소형 풍력 터빈. 계획, 설명

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가정용 소형 풍력 발전기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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풍력 에너지는 환경 친화적이며 고갈되지 않는 에너지입니다. 풍력 발전소(제분소, 풍력 터빈)는 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환하는 데 사용됩니다.

전기를 생산하는 데 사용되는 풍차는 다양한 크기로 제공됩니다. 풍력 발전 단지(발전소)에서 일반적으로 사용되는 대형 풍력 터빈은 수백 메가와트의 많은 양의 전기를 생성할 수 있으며 수백 가구에 공급할 수 있습니다. 100kW 이하의 전기를 생산하는 소형 풍차는 개인 주택, 농장, 가구 구획 등에서 사용되며 추가 전기 공급원으로 사용되어 주요 전기 공급원에 대한 지불을 줄이는 데 도움이 됩니다.

20-500W의 초소형 풍차는 배터리 충전 및 많은 양의 전기가 필요하지 않은 기타 응용 분야에 사용됩니다.

소규모 풍력 발전 단지는 다음 조건이 충족되는 경우 비용 효율적입니다.

당신이 있는 곳의 바람은 XNUMX년에 여러 날 꾸준히 분다.
풍차를 설치할 충분한 공간이 있습니다.
지방 당국은 풍차 설치를 허용합니다.
에너지 비용이 높습니다.
전원 공급 장치에 연결되어 있지 않거나 멀리 떨어져 있습니다.
풍력 터빈에 투자할 준비가 되셨습니까?
이웃과의 문제를 피하기 위해 풍차는 250-300m 이상 떨어져 있어야합니다.

바람 요구 사항

가정용 풍차가 경제적으로 실행 가능한지 여부는 무엇보다도 바람의 질에 달려 있습니다. 대부분의 경우 4.0-4.5m/s(14.4-16.2km/h)의 평균 연간 풍속은 풍력 터빈이 경제적으로 실행 가능한 최소값입니다. 바람 분석에서 러시아 및 기타 국가의 바람 지도가 제공되는 사이트에서 도움을 받을 수 있습니다.

또한 지역 기상 관측소가 도움이 될 수 있으며 풍속 데이터 아카이브를 볼 수 있습니다. 그러나 역의 위치에주의를 기울여야합니다. 나무, 건물, 언덕 등 다양한 장애물이 바람 데이터를 왜곡할 수 있습니다.

해당 지역의 바람을 보다 정확하게 평가하려면 풍속을 측정하는 장치를 구입해야 합니다. 지역이 언덕이 많거나 특이한 풍경이 있는 경우 특히 그렇습니다.

풍속계의 가장 중요한 부분은 풍속계입니다. 측정 메커니즘에 연결된 차축에 장착된 컵(또는 패들) 턴테이블로 구성됩니다. 풍속계 블레이드가 회전하여 풍속에 비례하는 신호를 생성합니다. 풍속계를 구입할 때 판독 값을 기록하는 장치와 장착 될 삼각대, 브래킷 등을 구입하는 것은 불필요하지 않습니다.

풍속을 측정하는 더 비싼 디지털 장치가 있습니다. 풍속계도 사용되지만 데이터는 컴퓨터로 전송되어 처리 및 저장됩니다. 최근에는 이러한 장치가 점점 더 대중화되고 저렴해졌습니다. 웹사이트 gdeduet.ru에서 실시간으로 촬영 및 표시되는 풍속 데이터의 예를 볼 수 있습니다.

풍속을 측정하기 위해 어떤 측정기를 사용하는지는 중요하지 않지만 적어도 XNUMX년에 한 번은 다른 사람과 데이터를 비교해야 합니다. 나무, 건물 및 기타 장애물로 인해 발생하는 난기류를 방지할 수 있을 만큼 측정 장비를 충분히 높게 배치하는 것도 중요합니다. 측정 장치의 가장 최적의 배치는 풍력 터빈 로터의 중심 높이에 배치하는 것입니다.

가정용 소형 풍력 발전기. 풍차 비슷한 것

풍력 터빈의 위치

풍차를 놓을 장소가 매우 중요합니다. 나무, 집 등 근처에 두지 마십시오. 풍차의 모든 이점을 얻지 못할 것입니다.

또한 다음 사항에 유의하십시오.

바람의 세기는 언덕 위, 해안선을 따라, 대초원, 나무와 건물이 없는 곳에서 항상 더 큽니다.
나무는 자랄 수 있지만 풍차는 자랄 수 없습니다.
앞으로 이웃과의 문제를 피하기 위해 계획에 대해 미리 이웃에게 알리는 것이 필요합니다.
풍차는 이웃과 충분한 거리를 두는 것이 좋습니다. 일반적으로 250-300m이면 충분합니다.

풍력 발전소가 항상 충분한 전기를 생산할 것이라고 기대하지 마십시오. 같은 장소에서도 풍속이 크게 다를 수 있으며, 결과적으로 생성되는 전기량도 달라집니다. 그리고 바람의 세기가 10% 이내로 변하면 발전 전력은 25% 이내로 변한다!

가정용 소형 풍력 발전기. 시간당 풍속 차트의 예

풍력 터빈의 종류

풍력 터빈에는 두 가지 주요 유형이 있습니다. 수평 회전 축과 수직 축이 있습니다. 수평 풍차는 바람이 부는 방향으로 향해야 합니다. 이를 위해 소위 "꼬리"가 디자인에 제공됩니다.

수직 풍력 발전기는 모든 바람 방향에서 작동하지만 더 많은 지상 공간이 필요합니다. 풍차의 안정성을 위해 스트레치 마크를 제공해야합니다.

가정용 소형 풍력 발전기. 풍차의 종류

풍력 발전 단지 구성 요소

일반적인 풍력 발전 단지의 주요 구성 요소는 아래 그림과 같습니다.

가정용 소형 풍력 발전기. 풍력 발전 단지 구성 요소

Они включают в себя :

축차 공기 역학적 모양을 가진 블레이드.
기어 박스 또는 로터와 발전기 사이의 회전 속도와 일치하는 기어박스. 소형 풍차(최대 10kW)에는 일반적으로 기어박스가 없습니다.
보호 커버, 풍력 발전기의 기어 박스, 발전기, 전자 장치 및 기타 구성 요소를 외부 영향으로부터 보호합니다.
꼬리 풍차 - 바람에 돌리는 데 필요합니다.

수평 회전축이 있는 풍력 터빈의 경우 마스트가 필요합니다(수직 풍력 터빈은 일반적으로 지면에 직접 설치됨).

다양한 유형의 마스트가 있습니다. Guyed 마스트(단단히 고정됨), Guyed 회전 마스트(유지 보수 및 수리를 위해 올리거나 내릴 수 있음), 사람이 없는 독립형 마스트(무거우나 공간을 많이 차지하지 않음) 지상).

매우 중요한 요소는 마스트의 높이입니다. 풍력 에너지는 풍속의 8승(세제곱)에 비례합니다. 저것. 풍속이 2배가 되면 풍력 에너지는 2배(2x8x6=XNUMX) 증가합니다(그림 XNUMX). 풍속은 높이에 따라 증가합니다. 마스트의 높이를 높이면 풍차의 에너지 효율을 크게 높일 수 있습니다.

가정용 소형 풍력 발전기. 풍속과 풍력 에너지의 관계

가정용 소형 풍력 발전기. 마스트가 높을수록 풍속이 높아집니다.

권장 설치 높이는 24-37미터입니다. 낮은 높이에 풍차를 설치하는 것은 그늘에 태양광 패널을 설치하는 것과 같습니다.

안전을 위해 풍력 터빈 마스트 높이 제한에 대한 현지 법률을 확인하십시오. 풍차 제조업체에서 승인한 마스트 디자인을 사용하십시오. 그렇지 않으면 보증이 무효화될 수 있습니다. 마스트를 접지하고 피뢰침을 제공해야 합니다.

전기 안전을 위해 단로기와 회로 차단기를 사용해야 합니다. 또한 유지 보수 및 업그레이드를 위해 풍차에 안전하게 접근할 수 있습니다.

풍력 발전 단지의 다른 구성 요소도 필요할 수 있습니다. 배터리 - 풍차에서 초과 전기를 축적할 수 있습니다. 그러나 배터리는 직류를 사용하기 때문에 교류로 변환하기 위해서는 인버터.

가정용 소형 풍력 터빈

집, 농장 또는 가정이 공통 에너지 공급 시스템에 연결되어 있으면 바람이 많이 부는 날에는 초과 에너지를 전력망에 판매할 수 있습니다(우리 나라와 관련 없음). 그리고 바람이 약하고 풍차의 전기가 충분하지 않으면 일반 전력망에서 전기를 구입해야합니다.

풍력 터빈 비용

소형 풍차의 비용은 2000kW당 $8000-$1입니다. 그러나 이것은 인버터, 배터리, 충전기, ATS 등 모든 풍력 발전 단지 구성 요소 비용의 12-48%에 불과합니다.

그러나 풍력 터빈의 가장 큰 장점은 일단 구입하면 예정된 유지 관리를 제외하고는 다른 비용을 거의 지불할 필요가 없다는 것입니다.

풍력 터빈의 성능은 일반적으로 제조업체에서 출력 대 풍속의 그래프로 설명합니다.

가정용 소형 풍력 발전기. 전력 출력 대 풍속 그래프

풍력 터빈을 선택하고 비교할 때의 문제 중 하나는 출력 전력을 측정하기 위한 단일 표준이 없다는 것입니다.
제조업체는 출력 전력을 표시하기 위해 어떤 풍속을 선택합니다. 예를 들어 "Wind-o-matic"과 "Mighty-wind"는 모두 1000와트의 전력을 주장합니다. 그러나 "Wind-o-matic"은 5m/s의 전력이고 "Mighty-wind"는 10m/s의 전력입니다. 풍력 에너지는 풍속의 세제곱에 비례하기 때문에 1m/s에서 10kW를 생산하는 풍차는 1m/s에서 최대 출력의 8/5만 제공합니다. 저것. 5m / s의 풍속으로 "Wind-o-matic"은 정직한 1000kW를 생산하는 반면 "Mighty-wind"는 125와트에 불과합니다!

풍력발전기의 면적과 블레이드 크기를 비교하는 것이 더 정확합니다. 면적이 클수록 풍차가 생성할 수 있는 에너지가 더 많습니다. 태양 전지판 면적을 두 배로 늘리면 전력이 두 배가됩니다. 또한 풍력 발전기에서 블레이드 면적이 증가함에 따라 출력이 증가합니다.

풍차 날개의 면적을 모르면 로터의 직경으로 비교할 수 있습니다. 로터 직경이 약간 증가하면 풍력 터빈의 전기 출력이 크게 증가합니다(그림 참조). 그림에 표시된 값은 참고용이며 의존해서는 안 됩니다. 풍력 터빈의 발전 전력은 다른 많은 요인에 따라 달라집니다.

가정용 소형 풍력 발전기. 10m/s 바람에서 이론적인 출력

풍력 터빈 크기 선택

풍차의 적절한 크기를 결정하려면 먼저 한 달에 얼마나 많은 전기를 소비하는지 확인하십시오. 그런 다음 결과 값에 12개월을 곱합니다.

풍차에서 생성되는 대략적인 전기량은 다음 공식으로 얻을 수 있습니다.
AEO = 1.64 * D*D * V*V*V
여기서 : AEO - 연간 전기 (kWh / 년), D - 로터 직경 (미터), V - 평균 연간 풍속 (m / s).

저것. 가정이나 농장에 필요한 전력을 생산하는 풍력 발전기의 최적 크기를 선택할 수 있습니다. 그리고 구매금액을 절약할 수 있습니다.

이웃과의 관계

많은 사람들은 풍경, 전망, 역사적 장소, 침묵, 이웃 등과 같은 주변 사물에 대해 세심한 태도를 요구합니다. 풍력 발전 단지를 설치할 계획에 대해 이웃과 반드시 이야기하십시오. 또한 사람들은 새롭고 알려지지 않은 것에 대한 두려움이 있다는 것을 이해해야 합니다.

많은 사람들은 풍차가 새를 해친다고 생각합니다. 그러나 사실 미닫이문은 작은 풍차보다 새에게 더 위험합니다. 또한 풍력 터빈은 라디오 및 텔레비전 방송에 미미한 영향을 미칩니다. 모든 현대 풍차의 블레이드는 유리 섬유 또는 나무로 만들어집니다. 이러한 물질은 전자파에 투명합니다.

Шум

이웃 사람들은 풍력 터빈의 소음을 받아들이지 않습니다. 풍력 발전소를 설치하기 전에 이웃 사람들에게 풍력 발전소가 생성할 수 있는 소음을 인지하도록 하십시오.

공기 역학적 소음 - 블레이드에서 생성되는 공기 흐름으로 인해 발생합니다. 로터의 회전 속도에 따라 소음이 증가합니다. 때때로 난기류로 인해 일부 유형의 블레이드에서 휘파람 소리가 날 수 있습니다.
기계적 소음 - 풍차의 다른 구성 요소(발전기, 기어박스 등)에서 발생할 수 있습니다.

풍력 발전소는 얼마나 많은 소음을 낼 수 있습니까?

일반적인 풍력 발전 단지에서 250미터 떨어진 곳에서 음압 수준은 약 45dB입니다. 작은 풍차는 에어컨보다 소음이 크지 않습니다.

작은 풍차의 날개는 평균 175-500rpm, 최대 1150rpm으로 회전합니다. 대형 풍차는 50-15rpm의 일정한 속도로 회전합니다.

가정용 소형 풍력 터빈

Обслуживание

풍력 발전 단지는 정기적인 검사, 마찰 부품의 윤활 등 지속적인 유지 관리가 필요합니다. 볼트 연결부와 전기 접점을 매년 점검하고 필요한 경우 다시 조입니다. 또한 풍차에 부식과 마스트 버팀대가 있는지 확인하십시오.

블레이드가 나무로 만들어진 경우 보호를 위해 페인트를 바르십시오. 날의 가장자리에 강한 테이프를 부착하여 연마성 먼지와 날아다니는 곤충으로부터 보호하십시오. 페인트가 갈라지고 필름이 벗겨지면 보호되지 않은 나무는 빨리 사용할 수 없게됩니다. 블레이드의 목재에 수분이 침투하면 로터가 균형을 잃을 수 있습니다. 매년 풍차 블레이드를 점검하십시오.

10년 사용 후에는 블레이드와 베어링을 교체해야 합니다. 적절한 설치와 운영으로 풍력 발전 단지는 30년 이상 지속될 수 있습니다. 적절한 유지 관리는 풍차의 소음 수준도 최소화합니다.

Безопасность

모든 풍력 발전기는 작동할 수 없는 최대 풍속을 가지고 있습니다. 풍속이 이 값을 초과하면 풍력 발전기는 임계값을 초과하지 않도록 제동 장치를 작동해야 합니다.

추운 지역에서 풍차를 사용할 경우 결빙 문제에 주의하고 배터리 팩을 격리된 장소에 두십시오.

건물 옥상에 풍차를 설치하는 것은 권장하지 않습니다. 그러나 저전력(최대 1kW)인 경우에는 예외가 될 수 있습니다. 사실은 풍력 터빈이 설치된 표면으로 전달될 수 있는 진동을 생성할 수 있다는 것입니다.

저자: Koltykov A.V.; 간행물: cxem.net

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분노는 사람의 행동에서 쉽게 볼 수 있습니다. Jeffrey Jenkins 교수는 이제 컴퓨터 마우스를 움직이는 것만으로 당신이 얼마나 화가 났는지 알 수 있습니다.

그의 그룹이 수행한 연구에 따르면 분노(또는 다른 부정적인 감정 - 좌절, 흥분, 슬픔)를 경험하는 사람들은 마우스를 덜 정확하게 움직이기 시작하고 커서의 속도를 변경합니다. 현대 기술 덕분에 교수는 충분한 정보를 수집하고 사이트를 움직이는 커서의 속도로 사람의 감정 상태를 추측할 수 있는 알고리즘을 개발했습니다.

Jenkins는 "이 기술을 사용하면 사이트가 더 스마트해집니다. 사이트는 정보를 제공할 뿐만 아니라 문자 그대로 사용자를 느낄 것입니다. 사용자가 제공하는 정보뿐만 아니라 사용자가 경험하는 감정도 이해합니다."라고 말합니다.

그의 연구에 따르면 사용자가 화를 내거나 흥분하면 직선과 부드러운 호의 커서 경로가 끊어지고 돌발적입니다. 더욱이 화나거나 화가 난 사람은 침착한 사람보다 마우스를 훨씬 느리게 움직입니다. Jenkins는 이 새로운 기술이 웹 디자이너가 사용자에게 부정적인 감정을 유발하는 사이트의 버그와 문제를 신속하게 수정하는 데 도움이 될 것이라고 믿습니다.

교수는 "사용자가 화를 내고 다시 돌아오지 않고 사이트를 떠나는 시점을 정확히 파악하는 것은 일반적으로 꽤 어렵다"며 "이제 반발을 느끼고 스트레스를 줄이기 위해 사이트를 재구성할 뿐만 아니라 필요할 때 도움을 제공할 수 있다"고 말했다. " .

지금까지 시스템은 마우스로만 작동하도록 설계되었지만 Jenkins는 이미 스마트 폰에서 사용할 수 있도록 수정할 계획입니다.

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