尾翼、タキシング、強風からの風車保護 - 風力発電と代替エネルギー。 水の風力エアレーター 風力発電機を強風から保護

風水エアレーター

作品を別スレッドに投稿することにしました。
多くの実験とテストがあり (そして現在、すべての新しいアイデアがテストされています)、多くの間違いもありましたが、 良い決断ちなみに、すでに魚を救うために働いているものも見つかりました。
なぜ別のトピックなのか - 興味がある人は、建設的な部分について正確に議論することをお勧めします。 もしかしたら、一緒にもっと良い解決策を見つけられるかもしれません。
インターネットで検索しても、3 年前も今も何もヒットしませんでした。 YouTube に私のビデオへのリンクが追加されました
つづく...

  • 登録: 06.10.08 メッセージ: 16.642 確認応答: 18.507

    すべてがどのように始まったか:
    貯水池付きの土地を購入しましたが、電気がなかったため、冬の凍結の問題に遭遇しました。 合計。
    インターネットで探し始めました。
    電気風力発電機のアイデアはすぐに消えました。 現場で盗まれてしまいます。 水曝気用の電気設備も併せて。
    同じ運命がソーラーパネルにも待ち受けているだろう。
    私は、風力エネルギーを単純に機械的に水に移すことによって、風力エネルギーを直接利用することを試みることにしました。
    フォーラムのメンバーからのヒントを得るためにトピックを作成しました。
    途中ですべてを勉強しました 可能なタイプ風車の羽根。 風の強さ、速度の増加に伴う強さの非比例性、不安定さなどについて多くを学びました。
    風からの最も効果的なエネルギーは、技術的に実装が最も難しいことが判明しました。
    最も単純で最も許容できる実行上の欠陥は、サボニウス ローターとマルチブレード (カモミール) に残りました。
    「カモミール」では、小さな風を使用する可能性に誘惑されました。 しかし同時に、ハリケーンの風でひどく壊れるため、強度の向上も求められます。
    直径わずか1メートルの小さなデイジーを作ってみました。 残念ながら、その作品の写真はありません。 もちろん、「膝の上で」は定性的にはうまくいきませんでした。 しかし彼は回転していました。 実際、空気中にはエネルギーがあることが分かりました。
    しかし、「カモミール」の場合、残りの部分を実装するのはさらに困難であることが判明しました。
    風向きに目印を作り、同時にエネルギーを水に伝える必要がありました。 最も複雑な旋盤なしでは不可能でした。 さらにハリケーンによる故障との戦いも。 それは非常に高価な楽しみであることが判明しました。
    私はサボニウスローターを調べ始めました。
    風力エネルギー(効率)の点で最も非効率であることが判明しました。
    しかし、それが最も実行しやすいことが判明しました。 彼の演技は、演技上の多くの欠陥を許容した。

    つづく...

  • 登録: 06.10.08 メッセージ: 16.642 確認応答: 18.507

    私が最初に作ったサボニウス風車も歴史に残ることはありませんでした。
    最初に思ったのですが、最小限の風で始動するためには出来るだけ軽くする必要があります。
    そこで、長さ1メートルのM6ヘアピンを用意し、その上に透明なペットボトルの半分を2つ置きました。 そして、そのような刃が2つありました。 上にはベアリング、下には水を流すブリキの板があります。
    構造はうまくいきました。 彼女はほぼ完全に落ち着いた状態で回転した。 顔にそれを感じることさえできません、それは回転しています。
    しかし、エネルギーはほとんどありませんでした。 集風面積が狭すぎる。 そして夜、完全に静まり返ったとき、凍ってしまいました。
    さらに進んでいきました。 職場にバケツがたくさんありました。 それらを使って刃を作ることにしました。 手頃な価格で、より大きくて丈夫でした。
    最初のメッセージには、これらの風車のビデオと説明が含まれています。 したがって、私は繰り返しません。
    10 エーカーの運河ごとにそのような風車が 8 基ありました。 彼女は仕事をしているようだった。 しかし、大きなマイナスがありました。穏やかな夜には常に凍り、毎朝掃除しなければなりませんでした。
    そして春になると、それらは機能しないことが判明しました。 疫病は去り、そこには膨大な数の死体があった。 おそらく疫病は完全なものではなかったのでしょう。
    しかし、これらの風車について、私は 1 つのことを理解しました。それは、羽根を相互に配置する方法です。 それらは風車の軸に取り付けられるのではなく、互いに重なり合うべきでした。 彼らだけがはるかにうまく機能しました。
    次の冬に向けて、すべてを大きく変えることにしました。 というのは、私は何をしなければならないかについて、多かれ少なかれすでにアイデアを持っていたからです。
    1つ目はパワーを高めることです。
    2つ目は、夜間に凍結しないように不凍液を作り、風車が完全に停止することなく自律的に動作するようにすることです。
    3 番目は、構造を剛性にすることです。つまり、風車が上部ベアリングにぶら下がっているのではなく、しっかりと固定されて立っています。
    4番目 - 水を動かす缶の代わりに、プロペラを作ります。 これにより、コードの実行量が増え、動きが均一になります。
    ブレードに使用されたのは プラスチックバレル 200リットル用。 最初はバケツを上から作ったのですが、死んだところから始めるのが不安でした。 風車の修理の際に撤去されたものなので、妄想だったとすぐに言います。

    不凍液を作りました。 (すべてビデオで)
    http://www.youtube.com/watch?v=RYbgkM5LUCA
    風車は杭のフレームに下と上の両方から取り付けられます。
    プロペラには機体のラジエターのファンブレードを使用した。
    最初は、バケツから作った小さな風車のように、スペーサーを使わずに 2 本の杭の上に設置しました。 その後、ハリケーンによって建物全体が水の中に沈みました。 その後、凍結後にすべてを切り詰めなければなりませんでした。
    それで、風車を作ったので、それを設置しに行きました。 強風だった。 設置後、そのエネルギーに驚きました。 水は文字通りかき混ぜられました。
    1日後に到着すると、風車の下には40センチの穴の代わりに、3メートルのポリニャがありました。 風車設置時の氷は42cmあり、全て洗い流されてしまいました。
    この最初の風車が修理されたのは、ブレースがなかったため設置されたときの 1 回だけであると言えます。 ブレースを取り付けた後、Don't razi は春まで何もしませんでした。 ある日、それは非常に霜が降り、風のない夜でした。 ウルトに到着すると、凍った風車が見えました。 氷は5センチ以上ありましたが、特別に掃除されていませんでした。 朝からすでに風が強くなってきました。 昼食までに、ポリニャは完全に元の大きさに回復しました。 雪解けが起こると、ポリニャは直径6〜8メートルに増加しました。 春になると、この場所は池全体が溶ける数週間前に溶けました。
    その結果、疫病が発生しましたが、強力ではありませんでした。 生きた魚がたくさん見られました。 風車はとてもうまく動きました。 池には生き物がいるのは明らかでした。
    喜んでくれました。 これはアイデアの実現可能性を示しました。
    はい、こちらが春の動画です。 下のバーを踏んで折れてしまいました。 そのまま放置しておくと、風が吹いて風車が横倒しになってしまいました。
    http://www.youtube.com/watch?v=rdgi9v5968U
    押してみるとうまくいきました。
    http://www.youtube.com/watch?v=kzFHXMnKItg
    ちなみに、その風車はほぼ夏の間ずっと稼働していました。 この間、彼は力の試練に合格した。 その後、ベアリングを保持しているプレートがこすられ、ベアリングが水の中に落ちました。

    つづく。

  • 登録: 06.10.08 メッセージ: 16.642 確認応答: 18.507

    来年の冬からは 薄い氷彼らは倒れた風車を取り出し、整理して、すぐに置きました。 過去の経験に基づいて、すでに別の風車の製造を開始しています。 もっと大きい。
    計画された内容:
    1.完全に枠内でやることにしました。 これにより、非常に良好な位置合わせが得られ、不要な干渉が除去されました。 最も小さな風でも、どのワットのエネルギーでも重要だからです。
    2. 2枚の刃で作ります。 これは「デッドポイント」をなくすためです。
    3. さらに、プロペラの速度を上げるために減速を行うための出力の増加により考案されました。
    4.水を横方向に動かすというアイデアがありました。 以前のバージョンでは、スクリューによって風車の近くのかなり局所的な水が濃縮されていたことが判明しました。 風車に常に新鮮な水を強制的に汲み上げることで、より多くの酸素が水に吸収され、有害なガスの脱ガスにも効果があるはずです。
    5. 不凍液を少し変更。 以前のバージョンでは、スタッフィング ボックスの下にポリウレタンのブッシュが作成されていました。 オイルシールは金属ほど滑りませんでした。 しかし、このスリーブは水の中にあるのでステンレス製にすることにしました。 さらに、ポリウレタンは熱や霜によって形状が大きく変化し、形状にも影響を与えました。
    どうしたの:
    1.完了。 その考えは完全に正当化されました。
    2.完了。 それはまた、それ自体を完全に正当化しました。 さらに、高さが増加し、エネルギーが完全に除去されるため、この設計はシングルブレード風車よりも 30 ~ 50% 高速であることが判明しました。
    3. うまくいきませんでした。 自転車スターを通じて削減に努めました。 そして、そこでは正確な回転作業が必要でしたが、「膝の上」では機能せず、チェーンは常に外れていました。 そのアイデアは実行されませんでした。
    4. 完了しました。 このアイデアは功を奏しました。 その後、この部分は分解され、別の方法で行われました。 別のオプションが現在テスト中です。 なぜもう一つなのかについては、後ほど説明します。 アイデアはそれをより機能的にすることです。
    5.完了。 この変更は非常に良い結果をもたらしました。 抵抗が大幅に軽減されました。

    つづく...

  • 登録: 06.10.08 メッセージ: 16.642 確認応答: 18.507

    つまり、フレーム風車が作られた年は天候に恵まれませんでした。 氷は5〜7cm上がりましたが、その後雪で覆われました。 彼は緩んでいて、外に出るのが怖かった。 5cmの氷を置きます。 とても不快です。 ポリニャの端が折れて、近づくことはできません。 一度腰まで泳ぎました(なんとかポールを掴んで飛び降りました)。
    置く。 しかし、設置中に風車が少し回転し、そのアイデアは少し崩れました。下側のプロペラからのジェットを水路に沿って正確に導くというアイデアがありました。 しかし、最終的には横にずれて、運河の側へ行きました。
    こうして風車は、氷が重くなり、作業のために近づくことができるようになるまで、立っていたのです。 そして、によって 強い氷 3台目の風車を設置しました。
    風車からは長方形のポリニャが見えます。 サイドプロペラのせいでかなりブレています。

    良い氷風車は水路に沿って流れを正確に向けるために置かれ、回転しようとしました。 不注意な動きにより風車が外れ、フレームがわずかに曲がってしまいました。 気づかないうちに、しかしそれが着陸巣に沿ったどこかを拭いているのは明らかでした。 すると、この場所が見つかり、こすった場所が取り除かれました。 しかし、十分に注意する必要があるという事実は変わりません。
    しかし、それでも風車は回せませんでした。 それで私はそれを残しました。
    そこで、別の方法で横方向の動きをさせることが考え出されました。 スピードメーターからケーブルを取り出し、それを介してねじり力をすぐに横にあるプロペラに伝えます。

    つづく...

  • 登録: 29.05.11 メッセージ: 11.751 確認応答: 4.345

  • 登録: 06.10.08 メッセージ: 16.642 確認応答: 18.507

  • 登録: 06.10.08 メッセージ: 16.642 確認応答: 18.507

    風車を使用・テストしていくうちに、さまざまな「傷」が出てきました。
    例えば、不凍液では、最初はポリプロピレン製の詰め物箱の上に椅子を作りました。 寒さの中でその形状が変化し、不凍液に水がゆっくりと集まり、ある晴れた朝、風車が杭のように立っているのが見えました。 不凍液を取り外し、ターナーにステンレス製のスリーブを注文して交換することにしました。
    これにより、新たな設計上の欠陥に気づきました。 風車自体を取り外さずに、不凍液を軸から取り外し可能にする必要がありました。 最初は一般的なヘアピンから作られました。 ヘアピンを弓のこで切り、その後、長いマリッジナットで接続する必要がありました。
    しかし、軸を鋸で切断したとしても、風車自体のフレームを取り外す(氷の上に置く)ことなしに不凍液を取り除くことはできませんでした。 ロアシートのベアリングとその後のプロペラは引き抜くことができないことが判明しました。 ベアリングはソケットから外れましたが、プロペラは外れませんでした。
    横になってそれを詳細に分解する必要がありました(穴の上にかがみ、複数の鍵が落ちて溺れました)が、すでに私の頭の中でそれを回避する方法のアイデアが生まれました。
    取り付けの際、動画のようにブリキではなく、スピードメーターケーブルを通して水が横に抜けるようにすることにしました。 最後のビデオはその方法を示しています。 「膝の上」ではケーブルをうまくクランプできないことが判明しました。
    その結果、ブリキが取れて(というか、溶接のためなので倒されて)、氷の上に戻すことができなくなり、ケーブルもうまくいかなくなりました。 何度か繰り返しましたが、すべて無駄でした。
    こうして風車は春まで動きました。
    春、ハリケーンの強風で風車が壊れた。 毎年春になると、3つの春の風のうちの1つが壊れたり壊れたりしたと言わざるを得ません。 さまざまな場所で。 今回はフレームと構造全体は生き残りましたが、ブレードはそれに耐えることができませんでした。 片方の刃が千切れてフレームに詰まり、下側の刃が風でヘアピンに沿って転がり、糸の上を一番下まで滑り落ちて詰まりました。 それともその逆かもしれません、わかりません。 しかし結果はこうなりました。 しかし、それはすでに春で、氷は老朽化しており、ポリニャは巨大でした。 冬はもう過ぎてしまいました。
    それで私は風車を去りました。 この冬まで一年中そのままでした。
    今年、この池は低くされ、凍ったまま放置されました。 しかし、私は埋め立て地を本水路に縮小しており、そこには水が絶えず流れており、凍ることはありません。 真冬に5センチの氷の上で撮影したのですが、パートナーは失敗しました。
    それを取り外した後、彼らは別の設計上の欠陥に気づきました。修理のためにブレードを取り外すには、すべてを再度切断する必要がありました。
    これは修正されました。 隣接するパーツを解析することなく、フレームの各コンパートメントのすべてのディテールが自律的に削除されるようになりました。
    気がついた 面白いこと: キャップがベアリングの上にあったところ、ベアリングは取り付けられたばかりのようです - すべてオイルの中にあり、新品のように機能します。 キャップがない場合、ベアリングの状態は重要ではありません。 次に、すべてのベアリングを蓋で覆い、車軸の穴をシリコンで通過させます。

    6ヘクタールのすべての風車を再配置。
    しかし、6ヘクタールあたり3個と非常に少ないです。 追加させていただきます。 ただし、それに加えて、完全に自律モードで動作できるように、設計を理想に近づける必要があります。

    つづく。

  • 登録: 06.10.08 メッセージ: 16.642 確認応答: 18.507

    風車を配置し直したので、ベアリング用の旋盤を使って金属パイプから不凍液を作ることにしました。 重要なのは、最初のオプションは プラスチックパイプ正確な位置合わせができず、不凍液をスクロールするときに余分な抵抗も発生しました。
    旋盤で組み立てられた精密な不凍液は、その対称性に満足しています。 抵抗が減少し、非常に顕著になりました。 彼はいなくなるところだった。 どんなに小さな風でも、風車は締め付けられた不凍液の衝撃で止まりませんでした。 この金属パイプは太陽の光で暖まるように黒く塗装されていました。
    しかし、私が考慮していなかった別の要素がありました。 金属パイププラスチックよりもはるかに熱伝導性が高く、穏やかな天候では、穏やかな夜に氷自体が成長するよりも3倍の深さでパイプを通って凍結しました。 このため、水面下10cmに不凍液を設置したにもかかわらず凍結してしまいました。 冷気はパイプの奥深くまで伝わり、パイプを凍傷にし、ピンを下から捉えました。 透明な氷を通して、パイプ全体が深部で凍った氷の針で覆われている様子が見えました。 美しい。 しかし有害です。
    ある風車では、不凍液をより深く下げたところ、そこでは凍結しませんでした。 今、私はそれをより良くする方法を考えています - 発泡プラスチックに入れるか、不凍管をより深く下げるかのどちらかです。
    まだ決まっていません。 夜は風があったので、作業している間は作業させてください。
    私はまだ水を横に押し出すことを考えていました。 これを行うために、ターナーはケーブルをスタッドに押し込むように命じられました。 最後のビデオで紹介されました。
    このロープを3本作りました。
    初めてプロペラがヘアピンに取り付けられました。 しかし、回転中に風車はケーブルを山に集め、ねじってしまいました。 しかし、それはうまくいきました、水の動きは強かったです。
    翌日、私たちはこの収縮を修正することに決め、下部ストレッチャーを作成しました(そのうちビデオを作成してみます)。すべてがすでにフレーム内にしっかりと固定されていました。 そして2つ目は片翼の風車を載せるためのプレートで作りました。 到着しましたが、最初のケーブルが壊れていました。 彼らはそれを、設置不良が原因で歪めたと考えました。
    すべて組み立てて設置しました。 すべてが完璧に機能しました。
    一昨日のことでした。 今日到着しましたが、両側のプロペラが立っており、風車が回っています。 ということで、またケーブルが両方とも断線してしまいました。 したがって、ケーブルが保持されていないことがわかります。 このアイデアには問題があることが判明した。
    ここで、プロペラが軸上にあり、ブリキの障害物によって水自体が回転するという元のアイデアに戻ります。

    つづく...

  • 自分の手で風力発電機を操作するために許容される最大風速は、毎秒20〜25メートルです。 この空気流量の指標を超えた場合、ステーションの動作を制限する必要があります。 さらに、これは風車がゆっくりと動くタイプの場合でも行う必要があります。

    もちろん、ほとんどありません 手作りの風車完全に崩壊するほどの速度まで回転することができます。 しかし、歴史上、愛好家が独自の風力タービンを建設したにもかかわらず、強風から何の保護も提供されなかった例が数多くあります。 この結果、自動車用発電機の強力な軸でも全体の荷重に耐えることができず、マッチのように壊れてしまいました。 したがって、風が強い場合、羽の尾部にかかる圧力が大幅に増加し、空気の流れの方向が急激に変化すると、発電機が急激に回転します。

    高風速では発電機のインペラが十分な速度で回転できるという事実を考慮すると、構造全体がいかなる回転にも抵抗するジャイロスコープに変わります。 これにより、風車とフレームの間の発電機シャフトに大きな負荷が集中します。

    とりわけ、直径 2 メートルのホイールは高い空気抵抗を持ちます。 強風が吹くとマストに大きな負荷がかかる恐れがあります。 したがって、風力発電機のより信頼性の高い長期的な運転のためには、保護について心配する価値があります。

    このような目的に最も簡単に使用できるのは、いわゆるサイドショベルです。 これは非常にシンプルな装置であり、ステーションの建設に費やされるお金、労力、時間を大幅に節約できます。

    このような装置の動作は、速度8 m / sの作業風では、構造に対する風圧が保護バネの圧力よりも低いという事実にあります。 これにより、発電機は正常に動作し、羽根の助けを借りて風上を維持できるようになります。 風車が動作モードで崩壊するのを防ぐために、サイドショベルとテールの間にストレッチが設けられています。 しかし、強い風の流れでは、風車にかかる圧力がバネの圧力を超え、その結果、保護が作動します。 発電機が折り畳まれ始めると、風の流れが風力発電機に斜めに当たり、出力が大幅に低下します。

    風速が非常に高い場合、保護機能により発電機が完全に折りたたまれ、風の流れの方向と平行になります。 その結果、風車の運転はほぼ完全に停止してしまいます。 この場合、尾翼尾翼はフレームにしっかりと取り付けられていませんが、回転する機能があることに注意してください。 この場合に使用されるヒンジは高張力鋼製で、直径は 12 ミリメートル以上でなければなりません。

    代替電力源に対するユーザーの関心が高まるのは当然です。 集中型ネットワークに接続する機会が不足しているため、住宅や仮住まいに電力を供給する他の方法を使用せざるを得ません。 工業意匠の取得は非常に費用のかかるビジネスであり、常に非常に効果的であるため、シェアは常に拡大しています。

    風車を作るときは、激しい突風の可能性を考慮し、それから構造物を保護するための適切な措置を講じる必要があります。

    なぜ強風から保護する必要があるのですか?

    風力タービンの運転一定の風力に合わせて設計されています。 通常、特定の地域に特有の平均指標が考慮されます。 しかし、風の流れが臨界値まで増加すると、これはどの地域でも発生することがありますが、機器の故障、場合によっては完全な破壊の危険があります。

    過負荷や過電流(超過時)に対する保護機能を備えています。 許容値電圧に応じて電磁ブレーキが作動します)、または回転速度に応じて(機械ブレーキ)。 自家製デザイン同様の装置を装備する必要もあります。

    インペラ、特に高速回転時にジャイロスコープの原理に基づいて動作し始め、回転面を維持します。 このような状況では、テールがその役割を果たせず、デバイスを流れ軸に沿って配向することができず、故障につながります。 風速がそれほど高くなくても可能です。 そこで、羽根車の速度を遅くする装置が、 必要な要素デザイン。

    自分の手で装置を作ることは可能ですか?

    治具を作ることはかなり可能です。 さらに、それは絶対的な必需品です。 ブレーキ装置風車の設計段階で提供する必要があります。 デバイスの動作パラメータは、その機能が構造の実際のニーズと比較して低すぎないように、できるだけ慎重に計算する必要があります。

    まず最初に、ブレーキ装置を実装する方法を選択する必要があります。 通常、このような設計にはシンプルでトラブルのない機械装置が使用されますが、電磁サンプルを作成することもできます。 どちらを選択するかは、その地域でどのような風が吹いているか、また風車自体の設計がどのようなものであるかによって決まります。

    最も簡単なオプションはローター軸の方向を変更することであり、これは手動で行われます。 これを行うには、ヒンジを取り付けるだけで済みますが、強風の中で屋外に出る必要はほとんどありません。 最善の決断。 さらに、現時点では家から遠く離れている可能性があるため、手動で停止することが常に可能であるとは限りません。

    動作原理

    いくつかあります 機械的方法インペラのブレーキ。 水平風車設計の最も一般的なオプションは次のとおりです。

    • サイドブレードの助けを借りてローターが風から偏向する(フォールディングテール方式による停止)。
    • サイドブレードによるローターブレーキ。

    垂直構造物は通常、ブレードの外側の先端に吊り下げられた重りによってブレーキをかけられます。 回転速度が増加すると、遠心力の作用によりブレードに圧力がかかり始め、ブレードが折りたたまれたり、風に対して横向きになったりするため、回転速度が低下します。

    注意!このブレーキ方法はシンプルで最も効果的で、インペラの回転速度を調整できますが、垂直構造にのみ適用できます。

    尻尾折りたたみ防御法

    テールを折りたたんで風から遠ざける装置により、ローターの回転速度をスムーズかつ柔軟に調整できます。 このようなシステムの動作原理は、回転軸に垂直な水平面に設置されたサイドレバーを使用することです。 回転するインペラとアームはしっかりと接続されており、尾部は水平面内で動作するバネ仕掛けのスイベル ジョイントを介して取り付けられています。

    風力の公称値では、テールが風に向かってローターを誘導するため、サイドアームはローターを横に動かすことができません。 風が強くなると、サイドブレードにかかる圧力が増大し、バネの力を超えます。 この場合、ローター軸は風から離れる方向を向き、ブレードへの衝撃が軽減され、ローターの速度が低下します。

    他の方法

    機械的ブレーキの2番目の方法は設計が似ていますが、サイドブレードの動作が異なります。風が強くなると、特別なパッドを通じてローター軸に圧力をかけ始め、回転が遅くなります。 この場合、ローターとテールは同一シャフトに取り付けられ、サイドレバーにはスプリング付きスイベルが使用されます。

    通常の風速では、スプリングはレバーを軸に対して垂直に保持しますが、強くなるとテールに向かって偏り始め、ブレーキパッドを軸に押し付けて回転を遅くします。 シャフトを停止させるためにシャフトに加えられる力は非常に大きくなければならないため、このオプションはブレードのサイズが小さい場合に適しています。 実際には、このオプションは比較的風速が低い場合にのみ使用され、スコールの突風ではこの方法は効果がありません。

    機械装置に加えて、電磁装置も広く使用されています。 電圧が上昇するとリレーが作動し始め、ブレーキパッドがシャフトに引き付けられます。

    保護のために使用できるもう 1 つのオプションは、高すぎる電圧が発生したときに回路を開くことです。

    注意!いくつかの方法は、構造の機械要素に影響を与えずに、複合体の電気部分のみを保護します。 このような方法では、突然の強風が発生した場合に風車の完全性を保証することはできず、機械装置と連携して追加の手段としてのみ使用できます。

    スキームと保護の図面

    ブレーキ装置の動作原理をより視覚的に表現するには、運動図を考えてください。

    この図は、通常の状態のスプリングが回転アセンブリとテールを同じ軸上に維持していることを示しています。 速度が上昇すると、風の流れによって生じる力がバネの抵抗に打ち勝ち、ローター軸の方向を徐々に変え始め、ブレードにかかる風圧が減少し、回転速度が低下します。

    このスキームは最も一般的で効果的です。 実行は簡単で、即席の材料からデバイスを作成できます。 また、このブレーキのセッティングはスプリングの選択や力の調整だけで簡単に行えます。

    注意!ローターの最大回転角度は 40 ~ 45° を超えることはお勧めできません。 角度が大きいと風車が完全に停止し、不均等な風が吹くと風車が始動しにくくなります。

    計算手順

    ブレーキ装置の計算かなり複雑です。 さまざまなデータが必要になりますが、それを見つけるのは簡単ではありません。 準備ができていない人がそのような計算をするのは難しく、間違いが発生する可能性が高くなります。

    ただし、何らかの理由で自己計算が必要な場合は、次の式を使用できます。

    P×S×V2=(m×g​​×h)×sinα、 どこ:

    • P は風の流れによってねじに加えられる力、
    • Sはプロペラブレードの面積、
    • V - 風速、
    • m - 質量、
    • g - 自由落下加速度 (9.8)、
    • h はヒンジからスプリングの取り付け点までの距離です。
    • sinα - 回転軸に対する尾部の傾斜角度。

    独立した計算から得られた値には、正しい解釈と、回転中に発生するプロセスの物理的本質の完全な理解が必要であることに留意する必要があります。 この場合、風車の動作に伴う微妙な影響が考慮されないため、それらは十分に正確ではありません。 ただし、この方法で計算された値は、デバイスの製造に必要な桁数を与えることができます。

    風車ができるまでの過程建設には多額の費用がかかり、さまざまな措置が必要となるため、構造物を破壊の可能性から可能な限り保護する必要があります。 複合施設の破壊または失敗の予見可能な危険がある場合は、作成および使用を無視してください。 保護装置決してそうすべきではありません。

    風力発電機を強風から保護する方法。たとえば、ハリケーンの際にはブレードが簡単に故障して飛ばされる可能性があるためです。 あるいは、さらに悪いことに、マストが耐えられなくなり、妊娠線が引き裂かれ、風力発電機が崩壊し、落下経路にあるすべてのものを一掃してしまいます。 もちろん、プロペラ直径が最大 1.5 メートルの小型風車の場合、プロペラにそれほど大きな圧力がかからないため、強風に対する保護は特に重要ではありません。 しかし、大型の風車では風よけが義務付けられており、ハリケーンの際には大きなプロペラに多大な圧力がかかり、ブレードが飛ばされるだけでなく、 スチールケーブル地面から引き裂かれたり、根こそぎになったりする可能性があります。 まあ、一般的に、特に人や建物の近くでは、保護がなければ風車を設置しない方が良いことは明らかだと思います。少なくとも年に一度はハリケーンが発生します。

    工場の風力発電機にはすでに暴風雨防止装置が設置されており、小型風力発電機では原則として電気ブレーキが使用されています。 つまり、特定の速度に達すると、コントローラーによって発電機の位相がパルス化され、スクリューの速度が失われ、電力が低下します。 あるいは、保護がまったく提供されず、電圧が特定の値 (たとえば、12 ボルトのシステムの場合は 14 ボルト) を超えた場合にのみ発電機を短絡させてコントローラーが速度を低下させます。 自家製の小型風車の場合、自家製のコントローラー(バラストレギュレーター)が作られることが多く、これも電圧を超えると風車の速度を低下させ、電球やニクロムスパイラルの形で追加の負荷をオンにすることで速度を低下させます。 。 あるいは、すべてがすでにそこにあり、風車にブレーキをかけたり強制停止したりできる既製のコントローラーを購入します。

    大型風車にはコントローラーに加えて、 機械的保護大型のプロペラは強風時に莫大な電力を消費し、「オーバー・トップ」になり、発電機の完全な回路でさえプロペラを停止できないからです。 工場の風車では、通常、尾翼を回転させてネジを風から遠ざけることで保護が行われます。 「ウィンドキャッチャー」は、尾翼を折りたたんでプロペラを風から外すという、古くから定番となっている古典的な方法をベースにしています。 このスキームについてはさらに詳しく説明します。

    強力な風よけスキーム

    尾翼を折りたたんで風下から風頭を取り除き、ハリケーンに対する保護を実装するためのノードのレイアウト。 よく見ると、図では発電機が回転軸の中心からオフセットしていることがわかります。 そして、尾部は「フィンガー」に取り付けられており、垂直方向に20度、水平方向に45度の角度で側面に溶接されています。

    ディフェンスはこんな感じで機能します。 風がなく、プロペラが回転していない場合、尾翼は 45 度に偏向され、横に垂れ下がります。 風が吹くとプロペラが回転して回転し始め、尾翼が風に向かって向きを変えます。 一定の風速を超えると、プロペラにかかる圧力が尾翼の重さよりも大きくなり、プロペラが向きを変え、尾翼が折れ曲がります。 風が弱まるとすぐに、尾部は再び重みで広がり、プロペラは風にさらされます。 テールを折りたたむときにブレードを損傷しないように、リミッターが溶接されています。

    風力タービンの保護原理


    風車を強風から守る様子がわかる4つのステージ

    ここで主な役割は、尾の重さ、その長さと羽毛の面積、およびプロペラの回転軸が移動する距離によって決まります。 計算には公式がありますが、便宜上、2 回のクリックですべてが計算される Excel スプレッドシートを作成しました。 以下は、フォーラム Windpower-russia.ru から抜粋した 2 枚のプレートです。

    最初のプレートのスクリーンショット。 黄色のフィールドにデータを入力し、必要な尾の長さと先端の重量を取得します。 デフォルトでは、尾翼領域は後退プロペラ領域の 15 ~ 20% です。

    テールユニットの計算


    「風力タービンのテールユニットの計算」表のスクリーンショット

    2番目のプレートは少し異なり、ここではテールの水平方向の角度を変更できます。 最初の表では45度としていますが、ここでも垂直偏差と同じように変更できます。 さらに、テールをさらに保持するスプリングが追加されています。 スプリングはテールの折りたたみに対する抵抗として取り付けられており、より早く戻り、テールの重量を軽減します。 計算ではテール領域も考慮されます。

    ダウンロード - テールユニット計算 2.xls

    テールユニット計算2


    テーブル「風力発電機 2 のテール計算」のスクリーンショット

    また、尾の重量やその他のパラメータは、次の式を使用して計算できます。

    式自体は Fa*x*pi/2=m*g*l*sin(a) です。

    Fa - ねじにかかる軸力。

    サビニンによると Fa=1.172*pi*D^2/4*1.19/2*V^2
    ジュコフスキーによれば、Fa=0.888*pi*D^2/4*1.19/2*V^2、
    ここで、D は風車の直径、V は風速です。

    X - 回転軸からワインの回転軸までの望ましいオフセット(オフセット)。
    m は尾部の質量です。
    g - 自由落下加速度。
    l は指から尾の重心までの距離です。
    a - 指の傾斜角度。

    たとえば、直径 2 メートルのネジ、尾が折りたたまれる風速 = 10 m / s

    Zhukovsky Fa \u003d 0.888 * 3.1415 * 2 ^ 2 / 4 * 1.19 / 2 * 10 ^ 2 \u003d 165Nに従って検討します

    尻尾の質量 = 5 kg、
    指から尾の重心までの距離 = 2m、
    指の角度 = 20 度

    X=5*9.81*2*sin(20)/165/3.1415*2=0.129メートル。

    尾部の質量のよりわかりやすい計算も

    0.5*Q*S*V^2*L1*p/2=M*L2*g*sin(a)、ここで:
    Q - 空気密度。
    S - ネジ面積 (m ^ 2);
    V - 風速 (m/s);
    L1 - プロペラの回転軸からの風力ヘッドの回転軸の変位 (m)。
    M - 尾部の質量 (kg);
    L2 - 尾部の回転軸から重心までの距離 (m)。
    g - 9.81 (重力);
    a - 尾部の回転軸の傾斜角度。

    Excel テーブルの printsepe では、計算には十分ですが、数式を使用することもできます。 このような保護方式の欠点は、動作中のプロペラのヨーと、尾翼の浮遊による風向の変化に対する反応がやや遅れることですが、これはエネルギー生成には特に影響しません。 さらに、プロペラを「浮かせる」ことで保護する別のオプションもあります。発電機をより高い位置に置くと転覆しますが、プロペラはいわば風から背を向けて横たわり、この場合は発電機が支えられます。ショックアブソーバー。

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