Astro-nn.ru

Стройка и ремонт
9 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ротор дарье конструкция принцип работы

Ротор Дарье

Ветротурбины Дарье

это ротор с вертикальной осью вращения, используемый для генерации электрической энергии из ветра. Турбины состоит из ряда лопостей обычно — но не всегда — вертикально установленные на вращающемся валу. Эта конструкция ветродвигателя был запатентована Жорж Жан-Мари Дарье , французским авиационным инженером в 1931 году.

Ротор Дарье

Теоретически проста так и эффективна, как пропеллерного типа, если скорость потока воздуха постоянна, но на практике это эффективность редко реализуется из-за физических нагрузок и ограничений, налагаемых практической разработкой и изменениями ветра. Есть также серьезные трудности в деле защиты ротора Дарьеот экстремальных условиях ветра и сделать ее самостоятельным, тоесть автономным агрегатом.
[adsense_id=»1″]
В первоначальной версии дизайна Дарье, лопасти устроены так, что они являются симметричными и параллельны относительно вала, на которых они установлены. Этот механизм является эффективным независимо от направления ветера — в отличие от обычного типа, который должен быть повернут лицом к потоку воздуха.

Когда ветродвигатель находится в неподвижном состоянии для его страгивания необходима сторонняя сила, даже если сила ветра довольно высокая — ротор Дарье должен быть стронут с места для создания крутящего момента. Следует отметить, однако, что в крайне редких случаях, роторов Дарье может самостоятельно начать движение, так что некоторые формы тормоза необходимо задействовать для его полной остановки.[adsense_id=»1″]

Одна из проблем является то,что в результате изменении угла атаки, каждая лопасть создает максимальный крутящий момент в двух точках на цикл (передней и задней части турбины). Это приводит к пульсирующему движению, что усложняет дизайн. В частности, почти все Дарье-роторы имеют резонансные явления, где в частности скорость вращения, пульсирующая находится на собственной частоте лопастей, которые могут привести к их разрушению. По этой причине большинство роторов Дарье имеют механические тормоза и другие устройства контроля скорости, чтобы сохранить ветродвигатель от закручивая на этих скоростях для любого длительного периода времени.

Другая проблема возникает из за того, что большинство массы вращающегося механизма находится на периферии, а не в центр, как это происходит с винтом. Это приводит к очень высокой центробежные нагрузки на механизм, который должен быть крепче и тяжелее, чем в противном случае, чтобы противостоять им. Один из распространенных подходов к уменьшению массы контрукции это форма кривой крыльев — «вертолет» (это называется » troposkein «, полученные от греческого» в форме кружащейся веревки «).[adsense_id=»1»]

В общем, сравнения, ветродвигатель Дарье имеет определенное преимущества при этом Есть еще очень много недостатков, особенно в больших машин в своем классе МВт. В конструкции ветродвигателя Дарье использует гораздо более дорогой материал для изготовления лопастей, а большая часть ротора слишком близко от земли, чтобы дать какой-либо реальной возможности. Пока нет никаких известных материалов (даже из углеродного волокна), которые могут удовлетворить требования циклических нагрузки.

Ротор дарье конструкция принцип работы

Ветрогенераторы на базе горизонтально-осевых турбин — не единственное возможное решение для качественного преобразования энергии ветра в электричество. Есть и другие конструкции, иногда показывающие большую эффективность чем осевые турбины. Пример такой альтернативной конструкции — ветрогенератор с вертикальным ротором Дарье.

Это необычное решение было предложено еще в 1931 году французским авиаконструктором Жоржем Дарье, который поставил перед собой задачу создать такой ветрогенератор, который бы работал при любом направлении ветра, при том не требуя строгой ориентации.

Ротор генератора вместе с узкими лопастями было предложено расположить вертикально, чтобы как при слабом, так и при сильном ветре — значительная часть воздушного потока не встречала существенного аэродинамического сопротивления, а непосредственно давила бы на рабочие поверхности лопастей, приводя к их вращению.

С этой точки зрения даже ротор Савониуса, предложенный в 1922 году финским инженером Сигурдом Савониусом, уступает, так как имеет ограничение эффективности при большой скорости ветра. Ротор Дарье, в свою очередь, лишен этих недостатков, хотя и не имеет столь детального математического описания своей работы как его предшественник.

Примечательно, что ротор Дарье в лучшем его исполнении имеет три аэродинамических крыла, которые закреплены на радиально расположенных горизонтальных балках на некотором расстоянии от центральной оси ротора.

По этой причине характер обтекания крыльев ротора Дарье воздухом сложен, но быстроходность генератора полностью нивелирует этот кажущийся недостаток. Тогда как, например, горизонтально-осевые турбины, да и тот же ротор Савониуса, теряют эффективность при сильном ветре, ротор Дарье в аналогичных условиях вращается примерно в 3,5 раза быстрее и не вызывает проблем балансировки.

Вертикально расположенный вращающийся вал практически не влияет отрицательно на работу ветрогенератора с ротором Дарье, а наоборот способствует эффективности, поскольку является довольно тонким. В таких условиях производимый устройством шум гораздо ниже чем у горизонтально-осевых ветрогенераторов, больше напоминающих большие вентиляторы с пропеллерами.

Здесь же поток воздуха обтекает лопасти и весь генератор в любом направлении равномерно, что, кстати, и обеспечивает колоссальную быстроходность столь уникального ротора. При этом ветрогенераторы с ротором Дарье просты в изготовлении, здесь даже нет необходимости в пропеллерном профиле.

Однако, справедливости ради стоит отметить и некоторые недостатки таких конструкций. Из-за эффекта Магнуса мачта генератора с ротором Дарье испытывает значительные нагрузки, поэтому конструирование необходимо проводить очень точно, а адекватной математической модели по сей день не существует. Да и окупаемость любых ветрогенераторов по времени продолжительна. По этой причине производители горизонтально-осевых ветрогенераторов не спешат отбрасывать работающую годами технологию.

Ранее ЭлектроВести писали, что у краинский стартап Sirocco Energy является разработчиком нового линейного ветрогенератора. Он эффективно генерирует энергию в городе или же загородной среде. В этой статье ЭлектроВести подробнее расскажут вам о разработке Sirocco Energy.

Ротор Дарье

Сведения о роторе

Ротор Дарье – это механизм для оснащения вертикальных ветрогенераторов. Техническое устройство функционирует за счет силы подъема. Состоит из двух или более крыльев, симметрично расположенных относительно друг друга. Сами крылья выполнены из упругой ленты без использования профиля.

Конструкция отличается простотой монтажа и изготовления. Изобретение устройства было выполнено в 31 году прошлого столетия.

Читать еще:  Как зашпаклевать гипсокартон под обои

Сегодня имеется принцип работы механизма, но отсутствует модель изготовления, в том числе последовательность проведения работ. Все же, имея минимальные технические знания, ротор Дарье можно сконструировать своими руками.

О принципе работы механизма

Разность показаний аэродинамических нагрузок обеспечивает вращение подвижных частей ротора. После образования циркуляции механизм становится быстроходным.

Описание принципа работы:

  1. По отдельности на каждую лопасть воздействует сила подъема относительно потока ветра. Параметры этой силы зависят от угла, образованного величиной скорости потока и лопасти.
  2. Образующийся момент силы имеет переменный характер, а не постоянный, по этой причине существует цикличность изменений, связанных с движением крыльев. Поэтому, чтобы подъемная сила была создана, необходимо обеспечить постоянное движение лопастей и учитывать это при проектировании большего количества лопастей.

Чтобы произвести запуск установки, необходимо приложить много усилий.

Изготовление ротора в домашних условиях

Ротор Дарье имеет несложную конструкцию. Чтобы его изготовить, необязательно владеть специальными знаниями и опытом. Для выполнения ротора для ветряка своими руками необходимо:

  1. Выполнить чертеж.
  2. Подготовить материалы: лопасти, генератор, мачту для установки, крепежи. Каждую часть можно приобрести в магазине, а можно изготовить из подручных средств. К примеру, для изготовления лопастей можно использовать обрезки от труб из ПВХ.
  3. Приступить к непосредственному изготовлению механизма. Из подготовленных труб определенного размера вырезать предполагаемые лопасти, при этом не забыть просверлить отверстия для выполнения крепежа. Каждую отдельную деталь необходимо ошкурить, чтобы не было травмирования. Крепеж производить на болтовые соединения. Если будет использоваться для этих целей лента, то следует ее нарезать в размер.
  4. Затем мачту установить на ранее подготовленное основание.
  5. Для подключения электричества необходимо изучить элементарные основы электротехники.
  6. Проводить предварительные испытания, начиная с небольших оборотов создаваемого крутящего момента.
  7. При возникновении непредвиденных обстоятельств, в том числе разрыве ленты, следует остановить работу и устранить недостатки.

Ротор Дарье представляет собой систему одновременно функционирующих нескольких лопастей. Хотя его несложно изготовить, но получить от него необходимое количество электроэнергии не получится, потому что конструкция требует дополнительных усовершенствований.

Преимущества устройства

Достоинствами ротора можно называть следующие характеризующие его моменты:

  1. Турбины, оснащенные этим ротором, не нуждаются в дополнительной установке ориентационных устройств, а это в положительную сторону сказывается на его стоимости.
  2. Даже при небольшой скорости ветра механизм является быстроходным.
  3. Коэффициент использования энергии от ветровых нагрузок высокий.

Ротор Дарье можно изготовить самостоятельно, а можно приобрести в магазине, при этом цена приемлема.

Недостатки конструкции

К недоработкам технического устройства, применяемого для вертикальных ветряков, можно отнести:

  1. Во время работы на ротор воздействуют сильные ветровые нагрузки.
  2. Нет возможности усовершенствования модели из-за отсутствия шаблона.
  3. Расположение крутящего момента на периферии, что способствует возникновению мощных центробежных сил, которые приводят к изнашиванию механизмов. Для уменьшения массы ротора и побочного воздействия на него лопасти изготавливаются кривыми.
  4. Повышенный уровень шума. При очень сильных воздушных потоках возникает сильный шум, переходящий в визг, а уровень вибрации может привести к разрыву ленты лопасти.

Расчет лопасти турбины Дарье

Турбины Дарье считаются самыми перспективными вертикальными ветрогенераторами благодарая их высокой быстроходности и КИЭВ. Для турбин Дарье применяют двояковыпулые симметричные лопасти, но наибольшую подъемную силу дают вогнуто-выпуклые крылья. У двояковыпуклых крыльев подъемная сила несколько меньше, чем у вогнуто-выпуклых, но зато меньше лобовое сопротивление. Крылья плосковыпуклым сечением занимают промежуточное место, т. е. подъемная сила и лобовое сопротивление у них меньше, чем у вогнуто-выпуклых, но больше, чем у двояковыпуклых. Наименьшее лобовое сопротивление имеют именно крылья симметричных двояковыпуклых профилей, поэтому они и применяются в ветрогенераторах Дарье (толстый профиль).

Максимальная толщина лопасти турбины Дарье зависит от хорды (высота профиля, перпендикулярная толщине) выбранного профиля и считается как процент, которые записаны в номере профиля (NACA 0021) от хорды (длины) профиля. Формула для расчета все лопасти такая:

Расчет лопасти турбины (ветрогенератора) Дарье
, где

с — длина хорды лопасти;

x — позиция по оси x для которой считаем значение y;

y — половина толщины лопасти в позиции x;

t — максимальная толщина лопасти, как доля от длинны хорды.

Величина t в формулы пишется как доля (0,21), но в жизни обычно указывается в процентах (21%). Эти две цифры и отображаются в коде профиля.

Ветротурбина Дарье (Darrieus rotor) — тип турбины низкого давления, вертикальная ось вращения которой перпендикулярна потоку жидкой или газовой среды. Предложена в 1931 году французским авиаконструктором Жоржем Дарье (George Darrieus). Ротор Дарье нашёл широкое применение в ветроэнергетике, она имеет две или три лопасти в виде плоской полосы.
Преимущества. Такая установка отличается низкой себестоимостью, но и эффективность у них не самая большая.
Недостатки. При равномерном набегающем потоке она не может запускаться самостоятельно. При вращении испытывает сильные рывки, поэтому требуется много траверс. Также нужно делать ее довольно прочными.
Ортогональный ветрогенератор (Н-ротор Дарье) — другой распространенный вариант установки, имеющей несколько лопастей направленных параллельно оси, удаленными от нее на расстояние, перпендикулярно земле. Он более эффективен, но очень шумный, к тому же требует немного больше усилий его поддержку. К недостаткам также относится низкий срок работы опорных узлов, из-за высоких динамических нагрузок со стороны ротора.
Геликоидный (спиральный) ветрогенератор Дарье. Геликоид (от греч.(греческий) hélix, родительный падеж hélikos — спираль и éidos — вид), один из видов винтовой поверхности. Ветровая станция с геликоидным механизмом имеет более равномерное вращения ротора благодаря закрутке лопастей, что снижает нагрузку на опорные узлы, что в свою очередь увеличивает срок службы. Но из-за сложной технологии производства, он имеет высокую стоимость.

Ротор дарье конструкция принцип работы

Ротор — Роторный экскаватор как экспонат в бывшем угольном карьере «стальном городе» Феррополис (Германия), превращенном в музей под открытым небом Ротор от лат. roto ) вращаться В математике: Ротор то же, что вихрь векторного поля, то… … Википедия

Турбина Уэльса — Принцип работы лопаток турбины Турбина Уэльса (Уэллса) (англ. Wells turbine) воздушная турбина низкого давления имеющая симметричную аэродинамическую поверхность лопаток, позволяющую им … Википедия

Асинхронная машина — Статор и ротор асинхронной машины 0.75 кВт, 1420 об/мин, 50 Гц, 230 400 В, 3.4 2.0 A Асинхронная машина это электрическая машина переменного тока … Википедия

Читать еще:  Строительный и семейный форум

Бесколлекторный электродвигатель — Принцип работы трёхфазного вентильного двигателя Вентильный электродвигатель это синхронный двигатель, основанный на принципе частотного регулирования с самосинхронизацией, суть которого заключается в управлении вектором магнитного поля… … Википедия

Электрический двигатель — Основная статья: Электрическая машина Электродвигатели разной мощности (750 Вт, 25 Вт, к CD плееру, к игрушке, к дисководу). Батарейка «Крона» дана для сравнения Электрический двигатель … Википедия

Электродвигатель постоянного тока — Рис. 1 Устройство простейшего коллекторного двигателя постоянного тока с двухполюсным статором и с двухполюсным ротором Двигатель постоянного тока электрическая машина, ма … Википедия

Линейный двигатель — Лабораторный синхронный линейный двигатель. На заднем плане статор ряд индукционных катушек, на переднем плане подвижный вторичный элемент, содержащий постоянный магнит … Википедия

Шаговый электродвигатель — Шаговый электродвигатель это синхронный бесщёточный электродвигатель с несколькими обмотками, в котором ток, подаваемый в одну из обмоток статора, вызывает фиксацию ротора. Последовательная активация обмоток двигателя вызывает дискретные… … Википедия

Коллекторный электродвигатель — Коллекторный электродвигатель синхронная[1] электрическая машина, в которой датчиком положения ротора и пере­к­лю­ча­те­лем тока в обмотках является одно и то же устройство щёточно коллекторный узел … Википедия

Лопатка (лопасть) — У этого термина существуют и другие значения, см. Лопатка (значения). Турбинная лопатка Лопатка (лопасть) деталь лопаточных ма … Википедия

Анализ плюсов и минусов вертикальных ветрогенераторов малой мощности

Первые промышленные ВЭУ были сконструированы в Дании в 1890 году. Вертикально-осевые ВЭУ были изобретены позже горизонтально-осевых пропеллерных (ротор Савониуса — в 1929 г., ротор Дарье был запатентован во Франции в 1925 г. и в США в 1926 г.) [1]. До недавнего времени главным недостатком вертикально-осевых ветроэнергетических установок (ветрогенераторов) ошибочно считалась невозможность получить быстроходность больше единицы (для горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ быстроходность может быть больше пяти). К недостаткам также относили неравномерность крутящего момента, зависимость частоты вращения ветроколеса от скорости ветра и большую пусковую скорость ветра (около 15 м/с) [2].

Эти положения, верные только для тихоходных роторов с различным сопротивлением лопастей движению, привели к неправильным теоретическим выводам о малом коэффициенте использования энергии ветра (КИЭВ) у вертикально-осевых ветроэнергетических установок по сравнению с горизонтально-осевыми ветроустановками. В результате этот тип ветроэнергетических установок почти 40 лет вообще не разрабатывался.

И только в 60-х – 70-х годах прошлого века сначала канадскими, а затем американскими и английскими специалистами было экспериментально доказано, что эти выводы неприменимы к роторам Дарье, использующим подъемную силу лопастей. Быстроходность этих роторов достигает 6:1 и выше, а коэффициент использования энергии ветра уже в настоящее время на уровне горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ [2]. Вместе с тем, эксплуатация горизонтально-осевых ветроустановок выявила ряд неучитываемых ранее недостатков. Например, горизонтально-осевые ветроэнергетические установки могут значительно уменьшать вырабатываемую электроэнергию при частой смене направления ветра [3]. При быстром изменении направления ветра, ветроколесо должно четко отслеживать эти изменения, но практически невозможно эффективно ориентировать ветроколесо при изменении направления ветра из-за запаздывания действия механизмов ориентации.

Ветроэнергетические установки с горизонтальной осью вращения обеспечивают стабильную мощность, снимаемую с ветроколеса, при скорости ветра не меньше номинальной. Однако практика использования автономных электростанций показывает, что реально вырабатываемая электроэнергия оказывается меньше расчетной, потери энергии могут достигать 50% [3]. Причиной этого является уменьшение мощности, а соответственно и энергии, передаваемой ветроколесом при изменении направления ветра даже при достаточной его скорости.

Скорость ветра 5,5м/с, радиус ветроколеса 1м.

Зависимость мощности, снимаемой с ветроколеса от времени при однократном изменении направления ветра на 30о

То есть, ветроколесо не может мгновенно переориентироваться на новое (изменившееся) направление ветра, и за период переориентации мощность, снимаемая с ветроколеса, уменьшается. При частой смене направления ветра вертикально-осевые ветроэнергетические установки оказываются эффективнее горизонтально-осевых ветроустановок несмотря на то, что имеют несколько меньший коэффициент использования мощности ветра [3].

Ветроколесо с вертикальной осью вращения вследствие своей геометрии при любом направлении ветра находятся в рабочем положении. Эффективность их работы принципиально не зависит от направления ветра, в связи с чем, нет необходимость в механизмах и системах ориентации на ветер.

Теоретически доказано, что коэффициент использования энергии ветра идеального ветроколеса горизонтальных пропеллерных и вертикально-осевых установок равен 0.593. К настоящему времени максимально достигнутый на горизонтальных пропеллерных ветроэнергетических установках коэффициент использования энергии ветра составляет 0.48. Проведенные экспериментальные исследования российских вертикально-осевых установок показали, что достижение значения 0.4 – 0.45 вполне реальная задача. Таким образом, коэффициенты использования энергии ветра горизонтально-осевых пропеллерных и вертикально-осевых ветроэнергетических установок близки.

Достоинством вертикально-осевых ветроэнергетических установок является возможность размещения генератора на фундаменте установки. Это позволяет отказаться от мощной, вероятнее всего многоступенчатой, угловой передачи крутящего момента, упростив требования к монтажепригодности оборудования (исключить ограничения по габариту и массе) и к условиям эксплуатации (отсутствие толчков и вибраций). Упрощается передача вырабатываемой электроэнергии.

В горизонтально-осевых пропеллерных ветроэнергетических установках избегают вводить угловую передачу и размещают оборудование во вращающейся гондоле. При таком расположении значительные трудности вызывает передача электроэнергия от вращающегося вместе с гондолой генератора. Для того чтобы избежать скручивания силовой шины, необходимо ограничивать поворот гондолы, вводить коллекторную передачу либо отсоединять и раскручивать шину. Во всех этих случаях в конструкцию ветроустановки вводятся дополнительные устройства, усложняющие ее.

Передача крутящего момента на уровень фундамента связана с введением длинного трансмиссионного вала, однако обусловленное этим усложнение конструкции вполне компенсируется преимуществами нижнего размещения оборудования, даже в том случае, если вал будет послередукторным, то есть, быстроходным. При доредукторном (тихоходном) исполнении длинный вал особых конструктивных усложнений не требует.

В горизонтальных пропеллерных ветроэнергетических установках удачно используются достижения авиационной техники, в частности в области проектирования лопастей, систем управления углами их установки, трансмиссий. Следовательно, есть все основания полагать, что эти установки достаточно отработаны и их надежности могут быть даны высокие оценки. Тем не менее, очевидно, что после отработки конструкции, вертикально-осевые ветроэнергетические установки обещают более высокую надежность. Это обусловлено отсутствием механизмов и систем управления поворотом гондолы на ветер, размещением генератора на фундаменте, отсутствием необходимости в устройствах и системах управления углом установки лопастей, упрощенной системой передачи электроэнергии, возможностью крепления лопастей к ротору в нескольких местах, что снижает требования по прочности и жесткости лопасти.

Читать еще:  Почему холодильник шумит и гудит

Вертикально-осевые ветроэнергетические установки с точки зрения воздействия на окружающую среду имеют следующие преимущества перед быстроходными горизонтальными пропеллерными:

— уровни аэродинамических, инфразвуковых шумов, теле- и радиопомехи гораздо ниже; — меньше радиус разброса обломков лопастей в случае их разрушения и менее вероятно саморазрушение; — ниже вероятность столкновения лопастей с птицами.

Вертикально-осевые ветроэнергетические установки наиболее эффективны при малой (до 10кВт) мощности, что совпадает с концепцией автономных и резервных систем энергоснабжения. Рассмотрим наиболее совершенные типы вертикально-осевых ветроустановок.

Ротор Савониуса. Вращающий момент воз­никает при обтекании ротора Савониуса потоком воздуха за счет разного сопротивления выпуклой и вогнутой частей ротора Савониуса. Достоинствами ветроэнергетической установки этого типа являются низкий уровень шума, небольшая занимаемая площадь, отличная работа на малых ветрах (3-5 м/сек). Ветроколесо отличается исключительной простотой, однако затраты на материалы пропорциональны КПД. Эта турбина являются самой тихоходной, и как следствие, имеет очень низкий коэффициент использования энергии ветра – всего 0,18 — 0,24 и КПД 17-18%. Применение этих турбин экономически и технически нецелесообразно.

Ротор Горлова . Ротор состоит из нескольких лопастей аэродинамического профиля. Турбина является быстроходной, коэффициент быстроходности более 3, КПД более 38%. Изготовление таких лопастей затруднительно в связи со сложной формой лопастей. Турбина Горлова отличается повышенным уровнем шума и инфразвука частотой 4-8 Гц, который образуется за счет наклона лопастей и срыва потока с концов лопастей. Применение этих турбин экономически и технически нецелесообразно.

Ротор Дарье . Представляет собой симметричную конструкцию, состоящую из двух и более аэродинамических крыльев, закрепленных на радиальных балках. На каждое из крыльев, движущихся относительно потока, действует подъемная сила, величина которой зависит от угла между векторами скорости потока и мгновенной скорости крыла. Максимального значения подъемная сила достигает при ортогональности данных векторов. Ввиду того, что вектор мгновенной скорости крыла циклически изменяется в процессе вращения ротора, момент силы, развиваемый ротором, также является переменным. Поскольку для возникновения подъемной силы необходимо движение крыльев, ротор Дарье характеризуется плохим самозапуском. Самозапуск улучшается в случае применения трех и более лопастей, но и в этом случае требуется предварительный разгон ротора.

Ротор Дарье относится к ветроприемным устройствам, использующим подъемную силу, которая возникает на выгнутых лопастях, имеющих в поперечном сечении профиль крыла. Ротор имеет сравнительно небольшой начальный момент, но большую быстроходность, в силу этого – относительно большую удельную мощность, отнесенную к его массе или стоимости.

Работа ротора Дарье не зависит от направления потока. Следовательно, турбина на его основе не требует устройства ориентации. Ротор Дарье характеризуется высоким коэффициентом быстроходности при малых скоростях потока и высоким коэффициентом использования энергии потока, а площадь, ометаемая крыльями ротора, может быть достаточно большой.

К недостаткам ротора Дарье также относится низкая механическая прочность и повышенный шум, создаваемый при работе.

Наиболее технологичным является Н-образный ротор Дарье . Установка такого типа является быстроходной (коэффициент быстроходности ≥ 3), КПД достигает 0,38. Ротор Н-Дарье отличается пониженным уровнем шума и полным отсутствием инфразвука. Ветроэнергетическая установка этого типа имеет простую конструкцию и высокую надежность.

Таким образом, вертикально-осевые ветроустановки являются более простыми и обладают еще рядом преимуществ перед горизонтально-осевыми ветроустановками. Меньший коэффициент использования мощности ветра и КПД компенсируются отсутствием потерь энергии при изменении направления ветра. В случае буферного аккумулирования электроэнергии, можно снизить требования к качеству выходного напряжения и применить упрощенные конструктивные решения преобразования ветрового потока в механическую энергию вращения вала (например, нерегулируемые лопасти и т.п.). При этом требуемое качество электроэнергии в канале электроснабжения может быть обеспечено стандартными устройствами преобразования электрической энергии (например, источниками бесперебойного питания типа UPS) с аккумуляторной батареей соответствующей емкости.

Аспирантка Бабина Л.В., д.т.н. Воронин С.М. ФБГОУ ВПО «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия», Россия

Литература

1. Дж. Твайделл, А. Уэйр. Возобновляемые источники энергии: Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1990 2. Соломин Е.В.Ветроэнергетические установки ГРЦ-Вертикаль // Альтернативная энергетика и экология, 2010 № 1.С. 10-15 3. Воронин С.М., Бабина Л.В. Работа ветроустановки при изменении направления ветра // Альтернативная энергетика и экология, 2010 № 1. С. 98-100 4. Беляков П. Ю., Доильницын В.В., Гончаров В.Н., Сапронов Н.В. Математическое моделирование ветроэнергетической установки с ротором циклоидного типа // Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники: Труды межвузовской студенческой научно-технической конференции; Воронежский государственный технический университет. Воронеж, 2001.

Ротор Дарье

Ротор Дарье, турбина Дарье (англ. Darrieus rotor ) — тип турбины низкого давления, ось вращения которой перпендикулярна потоку жидкой или газовой среды. Предложена в 1931 году французским авиаконструктором Жоржем Дарье (George Darrieus) [1] . Ротор Дарье нашёл широкое применение в ветроэнергетике [2] .

Содержание

  • 1 Устройство и принцип действия
  • 2 Преимущества и недостатки
  • 3 Примечания
  • 4 Литература

Устройство и принцип действия [ | код ]

Ротор Дарье представляет собой конструкцию, состоящую из одного, двух и более аэродинамических крыльев, закреплённых на радиальных балках. Хотя общий принцип работы ротора Дарье в целом известен, но полного описания физических процессов и адекватной математической модели до сих пор нет. Это обусловлено сложным, сильно нестационарном характером обтекания лопастей (число Струхаля) и большим числом Рейнольдса. Главным отличием ротора Дарье от ротора Савониуса является его быстроходность. Так, если скорость лопастей ротора Савониуса близка к скорости набегающего потока, то у ротора Дарье она в 3-4 раза выше. В работе [3] показано, что характеристика ветрогенератора Дарье не является автомодельной по критерию Рейнольдса, а также существует режим начальной авторотации, в которой ротор Дарье работает в режиме ротора Савониуса.

На практике для ротора Дарье используют три лопасти, так как при их меньшем количестве нет самозапуска и возникают проблемы балансировки. При увеличении числа лопастей быстроходность ротора Дарье падает, как и в случае горизонтально-осевых ветрогенераторов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector