Melindungi kincir angin daripada angin kencang dengan tangan anda sendiri. Kincir angin boleh melindungi daripada taufan (video)

Peningkatan minat pengguna terhadap sumber elektrik alternatif boleh difahami. Kekurangan peluang untuk menyambung ke rangkaian berpusat memaksa penggunaan kaedah lain untuk menyediakan perumahan atau kediaman sementara dengan elektrik. Bahagian ini sentiasa berkembang, kerana pemerolehan reka bentuk perindustrian adalah perniagaan yang sangat mahal dan sentiasa agak berkesan.

Apabila mencipta turbin angin, seseorang harus mengambil kira kemungkinan tiupan angin kencang dan mengambil langkah yang sesuai untuk melindungi struktur daripadanya.

Mengapa anda memerlukan perlindungan daripada angin kencang?

Operasi turbin angin direka untuk daya angin tertentu. Biasanya, penunjuk purata biasa untuk rantau tertentu diambil kira. Tetapi apabila aliran angin meningkat kepada nilai kritikal, yang kadang-kadang berlaku di mana-mana kawasan, terdapat risiko kegagalan peranti, dan dalam beberapa kes - kemusnahan lengkap.

Ia dilengkapi dengan perlindungan terhadap beban lampau tersebut sama ada oleh arus (jika nilai voltan yang dibenarkan melebihi, brek elektromagnet diaktifkan) atau dengan kelajuan putaran (brek mekanikal). Reka bentuk buatan sendiri juga perlu dilengkapi dengan peranti yang serupa.

Pendesak, terutamanya yang dilengkapi dengan, pada kelajuan putaran tinggi, mula bertindak mengikut prinsip giroskop dan mengekalkan satah putaran. Di bawah keadaan sedemikian, ekor tidak dapat melakukan tugasnya dan mengarahkan peranti di sepanjang paksi aliran, yang membawa kepada kerosakan. Ini boleh dilakukan walaupun kelajuan angin tidak terlalu tinggi. Oleh itu, peranti yang memperlahankan kelajuan pendesak adalah elemen reka bentuk yang diperlukan.

Adakah mungkin untuk membuat peranti dengan tangan anda sendiri?

Membuat lekapan agak mungkin. Lebih-lebih lagi, ia adalah keperluan mutlak. Peranti brek hendaklah disediakan pada peringkat reka bentuk kincir angin. Parameter operasi peranti mesti dikira dengan teliti yang mungkin supaya keupayaannya tidak terlalu rendah berbanding dengan keperluan sebenar struktur.

Pertama sekali, anda perlu memilih cara untuk melaksanakan peranti brek. Biasanya, peranti mekanikal yang ringkas dan bebas masalah digunakan untuk reka bentuk sedemikian, tetapi sampel elektromagnet juga boleh dibuat. Pilihan bergantung pada angin mana yang berlaku di rantau ini dan apakah reka bentuk kincir angin itu sendiri.

Pilihan paling mudah ialah menukar arah paksi pemutar, yang dilakukan secara manual. Untuk melakukan ini, anda hanya perlu memasang engsel, tetapi keperluan untuk pergi ke luar dalam angin kencang bukanlah penyelesaian terbaik. Di samping itu, tidak selalu mungkin untuk berhenti secara manual, kerana pada masa ini anda boleh berada jauh dari rumah.

Prinsip operasi

Terdapat beberapa cara mekanikal untuk membrek pendesak. Pilihan yang paling biasa untuk reka bentuk kincir angin mendatar ialah:

• pesongan rotor dari angin dengan bantuan bilah sisi (berhenti dengan kaedah ekor lipat);
• brek rotor dengan menggunakan bilah sisi.

Struktur menegak biasanya dibrek dengan cara pemberat yang digantung pada mata luar bilah. Dengan peningkatan dalam kelajuan putaran, di bawah tindakan daya emparan, mereka mula memberi tekanan pada bilah, memaksa mereka untuk melipat atau berpaling ke arah angin, yang menyebabkan kelajuan putaran berkurangan.

Perhatian! Kaedah brek ini adalah mudah dan paling berkesan, membolehkan anda melaraskan kelajuan putaran pendesak, tetapi hanya terpakai untuk struktur menegak.

Kaedah pertahanan lipat ekor

Peranti yang menjauhkan diri dari angin dengan melipat ekor membolehkan anda melaraskan kelajuan putaran pemutar dengan lancar dan agak fleksibel. Prinsip operasi sistem sedemikian adalah dengan menggunakan tuas sisi yang dipasang pada satah mendatar berserenjang dengan paksi putaran. Pendesak berputar dan lengan disambung dengan tegar, dan ekor dipasang melalui sambungan pusing bermuatan spring yang bertindak dalam satah mendatar.

Pada nilai nominal daya angin, lengan sisi tidak dapat menggerakkan pemutar ke sisi, kerana ekor mengarahkannya ke angin. Apabila angin meningkat, tekanan pada bilah sisi meningkat dan melebihi daya spring. Dalam kes ini, paksi pemutar berpaling dari angin, impak pada bilah dikurangkan dan pemutar menjadi perlahan.

kaedah lain

Kaedah kedua brek mekanikal adalah serupa dalam reka bentuk, tetapi bilah sisi bertindak secara berbeza - apabila angin meningkat, ia mula memberi tekanan pada paksi pemutar melalui pad khas, memperlahankan putarannya. Dalam kes ini, pemutar dan ekor dipasang pada aci yang sama, dan pusing dengan spring digunakan pada tuil sisi.

Pada kelajuan angin biasa, spring memegang tuil berserenjang dengan paksi, apabila dikuatkan, ia mula menyimpang ke arah ekor, menekan pad brek ke paksi dan memperlahankan putaran. Pilihan ini bagus untuk saiz bilah kecil, kerana daya yang dikenakan pada aci untuk menghentikannya mestilah agak besar. Dalam amalan, pilihan ini hanya digunakan pada kelajuan angin yang agak rendah; dengan tiupan ribut, kaedah ini tidak berkesan.

Sebagai tambahan kepada peranti mekanikal, peranti elektromagnet digunakan secara meluas. Apabila voltan meningkat, geganti mula beroperasi, menarik pad brek ke aci.

Pilihan lain yang boleh digunakan untuk perlindungan ialah membuka litar apabila voltan terlalu tinggi berlaku.

Perhatian! Sesetengah kaedah hanya melindungi bahagian elektrik kompleks tanpa menjejaskan elemen mekanikal struktur. Kaedah sedemikian tidak dapat memastikan integriti kincir angin sekiranya berlaku angin kencang secara tiba-tiba dan hanya boleh digunakan sebagai langkah tambahan, bertindak seiring dengan peranti mekanikal.

Skim dan lukisan perlindungan

Untuk gambaran yang lebih visual tentang prinsip pengendalian peranti brek, pertimbangkan gambarajah kinematik.

Rajah menunjukkan bahawa spring dalam keadaan biasa mengekalkan pemasangan berputar dan ekor pada paksi yang sama. Daya yang dicipta oleh aliran angin mengatasi rintangan spring apabila kelajuan meningkat dan secara beransur-ansur mula mengubah arah paksi pemutar, tekanan angin pada bilah berkurangan, yang menyebabkan kelajuan putaran menurun.

Skim ini adalah yang paling biasa dan berkesan. Ia mudah dilakukan, membolehkan anda membuat peranti dari bahan buatan sendiri. Di samping itu, menetapkan brek ini adalah mudah dan bergantung kepada memilih spring atau melaraskan dayanya.

Perhatian! Sudut putaran maksimum pemutar tidak disyorkan untuk lebih daripada 40-45°. Sudut besar menyumbang kepada pemberhentian sepenuhnya kincir angin, yang kemudiannya bermula dengan kesukaran dalam angin yang tidak sekata.

Prosedur pengiraan

Pengiraan peranti brek agak rumit. Ia akan memerlukan pelbagai data, yang tidak mudah dicari. Sukar bagi orang yang tidak bersedia untuk membuat pengiraan sedemikian, kebarangkalian kesilapan adalah tinggi.

Walau bagaimanapun, jika pengiraan sendiri diperlukan untuk sebarang sebab, anda boleh menggunakan formula:

P x S x V 2 = (m x g x h) x sinα, di mana:

• P ialah daya yang dikenakan pada skru oleh aliran angin,
• S ialah luas bilah kipas,
• V - kelajuan angin,
• m - jisim,
• g - pecutan jatuh bebas (9.8),
• h ialah jarak dari engsel ke titik lampiran spring,
• sinα - sudut kecondongan ekor berbanding paksi putaran.

Perlu diingat bahawa nilai yang diperoleh daripada pengiraan bebas memerlukan tafsiran yang betul dan pemahaman yang lengkap tentang intipati fizikal proses yang berlaku semasa putaran. Dalam kes ini, mereka tidak akan cukup betul, kerana kesan halus yang mengiringi operasi kincir angin tidak akan diambil kira. Walau bagaimanapun, nilai yang dikira dengan cara ini akan dapat memberikan susunan magnitud yang diperlukan untuk pembuatan peranti.

Proses mencipta turbin angin disertai dengan banyak perbelanjaan dan memerlukan pelbagai tindakan, yang dengan sendirinya memaksa struktur itu dilindungi sebaik mungkin daripada kemungkinan kemusnahan. Sekiranya terdapat bahaya kemusnahan atau kegagalan kompleks yang boleh dijangka, maka penciptaan dan penggunaan alat pelindung tidak boleh diabaikan dalam apa jua keadaan.

Kelajuan angin maksimum yang dibenarkan untuk operasi penjana angin dengan tangan anda sendiri ialah 20-25 meter sesaat. Jika penunjuk kadar aliran udara ini melebihi, operasi stesen mesti dihadkan. Lebih-lebih lagi, ini perlu dilakukan walaupun kincir angin adalah jenis yang bergerak perlahan.

Sudah tentu, tidak mungkin kincir angin buatan sendiri akan dapat berputar sehingga kelajuan sedemikian sehingga ia akan runtuh sepenuhnya. Tetapi terdapat banyak kes dalam sejarah apabila peminat membina turbin angin mereka sendiri, tetapi tidak memberikan sebarang perlindungan daripada angin kencang. Akibatnya, gandar penjana kereta yang kuat pun tidak dapat menahan keseluruhan beban dan pecah seperti mancis. Oleh itu, jika angin kuat, maka tekanan pada ekor bulu meningkat dengan ketara, dan sekiranya berlaku perubahan mendadak dalam arah aliran udara, penjana akan berputar dengan mendadak.

Mengambil kira hakikat bahawa pada kelajuan angin yang tinggi pendesak penjana dapat berputar dengan cukup pantas, keseluruhan struktur bertukar menjadi giroskop yang menentang sebarang lilitan. Ini menyebabkan beban yang ketara tertumpu pada aci penjana antara roda angin dan rangka.

Antara lain, roda dengan diameter 2 meter akan mempunyai daya seret aerodinamik yang tinggi. Dengan angin yang kuat, ini mengancam dengan beban yang tinggi pada tiang. Oleh itu, untuk operasi penjana angin yang lebih dipercayai dan jangka panjang, perlu dibimbangkan tentang perlindungan.

Cara paling mudah untuk digunakan untuk tujuan sedemikian ialah penyodok sisi yang dipanggil. Ini adalah peranti yang sangat mudah yang boleh menjimatkan wang, usaha dan masa yang dihabiskan untuk pembinaan stesen.

Operasi peranti sedemikian terletak pada fakta bahawa dengan angin bekerja pada kelajuan 8 m / s, tekanan angin pada struktur lebih rendah daripada tekanan spring perlindungan. Ini membolehkan penjana beroperasi secara normal dan bergerak ke atas angin dengan bantuan bulu. Untuk mengelakkan kincir angin daripada runtuh dalam mod operasi, terdapat regangan antara penyodok sisi dan ekor. Tetapi dengan aliran angin yang kuat, tekanan pada roda angin melebihi daya tekanan spring, akibatnya, perlindungan dicetuskan. Apabila penjana mula dilipat, aliran angin memukul penjana angin pada sudut, yang secara serius mengurangkan kuasanya.

Pada kelajuan angin yang sangat tinggi, perlindungan melipat sepenuhnya penjana, yang terletak selari dengan arah aliran angin. Akibatnya, operasi kincir angin hampir terhenti sepenuhnya. Perlu diingat bahawa dalam kes ini, ekor empennage tidak dilekatkan dengan tegar pada bingkai, tetapi mempunyai keupayaan untuk berputar. Engsel, yang digunakan dalam kes ini, mesti diperbuat daripada keluli berkekuatan tinggi, dan diameternya tidak boleh kurang daripada 12 milimeter.

Idea, prinsip asas mekanisme atau peranti, adalah penting untuk tuan rumah. Dia akan memikirkan butirannya sendiri, berdasarkan pemahamannya tentang keberkesanan reka bentuk, ketersediaan bahan dan komponen yang diperlukan.

Turbin angin untuk rumah persendirian, untuk semua kelebihannya, masih merupakan peralatan eksotik dan mahal di Rusia. Harga peranti buatan kilang dengan kapasiti 750 watt bermula dari 50 ribu rubel, untuk pembelian penjana angin untuk 1500 watt anda akan dikenakan bayaran lebih daripada 100 ribu rubel. Sarjana yang membuat lebih daripada satu mekanisme rumah dengan tangan mereka sendiri tidak dapat melepaskan peluang untuk mereka bentuk penjana angin buatan sendiri. Pengalaman, pengetahuan dan nasihat mereka digunakan dalam penerangan yang ditawarkan untuk pelaksanaan sendiri kincir angin.

Perbezaan utama antara penjana angin dan sistem penjanaan lain ialah ia sentiasa menjana tenaga apabila udara bergerak pada kelajuan bermula dari 2 m/s. Keadaan iklim benua Rusia menentukan kehadiran stabil angin sedemikian di hampir seluruh wilayah.

Turbin angin, pada tahap yang lebih besar atau lebih kecil, memberikan kebebasan daripada rangkaian bekalan kuasa. Kebebasan ini disediakan oleh pek bateri. Turbin angin buatan sendiri mudah dibuat dengan tangan anda sendiri, bersaiz kecil dan mudah dipasang.

Pilihan reka bentuk. Komponen dan mekanisme utama

Tangan tukang membuat banyak mekanisme yang menggunakan tenaga angin. Turbin angin buatan sendiri dibahagikan kepada kumpulan. Ini adalah penjana angin mendatar dan menegak. Peranti berbeza dalam arah paksi roda angin. Untuk roda menegak, bilah berfungsi separuh pusingan roda melawan aliran angin.

Turbin angin mendatar kehilangan kelajuan putaran akibat perubahan arah angin. Sebagai peraturan, tukang rumah mengambil sebagai asas roda angin dengan paksi putaran mendatar. Adalah penting untuk mempertimbangkan bahawa dalam keseluruhan sejarah penyelesaian teknikal manusia, adalah sukar untuk mencari penggunaan kincir angin paksi menegak, dan kincir angin mendatar mengepakkan sayap mereka selama berabad-abad.

Skim umum penjana angin

1. bilah roda angin;
2. peranti penjanaan;
3. bingkai aci penjana;
4. perlindungan bilah sisi terhadap angin kencang;
5. pengumpul semasa;
6. bingkai pengikat simpulan;
7. Simpul pusing;
8. batang;
9. tiang;
10. pengapit untuk tanda regangan.

Jadual 1. Spesifikasi

Bilah roda angin

Kosong do-it-yourself diperbuat daripada polivinil klorida (PVC). Bilah plastik mudah diproses, tidak sensitif kepada persekitaran yang lembap. Paip tekanan SDR PN 6.3 (diameter 160 mm, ketebalan dinding 4 mm, panjang 1000 mm) digunakan sebagai kosong.

Pengiraan bentuk bilah agak rumit. Kami menggunakan templat (Rajah 2, dimensi dalam mm), sudah dikira oleh pakar. Templat dipotong dari helaian kertas tebal, digunakan pada paip dan kontur dilukis. Kosong do-it-yourself dipotong dengan gergaji konvensional atau jigsaw elektrik.

Anda akan menerima 6 bilah kosong. Untuk meningkatkan kecekapan roda angin, mengurangkan tahap bunyi, perlu mengisar semua sudut dan mengisar permukaan produk. Adalah dinasihatkan untuk memproses semua bahan kerja sekaligus, mengapitnya dengan pengapit atau bolt melalui lubang kerja di luar kontur bahan kerja.

Bilah dipasang pada badan motor basikal melalui gandingan keluli (ketebalan 10 mm, diameter 200 mm). Enam jalur keluli dengan lebar 12 mm dan panjang 300 mm dengan lubang untuk memasang bilah dipasang pada gandingan dengan mengimpal.

Roda angin yang dipasang diimbangi dengan teliti. Pusingan spontan tidak dibenarkan. Pengimbangan dilakukan dengan mengisar bahan dengan fail dari hujung produk dengan tangan anda sendiri. Kincir angin dipacu ke dalam satu satah putaran dengan membengkokkan jalur pengikat keluli.

peranti penjanaan

Motor elektrik untuk basikal dengan parameter 24 V 250 W digunakan sebagai penjana. Produk serupa berharga dari 5 hingga 15 ribu rubel. boleh dipesan dengan mudah melalui Internet.

Jadual 2. Spesifikasi motor basikal 250 W

Gandingan disambungkan ke badan motor dengan bolt melalui lubang untuk mengikat jejari. Ia agak mungkin untuk memilih penjana pada harga yang lebih mencukupi, sebagai contoh, motor elektrik dengan pengujaan magnet kekal dari pemacu pita komputer elektronik. Parameter peranti 300 W, 36 V, 1600 rpm.

Penjana dengan ciri yang diperlukan boleh dibuat dengan tangan daripada peranti automotif dengan tujuan yang sama. Stator tidak tertakluk kepada perubahan, pemutar dilengkapi dengan magnet neodymium. Ulasan tuan mengenai perubahan penjana sedemikian adalah positif.

Memasang penjana pada bingkai

Motor basikal, apabila digunakan untuk tujuan yang dimaksudkan, beroperasi di bawah beban yang ketara. Parameter kekuatan motor yang dikira memenuhi syarat untuk menggunakan produk sebagai penjana kincir angin buatan sendiri. Aci penjana dipasang melalui sambungan berulir pada bingkai buat sendiri yang diperbuat daripada aloi aluminium setebal 10 mm. Katil diikat pada bingkai.

Dimensi katil, penempatan lubang ditentukan oleh dimensi penjana yang dipilih. Untuk pembuatan bingkai, bahagian saluran dengan ketebalan bahagian 6-10 mm dipilih. Dimensi struktur bingkai bergantung pada dimensi unit pusing.

Pemasangan Pusing dan Pemungut Arus

Putaran penjana angin ke dalam angin, pemasangannya pada tiang, penghantaran elektrik ke unit kawalan menyediakan unit pusingan.

1. paksi dielektrik pengumpul semasa;
2. nod kenalan;
3. pengumpul semasa;
4. bingkai;
5. Kimpalan;
6. badan peranti berputar;
7. galas bergolek;
8. aci peranti berputar;
9. tiang;
10. wayar elektrik.

Dari lukisan dan foto, mudah untuk memahami reka bentuk pemasangan berputar dan membuat mekanisme dengan tangan anda sendiri, bahan untuk kosong adalah paip keluli. Lebih baik menggunakan galas roller, kerana ia lebih tahan terhadap beban paksi.

Reka bentuk pengumpul semasa tidak lagi rumit.

Pemasangan sesentuh diperbuat daripada bar tembaga bahagian segi empat sama dengan sisi 10 mm. Kawat tembaga bertebat dengan keratan rentas sekurang-kurangnya 4 mm dipateri kepada mereka.

Perlindungan angin yang kuat

Kelajuan aliran angin, di mana turbin angin buatan sendiri beroperasi dalam mod nominal, ialah 8 m / s. Angin yang lebih tinggi memerlukan perlindungan daripada kerosakan pada produk. Peranti perlindungan yang boleh dipercayai ialah mekanisme bilah sisi do-it-yourself.

Pada kadar aliran nominal 8 m/s untuk produk seperti turbin angin buatan sendiri, tekanan pada bilah sisi adalah lebih rendah daripada daya tegangan spring perlindungan. Penjana angin berfungsi dan dipandu ke hilir oleh unit ekor. Apabila tekanan aliran pada roda angin meningkat, spring bilah diaktifkan. Roda angin berputar, mengurangkan kuasa yang dihasilkan. Kadar aliran yang tinggi, melalui tekanan pada bilah sisi, putar sepenuhnya roda angin, menetapkannya selari dengan arah aliran, penjanaan tenaga berhenti.

Gambarajah pendawaian

Litar elektrik dipasang daripada komponen berikut:

Penjana (motor basikal);

Unit Kawalan;

bateri;

Kuasa dan wayar pensuisan.

Gambar rajah litar yang diberikan sedang dimuktamadkan dengan mengambil kira fakta bahawa unit kawalan mesti menyediakan:

Mengecas bateri dengan mengehadkan arus pengecasan kepada nilai yang boleh diterima;

Sambungan ke peranti penjanaan beban balast pada penghujung pengecasan bateri, tidak termasuk peralihan roda ke roda;

Mod brek elektrik, menghentikan penjana angin.

tiang turbin angin

Tiang untuk penjana angin boleh menjadi paip logam dengan diameter 100 mm dan ke atas. Ketinggian tiang minimum ialah 6 meter di kawasan terbuka. Jika tiada kawasan terbuka, ketinggian tiang dinaikkan sebanyak 1 m terhadap ketinggian halangan dalam radius 30 m dari dasar menara.

Berat kincir angin yang dipasang dengan tiang agak ketara, yang memerlukan penggunaan pengimbang, yang akan memudahkan pemasangan dan menurunkan tiang, kerja pembaikan. Semakin tinggi ketinggian tiang buatan sendiri, semakin besar kesan aliran angin pada nod buatan sendiri anda. Ulasan pakar mengesyorkan memasang sambungan setiap 5.5 m ketinggian tiang. Tanda regangan buatan sendiri dilekatkan pada tanah dengan sauh sepanjang jejari sekurang-kurangnya 50% daripada ketinggian tiang.

Foto menunjukkan penjana angin buatan sendiri yang telah siap. Roda angin berputar, penjana, voltan elektrik yang dijana olehnya dan keadaan cuaca yang berubah-ubah menjadikan produk buatan sendiri mekanisme berbahaya. Sentiasa berhati-hati semasa mengendalikan dan membaiki produk DIY. Pastikan untuk mengisar tiang dengan selamat.

Bagaimana untuk melindungi penjana angin daripada angin yang kuat, kerana, sebagai contoh, semasa taufan, bilah boleh dengan mudah gagal dan terbang. Atau, lebih teruk lagi, tiang tidak akan tahan, sebagai contoh, ia akan merobek tanda regangan dan penjana angin akan runtuh, menyapu segala-galanya di laluan kejatuhannya. Sudah tentu, untuk kincir angin kecil dengan diameter kipas sehingga 1.5m, perlindungan terhadap angin kencang tidak begitu relevan, kerana tidak ada tekanan yang begitu besar pada kipas. Tetapi untuk kincir angin yang besar, perlindungan angin adalah wajib, kipas yang besar semasa taufan mengalami tekanan yang luar biasa dan di sini bukan sahaja bilah boleh terbang, tetapi juga kabel keluli boleh tercabut atau tercabut dari tanah. Secara umum, saya fikir jelas bahawa tanpa perlindungan, terutamanya di sekitar orang dan bangunan, lebih baik tidak memasang kincir angin, sekali setahun sekurang-kurangnya taufan masih berlaku.

Perlindungan ribut telah dipasang di penjana angin kilang; untuk turbin angin kecil, sebagai peraturan, brek elektrik digunakan. Iaitu, apabila kelajuan tertentu dicapai, fasa penjana dipulangkan oleh pengawal dan skru kehilangan kelajuan, menjatuhkan kuasa. Atau perlindungan tidak diberikan sama sekali dan pengawal melambatkan dengan memendekkan penjana hanya apabila voltan melebihi nilai tertentu, contohnya 14 volt untuk sistem dua belas volt. Untuk kincir angin kecil buatan sendiri, pengawal buatan sendiri (pengawal selia balast) sering dibuat, yang juga memperlahankan kincir angin apabila voltan melebihi, perlahan dengan menghidupkan beban tambahan dalam bentuk mentol lampu atau lingkaran nichrome, puluhan . Atau mereka membeli pengawal siap sedia di mana segala-galanya sudah ada dan membrek dan menghentikan paksa kincir angin.

Kincir angin besar, sebagai tambahan kepada pengawal, juga mesti mempunyai perlindungan mekanikal, kerana kipas besar melepaskan kuasa besar dalam angin kencang dan pergi "di atas" dan walaupun litar lengkap penjana tidak menghentikan kipas. Dalam kincir angin kilang, perlindungan biasanya dibuat dengan memusingkan ekor dan skru berpaling dari angin. "Penangkap angin" adalah berdasarkan kaedah klasik untuk mengeluarkan kipas dari angin dengan melipat ekor, yang telah lama menjadi klasik. Skim ini akan dibincangkan dengan lebih lanjut.

Skim perlindungan angin yang kuat

Pertahanan berfungsi seperti ini. Apabila tiada angin dan kipas tidak berpusing, ekornya terpesong ke 45 darjah dan tergantung ke tepi. Dengan kedatangan angin, kipas berputar dan mula berputar, dan ekor berubah menjadi angin dan sejajar. Apabila kelajuan angin tertentu melebihi, tekanan pada kipas menjadi lebih besar daripada berat ekor, dan ia berpaling, dan lipatan ekor. Sebaik sahaja angin menjadi lemah, ekor terbentang di bawah berat semula dan kipas menjadi ditiup angin. Supaya apabila melipat ekor tidak merosakkan bilah, pembatas dikimpal.

Prinsip perlindungan turbin angin

Di sini peranan utama dimainkan oleh berat ekor dan panjang dan kawasan bulunya, serta jarak di mana paksi putaran baling-baling dialihkan. Terdapat formula untuk pengiraan, tetapi untuk kemudahan, orang menulis hamparan Excel di mana segala-galanya dikira dalam dua klik. Di bawah adalah dua plat yang diambil dari forum windpower-russia.ru

Tangkapan skrin plat pertama. Masukkan data dalam medan kuning dan dapatkan panjang ekor yang dikehendaki dan berat hujungnya. Kawasan ekor secara lalai adalah 15-20% daripada kawasan kipas yang disapu.

Pengiraan unit ekor

Plat kedua sedikit berbeza. Di sini anda boleh menukar sudut mendatar ekor. Ia dianggap sebagai 45 darjah dalam jadual pertama, tetapi di sini ia boleh diubah dengan cara yang sama seperti sisihan menegak. Selain itu, spring ditambah, yang juga memegang ekor. Spring dipasang sebagai rintangan kepada lipatan ekor untuk pengembalian yang lebih cepat dan untuk mengurangkan berat ekor. Kawasan ekor juga diambil kira dalam pengiraan.

Muat turun - Pengiraan unit ekor 2.xls

Pengiraan unit ekor 2

Juga, berat ekor dan parameter lain boleh dikira menggunakan formula ini

Fa - daya paksi pada skru.

Menurut Sabinin Fa=1.172*pi*D^2/4*1.19/2*V^2
mengikut Zhukovsky Fa=0.888*pi*D^2/4*1.19/2*V^2,
di mana D ialah diameter roda angin, V ialah kelajuan angin;

X - mengimbangi (mengimbangi) yang dikehendaki dari paksi berputar ke paksi putaran wain;
m ialah jisim ekor;
g - pecutan jatuh bebas;
l ialah jarak dari jari ke pusat graviti ekor;
a - sudut kecondongan jari.

Sebagai contoh, skru dengan diameter 2 meter, kelajuan angin di mana ekor harus dilipat = 10 m / s

Kami menganggap mengikut Zhukovsky Fa \u003d 0.888 * 3.1415 * 2 ^ 2 / 4 * 1.19 / 2 * 10 ^ 2 \u003d 165N

Jisim ekor = 5 kg,
jarak dari jari ke pusat graviti ekor = 2m,
sudut jari = 20 darjah

X=5*9.81*2*sin(20)/165/3.1415*2=0.129 m.

Juga pengiraan jisim ekor yang lebih mudah difahami

0.5*Q*S*V^2*L1*p/2=M*L2*g*sin(a), di mana:
Q - ketumpatan udara;
S - kawasan skru (m ^ 2);
V - kelajuan angin (m/s);
L1 - anjakan paksi putaran kepala angin dari paksi putaran kipas (m);
M - jisim ekor (kg);
L2 - jarak dari paksi putaran ekor ke pusat gravitinya (m);
g - 9.81 (graviti);
a - sudut kecondongan paksi putaran ekor.

Nah, mungkin itu sahaja, dalam printsepe jadual Excel ia cukup untuk pengiraan, walaupun anda boleh menggunakan formula. Kelemahan skim perlindungan sedemikian ialah yaw kipas semasa operasi dan tindak balas yang agak lambat terhadap perubahan arah angin akibat ekor terapung, tetapi ini tidak menjejaskan penjanaan tenaga. Di samping itu, terdapat satu lagi pilihan untuk perlindungan dengan "terapung" skru. Penjana diletakkan lebih tinggi dan ia terbalik, manakala skru, seolah-olah, berbaring berpaling dari angin, dalam kes ini penjana menopang ke atas penyerap hentak.