Gerador Eólico Vertical: Tipos De Turbinas Eólicas Com Eixo Vertical De Rotação, Faça Você Mesmo De Acordo Com Desenhos, Produção Russa E Outros

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Última modificação: 2024-01-15 04:17

O vento tem uma grande força motriz que as pessoas podem usar para seus próprios fins. É uma fonte de energia limpa. Usando um gerador eólico, você pode obter energia adicional gratuita. No artigo de hoje, consideraremos os tipos verticais de turbinas eólicas, suas características e tipos.

Dispositivo e princípio de operação

Um gerador eólico é a maneira mais fácil de obter energia alternativa para as necessidades de uma casa. Este dispositivo é projetado para converter a força do vento em um recurso elétrico. Dispositivos adicionais para determinar a direção do vento não são necessários . O dispositivo descrito é capaz de trabalhar em baixa altura, o que permite sua manutenção sem a utilização de equipamentos para trabalhos em alta altitude.

A simplicidade do design e o conjunto mínimo de peças móveis tornam este dispositivo confiável e durável . A forma correta das pás e a estrutura original do rotor permitem obter um alto nível de eficiência do gerador, independente da direção do vento. Durante o funcionamento deste gerador, qualquer ruído está completamente ausente, por isso não incomodará o usuário e seus vizinhos.

Não há emissões para a atmosfera, a unidade pode operar por muitos anos sem manutenção.

O princípio de operação do gerador descrito é a levitação magnética . Durante a rotação do rotor, surgem forças impulsivas e de elevação e forças de atrito, que freiam o rotor. A aparência da peça giratória é um cilindro fixado ao quadro. O formato correto das pás permite a rotação sempre em uma direção, independente da direção do vento. Independentemente do modelo e tipo de gerador, ele funcionará apenas se a pressão do fluxo de vento de um lado for maior do que do outro.

Se essas condições forem satisfeitas, teremos uma rotação constante do eixo motriz do gerador e a geração de eletricidade. Como o vento tem efeito em ambos os lados do mecanismo de rotação, isso significa que será necessário mais esforço para iniciar uma estrutura vertical do que horizontal. mas se peças sobressalentes de alta qualidade forem usadas no design, a autopromoção é possível.

Com um vento mínimo, não é possível obter alta potência, mas se a força de atrito for reduzida de todas as maneiras possíveis, isso permite que você atinja a velocidade necessária mesmo com uma velocidade do vento de 3-5 m / s.

Vantagens

Tal como acontece com outros dispositivos deste tipo, os geradores eólicos têm suas vantagens:

• não depende da direção do vento;
• o uso desses dispositivos é possível com vento fraco;
• o ruído de instalação é aproximadamente igual a 30 dB.;
• um produto interessante e incomum em seu site certamente irá interessar a todos os visitantes e vizinhos.

Mas, como qualquer dispositivo, as "turbinas eólicas" têm uma desvantagem - é a impossibilidade de usar totalmente a força do vento devido à baixa velocidade de rotação do rotor.

O que eles são?

Entre os geradores verticais do tipo carrossel, que são usados para necessidades domésticas, podem ser distinguidos vários modelos e tipos. Eles são muito fáceis de manter e não tão complexos em termos de construção. As peças principais que precisam de manutenção estão na parte inferior e são facilmente acessíveis. Considere os tipos mais famosos e comuns de turbinas eólicas com eixo vertical de rotação.

Rotor Savounis . É composto por 2 cilindros, nos quais a velocidade de rotação e a velocidade do vento são independentes uma da outra. Mesmo com rajadas de vento fortes, a unidade continua a girar na velocidade inicialmente definida. Nessa condição, podemos dizer que a ausência de relação entre a velocidade do vento e a velocidade de rotação do gerador é uma vantagem, porém, neste caso, a força aérea é utilizada apenas por 1/3. A geometria das lâminas permite que trabalhem apenas ¼ de volta.

Rotor Daria . O projeto pode ter 2 ou 3 lâminas. A montagem e instalação são muito simples. É acionado por meio de uma partida manual. A instalação descrita não possui alta potência.

Rotor helicoidal . A rotação deste gerador é uniforme e suave. O projeto remove a carga excessiva dos rolamentos, o que aumenta significativamente a vida útil do dispositivo. A instalação deste tipo de instalação é muito demorada e trabalhosa. O projeto complexo influenciou no aumento do custo final desse produto.

Rotor multi-pás . Este design com lâminas de diferentes formas e direções permite que o dispositivo funcione mesmo com ventos muito fracos. Este gerador é considerado um poderoso conversor de energia e possui alto nível de eficiência. A energia máxima é extraída da força do vento. Este projeto, além de caro, possui alto nível de ruído.

Rotor ortogonal . Tal instalação começa a operar a uma velocidade do vento de 0,7 m / s. O design consiste em 1 eixo e lâminas. O nível de ruído é mínimo. Além de todas as características técnicas, vale destacar sua aparência interessante e incomum. A vida útil de tal dispositivo é de vários anos.

Deve-se notar que lâminas pesadas e estruturas em geral dificultam a montagem do dispositivo em grandes alturas . Além dos geradores eólicos verticais, também existem modelos horizontais. Diferentes versões desses dispositivos possuem a partir de 1 lâmina, seu desempenho é superior ao dos verticais. Mas eles têm um apego muito forte à direção do vento.

Revisão de modelos populares

Antes de considerar os modelos populares de turbinas eólicas, você precisa entender seus parâmetros e critérios de seleção para os produtos descritos. Os principais critérios de seleção são:

• potência máxima do produto;
• a quantidade de energia produzida por 1 mês;
• a velocidade mínima do ar na qual o gerador pode operar;
• termos de uso;
• a presença de dispositivos que protegem a instalação de sobrecargas;
• vida;
• preço do produto.

Hoje, os geradores eólicos são produzidos por muitos países, incluindo a Rússia. Eles são produzidos por várias organizações:

• OOO SKB Iskra;
• CJSC "Empresa de Energia Eólica";
• LMV "Vetroenergetika";
• JSC "Unidade-drive".

As unidades de fabricação russa não são tão conhecidas e procuradas em outros países como os modelos giratórios de produção alemã, dinamarquesa, chinesa e belga. As principais empresas de geração eólica do mundo estão gastando enormes quantias de dinheiro no desenvolvimento de novos tipos de pás, geradores e cálculos precisos para relações de transmissão. Os produtos dessas empresas têm uma grande seleção de capacidades de 1 a 10 kW e equipamentos adicionais que podem ser adquiridos separadamente (conjuntos com hub, inversor, baterias). Além da potência, existem diferenças de preço e peças de componentes. As empresas russas produzem geradores eólicos com diferentes tipos de rotores e potência máxima do dispositivo. Os seguintes modelos da nova geração são considerados os produtos mais vendidos.

VUE-1.5 . Esta é uma unidade compacta que pode ser transportada em qualquer tipo de transporte. Na instalação e operação, é simples e direto. Este pequeno gerador é virtualmente silencioso. Tem uma potência nominal de 1,5 kW. Tensão de saída 48 V. A velocidade do vento para operação normal deve estar na faixa de 2,5-25 m / s.

VUE-3 (6) . Tal dispositivo destina-se ao abastecimento autônomo de um pequeno consumidor (casa particular). A potência nominal da instalação descrita é de 3 kW, mas com a instalação de equipamentos adicionais (inversor e baterias), a potência pode ser aumentada para 6 kW. Tensão de saída 48 V. Velocidade do vento necessária para operação - de 4 a 30 m / s.

VUE-30 . A instalação está focada em alimentar uma casa grande ou várias casas. Sua potência nominal é de 30 kW. A tensão de saída tem uma faixa de 90-400 V. A velocidade do vento para a instalação deve ser de 4-60 m / s.

Como fazer isso sozinho?

Um gerador eólico não é uma estrutura muito complexa que quase qualquer pessoa possa montar, desde que tenha as habilidades iniciais para trabalhar com uma ferramenta manual e tenha conhecimento em engenharia elétrica. Considere o processo de montagem do gerador eólico mais simples para usuários que estão começando a dominar fontes alternativas de energia.

Ferramentas e materiais

Para não se enganar no tamanho e montar tudo corretamente, você pode usar qualquer desenho pronto da Internet ou pode fazer o seu próprio e conferir na prática. Para fabricar uma estrutura confiável e de alta qualidade, você precisará de:

• chapa para fabricação de lâminas com espessura de 0,8-0,9 mm, não deve ser muito fina e fraca para que não seja dobrada ou quebrada por uma forte rajada de vento, mas um material muito grosso também é indesejável, visto que o excesso de peso da estrutura levará a um rápido desgaste dos rolamentos;
• placa de aço de 40 mm ou outro diâmetro;
• tubo de aço 25 mm;
• semieixo de qualquer carro com um rolamento;
• canto de aço;
• 2 polias de diferentes tamanhos;
• gerador de carro.

Esquema de fabricação

O diagrama de montagem de um gerador eólico caseiro é simples, você sempre pode adicionar suas próprias soluções de design a ele. 4 lâminas precisam ser feitas de folha de metal, cujo tamanho será de 1000 por 800 mm . Uma tira de aço é usada para prender as lâminas. Como resultado, o design deve se parecer com o formato de um tambor. As lâminas devem apontar do centro para fora. Essa direção permitirá que você tenha uma vela maior para capturar o fluxo de ar e, quando a lâmina girar, seu formato aerodinâmico terá resistência mínima do ar.

Um batente vertical é feito de um tubo de aço, que é preso ao semieixo em um lado, e as lâminas resultantes são instaladas no lado oposto.

O próprio semi-eixo é fixado a mancais sobre mancais, que são feitos de qualquer forma e com os materiais disponíveis. Depois de montada a estrutura, é hora de colocar o gerador nela.

Para maior produtividade, precisamos de polias de raios diferentes . O que é maior é preso ao mastro, e o menor é preso ao próprio gerador. Se o gerador tiver sua própria polia, você poderá usá-la. Depois disso, o gerador está pronto para gerar corrente, mas precisa ser enviado para o local que precisamos. Para fazer isso, conectamos fios aos contatos. É desejável que eles sejam de cobre e tenham uma seção transversal de pelo menos 1,5 sq. milímetros.

Serviço

Como qualquer técnica, os geradores eólicos precisam de manutenção regular. Para uma operação de alta qualidade e sem problemas, é necessário lubrificar todas as partes móveis da estrutura . Este procedimento deve ser realizado pelo menos 2 vezes ao ano. Como a estrutura possui vibração constante, é necessário apertar porcas e fixadores de arame soltos durante a manutenção. Cabos fracos e frouxos devem ser apertados e as lâminas inspecionadas quanto a rachaduras e rasgos.

Nesses produtos, é aconselhável usar rolamentos do tipo fechado para que menos umidade e poeira entre neles, e as porcas devem ter um anel de plástico autotravante. Isso não isentará o usuário da necessidade de manter o mecanismo, apenas proporcionará uma vida útil mais longa. Se forem encontrados vestígios de corrosão nas peças de metal, é necessário tomar medidas oportunas para proteger o metal. A tinta oxidada vai resolver a situação.

Essa manutenção ajudará a prolongar a vida útil da unidade e garantir o funcionamento correto da unidade sem emperramentos e voltas difíceis.

Onde instalar?

Uma das condições mais importantes para o funcionamento de um gerador eólico é a escolha do seu local de instalação. A opção ideal para o funcionamento do dispositivo descrito é uma área aberta e um ponto de instalação acima de todas as estruturas estranhas e obstáculos naturais ao vento .(casas, árvores, morros). Se esses requisitos forem negligenciados, a eficiência do seu gerador diminuirá. Se for possível colocar um gerador de eixo vertical na margem do rio, então esta é uma solução muito boa, já que os ventos da água sopram com frequência. Uma boa opção para colocar seu gerador é em uma elevação artificial ou natural. Os locais de campo também são adequados para a colocação deste acessório. Simplificando, qualquer terreno onde não haja obstáculo ao vento será adequado para ele.

É possível colocar um gerador deste tipo dentro da cidade ou em áreas densamente povoadas, mas apenas na cobertura e o mais alto possível, só assim conseguirá obter o melhor resultado . A instalação deste dispositivo no telhado de um prédio de apartamentos pode ser difícil. O consentimento por escrito de todos os inquilinos e a permissão da sociedade gestora serão necessários. Além disso, o ruído da unidade pode ser ouvido nos andares superiores, por isso, uma estrutura já instalada pode precisar ser removida. A colocação no território de uma casa privada é muito mais fácil e rápida, já que não é necessário tirar licenças e negociar.

Para que o seu gerador não interfira em ninguém, ele deve ser colocado a uma distância de 10-15 m de edifícios residenciais, para que não interfira em ninguém.