дано:
- необходимая мощность P = 1,5 кВт = 1500 Вт
- средняя скорость ветра v = 5 м/с
найти:
- размер лопастей ротора и выбор мотора.
решение:
1. Для расчета размера лопастей ветрогенератора используем формулу мощности для ветряной турбины:
P = 0.5 * ρ * A * v³ * Cp,
где
- P - мощность (Вт),
- ρ - плотность воздуха (примерно 1.225 кг/м³ на уровне моря),
- A - площадь поперечного сечения ротора (м²),
- v - скорость ветра (м/с),
- Cp - коэффициент мощности (обычно 0.3 - 0.45 для ветрогенераторов).
2. Из этой формулы можем выразить площадь A:
A = P / (0.5 * ρ * v³ * Cp).
3. Подставим значения. Для расчета примем Cp равным 0.4:
A = 1500 Вт / (0.5 * 1.225 кг/м³ * (5 м/с)³ * 0.4).
4. Вычислим A:
A = 1500 / (0.5 * 1.225 * 125) = 1500 / 76.5625 ≈ 19.6 м².
5. Площадь круга рассчитывается по формуле:
A = π * r²,
где r – радиус лопасти. Таким образом, можем найти радиус:
r = √(A / π) = √(19.6 / π).
6. Вычисляем радиус:
r ≈ √(19.6 / 3.14) ≈ √(6.24) ≈ 2.5 м.
Таким образом, длина лопасти будет примерно 2.5 м.
7. Теперь выбираем мотор. Мотор должен иметь мощность, превышающую 1.5 кВт, с учетом потерь. Рекомендуется выбирать мотор с запасом 20-30%:
Мощность мотора = 1.5 кВт * 1.2 = 1.8 кВт.
ответ:
Размер лопастей должен быть около 2.5 м, а мотор следует выбрать с мощностью минимум 1.8 кВт, учитывая запасы на потери. Также необходимо учитывать условия установки (высота, устойчивость), материалы для лопастей и их крепление.