CC BY
5УДК 620.9:662.1
РАСЧЁТ МОЩНОСТИ ВЕТРОЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
Э.Р. Муртазин1, У. Ахмеджанова2, Э.М. Абдурахманов3
Аннотация
Ветроэнергетика - это отрасль энергетики, связанная с разработкой методов и средств для преобразования энергии ветра в механическую, тепловую или электрическую энергию. Важной особенностью энергии ветра, как и солнечной энергии является то, что она может быть использована практически повсеместно.
Ключевые слова: энергия, топливо, возобновляемые энергетические ресурсы, нетрадиционные (альтернативные) источники энергии, энергосбережение.
Ветер - это движение воздуха относительно земной поверхности, обусловленное разностью атмосферного давления и направленное от высокого давления к низкому. Причиной неравномерного распределения давления атмосферы является неодинаковый нагрев воздуха, в основном, за счет солнечной радиации. Ветер характеризуется скоростью и направлением. Скорость выражается в м/с, км/ч или приближенно в баллах по шкале Бофорта.
Ветродвигатель представляет собой устройство, преобразующее кинетическую энергию ветра в механическую энергию. Ветроэнергети-ческая установка (ВЭУ) представляет собой комплекс технических устройств для преобразования энергии ветра в другие виды: механическую, электрическую или тепловую. Ветродвигатель является неотъемлемой частью ВЭУ. В ее состав также могут входить: рабочие машины (электрогенератор, тепловой генератор); аккумулирующие устройства; системы автоматического управления и регулирования и др.
К основным техническим характеристикам ВЭУ относятся: номинальная мощность; номинальная или расчетная скорость ветра; минимальная скорость ветра; максимальная рабочая скорость ветра; номинальная частота вращения ветроколеса.
Ветер является нескончаемым источником электрической энергии, в которой не требуется перевозка запасов энергии, элементы сооружения относительно дешевле.
Мощность потока воздуха будет равняться энергии потока проходящего через площадь лопастей во времени.
тЗ2
А Е. 2 шЗг
N = - = — = =- (1)
г г г 2г
Масса потока воздуха протекающего через данную площадь в течении времени определяется
т рУ - = — (2) г г
1Муртазин Эмиль Рустамович - ассистент, Джизакский политехнический институт, Узбекистан.
2Ахмеджанова Умида - ассистент, Джизакский политехнический институт, Узбекистан.
3Абдурахманов Элёр Махмуджонугли - студент, Джизакский политехнический институт, Узбекистан.
Научный руководитель: Салиев Эргаш Алибекович - кандидат физико-математических наук, доцент, ректор Джизакского политехнического института, Узбекистан.
Ученый XXI века • 2016 • № 3-1 (16)
Здесь р плотность воздуха;
V - объем потока воздуха; t - время.
Объём потока воздуха V = 8-1, Б - площадь поперечного сечения потока воздуха, I - длинна потока. Объём потока воздуха с течением времени определяется:
V Б-I
— =-= Б-3 (3).
г /
Образуется
т р-V р-Б-I п -Б2
- = -— = --= р- Б- 3 = р-3 (4)
г г г 4
Исходя из этой формулы мощность расчитывается следующим образом;
т3г 32 п- Б2 п- Б2р-3Ъ п-р , ,
N =-= —р-3 =---= —- Б -3 (5)
2г 2 4 8 8
кг
Известно, что плотность воздуха р = 1,236 —, исходя из этого
м
п-р 3,14-1,236
—- = ----= 0,4851.
8 8
Измеряя мощность в киловаттах (1квт = 1000вт), формула (5) приобретает слейдующий вид:
Б1 - 3 Б1 - 3
N =-=-квт (6)
1000 2060
0,4851
Если принять коэффициент использования ветренной энергии ]] = 0,43 — 0,47, тогда мощность приобретает вид
Б2 -3
N =-] квт (7).
2060
В теоретических расчетах ]] = 0,593, практически этого показания не добиться.
Расчитаем мощность ветроэлектродвигателя марки ВЭУ-3000, установленного в Джизакском политехническом институте. Для этого используем паспортные данные ветроэлектродвигателя:
1.Диаметр лопастей ветроэлектро двигателя Э = 2,44 м;
2.Номинальная скорость ветра для нормальной работы ветроэлектро -
мм м
двигателя 3т = 12— 3 = 3— ; ^ = 15— );
с с с
Воспользуемся формулой расчета мощьности (7):
Б2 - 33 2,442 -123 5,95 36-1728
N =-] =-0,45квт =-0,45квт = 2,247квт .
2060 2060 2060 Расчитаем мощность которую можно получить при минимальных и
м м
максимальных показаниях ветра. При 3 = 3 —, 3 = 15— мощность
с с
определяется следующим образом:
Б2 -3Ъ 2,442 - 33 5,9536-27
N. =-]=-0,45 =-0,45 = 0,035квт = 35вт
"" 2060 2060 2060
Б2 - 33 2,442 -153 5,9536-33 75
N =-] =-0,45квт =-0,45квт = 4,389квт.
2060 2060 2060 Расчитаем среднее значение мощности:
N . + N 0,035 + 4,389
N = ——-— =-= 2, 21квт . Для сравнения расчитаем
с" 2 2 значение мощности при номинальной скорости ветра. В этом случае коэффициент использования ветра примем за г = 0,593 :
Б -Зъ 2,442 -123 5,9536 • 1728 N =-г =-0,593квт =-0,593квт = 2,961квт .
2060 2060 2060
Расчитанные мощности ветроэлектродвигателя ВЭУ - 3000 совпадают с его паспортными данными (Ы = 3000 вт = 3 квт).
Список литературы:
1.Твайделл Дж., Уайр А. «Возобновляемые источники энергии».Пер. с англ.-Москва. «Энергоатомиздат», 1990.
2.Аллаев К.Р. «Электроэнергетика Узбекистана и мира». Ташкент. «Фан ва технология», 2009.
3.Клычев Ш.И., Мухаммадиев М.М. и др. « Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии». Ташкент. «Фан ва технология», 2010.
© Э.Р. Муртазин, У. Ахмеджанова, Э.М. Абдурахманов, 2016
UDC 620.9:662.1
CALCULATION OF POWER OF THE WIND ELECTRIC MOTOR
E.G. Murtazin, V. Akhmedzhanova, E.M. Abdurakhmanov
Abstract. Wind energy is the energy industry related to development of methods and tools to convert wind energy into mechanical, thermal or electrical energy. An important feature of wind energy and solar energy is that it can be used almost everywhere.
Keywords: energy, the fuel, renewed power resources, nonconventional (alternative) energy sources, power savings.
© E.G. Murtazin, V. Akhmedzhanova, E.M. Abdurakhmanov, 2016.
