Является ли это жизнеспособной мини-установкой ветряной турбины?

Проверьте доступную мощность и скорость вращения, используя формулу на странице 9 удобного руководства Хью Пигготта...

Я рекомендую сделать это в электронной таблице для нескольких различных скоростей ветра.

(1) Выбранная вами конструкция лезвия определяет отношение скорости кончика. Это дает вам скорость вращения при любой заданной скорости ветра.

(1a) Диаметр лопасти и скорость ветра определяют доступную мощность.

(2) Kv (постоянная скорости) выбранного вами двигателя покажет вам напряжение без нагрузки при этой скорости.

(3) Доступная мощность, деленная на это напряжение, дает вам максимальный ток, который вы можете ожидать.

(4) Теперь умножьте сопротивление двигателя на этот ток: это напряжение теряется в виде тепла внутри двигателя. (ПРИМЕЧАНИЕ: Kv и сопротивление обмотки будут указаны для любого двигателя, который стоит купить.)

(5) Вычтите потери напряжения (4) из напряжения без нагрузки (2), чтобы получить ожидаемое выходное напряжение.

(6) Разделите выходное напряжение (5) на выходной ток (3), чтобы получить идеальное сопротивление нагрузки. Обратите внимание, что это сопротивление различно при разных скоростях ветра. Слишком высокое сопротивление нагрузки потребляет меньше энергии, чем доступно. Слишком низкий пытается извлечь слишком много, что остановит лезвия.

В приложении для зарядки аккумулятора контроллер заряда может использовать что-то вроде алгоритма MPPT (отслеживание точки максимальной мощности) для регулирования зарядного тока, чтобы найти наилучшее сопротивление нагрузки для размещения на генераторе. Или просто отрегулируйте мощность зарядки в соответствии со скоростью ветра. Я понятия не имею, делает ли это выбранный вами контроллер заряда, возможно, его техническое описание может ответить на это.

(7) Умножьте выходное напряжение (5) на выходной ток (3), чтобы получить ожидаемую выходную мощность.

Если выходная мощность (7) больше, чем номинальная мощность двигателя, вам нужен двигатель большей мощности. Если выходная мощность (7) намного меньше номинальной мощности двигателя, будьте осторожны: слишком большой двигатель постоянного тока может иметь слишком большое трение, чтобы вообще вращаться при низких скоростях ветра, и будет терять мощность при любой скорости ветра.

Вы можете устранить трение щеток (но не зубчатое трение или трение подшипников), используя авиационный двигатель модели BLDC. Это генерирует 3-фазный переменный ток, поэтому вам нужен выпрямитель для получения постоянного тока. Наличие двигателя BLDC увеличенного размера не является проблемой и обычно помогает повысить эффективность за счет уменьшения сопротивления обмотки (шаг 4) — оставшееся уменьшение — это стоимость. Если это проблема, подробности о создании собственного здесь...

(Вы также можете устранить потери на зубчатые колеса, создав собственный безжелезный генератор, о чем рассказывается в вышеприведенной книге Хью).

Много других ресурсов на веб-сайте Хью Пигготта http://www.scoraigwind.com/

Теперь к самому вопросу: жизнеспособно ли это?

Зная общую стоимость проекта, вероятную генерируемую мощность и цену получения этой энергии в другом месте, вы можете рассчитать время окупаемости :-)

Но реальная ценность (если только ваш город не получает всю электроэнергию от батареек АА!) — это обучение и опыт.

Не откусывайте больше, чем можете прожевать. Как заметил Брайан, вам предстоит многое узнать о ветряных турбинах, поэтому в настоящее время вам не следует усложнять это аккумуляторами и зарядными устройствами.

• Запустите ветряную турбину и подключите несколько ламп с помощью выключателей .
• Добавьте способ измерения скорости вращения ротора . Беспроводной велосипедный спидометр может стать здесь дешевым решением. См. статью GotWind.org о расчетах для этого. Обратите внимание, что беспроводной магнитный датчик позволяет избежать скручивания кабелей вокруг вехи.

Самодельный анемометр на YouTube . видео не смотрел)

• Вы также можете сделать анемометр (измеритель скорости ветра), используя ту же технику. Я не видел, чтобы кто-нибудь предлагал это, но я подозреваю, что вы можете откалибровать анемометр, прикрепив его на достаточном расстоянии от крыши (чтобы вывести его из потока сжатого воздуха) автомобиля и сравнив показания спидометра со спидометром автомобиля.

Как только вы все это сделаете, вы должны создать график, показывающий выходное напряжение и ток для различных нагрузок при различных скоростях ветра. Эта информация будет иметь неоценимое значение для определения доступной мощности.

Помните, что когда вы загружаете турбину, вы потребляете больше ампер, но напряжение падает, и вы прикладываете тормозной момент к ротору. Что вы действительно хотите знать, так это то, сколько энергии вы можете предоставить. Для этого умножьте вольты на амперы для каждой комбинации лампочек. Вы можете быть удивлены результатами.