אבל ככל שהרוח מתגברת, יש עלייה חדה בכוח. ומכיוון שבפועל הרוח נושבת במהירות ובכיוון קבועים רק במנהרת רוח, הבנתי שהכוח שמייצר מחולל רוח הוא ערך שמשתנה כל הזמן עם הזמן. לכן, כל מערכת אנרגיה המשתמשת בגנרטור רוח כמקור אנרגיה חייבת להיות בעלת חוליה מייצבת.

במערכות אוטונומיות קטנות, הסוללה ממלאת בדרך כלל את התפקיד של קישור כזה. אם הספק מחולל הרוח גדול מהספק העומס, הסוללה טעונה. אם כוח העומס גדול יותר, הסוללה מתרוקנת. זה מרמז על התכונה החשובה הבאה של טורבינת הרוח כמקור כוח: אם רוב המקורות האחרים נבחרים לפי הספק עומס שיא, יש לבחור טורבינות רוח על סמך כמות צריכת החשמל בחודש (או בשנה, לפי רצונכם).

בואו נמחיש זאת באמצעות דוגמה. על חוף הים, שבו מהירות הרוח הממוצעת מתקרבת ל-6 מ'/ש', יש בית שאליו מגיעה משפחה בת שלוש לסוף השבוע. גם ציוד חשמלי מופעל רק בסופי שבוע. בגדם הצריכה מגיעה ל-15 קוט"ש, ואילו עומס השיא הוא עד 3 קוט"ש. לכן, צריכת האנרגיה החודשית היא 120 קוט"ש. עם מהירות רוח שנתית ממוצעת של 6 מ' לשנייה, גנרטור רוח קטן של 120 וואט יכול לספק 700 קילוואט לחודש. בנוסף, נדרשת סוללה בעלת קיבולת גדולה כדי לאגור את האנרגיה למשך 5 ימים, ויש צורך במהפך של 3 קילוואט (הממיר את מתח ה-DC של הסוללה למתח AC רגיל) לטיפול בעומסי שיא.

דוגמה אחרת. באזור עם מהירות רוח ממוצעת של 5 מ' לשנייה נבנה מתקן תקשורת שצורך כל הזמן בממוצע 2 קילוואט חשמל, בעוד עומס השיא אינו עולה על אותם 3 קילוואט. במקרה זה, נכפיל 2 קילוואט במספר השעות בחודש (720) ונקבל 1440 קילוואט - ערך הצריכה של החפץ לחודש. על מנת להבטיח ייצור של 1420 קילוואט במהירות רוח כזו יש צורך בגנרטור רוח של 10 קילוואט, במקביל יעבוד דרך אותו מהפך של 3 קילוואט.

כפי שניתן לראות, בכל אחד מהמקרים לעיל, הספק של טורבינת הרוח שונה משיא הספק העומס. כוח עומס שיא קובע את הספק המהפך. מחולל הרוח עצמו קובע רק את כמות התפוקה בפרק זמן מסוים במהירות רוח חודשית ממוצעת מסוימת. בנוסף למהירות הרוח הממוצעת, יש קלט מפורט יותר להערכת משאבי רוח, הנקרא פרמטרים של Weibull, המשקפים את התפלגות משך הרוח בעוצמה מסוימת עבור מקום נתון, הם משמשים בתכנון חוות רוח עם קיבולת של עשרות מגוואט.

עבור פרויקטי אנרגיה בקנה מידה קטן, אין הגיון כלכלי להוציא כסף על מחקרים כאלה, שכן ניתן להעריך בקירוב את התפוקה הצפויה לפי מהירות הרוח הממוצעת באתר התקנת טורבינות הרוח. מהדוגמאות לעיל, נוכל להסיק גם על אופי העומס, שעבורו רצוי ביותר להשתמש בגנרטור רוח כדי להפעיל אותו. זהו עומס לא אחיד, שבו עומס השיא עולה על העומס הממוצע פי 10 או יותר.

מקרה השימוש הנפוץ ביותר עבור טורבינת רוח קטנה יחסית הוא עומס ביתי. לדוגמה, למשפחה בדירה בעיר, העומס הממוצע הוא -0,5 קילוואט (360 קילוואט לחודש לפי המונה). עומס שיא - 5 קילוואט כאשר הכיריים החשמליים, מכונת הכביסה, המיקרוגל ומכשירים פחות חזקים אחרים מופעלים. גנרטור רוח 5kW יכול לספק את הצרכים הללו גם במקום לא מאוד סוער. עומס אחיד, למשל, חימום, כאשר אפילו דוד אחד של קילוואט עובד מסביב לשעון, דורש 1 קילוואט לחודש, שגנרטור רוח של 720 קילוואט יכול לספק רק באזורים עם משאבי רוח טובים (למשל, על החוף, ב הערבה וכו').

ראה מאמרים אחרים סעיף מקורות אנרגיה חלופיים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

רובוט שממית 07.02.2007

מהנדסים צרפתים יצרו מכשיר שיכול לפעול על קירות נקיים ואפילו זכוכית כמו שממית.

מצינורות דקים על כפות הרובוט משתחררים לסירוגין דבק או ממס דבק, והשממית המכנית נעה בזריזות לאורך חלונות גורד השחקים. הדבק המעוצב במיוחד הוא כל כך חזק שהוא גם מאפשר לרובוט לשאת עומס של עד 20 קילוגרם.

עוד חדשות מעניינות:

▪ אורח חיים פעיל משפר את הביצועים בבית הספר

▪ קיבל צמח עם גנים מהורה אחד

▪ תגלית שנעשתה בבית מרקחת

▪ נמלים חותכות עלים מייצרות גז צחוק

▪ מזל"טים וקורונה

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר התקנות צבע ומוזיקה. בחירת מאמרים

▪ מאמר צפון פלמירה. ביטוי עממי

▪ מאמר למה לקנגורו יש כיס? תשובה מפורטת

▪ מאמר אצבע ריבס. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר חישוב הממדים הכוללים של השנאי לריתוך חצי אוטומטי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר פתגמים ואמירות מלטזיות. מבחר גדול

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר