Sposób wykorzystania energii wiatru do napędu silnika wiatrowego charakteryzyje się tym, że powierzchnie czynne silnika wiatrowego ustawia się w obszarze ich ruchu zgodnego z kierunkiem wiatru pod kątem o wartości od bliskiej 0o, wzrastającym do 90o, a następnie zbliżającym się do tego kierunku, natomiast w całym obszarze ich ruchu przeciwnego do kierunku wiatru krawędziami do tego kierunku pod kątem 0o.

Silnik wiatrowy do stosowania sposobu wykorzystania energii wiatru charakteryzuje się tym, że czynne powierzchnie (5)przytwierdzone są do wirnika (2) uchylnie i po ich stronie zawietrznej znajdują się blokujące ograniczniki (6).

Elektrownie osiowe

Elektrownie trakcyjne

KONSTRUKCJA WIATRAKA

Proponowane rozwiązanie konstrukcyjne wiatraka zostało opracowane w naszym

Ośrodku. Dane projektowe wiatraka:

moc znamionowa: 4 kW (przy prędkości wiatru 10 m/s),

średnica wirnika: 5,8 m,

ilość łopat wirnika: 3,

ustawienie do wiatru: ster kierunkowy (główny),

system bezprzekładniowy: brak przekładni zwiększającej prędkość obr.,

zabezpieczenie

przed silnym wiatrem: system przeciwburzowy ze sterem bocznym.

zastosowana prądnica: PMGg 180L16 spec

(3 kVA, 180 obr/min, UN=3x170 V -» 230 V UDC,

fN=24 Hz),

1. Śmigła (wirnik)

Śmigła zaprojektowano jako wykonane z blachy aluminiowej, osadzonej na żebrach wsporczych mocowanych do rury stalowej. Żebra wsporcze są tak zaprojektowane, aby montaż śmigła był łatwy do przeprowadzenia. Kąty zaklinowania i natarcia łopat uzyskuje się poprzez oparcie żeber w czasie montażu na równym podłożu.

Należy podkreślić, iż uzyskanie właściwych kątów zaklinowania jest najważniejsze w celu uzyskania dużej mocy wiatraka.

2. Zabezpieczenie przed zbyt silnym wiatrem

Jak widać z rysunku, wiatrak ma ster główny mocowany przegubowo i ster boczny zapewniający ustawianie się koła wiatrowego bokiem do wiatru (gdy wiatr wieje zbyt mocno). Szczegóły zawarte są na poniższym rysunku

3. Prądnica i układ elektryczny

W celu wyeliminowania przekładni, która jest elementem bardzo drogim i zawodnym (cena fabryczna nowej przekładni jest wyższa od ceny prądnicy, choć przekładnia to tylko kilka kół zębatych!!!), zastosowano prądnicę typu PMGg 180L-16 spec. produkcji BOBRME Komel. Jest to wysokosprawna prądnica z magnesami trwałymi. Tylko zastosowanie prądnicy z magnesami trwałymi zapewni powodzenie budowy wiatraka. Taka prądnica jest samowzbudna - tzn. generuje napięcie od razu gdy zacznie się obracać. Prądnica nie posiada żadnych układów szczotek, komutatora itp., dlatego jest niezawodna.

Ponieważ prędkość obrotowa śmigła przy wietrze o prędkości 10 m/s wynosi ok. 150-180 obr/min, dlatego prądnica będzie dla takiego wiatru generowała napięcie trójfazowe o częstotliwości 24 Hz. Następnie napięcie będzie prostowane na napięcie stałe. Dla wiatru 10 m/s za prostownikiem uzyska się napięcie 230 V ±10%. Napięcie wyprostowane może być z powodzeniem zużywane do celów grzewczych (grzałki, nagrzewnice, bojlery itp.), lub do oświetlenia (lampy żarowe - czyli żarówki).

Ponieważ moc niesiona przez wiatr zmienia się wraz z jego prędkością, dlatego zaprojektowano układ 3 grzałek, które będą odpowiednio przełączane wraz ze zmianą prędkości wiatru. Jedna grzałka jest załączona na stałe, dwie pozostałe załączają się kolejno gdy wiatr się wzmaga.

Styczniki nr 1 i 2 są wysterowywane za pomocą przekaźnika o dwóch różnych poziomach przełączania.

4. Wyprowadzenie mocy z wiatraka

Moc z wiatraka wyprowadzono kablem (linką) poprowadzoną wewnątrz masztu stalowego o średnicy 273 mm i grubości ścianki 12,5 mm. Z uwagi, iż wiatrak nie wykonuje zbyt dużo obrotów wokół osi (pionowej), dlatego nie ma ryzyka ukręcenia się kabla. Jednakże raz na np. pół roku zaleca się sprawdzić, czy kabel nie jest zbyt skręcony (w dolnej części masztu jest otwór, przez który wyprowadzony jest kabel).

Elektrownie wiatrowe II

.

---