Geotermalna energija Geotermalna energija se nalazi svuda ispod nas. Negde je lako dostupna skoro na samoj površini zemlje u širokom opsegu... Opširnije...
Automatski sistem koji se koristi kao zaštita na malim vjetrenjačama je, jedan od najteže shvatljivih koncepata. No, jednom kad shvatite kako se to radi, to sve ima smisla kao jednostavan i efikasan način da se zaštiti vjetrenjača pri jakim vjetrovima.
Pre nego što krenemo dalje, možete pogledati primer zeštite na
Adobe Flash Player not installed or older than 9.0.115!
Nakon što vidite sistem u akciji videćete da sve ima smisla. Takođe imajte na umu da formule koje se koristi nije egzaktna nauka, one će vam dati orijentacione podatke. Jedini način da se fino podesi zaštita vaše vetrenjače je kroz eksperimentisanje na samom modelu.
Postoji nekoliko načina za mehaničku kontrolu vetroturbine, kao što su nagib od turbine, menjanje ugla noža , i spojlera. Na ovoj stranici ćemo pogledati najčešći sistem koji se koristi za male vetrenjače, tkz. Furling sistem (rol).
Zašto mi koristimo furling (rol)? Pa to će zaštititi vetrenjaču od uništenja pri jakim vetrovima, efikasn i "siguran" sistem, a pruža i regulaciju izlazne snage. Zaštitini sistemi, poput onih na starim mlinovima vetrenjačama, koriste ručno upravljivu polugu ili prekidač za uključivanje turbine. To se postiže promenom ugla repa, umesto da bude izravno iza leđa, okrene se za 90 stepeni.
Automatski sistemi zaštite ,mogu biti električni ili mehanički. Električni koristi senzore za merenje brzine i smera vetra i male računare za upravljanje električnog motora, koji okreće vetrenjaču u ili izvan vetara. Ova vrsta zaštite,se koristi na velikim vetroelektranama.
Automatski mehanički sistem zaštite (rol) koristi pametnu kombinaciju gravitacije i sile vetra. Ispod je pojednostavljen dijagram vetrenjače. Repna osovina (pivot) je samo jednostavan zglob koji je pod uglom nagnut na jednu stranu, obično oko 20 stepeni. Budući da je osovina nagnuta nazad od vertikale, težina repa teži vući rep dole, slično kao kod frižidera, ako se nagne prema vama, vrata će se otvoriti, jer šarke vrata frižidera je u tom slučaju pod uglom od vertikale.
Postoji graničnik za zaustavljanje repa nakon što se zakrene ravno iza leđa vetrenjače, na 90 stepeni u odnosu na turbinu. Osa vetrenjače, turbine je pomerena(offset) na jednu stranu od stuba (jarbola) , pa ako guramo turbinu, ona će težiti okretanju oko jarbola.
Snaga vetra, turbinu teži okrenuti oko ose stuba, međutim rep teži da zauzme 90 stepeni u odnosu na front turbine, to jest teži da zauzme donji položaj, tako da drži turbinu prema vetru. No, kako vetar pojača, silu prema frontu turbine, rep se podiže sve dok sila ne bude dovoljno jaka da podigne rep do krjnje granice i rep se zaustavlja.
Slab vetar – zaštita neradi.
Težina repa je veća od sile vetra koji deluje na turbinu. Rep miruje i nalazi se u položaju izravno iza leđa turbine.
Napomena: umetanje slika je ono što će vidjeti, ako ste gledali izravno na turbine
Srednje jak vetar-početak rada zaštite
Sila vetra je veća od težine repa, tako da se reppodiže.
Tako da je sada sila vetra protiv turbine ponovno jednaka težini repa.Sistem je pronašao balans sile vetra i težine repa.
Jak vetar – potpuna zaštita
Snaga vetra je toliko velika da rep zauzima skoro isti ugao kao i turbine.
Dakle, zaštita je ravnoteža između težine repa i potisaka turbine.
Možemo koristiti neke matematičke proračune kada će zaštita proraditi,
ali prvo nam trebaju neke mere, a sve mere su metričke.
Prečnik turbine u metrima
Turbina odmaknuta od ose jarbola (offset) u metrima
Težina repa u kg
Dužina repa u metrima
Brzina vetra u metrima u sekundi
Prvo moramo rešiti moment potreban za okretanje vetrenjače oko ose jarbola.
Potisak ili sila mogu biti izračunati (primer za 2m prečnik):
Turbine momenat. (kgm) = turbina Potisak x turbina Offset
Ako naša turbina ima prečnik od 2 metra, i želimo početak zaštite na vetaru iznad 20 metara u sekundi (72kmh).Pomereno od stuba (ofest) iznosi 0,1 metara (100mm).
Turbine momenat. = 66.6kg * 0,1 m = 6.66kgM
Dakle, trebamo 6.66kgM za ravnotežu turbine.
Rep momenat = rep Dužina * Furl otpor
i
Furl otpor = rep Težina * Sin (Pivot ugao u stepenima) * Sin 45° Furl otpor = 20kg * Sin 20° * Sin 45° = 4,83 kg
tada
Dužina repa = rep momenat / Furl otpornost Dužina repa = 6.66KgM / 4.83Kg = 1.378M
Dakle, za našu vetrenjaču za početak zaštite(rol) na 72kmh, treba osovina pod uglom od 20 0 , dužina repa 1.378m i težina 20 kg.
Izračuni:
Turbine Potisak = prečnik2* brzina vetra2/ 24 turbina momenat = turbina potisak x turbina pomak rep osovina ugao = Sin-1(turbinski momenat / Rep Dužina / Sin 45o/ rep masa) rep dužina = turbina momenat / Rep Težina / Sin ( Pivot ugao u stepenima) / Sin 45o rep Težina = turbina momenat / Dužina repa / Sin (Pivot ugao u stepenima) / Sin 45o
Napomene:
U krejnjem položaju repa treba postaviti graničnik kako rep nebi otišao van kontrole i oštetio krila rotora vetrenjače.
Sve gornje formule su sažete u excel programu za brzo proračunavanje parametara zaštite, na našem CD-u
Kod punjenja baterija veoma je bitno da se baterije ne prepune. Iz tog razloga i kod vetrogeneratora kao i kod solarnih panela mora da postoji regulator koji će da isključi punjenje baterije na 14,3V a da ponovo uključi punjenje kad napon padne na 13,8V.
Jezgro svakog solarnog sistema čini solarni fotonaponski modul koji proizvodi struju direktno iz sunčeve svetlosti. Nema nikakvih pokretnih delova, pa je stoga dugovečan. Ima ih nekoliko vrsta od kojih su najznačajniji:
Gorivne ćelije generišu energiju putem procesa suprotnog elektrolizi. Naime, u gorivim ćelijama se elektrohemijskim procesom iz goriva bogatih vodonikom, obično prirodnog gasa ili matanola, izdvaja vodonik, koji u kombinaciji sa kiseonikom proizvodi električnu energiju i vodu. Dakle gorivo se, umesto da sagoreva, efikasnim elektrohemijskim procesom pretvara u električnu energiju.
Ovde ćemo govoriti o korišćenju hidroenergetskog potencijala malih vodotokova. Veliki hidroenergetski sistemi su kod nas skoro svi izgrađeni ili će se graditi o čemu vodi računa država. Preko 1000 mogućih lokacija u Srbiji sa pojedinačnom instalisanom snagom manjom od 10 MW mogu da daju ukupnu instalisanu snagu od oko 500 MW. Kada bi se izgradili svi potencijalni kapaciteti malih hidroelektrana to bi u ukupnoj neto instalisanoj snazi u Srbiji iznosilo manje od 5%. Iako ovo nije značajna količina energije ipak za njeno dobijanje u termoelektrani bilo bi potrebno da se utroši godišnje oko 2,3 miliona tona lignita što je ekvivalentno uštedi od oko 50 miliona USD. Mala ili mikroelektrana sastoji se od: brane koja obezbeđuje vodozahvat, cevi koja vodi do turbine, turbinskog regulatora protoka, turbine, elektrogeneratora i mernoregulacione opreme.
Biomasa je organska materija biljnog ili životinjskog porekla koja se pomoću različitih procesa pretvara u nekoliko vidova energije koji su pogodni za dalju upotrebu. Biomasa u obliku drveta i ostataka iz poljoprivredne proizvodne predstavlja osnovni vid upotrebe prvenstveno za zagrevanje prostora i spremanje hrane. Sagorevanjem biomase ne dolazi do povećanja koncentracije štetnih gasova (CO2) u zemljinoj atmosferi jer će nastali ugljendioksid druge biljke potrošiti za svoj rast u neprekidnom uravnoteženom procesu kruženja materije. To nije slučaj sa ugljendioksidom nastalim sagorevanjem fosilnih goriva jer se tada davno akumuliran ugljendioksid procesom sagorevanja vraća u atmosferu i povećava koncentraciju gasova koji izazivaju efekat staklene bašte.
Električna energija dobija se iz vetra pomoću vetrogeneratora koji se sastoje od krakova elise, prenosnog mehanizma, elektrogeneratora, nosećeg stuba i transformatora preko koga se vrši priključivanje na električnu mrežu. Vetrogeneratori počinju da proizvode električnu energiju pri brzinama vetra od oko 3 m/s pa sve do 25 m/s. Ekonomski je isplativa proizvodnja ukoliko vetar duva godišnje preko 2800 sati prosečnom brzinom od preko 6 m/s (jedna godina ima 8760 sati).
Program (kalkulator) sa kojim lako i brzo može da se dobiju parametri za izradu krila, uglovi, sekcije, brzina generatora, snaga, sila u Njm, i to u zavisnosti od brzine vetra, prečnika, krila, broja krakova, aerodinamičkog oblika TSR.
Detaljno uputstvo u slici i reči o izradi jednog alternatora od 150-300W