Wyznaczanie mocy generatora wiatrowego. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Wyznaczanie mocy generatora wiatrowego. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

Komentarze do artykułu

Zadaniem generatora wiatrowego jest zamiana energii kinetycznej przepływu powietrza, zwanej wiatrem, na energię elektryczną. Oprócz turbin wiatrowych dość powszechne są również turbiny wiatrowe, które służą do bezpośredniego napędzania pomp, tzw. pomp wiatrowych. Energię wytwarzaną przez turbinę wiatrową można obliczyć za pomocą następującego wzoru:

Р = 0,5*rho*S*Ср*V3*Ng*Nb, gdzie

P - moc, W; rho - gęstość powietrza (około 1,225 kg / m0,5); S to obszar rzucania wirnika; V - prędkość wiatru, m/s; Cp - współczynnik aerodynamiczny (teoretycznie XNUMX); Ng - sprawność generatora; Nb - sprawność skrzyni biegów (jeśli występuje).

Wszystkie składowe tego wzoru dla konkretnej turbiny wiatrowej, z wyjątkiem prędkości wiatru, są stałymi (gęstość powietrza zależy oczywiście od temperatury, ale jej zmiany można pominąć jako małe). Dlatego możemy powiedzieć, że moc generowana przez generator wiatrowy. proporcjonalna do sześcianu prędkości wiatru

Oznacza to, że moc generatora wiatrowego na słabych wierzbach (nawet jeśli się obraca) jest bardzo mała. Ale wraz ze wzrostem wiatru następuje gwałtowny wzrost mocy. A ponieważ w praktyce wiatr wieje ze stałą prędkością i kierunkiem tylko w tunelu aerodynamicznym, zdałem sobie sprawę, że moc generowana przez generator wiatrowy jest wartością, która nieustannie zmienia się w czasie. Dlatego każdy system energetyczny wykorzystujący generator wiatrowy jako źródło energii musi mieć ogniwo stabilizujące.

W małych systemach autonomicznych rolę takiego ogniwa zwykle pełni bateria. Jeśli moc generatora wiatrowego jest większa niż moc obciążenia, akumulator jest ładowany. Jeśli moc obciążenia jest większa, akumulator jest rozładowany. Oznacza to następującą ważną cechę turbiny wiatrowej jako źródła zasilania: jeśli większość innych źródeł jest wybierana na podstawie mocy obciążenia szczytowego, turbiny wiatrowe powinny być wybierane na podstawie wielkości zużycia energii elektrycznej na miesiąc (lub na rok, jak chcesz).

Zilustrujmy to przykładem. Nad brzegiem morza, gdzie średnia prędkość wiatru dochodzi do 6 m/s, stoi dom, do którego na weekend przyjeżdża trzyosobowa rodzina. Urządzenia elektryczne są również włączane tylko w weekendy. W pniaku zużycie sięga 15 kWh, podczas gdy obciążenie szczytowe dochodzi do 3 kW. Zatem miesięczne zużycie energii wynosi 120 kWh. Przy średniej rocznej prędkości wiatru 6 m/s mały generator wiatrowy o mocy 120 W może dostarczyć 700 kWh miesięcznie. Ponadto do magazynowania energii przez 5 dni potrzebny jest akumulator o dużej pojemności, a do obsługi szczytowych obciążeń potrzebny jest falownik o mocy 3 kW (który przekształca napięcie stałe akumulatora na standardowe napięcie przemienne).

Inny przykład. Na obszarze o średniej prędkości wiatru 5 m/s zbudowano obiekt telekomunikacyjny, który stale zużywa średnio 2 kW energii elektrycznej, podczas gdy obciążenie szczytowe nie przekracza tych samych 3 kW. W tym przypadku mnożymy 2 kW przez liczbę godzin w miesiącu (720) i otrzymujemy 1440 kWh - wartość miesięcznego zużycia obiektu. Aby zapewnić produkcję 1420 kWh przy takiej prędkości wiatru, potrzebny jest generator wiatrowy o mocy 10 kW, który jednocześnie będzie pracował przez ten sam falownik o mocy 3 kW.

Jak widać, w każdym z powyższych przypadków moc turbiny wiatrowej różni się od mocy szczytowej obciążenia. Moc obciążenia szczytowego określa moc falownika. Sam generator wiatrowy określa tylko wielkość produkcji w określonym przedziale czasu przy określonej średniej miesięcznej prędkości wiatru. Oprócz średniej prędkości wiatru istnieje bardziej szczegółowe dane wejściowe do szacowania zasobów wiatru, zwane parametrami Weibulla, które odzwierciedlają rozkład czasu trwania wiatru o określonej sile dla danej lokalizacji, są one wykorzystywane przy projektowaniu farm wiatrowych o moc kilkudziesięciu MW.

W przypadku projektów energetycznych na małą skalę nie ma ekonomicznego sensu wydawanie pieniędzy na takie badania, ponieważ możliwe jest przybliżone oszacowanie oczekiwanej mocy na podstawie średniej prędkości wiatru w miejscu instalacji turbiny wiatrowej. Z powyższych przykładów możemy również wywnioskować o charakterze obciążenia, dla którego najbardziej wskazane jest wykorzystanie do jego zasilania generatora wiatrowego. Jest to nierównomierne obciążenie, przy którym obciążenie szczytowe przekracza obciążenie średnie 10 lub więcej razy.

Najczęstszym przypadkiem użycia stosunkowo małej turbiny wiatrowej jest obciążenie domowe. Na przykład dla rodziny w mieszkaniu miejskim średnie obciążenie wynosi -0,5 kW (360 kWh miesięcznie według licznika). Obciążenie szczytowe - 5 kW przy włączonej kuchence elektrycznej, pralce, kuchence mikrofalowej i innych mniej wydajnych urządzeniach. Generator wiatrowy o mocy 5kW może zaspokoić te potrzeby nawet w niezbyt wietrznym miejscu. Jednolite obciążenie, np. ogrzewanie, gdy nawet jedna grzałka o mocy 1 kW pracuje przez całą dobę, wymaga 720 kWh miesięcznie, co generator wiatrowy o mocy 5 kW może zapewnić tylko na obszarach o dobrych zasobach wiatrowych (np. step itp.).

Zobacz inne artykuły Sekcja Alternatywne źródła energii.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Atrament bakteryjny do drukarki 3D 13.12.2017

Technologia druku 3D pozwala na użycie różnych substancji jako „tuszu”. Rzeczywiście, w ostatnich latach do drukarek XNUMXD załadowano wszystko, począwszy od pomysłowych termo- i światłoczułych polimerów, z których powstają obiekty zmieniające kształt pod wpływem zmiany temperatury lub światła, aż po białka, z których powstają półsyntetyczne organy. są tworzone.

Co więcej, od czasu do czasu naukowcy próbują wydrukować coś bezpośrednio z żywych komórek. Ale do tej pory druk komórkowy nie był zaawansowany z tego prostego powodu, że nasze komórki, które są chronione przed środowiskiem zewnętrznym jedynie dwuwarstwową błoną lipidową, nie wytrzymują warunków tej metody i umierają.

A co, jeśli weźmiemy nie komórki ludzkie i zwierzęce, ale bakterie? W końcu oprócz błony mają też dość potężną ścianę komórkową i ogólnie bakterie nie są tak wrażliwe na ekstremalne wpływy jak komórki eukariotyczne, więc całkiem możliwe, że z łatwością przetrwają drukarkę 3D.

Aby drukować z bakteriami, muszą znaleźć środowisko, w którym mogłyby żyć, nakładając je na powierzchnię. W bakteryjnym „atramencie” stworzonym przez naukowców z Massachusetts Institute of Technology hydrożel na bazie kwasu pluronowego został stworzony jako nośnik dla bakterii: taki hydrożel zatrzymuje wodę ze składnikami odżywczymi, umożliwiając komórkom życie i funkcjonowanie, i jest całkiem odpowiedni do drukarka 3D.

Przed eksperymentem bakterie przeszły modyfikację genetyczną, która uczyniła je wrażliwymi na określoną substancję: jeśli pożądana substancja pojawiła się w pożywce, bakterie syntetyzowały białko fluorescencyjne. Następnie za pomocą drukarki 3D wydrukowano wzór przypominający drzewo na specjalnym elastycznym materiale, składającym się z trzech rodzajów bakterii, które reagują na trzy różne substancje (oczywiste jest, że drukarka umożliwia mieszanie i naprzemienne „atrament” jak my Proszę). Powstały wzór został przyklejony do ludzkiej dłoni, która wcześniej została zwilżona roztworem z trzema rodzajami cząsteczek sygnałowych - i w rezultacie wzór na dłoni zaczął świecić: każda z różnych bakterii wyczuwała własną substancję i tworzyła fluorescencyjny białko w odpowiedzi.

Bakteryjny „atrament 3D” umożliwia drukowanie w bardzo wysokiej rozdzielczości do 30 mikrometrów, co z kolei sugeruje mikroukłady bakteryjne, w których grupy bakterii wykonują operacje logiczne, podobne do mikroukładów w komputerze.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Dinozaury czas na cięcie

▪ Serwery Microsoft będą wyposażone we własne procesory

▪ KnuPath - neuromorficzny procesor wojskowy

▪ Budzik USB

▪ Żarówka ratuje życie

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Rzeczy szpiegowskie. Wybór artykułów

▪ artykuł Połącz przyjemne z pożytecznym. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Czy żyrafa ma głos? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Podróżowanie po cienkim lodzie. Wskazówki podróżnicze

▪ artykuł Automatyczny włącznik światła na mikrokontrolerze z funkcją lampki nocnej i płynną regulacją oświetlenia. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Świeca znika i jest w kieszeni. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn