3.4 Выбор электрического оборудования.
Самым простым и приемлемым вариантом оснащения ветроустановки электрическим оборудованием является использование электрического оборудования заводского изготовления.
Поэтому в разрабатываемой конструкции ветроустановки в качестве постоянного источника электрической энергии выбрана автомобильная аккумуляторная батарея (АБ) на 12 В, 45 А · ч.
Для заряда АБ
выбран автомобильный генератор, который
должен выдавать зарядный ток в пределах
0,5
4
А. Величина зарядного тока регулируется
автомобильным реле-регулятором напряжения
и тока РР-24, применяемым в легковых
автомобилях.
Электрическая часть ветроустановки роторного типа показана на рисунке 4.
Таким образом, электрическая часть состоит из генератора постоянного тока, реле-регулятора и аккумуляторной батареи.
Для защиты аккумуляторной батареи от ее разряда на генератор применяется реле обратного тока. Реле отключает аккумуляторную батарею, как только упадет напряжение генератора при снижении его оборотов. Причина - прекращение ветра или скольжение ремня и т.д. Если не отключить в этот момент батарею, то электрический ток пойдет от нее в обмотку генератора и последний начнет вращаться как электродвигатель, в результате чего аккумуляторная батарея быстро разрядится.
Рисунок 4
При больших оборотах генератора его напряжение может превышать допустимое (14,8 В). Чтобы это не происходило, в реле-регуляторе имеется реле напряжения, с помощью которого в цепь обмотки возбуждения генератора подключается дополнительное сопротивление, при этом ток возбуждения уменьшается и снижается напряжение, вырабатываемое генератором.
3.5 Описание и принцип работы модели ветроустановки.
Основой для разработки ветроустановки послужила ВЭУ с флюгерной ориентацией [9]. Известные ветроустановки работают при низких скоростях ветра, и недостатком таких ветроустановок является ограниченный диапазон скоростей ветровых потоков для их работы.
Наша ветроустановка работает следующим образом:
Обтекатель (1) (концентратор) ветра ориентируется на ветер при помощи флюгера (5). Когда скорость ветра не превышает допустимого значения, ось вращения ветроколеса расположена параллельно набегающему потоку (рис.5). Набегающий поток ветра конусом (1) направляется на ветроколесо, что позволяет увеличить мощность потока ветра, поступающего на лопасти. Передаточный механизм (3) передает вращательные движения ветродвигателя к генератору (4). Генератор (4) преобразует энергию ветра в электрическую. В таком положении момент силы, создаваемый флюгером Lф*Fф, больше момента сил создаваемых ветродвигателем (рис.6, фотография 1).
Когда скорость ветра превышает установленное значение, под его действием отклоняется пластина (7) через штанги (6) действует на горизонтальную часть ветроустановки и ветродвигатель поднимается и уменьшает угол между ветродвигателем и набегающим ветровым потоком (становиться меньше 90°) и при больших скоростях ветра этот угол равен 90°. Скорость вращения лопастей ветродвигателя не увеличивается.
Дальнейшее изменение угла наклона будет зависеть от скорости ветра, с ее увеличением увеличивается и угол наклона лопастей, а с ее уменьшением наклоняемая часть ветроустановки возвращается в исходное положение (рис. 7).
Заключение
Итак, нами проведена, на наш взгляд, большая и полезная работу на тему: «Ветроэнергетическая установка с регулируемым потоком ветра, поступающего на лопасти».
Республика Казахстан находится на этапе устойчивого социально-экономического развития. Однако высокая энергоемкость экономики приводит к нерациональному использованию топливно-энергетических ресурсов, снижает конкурентоспособность экономики и приводит к существенному загрязнению окружающей среды. На сегодняшний день все существующие ветроустановки не могут вырабатывать энергию при больших скоростях ветра. Разработанная нами конструкция ВЭУ будет работать при любых погодных условиях. Нами создана конструкция ветроустановки с механизмом регулирования направления потока ветра, поступающего на лопасти ветродвигателя. Широкое внедрение ветроэнергетических установок приводит к:
к снижению загрязнения атмосферы;
к сохранению рельефа земли;
к снижению энергоемкости, сохранению природных ископаемых;
наряду с выигрышем в применении экологически чистых энергоресурсов, мы сумеем решить глобальную экономическую проблему, связанную с длительной зависимостью от экспорта нефти;
страна, которая лидирует в области экологически чистых ресурсов и технологий, будет лидировать в мировой экономике в XXI веке.
предлагаемая ветроустановка, с регулируемым ветровым потоком, будет работать в широком диапазоне скоростей ветра.
Ветроэлектрическую установку целесообразно использовать в
качестве автономного источника питания для электроснабжения
бытовых потребителей, например, на отгонных пастбищах, на полевых станах, отдаленных жилых домах, для освещения улиц и т.д. Методику определения размеров элементов конструкции ветроустановки можно использовать для разработки более мощных ветроэлектрических установок.
Предлагаемую модель ветроэнергетической установки можно использовать для освещения бытовых помещений и зарядных устройств.
Приложение