A szélgenerátorok anatómiája
Kiszámíthatja és elkészítheti saját szélrendszerét!
1976-ban egy angol feltaláló és szerző, Derek Howell kijelentette, hogy ha minden szélső oszlop tetejére szélturbinát helyeznének, az körülbelül kétszer annyi energiát termelne, mint az azt működtető erőművek. Ez az egyik olyan gondolat, amelyet a mai napig nem alkalmaznak széles körben a gyakorlatban, de megmutatja, milyen lehetőségei vannak ennek az energiaszerzésnek. Az alábbiakban tárgyalt sémákat Angliában rajongók hajtották végre a 70-es években, és ilyen szélgenerátorokat bármilyen képzett amatőr vagy legalább egy csapat megépíthet. A szélenergia megkötésének gondolata azonban sokkal régebbi - Egyiptomban (Alexandria város környékén) őrzik a dob típusú szélmalmok maradványait, amelyek Kr. E. II-I. Néhány fejlesztésen át, a XIII. Század közepe után az ilyen szélturbinák elterjedtek Nyugat-Európában - Dániában, Hollandiában, Angliában.
Mint ismeretes, a szél hideg levegő, amely a napsütés következtében emelkedett forró levegő helyett jön. A szél sebessége akkor a legnagyobb, ha magasan a föld felett fúj, mert az alsó rétegekben a földfelszínnel való súrlódás lassítja mozgását. Nyilvánvaló, hogy a szél teljes ereje csak egy bizonyos magasságban használható a talaj felett. Az alábbi ábra ezt a pontot szemlélteti és a szélturbina elhelyezésére alkalmas helyeket mutatja az alábbiak szerint:
- bővítmény vagy torony. Az épületek teteje nem elég megfelelő hely, mivel a szélturbinák kellemetlen hangot adnak. Azonban, ha kitalál egy módot arra, hogy éjszaka kikapcsolja őket, a motor felszerelhető a tetőre.
- egy kis domb gerincén, egy több mint 5 m magas toronyon.
- olyan helyeken, ahol nincs akadály - épületek vagy fahasábok.
- oszlopon vagy toronyn - lehetőleg 15 m-nél nagyobb magassággal.
A szél "teljes" sebességet fejleszt a talaj felett 50 m-rel. Az ábra ennek az értéknek a százalékában mutatja a szélsebességet alacsonyabb magasságban. A veszteség nagyobb, mint amilyennek látszik, mert kétszer alacsonyabb sebességnél a teljesítmény nyolcszor csökken
1 - jól működik, de zajos; 2 - 5 m magasságú torony, dombon - 90%; 3 - 25 m magasságú torony - 85%; 4 - a fa nem megfelelő; 5 - 15 m magasságú épület és 3 m torony - 75%; 6 - torony 5 m magassággal - 50%
A világ legnagyobb részén elég a szél, amelynek energiáját érdemes összegyűjteni. Télen a nyugati szelek keresztezik Európa nagy részét, más évszakokban pedig helyi szelek vannak.
A szél viszonylag állandó és könnyebben megjósolható, mint a természeti katasztrófák egyéb megnyilvánulásai. Nagyon jól reagálnak az emberi energiaigényre, mivel télen a legerősebbek. Ebből a szempontból tökéletesen kiegészítik a télen jelentősen gyengülő napsugárzást.
Az alábbi ábra a szélenergia grafikonját mutatja. A grafikon vonalai mutatják a szélenergia mennyiségét különböző sebességgel az év minden hónapjára. A lényeg lényegtelen, mivel a szélturbinák ritkán indulnak ilyen alacsony szélsebesség mellett. A felső vonalnak is kis értéke van, mivel a károk elkerülése érdekében a legtöbb motor 51 km/h feletti szélsebességnél van kikapcsolva.
Minden hónapra más szélsebességgel előállított energia 1 m 2 felületről (1,1 m hosszú légcsavar írja le). A teljes energiát a grafikon felső sora adja meg.
A grafikonon látható, hogy szeptemberben a szélenergia általában gyenge, ennek oka az alacsony szélsebesség - 6–11 km/h. 13–19 km/h sebességnél a szélnek elegendő energiája van ahhoz, hogy havi 15 kWh-t termeljen a légcsavar által leírt 1 m 2 területről, vagy körülbelül 0,5 kWh/nap. A grafikon azt is mutatja, hogy 20–29 km/h szélsebesség mellett további 32 kWh mennyiség keletkezik havonta stb., Amíg a hónapok során el nem éri az összes szél teljes mennyiségét. Szeptemberben ez az érték 67 kWh mínusz 4 kWh a legkisebb sebességű szél esetén, ami nem hasznos.
Ha hozzáadunk 107 kWh-t januárra, 97-et februárra stb., Akkor valamivel több, mint 900 kWh lesz az évre. De mint a napsugárzásnál, itt is vannak veszteségek, így legjobb esetben is csak 60% -ra támaszkodhat. a szélenergiától. Ezen túlmenően az egység, bármilyen technikailag is tökéletes, körülbelül 70% -os hatékonysággal fog rendelkezni. Végül a 900 kilowattóra gyorsan 540-re, majd 380-ra csökkent.
A környéked időjárási tényezőinek kutatása során azt tapasztalhatod, hogy a 16 km/h feletti szél minden héten legalább 2 vagy 3 napig fúj. A legkisebb szélsebesség, mellyel energiáját meg lehet ragadni, 10 km/h, és gyakran "bekapcsolási sebességnek" nevezik. Az uralkodó, 10 és 20 km/h közötti szél minimális mennyiséget ad, míg a 20 és 40 km/h között fújó "energiaszelek" szilárd források. Amikor a szélsebesség meghaladja az 50 km/h-t, a legtöbb motor automatikusan kikapcsol, amíg a sebesség le nem csökken. Vannak olyan fejlett rendszerek, amelyek a legerősebb szélben is működnek.