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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Como escolher um gerador eólico. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de energia alternativa Os geradores eólicos são um tipo de equipamento de energia que está ganhando popularidade. O objetivo do gerador eólico é converter a energia cinética do fluxo de ar, chamada vento, em energia elétrica. Além dos aerogeradores, também são bastante comuns os aerogeradores, que servem para acionar diretamente bombas, as chamadas bombas eólicas. A energia gerada por uma turbina eólica pode ser calculada usando a seguinte fórmula: Р = 0,5*rho*S*Ср*V3*Ng*Nb onde P - potência, W; rho - densidade do ar (aproximadamente 1,225 kg / m0,5); S é a área de lançamento do rotor; V - velocidade do vento, m/s; Cp - coeficiente aerodinâmico (teoricamente XNUMX); Ng - eficiência do gerador; Nb - eficiência da caixa de engrenagens (se houver). Todos os componentes desta fórmula para uma determinada turbina eólica, exceto a velocidade do vento, são constantes (a densidade do ar, é claro, depende da temperatura, mas suas mudanças podem ser desprezadas como pequenas). Portanto, podemos dizer que a potência gerada pelo aerogerador é proporcional ao cubo da velocidade do vento. Isso significa que a potência do aerogerador em ventos fracos (mesmo que gire) é muito pequena. Mas à medida que o vento aumenta, há um aumento acentuado na potência. E como o vento na prática sopra com velocidade e direção constantes apenas em um túnel de vento, fica claro que a potência gerada por um gerador eólico é um valor que muda constantemente ao longo do tempo. Portanto, qualquer sistema de energia usando um gerador eólico como fonte de energia deve ter um elo estabilizador. Em pequenos sistemas autônomos, a bateria geralmente desempenha o papel de tal link. Se a potência do gerador eólico for maior que a potência da carga, a bateria é carregada. Se a potência de carga for maior, a bateria está descarregada. Isso implica a seguinte característica importante da turbina eólica como fonte de energia: se a maioria das outras fontes for selecionada pela potência de carga de pico, as turbinas eólicas devem ser selecionadas com base na quantidade de consumo de eletricidade por mês (ou por ano, como você preferir). Vamos ilustrar isso com um exemplo. À beira-mar, onde a velocidade média do vento se aproxima dos 6 m/s, existe uma casa onde uma família de três pessoas vem passar o fim de semana. O equipamento elétrico também é ligado apenas nos finais de semana. O consumo chega a 15 kWh por dia, enquanto a carga de pico é de até 3 kW. Portanto, o consumo mensal de energia é de 120 kWh. Com uma velocidade média anual do vento de 6 m/s, um pequeno gerador eólico de 120 W pode fornecer 700 kWh por mês. Além disso, uma bateria de grande capacidade é necessária para armazenar a energia por 5 dias, e um inversor de 3 kW (que converte a tensão CC da bateria em tensão CA padrão) é necessário para lidar com cargas de pico. Outro exemplo. Numa zona com uma velocidade média do vento de 5 m/s, foi construída uma instalação de telecomunicações que consome constantemente uma média de 2 kW de eletricidade, enquanto a carga de pico não ultrapassa os mesmos 3 kW. Nesse caso, multiplicamos 2 kW pelo número de horas por mês (720) e obtemos 1440 kWh - o valor do consumo do objeto por mês. Para garantir a produção de 1420 kWh a esta velocidade do vento, é necessário um gerador eólico com capacidade de 10 kW. Ao mesmo tempo, funcionará através do mesmo inversor de 3 kW. Como você pode ver, em cada um dos casos acima, a potência do gerador eólico difere várias vezes da potência de pico da carga. A potência de pico de carga determina a potência do inversor. O próprio gerador eólico determina apenas a quantidade de produção em um determinado período de tempo a uma determinada velocidade média mensal do vento. Além da velocidade média do vento, existe uma entrada mais detalhada para estimar os recursos eólicos, chamados parâmetros de Weibull, que refletem a distribuição da duração do vento de uma determinada força para um determinado local, são usados no projeto de parques eólicos com capacidade de dezenas de MW. Para projetos de energia de pequena escala, gastar dinheiro em tal pesquisa não faz sentido econômico, porque é possível estimar aproximadamente a saída esperada da velocidade média do vento no local de instalação da turbina eólica. Dos exemplos anteriores, também podemos concluir sobre a natureza da carga, para a qual é mais aconselhável usar um gerador eólico para alimentá-la. Esta é uma carga irregular, na qual a carga de pico excede a carga média em 10 ou mais vezes. O caso de uso mais comum para uma turbina eólica relativamente pequena é a carga doméstica. Por exemplo, para uma família em um apartamento na cidade, a carga média é de 0,5 kW (360 kWh por mês de acordo com o medidor). Carga de pico - 5 kW quando o fogão elétrico, a máquina de lavar, o micro-ondas e outros aparelhos menos potentes estão ligados. Um gerador eólico de 5 kW pode suprir essas necessidades mesmo em um local com pouco vento. Uma carga uniforme, por exemplo, aquecimento, quando mesmo um aquecedor de 1 kW funciona 720 horas por dia, requer 5 kWh por mês, que um gerador eólico de XNUMX kW pode fornecer apenas em áreas com bons recursos eólicos (por exemplo, na costa, na estepe, etc.). Com base nos materiais de NPO "Eletrosfera"
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