Лопасти ветрогенератора своими руками. Введение. Два варианта конструкции винта.
Ниже приведены два варианта конструкции винта:
| Страна | Перу | Шри-Ланка |
| Разработчик | Теодоро Санчес | Сунит Фернандо |
| Тип поперечного сечения лопасти | NACA 4412 | K2 |
| Диаметр | 1,7 м | 2,0 м |
| Относительная скорость винта (tip-speed ratio) |
5 | 6 |
| Количество лопастей | 3 | 2 |
Сечение
«Сечение лопасти» — это форма поперечного сечения лопасти. Лопасть типа NACA4412 сделана из двух пластин, между которыми пустота. Лопасть типа К2 сделана из цельной отливки из эпоксидной смолы.
Диаметр
БОльший, 2-х метровый диаметр винта будет принимать бОльшую энергию ветра, и таким образом вырабатывать бОльшее количество энергиии при той же скорости ветра.
Относительная скорость винта
«Относительная скорость винта», или tip-speed-ratio — это линейная скорость кончика лопасти по отношению к скорости ветра. Угловая скорость оси, измеряемая в об/мин (rpm) зависит от скорости кончика лопасти диаметра винта по следующей формуле:
об/мин = скорость_ветра х относительная_скорость_винта х 60 / (диаметр х пи)
Двухлопастный винт имеет бОльшую относительную скорость главным образом потому, что что у него всего две лопасти. Меньший по диаметру трехлопастный винт имеет меньшую относительную скорость, но вращается более плавно.
Мощность на оси для двух винтов
Каждый винт разработан для сопряжения с соответствующим генератором на постоянных магнитах. Генератор из Перу сделан на более мощных магнитах, а также имеет переключаемые обмотки звезда/треугольник.
На рисунке вверху синяя и красная линии представляют теоретические графики мощности на оси каждого винта в зависимости от об/мин.
На рисунке также приведены графики мощности, необходимой для вращения генератора — шри-ланкийского (тонким пунктиром) и перуанского (две толстых линии для двух типов соединения обмоток).
Двухлопастной винт (красная линия), сделанный на Шри-ланке, вырабатывает количество мощности, в точности необходимое для шри-ланкийского генератора. Трехлопастной винт (синяя линия), сделанный в Перу, разработан так, чтобы соответствовать двум вариантам перуанского генератора — «звезда» и «треугольник».
При скорости ветра в 5 м/сек, винты вырабатывают 80 Ватт и 60 Ватт механической мощности на оси для соответственно 286 и 280 об/мин. Эта точка помечена на обоих графиках.
Скорость винта зависит от степени его нагрузки. При генераторе на постоянных магнитах, работающем на холостом ходу, винт разгружается и вращается намного быстрее. Надо стараться избегать такой ситуации, так как при этом увеличиваются нагрузки на винт и возрастает уровень шума.
Так же на эту тему можно посмотреть: