Шамал энергиясын трансформациялоо - арзан электр энергиясын алуунун бир жолу. Шамал турбиналарынын көптөгөн конструкциялары бар. Алардын айрымдары максималдуу натыйжалуулук үчүн иштелип чыккан, башкалары жөнөкөй колдонууда. Экинчи топко 100 жылдай мурун түзүлгөн Savonius ротору кирет, ал азыркыга чейин ар кандай техникалык маселелерди чечүү үчүн ийгиликтүү колдонулат.
Жаратуу тарыхы
Сигурд Иоганнес Савониус (1884 - 1931) - финляндиялык ойлоп табуучу, шамал энергиясын изилдөөгө байланыштуу физикадагы эмгеги үчүн атак-даңкка ээ болгон. Өмүрүндө ал бир нече патенттерге ээ болгон, алар шамал турбиналарды түзүү үчүн гана эмес, кеме курууда, ошондой эле заманбап темир жол вагондору менен автобустардын желдетүү системаларында колдонулат.
Германиядан келген дагы бир ойлоп табуучу - Антон Флеттнер (1888 - 1861) өткөн кылымдын башында классикалык парустун альтернативасын ойлоп таап, Флеттнер ротору деп аталганды жараткан. Ойлоп чыгаруунун маңызытөмөндөтүлгөн: шамал соккон айлануучу цилиндр аба агымынын күчүнөн 50 эсе ашкан горизонталдык багытта багытталган күчтү алган. Бул ачылыштын урматында шамалдын күчү менен кыймылдаган бир нече кеме курулган. Кадимки желкендүү кайыктардан айырмаланып, бул кемелер энергиядан толугу менен көз карандысыз болгон эмес. Роторду айлантуу үчүн моторлор керек болчу.
Флеттнердин парусуна ой жүгүртүп, Савониус шамалдын энергиясын аны айлантуу үчүн да колдонсо болот деген жыйынтыкка келген. 1926-жылы ал ичиндеги бычактары карама-каршы багытталган ачык цилиндрдин дизайнын иштеп чыгып, патенттеген.
Бир аз физика
Биринчи, бир аз теория. Велосипед тээп жүргөндө аба кыймылга олуттуу каршылык жаратаарын баары байкашкан. Жана ылдамдык канчалык жогору болсо, бул маани ошончолук жогору. Каршылыкка таасир этүүчү экинчи фактор - бул аба агымы таасир эткен дененин кесилиши. Бирок үчүнчү чоңдук бар, ал дененин геометриясына тиешелүү. Унаанын кузовунун дизайнерлери аэродинамикага келгенде дал ушул нерсени азайтууга аракет кылып жатышат.
Мисалы, кесилишинин аянты бирдей, бирок формасы ар башка: ойгон, түз жана томпок үч плитанын сүйрөө коэффициенти такыр башкача болот деп айта алабыз. Томпок форма үчүн ал 0,34, түз үчүн - 1,1, ойгону үчүн - 1,33 болот. Бул Савониус роторунун бычактары үчүн ойгон форма алынган. Бул эң эффективдүү хост катары таанылганшамал энергиясы.
Savonius роторунун иштөө принциби
Флеттнердин парусунан айырмаланып, Савониус бычактарды жана алардын ортосундагы мейкиндикти алуу үчүн цилиндрди экиге бөлүп, бири-бирине салыштырмалуу жылдырууну сунуш кылган. Савониустун идеясынын маңызы бир бычакка тийген аба агымы андан кийин жөн эле капталга кетип калбастан, октук боштуктан өтүп, экинчи бычакка багытталып, шамалдын таасирин бир топ жогорулаткан.
Бул иштөө принциби Savonius роторуна жеңил шамалда да иштөөгө мүмкүндүк берет.
Профилдин бир нече варианттары бар:
- Бычактар огуна алардын ортосунда аба боштугу калбагандай кылып бекитилет. Бул Savonius роторунун көптөгөн сүрөттөмөлөрүнүн эң жөнөкөй версиясы.
- Бир бычактын негизи экинчисинин түбүнө киргизилген. Октун сызыгында олуттуу боштук калууда. Бул параметр ротордун бир жарымынан экинчисине өтүүгө мүмкүндүк берет. Натыйжалуу профиль.
- Экинчи варианттагыдай эле, бычактардын аянты гана ички бетине түз табак кошуу менен көбөйтүлөт.
Колдонуу чөйрөсү
Өткөн кылымдын 60-жылдарында Savonius роторлору темир жол вентиляция системаларында колдонулган. Алар вагондордун чатырларына орнотулган. Кыймыл учурунда ротор кыймылдап, көчөдөн бөлмөгө абаны айдай баштады. Окшош системалар автобустарга да орнотулган.
Бүгүнкү күндө ротордун негизги колдонулушувертикалдуу огу шамал турбиналары. Эки факторду бириктирген бир нече окшош конструкциялар бар:
- вертикалдык айлануу огу;
- шамалдын агымынын багытына жөнөкөй эмес.
Виктик шамал турбиналарынан тышкары горизонталдуу огу бар түзүлүштөр бар. Алар ошол эле шамал күчү менен чоң кайтарым менен айырмаланат. Структурасы боюнча алар горизонталдуу огунда жайгашкан жана шамалга тегиздөө үчүн багыттоочу куйругу бар учак винттеринин канаттарына окшош.
Savonius шамал турбинасынын артыкчылыктары
Шамал турбиналарынын вертикалдык октук роторлору горизонталдык октук роторлорго караганда эффективдүүлүгүн жоготконуна карабастан, алар дагы эле бир катар талашсыз артыкчылыктарга ээ:
- Кандай климаттык зонада болбосун. Туурасынан кеткен аянты кичинекей болгондуктан, алар бороон-чапкындан коркпойт.
- Аларды ишке киргизүү үчүн кошумча түзмөктөрдү талап кылбаңыз. Чачтардын ойгон формасына байланыштуу, учуруу шамалдын минималдуу маанисинде ишке ашат - 0,3 м / с. Генератор 5 м/сек аба агымынын ылдамдыгы менен оптималдуу маанилерге жетет.
- Төмөн ызы-чуунун деңгээли 20 дБ чейин болгондуктан, шамал тегирменди турак жайга жакын жерге орнотууга болот, бул аз кубаттуулукта электр энергиясын өндүрүү жана зымдардагы токту жоготуу үчүн маанилүү.
- Шамалдын конкреттүү багытын талап кылбаңыз. Алар аба агымы каалаган бурчта иштей баштайт.
- Жөнөкөй дизайн тейлөө чыгымдарын азайтат.
- Структураны бүтүндөй кабылдаган канаттуулар үчүн кооптуу эмес жана бычак аркылуу учууга аракет кылбайт.
Виктик шамал турбиналарынын кемчиликтери салыштырмалуу төмөн эффективдүүлүктү, курулуш материалдарынын кымбаттыгын, талап кылынган кубаттуулукка жетүү үчүн чоң өлчөмдөрдү камтыйт.
Өз колуңуз менен шамал турбинасын кантип жасоо керек
Элди толугу менен электр энергиясы менен камсыз кыла турган аппарат жасоо күмөндүү көрүнөт. Бирок аз кубаттуулуктагы аппараттардын (сугат насосу, үйдүн алдына көчө жарыктандыруусу, автоматтык дарбазаларды ачуу) бекер электр энергиясын өндүрүү үчүн чакан жел тегирмен жасоо ар бир устанын колунда. Бул үчүн сизге керек болот:
- 3 алюминий барактар капталынын узундугу 33 см, калыңдыгы болжол менен 1 мм;
- дренаждык түтүк диаметри 15 см жана узундугу 60 см;
- 4 см суу түтүгү;
- электр генератору (унааны колдонсо болот);
- арматуралар (болот бурчтар, өзүн өзү тебелөөчү бурамалар, гайкалар, болттар).
Тамак бышыруу нускамалары
Жөнөкөй Savonius роторун жасоо үчүн сизге керек:
- Алюминий барактарынан диаметри 33 см болгон 3 дискти кесип салыңыз.
- Бычактар үчүн 2 бланк жасоо үчүн огу боюнча диаметри 15 см болгон суу түтүгүн кесип алыңыз. Андан кийин ар бир бөлүгүн ортосунан кесип. Ошентип, сиз 30 см узундуктагы 4 окшош бычак аласыз.
- Дисктердин ортосуна 4 см суу түтүгүн киргизе турган тешик тешип коюңуз.
- Үч дискти тең түтүк менен жана алардын ортосуна туташтырыңызбычактарды киргизүү. Эки дисктин ортосунда эки. Бычактар алардын огунун ортосундагы бурч 90 градус болушу үчүн багытталган болушу керек. Бул бир аз шамал болсо да генераторду айлантууга мүмкүндүк берет.
- Бурчтарды жана өзүн-өзү таптап туруучу бураларды алюминий жээктерине бекитүү үчүн колдонуңуз.
- Генератордун валын түтүктүн ылдыйкы бөлүгүнө, огуна басыңыз.
Шамал генератору даяр. Бул аба агымы үчүн жетиштүү ачык орнотуу сайтын тандоо үчүн гана калат. Эгерде шамал жетишсиз болсо, анда сиз бийик мачта жасап, анын үстүнө генераторду койсоңуз болот.
Алдын ала даярдалган тик шамал турбиналары
Альтернативдик энергиянын өнүгүшү менен автономдуу энергия менен камсыздоо продукцияларына суроо-талап өсүүдө. Учурда рынокто Россияда жасалган шамал турбиналары бар, алардын баасы 60 миң рублдан башталат.
Бул агрегаттарды 250 Вттан 250 кВтка чейин электр энергиясына болгон муктаждыкты канааттандыруу үчүн жеке сектордо колдонсо болот.
