Diagramme de puissance d'éolienne : concevoir un moulin à vent générateur d'électricité efficace

Indéniablement, les générateurs éoliens remplacent rapidement les panneaux solaires. C'est parce que les éoliennes sont fiables, efficaces et fonctionnent à tout moment de la journée. De plus, cela dépend uniquement de l'énergie dans le vent, qui, heureusement, est disponible tout au long de la journée. Aussi, comparé aux centrales à charbon ou aux combustibles fossiles, l'industrie éolienne a un impact environnemental généralement faible en tant que source d'énergie. Donc, dans l'article d'aujourd'hui, nous utiliserons un diagramme de puissance d'éolienne simple pour construire un circuit générateur éolien. Souvent, vous trouverez le projet éolien DIY comme étant rentable et fiable. De plus, vous pouvez aussi avoir des applications d'éolienne comme charger vos appareils électriques et batteries à tout moment.

1. Comment fonctionne une éolienne ?

Premièrement, nous devrions savoir que la position d'installation d'une éolienne joue un rôle dans son fonctionnement et la distribution d'électricité. Par exemple, un emplacement d'éolienne près des rives, mers ou altitudes plus élevées a une efficacité de fonctionnement plus grande en raison de l'énergie éolienne fiable. La plupart du temps, la distance peut être d'environ 100 mètres au-dessus du sol.

Principales parties d'une éolienne

Une éolienne devrait avoir ce qui suit pour aider à un fonctionnement efficace :

• Générateur : il alimente la turbine en produisant de l'électricité CA 60 cycles. La technologie de générateur électrique la plus couramment utilisée est le générateur à induction à double alimentation (DFIG).
• Pales du rotor : sont souvent deux ou trois structures avec des formes d'ailes d'avion. Et, quand le vent souffle dessus, elles se soulèvent et tournent, causant la rotation du rotor.
• Frein électrique ou mécanique : pendant les urgences, le frein peut arrêter hydrauliquement, mécaniquement ou électriquement le rotor en mouvement.
• Boîte de vitesses (Gearbox) : C'est la connexion entre l'arbre à haute vitesse et l'arbre à basse vitesse. Il fonctionne aussi à augmenter la vitesse de rotation du vent d'environ 30-60 tr/min (rotations par minute) à 1000-1800 tr/min. Souvent, les turbines fonctionnent dans la vitesse de vent moyenne mentionnée pour la production d'électricité.
• Nacelle : Elle contient principalement certains composants d'éolienne tels que la boîte de vitesses, le frein et le contrôleur.
• Contrôleur : le rôle d'un contrôleur est de démarrer la turbine à 8-16 mph (milles par heure), puis de l'arrêter à 55 mph. C'est parce qu'une capacité de vent supérieure à 55 mph peut endommager la machine.
• Tour : sa structure, faite de béton, treillis d'acier et acier tubulaire, est assez forte pour soutenir la structure de la turbine. De plus, vous pouvez produire plus de puissance électrique avec une hauteur de tour accrue.

Processus de fonctionnement :

1. Premièrement, quand le vent souffle à travers les pales du rotor, il y a une réduction de la pression d'air du côté opposé de la pale du rotor.
2. Ensuite, en raison de la différence de pression d'air des deux côtés de la pale, il y a à la fois un mouvement de portance et de traînée.
3. Le rotor commence à tourner car la force de portance de la turbine est plus puissante et plus significative que la traînée.
4. Le rotor a soit une connexion directe (dans les turbines à entraînement direct) ou une connexion indirecte (via une boîte de vitesses ou des arbres) au générateur. Par conséquent, il accélère la rotation.
5. En résumé, la turbine aura converti l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique puis en énergie électrique (via les générateurs). Vous pouvez le comprendre davantage comme la génération d'énergie éolienne suivant les forces aérodynamiques des pales de la turbine au générateur de rotation.

Note : différents types d'éoliennes auront des fonctions variées. Par exemple, une éolienne à axe horizontal (comme celles dans les parcs éoliens offshore) a l'axe de rotation dans un plan horizontal. D'autre part, les éoliennes à axe vertical ont leur axe de rotation dans un plan vertical. Par conséquent, il est plus facile pour les VAWT de capturer une capacité d'énergie éolienne élevée de n'importe quelle direction sans avoir le rotor repositionner son état.

2. Diagramme de puissance du moulin à vent – Comment concevoir et créer un générateur de moulin à vent

Comprenons d'abord le principe de fonctionnement d'un diagramme de puissance de moulin à vent avant de se lancer dans la construction.

Le principe de fonctionnement de la conception du diagramme de puissance du moulin à vent

Généralement, les moulins à vent basent leur principe de fonctionnement sur un concept de moteur-générateur traditionnel. En d'autres termes, le concept d'opération implique l'intégration d'une broche de moteur (type aimant permanent) avec une hélice/turbine. Cependant, au lieu d'une hélice traditionnelle de type avion, les fabricants d'éoliennes utilisent maintenant un système d'hélice en forme de S car c'est avantageux. Aussi, la conception actuelle de la rotation de la turbine ne fonctionne pas automatiquement sur la direction du vent ; au lieu de cela, elle répond selon n'importe quel côté du flux de vent. En tant que tel, le système d'éolienne moderne peut se passer du mécanisme de gouvernail complexe. De plus, vous obtiendrez sans effort et efficacement de l'électricité de l'énergie éolienne toute l'année puisque le moulin à vent n'est pas limité à un flux de direction de vent spécifique.

Diagramme de puissance du moulin à vent – Préparation des matériaux

Les matériaux dont vous aurez besoin incluent :

• Un générateur,
• Pales,
• Tour,
• Batteries et diodes,
• Un moteur,
• Le corps de la turbine, et
• Le moyeu central.

Étapes dans un diagramme de puissance de moulin à vent

1. Étape 1 : Premièrement, commencez par obtenir un générateur. Pour le projet, nous utiliserons un moteur à courant continu car ils font d'excellents générateurs éoliens.
2. Étape 2 : Ensuite, vous pouvez courber les pales de la turbine éolienne à partir du bois. Alternativement, vous pouvez aussi couper des sections de tuyau PVC puis les façonner en profils aérodynamiques.
3. Étape 3 : Troisièmement, procédez en construisant le moyeu du rotor où vous attacherez le moteur puis ajouterez les pales. Encore, assurez-vous que le diamètre est approprié.
4. Étape 4 : De plus, fabriquez le montage pour votre turbine en fixant le moteur à un morceau de bois.
5. Étape 5 : Ensuite, en utilisant du contreplaqué, coupez un diamètre de 2 pieds puis, faites une base de tour.
6. Étape 6 : Faites de la peinture sur les parties en bois pour les empêcher d'être endommagées par les intempéries.
7. Étape 7 : Par la suite, concentrez-vous sur le composant électronique de la machine, c.-à-d., le contrôleur de charge qui gère chaque opération. D'autres caractéristiques électriques incluent les batteries, les diodes de blocage et la charge secondaire. Vous pouvez aussi choisir d'acheter le contrôleur.
8. Étape 8 : Érigez l'éolienne et la tour.
9. Étape 9 : Finalement, connectez la machine à l'électronique et profitez de votre énergie électrique durement gagnée.

3. Diagramme de puissance du moulin à vent – Problèmes dans le processus de production et comment les résoudre

Quelques défis qui peuvent survenir lors de la construction de votre moulin à vent peuvent être :

1. Diagramme de puissance du moulin à vent – Vitesse du vent fluctuante

Inévitablement, les vitesses du vent fluctuent souvent à des moments particuliers de la journée. Et donc, pour résoudre le problème, vous pouvez utiliser un circuit convertisseur buck ou boost. Par exemple, disons que la capacité de génération de la sortie du moteur du moulin à vent est de 12V. Avec un boost additionnel, le circuit buck peut augmenter sa tension à plus de 60V. Cependant, vous devez restreindre la tension et l'avoir à une sortie stable.

Diagramme de puissance du moulin à vent – Pollution sonore et esthétique

Malgré les turbines et les centrales éoliennes ayant un impact environnemental minimal, elles peuvent encore causer de la pollution sonore et affecter visuellement le paysage. Ainsi, les constructeurs de turbines utilisent maintenant plusieurs éoliennes à petite échelle ou dispersées pour réduire le problème d'impact visuel. D'autre part, les exigences sonores assurent que la technologie éolienne n'est pas à proximité des zones résidentielles.

Résumé

Pour résumer, si vous souhaitez démarrer un projet d'éolien, alors l'article que nous avons pour vous aujourd'hui vous guidera à travers le processus du diagramme de puissance du moulin à vent. De plus, si vous avez besoin d'un projet éolien à grande échelle, vous n'aurez pas à passer par le processus seul. Vous pouvez inclure des spécialistes, tels que des scientifiques de l'environnement, des scientifiques de l'atmosphère, des opérateurs d'équipement de construction, des ouvriers du bâtiment, et bien d'autres. Ils, à leur tour, vous aideront avec l'évaluation des ressources éoliennes, entre autres choses. Mais rappelez-vous, vous pouvez nous contacter si vous avez besoin de clarifications ou si vous avez des questions.