Розробка моделі домашнього стаціонарного вертикального вітрогенератора

Abstract

UK: У цій статті розглянуто розробку нового, ефективного, домашнього вітрогенератора на базі аеродинамічної труби Ранка-Хілша з використанням елементів Пельтьє та двох типів завихрувачів. Сучасна вітроенергетика має ряд проблем, які негативно впливають на підвищення ефективності енергозбереження. Безредукторні вітрогенератори з вертикальною віссю мають ряд переваг та в перспективі можуть стати джерелом автономного енергозабезпечення невеликих фермерських господарств та приватних будинків у Приазов’ї України. В основу нашої розробки поставлена задача удосконалити існуючі види вітрогенераторів на базі вихрової труби шляхом встановлення додаткових конструктивних елементів та виконання її у вигляді вертикальної гіперболічної труби Ранка-Хілша, що дає можливість підвищити ККД пристрою та величину генерації електричної енергії. RU: В этой статье рассмотрено разработку нового, эффективного, домашнего ветрогенератора на базе аэродинамической трубы Ранка-Хилша с использованием элементов Пельтье и двух типов завихрителей. Современная ветроэнергетика имеет ряд проблем, которые негативно влияют на повышение эффективности энергосбережения. Безредукторные ветрогенераторы с вертикальной осью имеют ряд преимуществ и в перспективе могут стать источником автономного энергообеспечения небольших фермерских хозяйств и частных домов в Приазовье Украины. В основу нашей разработки поставлена задача усовершенствовать существующие виды ветрогенераторов на базе вихревой трубы путем установки дополнительных конструктивных элементов и выполнение ее в виде вертикальной гиперболической трубы Ранка-Хилша, что дает возможность повысить КПД устройства и величину генерации электрической энергии. EN: This article discusses the development of a new, efficient, home wind turbine based on the Ranque-Hilsch wind tunnel, using Peltier elements and two types of swirlers. Wind is one of the most affordable forms of renewable energy. The direction of wind flows is changeable and completely depends on the earth's surface, the presence of water lakes, plants. Nowadays, there is an increased interest in the use of non-traditional renewable energy sources all over the world, in various sectors of the economy. Modern wind energy has a number of coins that negatively affect the improvement of energy saving efficiency. Gearless vertical-axis wind generators have a number of advantages and in the future can become a source of autonomous power supply for small farms and private houses in the Azov region of Ukraine. The absence of points for orientation to the wind flow significantly reduces the resistance. Due to the peculiarities of its structure, in absolutely any direction of the wind, the vertical structure is located in an absolutely arbitrary position, which is why it is easier in its execution. Our prototype is based on the task ofimproving the existing types of wind turbines based on a vortex tube by installing additional structural elements and making it in the form of a vertical hyperbolic Ranque-Hilsch tube, which makes it possible to increase the efficiency of the device and the amount of electricity generation. The problem is solved by the fact that the stationary vertical wind generator contains a base made in the form of a hyperbolic Ranque-Hilsch pipe tube, according to the proposed model, a guide washer is installed in the lower part of the pipe, two types of swirlers that set opposite directions of the wind flow in the pipe, Peltier elements and an exhaust washer. The use of Peltier elements made it possible to generate electrical energy only based on the difference between two swirling air flows inside the pipe. This design allows to increase the efficiency and the amount of generation of electrical energy, due to the difference of air flows with different directions of rotation.