Come scegliere un generatore eolico. Schema, descrizione

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I generatori eolici sono un tipo di apparecchiatura elettrica che sta guadagnando popolarità. Lo scopo del generatore eolico è quello di convertire l'energia cinetica del flusso d'aria, chiamato vento, in energia elettrica. Oltre alle turbine eoliche, sono piuttosto diffuse anche le turbine eoliche, che servono ad azionare direttamente delle pompe, le cosiddette pompe eoliche. L'energia generata da una turbina eolica può essere calcolata utilizzando la seguente formula:

Р = 0,5*rho*S*Ср*V3*Ng*Nb

dove P - potenza, W; rho - densità dell'aria (circa 1,225 kg / m0,5); S è l'area di lancio del rotore; V - velocità del vento, m/s; Cp - coefficiente aerodinamico (teoricamente XNUMX); Ng - efficienza del generatore; Nb - efficienza del cambio (se presente).

Tutti i componenti di questa formula per una particolare turbina eolica, ad eccezione della velocità del vento, sono costanti (la densità dell'aria, ovviamente, dipende dalla temperatura, ma i suoi cambiamenti possono essere trascurati come piccoli). Possiamo quindi dire che la potenza generata dal generatore eolico è proporzionale al cubo della velocità del vento.

Ciò significa che la potenza della turbina eolica con venti deboli (anche se ruota) è molto ridotta. Ma quando il vento aumenta, c'è un forte aumento di potenza. E poiché il vento in pratica soffia con velocità e direzione costanti solo in galleria del vento, è chiaro che la potenza generata da un generatore eolico è un valore che cambia costantemente nel tempo. Pertanto, qualsiasi sistema energetico che utilizza un generatore eolico come fonte di energia deve avere un collegamento stabilizzante.

Nei piccoli sistemi autonomi, la batteria di solito svolge il ruolo di tale collegamento. Se la potenza del generatore eolico è maggiore della potenza del carico, la batteria viene caricata. Se la potenza del carico è maggiore, la batteria è scarica. Ciò implica la seguente importante caratteristica della turbina eolica come fonte di energia: se la maggior parte delle altre fonti sono selezionate in base alla potenza di picco del carico, le turbine eoliche dovrebbero essere selezionate in base alla quantità di consumo di elettricità al mese (o all'anno, come preferisci).

Illustriamolo con un esempio. In riva al mare, dove la velocità media del vento si avvicina ai 6 m/s, c'è una casa dove viene una famiglia di tre persone per il fine settimana. Anche le apparecchiature elettriche vengono accese solo nei fine settimana. Il consumo raggiunge i 15 kWh al giorno, mentre il carico di punta arriva fino a 3 kW. Pertanto, il consumo energetico mensile è di 120 kWh. Con una velocità media annuale del vento di 6 m/s, un piccolo generatore eolico da 120 W può fornire 700 kWh al mese. Inoltre, è necessaria una batteria di grande capacità per immagazzinare l'energia per 5 giorni e un inverter da 3 kW (che converte la tensione CC della batteria in tensione CA standard) per gestire i picchi di carico.

Un altro esempio. In un'area con una velocità media del vento di 5 m/s, è stato realizzato un impianto di telecomunicazioni che consuma costantemente una media di 2 kW di energia elettrica, mentre il carico di punta non supera gli stessi 3 kW. In questo caso moltiplichiamo 2 kW per il numero di ore al mese (720) e otteniamo 1440 kWh, il valore del consumo mensile dell'oggetto. Per garantire la produzione di 1420 kWh a tale velocità del vento, è necessario un generatore eolico con una capacità di 10 kW. Allo stesso tempo, funzionerà tramite lo stesso inverter da 3 kW.

Come puoi vedere, in ciascuno dei casi di cui sopra, la potenza del generatore eolico differisce di diverse volte dalla potenza del carico di picco. La potenza di carico di picco determina la potenza dell'inverter. Il generatore eolico stesso determina solo la quantità di produzione in un determinato periodo di tempo a una determinata velocità media mensile del vento. Oltre alla velocità media del vento, esiste un input più dettagliato per la stima delle risorse del vento, chiamato parametri di Weibull, che riflettono la distribuzione della durata del vento di una certa forza per una data località, sono utilizzati nella progettazione di parchi eolici con un capacità di decine di MW.

Per progetti energetici su piccola scala, spendere soldi per tali ricerche non ha senso economico, perché è possibile stimare approssimativamente la resa attesa dalla velocità media del vento nel sito di installazione dell'aerogeneratore. Dagli esempi precedenti si può concludere anche sulla natura del carico, per il quale è consigliabile utilizzare un generatore eolico per alimentarlo. Questo è un carico irregolare, in cui il carico di punta supera il carico medio di 10 o più volte.

Il caso d'uso più comune per una turbina eolica relativamente piccola è il carico domestico. Ad esempio, per una famiglia in un appartamento di città, il carico medio è di 0,5 kW (360 kWh al mese secondo il contatore). Carico di picco - 5 kW quando vengono accesi la stufa elettrica, la lavatrice, il microonde e altri apparecchi meno potenti. Un generatore eolico da 5 kW può provvedere a queste esigenze anche in un luogo poco ventoso. Un carico uniforme, ad esempio il riscaldamento, quando anche un riscaldatore da 1 kW funziona 720 ore su 5, richiede XNUMX kWh al mese, che un generatore eolico da XNUMX kW può fornire solo in aree con buone risorse eoliche (ad esempio, sulla costa, in la steppa e così via).

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Contatore di energia per biciclette 25.05.2018

Utilizzando un estensimetro, misura lo sforzo esercitato dal ciclista. Il controller integrato calcola l'energia in base a queste letture.

KickStarter completa la raccolta fondi per il contatore di energia per il ciclismo. Il dispositivo in miniatura e leggero è installato tra la pedivella e il pedale. Utilizzando un estensimetro, misura lo sforzo esercitato dal ciclista. Il controller integrato calcola l'energia in base a queste letture.

Secondo gli autori del progetto, l'energia applicata è un indicatore più accurato e operativo rispetto, diciamo, al monitoraggio della frequenza cardiaca, per migliorare l'efficacia dell'allenamento e la distribuzione dello sforzo.

Campo di misurazione - 0-2600 W, velocità di pedalata consentita - 10-200 giri/min, peso del ciclista - 110 kg. L'elevata frequenza di campionamento (fino a 2000 al secondo) e la compensazione della temperatura consentono di ottenere un errore non superiore all'1%.

Misurando 64,9 x 31,0 x 29,0 mm, il dispositivo pesa meno di 30 g ed è compatibile con supporti standard. Le interfacce wireless ANT+ e Bluetooth Smart vengono utilizzate per trasferire le letture su uno smartphone o un ciclocomputer. La fonte di alimentazione è un elemento CR2032, sufficiente per 200-300 ore di funzionamento. Grado di protezione del contatore - IP67.

Il prezzo di uno sportello per i partecipanti alla raccolta fondi è di 149 euro.

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