ABSTRAKT: KLÍČOVÁ SLOVA: energie, alternativní, generátor, vítr, Savonius, rotor, převod, brzda ABSTRACT:
|
|
- Ivo Fišer
- před 8 lety
- Počet zobrazení:
Transkript
1 ABSTRAKT: Práce je zaměřena na návrh alternativního zdroje energie a jeho využívání v chatové oblasti do 1 kw. Popisuje výhody a nevýhody jednotlivých možných alternativ zdrojů elektrické energie. Závěrečná část práce pojednává o stavbě vytypovaného zařízení a kompozici jednotlivých prvku konstrukce. KLÍČOVÁ SLOVA: energie, alternativní, generátor, vítr, Savonius, rotor, převod, brzda ABSTRACT: The labour is targeted the design of an alternative power source and it`s exploitation in a cottage area to the output of 1 kw. It describes the advantages and disadvantages of a particular possible alternatives of each electric power source. Final part of the labour deals with a construction of the selected system and the composition of the particular parts of construction. KEY WORDS: energy, alternative, generator, wind, Savonius, rotaty, gear, brake BIBLIOGRAFICKÁ CITACE: HORÁK, K. Návrh řešení malého alternativního zdroje elektrické energie. Brno, VUT-FSI., 2007, 48 s.
2
3 Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci vypracoval samostatně s použitím odborné literatury a pramenů, uvedených na seznamu, který tvoří přílohu této práce. Datum. Podpis bakaláře
4
5 Poděkování Děkuji tímto panu Ing. Jiřímu Venclíkovi, Dr. za cenné připomínky a rady při vypracování bakalářské práce.
6
7 OBSAH OBSAH OBSAH 1 ZÁKLADNÍ ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE Využití vodní energie Elektrárny s vodními koly Elektrárny s vodními turbínami Využití sluneční energie Využití větrné energie Využití dalších alternativních zdrojů Výběr vhodné varianty řešení 24 2 SAVONIŮV ROTOR A JEHO UMÍSTĚNÍ 26 3 ZÁKLADNÍ PRVKY ZAŘÍZENÍ Rotor dle koncepce Savonius Převodového ústrojí Elektrický generátor Přídavné prvky zařízení 31 4 NÁVRH USPOŘÁDÁNÍ JEDNOTLIVÝCH PRVKŮ 33 5 VOLBA KONKRÉTNÍCH PRVKŮ A VÝPOČET ROTORU Návrh a výpočet rotoru Návrh generátoru Návrh převodového mechanismu Návrh uložení hřídele rotoru Návrh pružné spojky Návrh brzdy 43 6 ZÁVĚR 44 7 LITERATURA 45 8 SEZNAMY Seznam obrázků Seznam tabulek Seznam grafů Seznam příloh 47 13
8 ÚVOD ÚVOD ÚVOD Za elektrický zdroj se obvykle pokládá zařízení, které přeměňuje nějaký druh energie na energii elektrickou. Jako výchozí energii lze například považovat energii mechanickou, v podobě konání práce na hřídeli, nebo energii chemickou, uvolňující se při průběhu elektrochemických reakcí, tak i energii jadernou, elektromagnetickou, geotermální, větrnou a mnohé další. Z tohoto hlediska je proto možné elektrické zdroje rozdělit na tak zvané tradiční, které získávají energii ve většině případů spalováním fosilních a jaderných paliv, a na alternativní, které jí získávají ze zdrojů často nazývaných jako obnovitelné. Používání alternativních zdrojů energie je i jedním z klíčových bodů energetické politiky Evropské unie, neboť se jedná o poměrně levné a hlavně ekologicky čisté zdroje. Z tohoto důvodu se většina států snaží o co nejvyšší podíl takto ekologicky vyrobené energie. Současný plán České republiky slibuje do roku 2010 celých 8% z celkové výroby elektřiny. Pro mnohé se toto číslo může zdát poněkud nízké, avšak s uvážením veškerých faktů, mezi která patří v prvé řadě vliv okolních podmínek, protože ne každé zařízení je schopné pracovat na jakémkoli stanovišti, se jedná o číslo stanovené s trochou nadsázky, avšak nikoli nereálné. Příkladem reagujícím velmi ostře na změnu polohy stanoviště může být například větrná elektrárna, jejíž výkon závisí na síle větru dokonce s třetí mocninou, ale k tomu se vrátíme později. Podobně je tomu i u ostatních alternativních zdrojů, ať se jedná o fotovoltaický systém nebo vodní elektrárnu. Úkolem této práce je volba a návrh vhodného alternativního zdroje pro chatovou oblast, který se svým výkonem jednoho kilowattu řadí mezi tak zvaná malá zařízení. Svému provozovateli by měl zajistit nezávislost na elektrické síti a měl by být spolehlivým řešením v každém ročním období. První část práce se tedy věnuje přehledu a volbě vhodného zařízení jako celku, v druhé části se poté nachází detailnější rozbor a návrh jednotlivých komponent zařízení. 14
9 ZÁKLADNÍ ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE 1 ZÁKLADNÍ ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE 1.1 Využití vodní energie Zařízení přeměňující vodní energii na elektrickou se nazývá vodní elektrárna neboli hydrocentrála. Hlavní součástí vodní elektrárny je vodou roztáčená turbína, či vodní kolo, umístěné na téže hřídeli jako elektrický generátor. Mechanická energie proudící vody se tak mění na energii elektrickou. Aby měl vyráběný elektrický proud požadovaný kmitočet 50 Hz, musí se generátor otáčet konstantními otáčkami, což je zajištěno nastavitelným průtokem vody turbínou. Současně se v principu snadné propojení turbína - alternátor komplikuje poměrně náročným systémem regulačních prvků. V České republice nejsou přírodní poměry pro budování vodních děl příliš ideální, neboť většina toků nemá potřebný spád ani dostatečné množství vody. Proto je podíl výroby elektrické energie ve vodních elektrárnách poměrně nízký a činí přibližně 3%, což představuje asi 190MW. Z tohoto důvodu se vodní elektrárny používají spíše jako doplňkové zdroje primárních zdrojů (tzv. špičkový typ) Vodní elektrárny je možno rozdělit podle různých kriterií: 1. Dle instalovaného výkonu: - průmyslové s výkonem nad 1 MW - minielektrárny s výkonem do 1 MW - mikroelektrárny s výkonem do 100 kw - domácí s výkonem do 35 kw 2. Dle hospodaření s vodou: - průtočné využívají přirozený průtok bez akumulace vody - akumulační akumulují vodu a odebírají jí dle potřeby 3. Dle velikost spádu: - nízkotlaké spád do 20 m - středotlaké spád do 100 m - vysokotlaké spád nad 100 m 4. Dle typu turbíny: - elektrárny s přímoproudou turbínou - elektrárny s kašnovou turbínou - elektrárny s turbínou Banki - apod. rozdělení přejato z [19] soubor 4.0_Vodní_energie.pdf Vodní elektrárny neznečišťují ovzduší, povrchové či podzemní vody, ani nedevastují krajinu. Jsou bezodpadové, nezávislé na dovozu surovin a vysoce bezpečné. Akumulační elektrárny navíc v mnohých případech stabilizují průtoky říčním korytem, chrání před povodněmi a podporují plavební možnosti toku. Nevýhodou výstavby velkých vodních elektráren jsou však relativně vysoké 15
10 ZÁKLADNÍ ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE investiční náklady, poměrně dlouhá doba výstavby a často i výrazný zásah do ekologie krajiny Elektrárny s vodními koly Mají sice nižší účinnost v porovnání s turbinami, ale je možné je použít i pro velmi malé spády. V porovnání s turbínami mají některé výhody, ale i nedostatky. Vodní kola (viz obr.1) nejsou citlivá na přítomnost nečistot (listí, ledová tříšť), jsou však pomaloběžná a to komplikuje převod na generátor. Dle použitého kola se dělí na: 1) lopatkové využívají pouze kinetickou energii vody 2) korečkové využívají převážně potenciální energii vody Obr. 1 Vodní kola na říčním toku obrázek převzat z [16] Elektrárny s vodními turbínami Vodní turbíny jsou ve své podstatě proudové motory, transformující kinetickou a tlakovou energii vody na mechanickou. Dnes jsou vodní turbíny technicky nejdokonalejší mechanické motory, přičemž dosahují účinnosti až 95% a jejich provoz je velice ekologický. Turbíny jsou rychloběžné a s dokonalou regulací jsou schopny udržet potřebné otáčky bez převodů. Funkce elektrárny využívající vodní turbínu je zřejmá z obr.2. Dle způsobu transformace se dělí na: 1) rovnotlaké v rotoru zpracovávají pouze kinetickou energii při konstantním tlaku 2) přetlakové v rotoru transformují jak kinetickou, tak i tlakovou energii Dle směru pracovního proudění je pak můžeme rozdělit na: 1) axiální (Kaplanova turbína) 2) radiální (pomaloběžná Francisova turbína) 3) radiaxiální (rychloběžná Francisova turbína) 4) diagonální (Deriazova turbína) 5) tangenciální (rovnotlaká Peltonova turbína) rozdělení přejato z [19] soubor 4.0_Vodní_energie.pdf 16
11 ZÁKLADNÍ ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE Obr. 2 Schéma vodní elektrárny obrázek převzat z [26] Výběr turbíny závisí na účelu a okolních podmínkách působících na vodní dílo. Nejčastěji se osazují turbíny reakčního typu (Francisova nebo Kaplanova turbína), a to v nepřeberné paletě modifikací. Pro vysoké spády se používá akční Peltonova turbína. V přečerpávacích vodních elektrárnách se používá turbín s reverzním chodem. V malých vodních elektrárnách lze pak nalézt převážně malou Bankiho horizontální turbínu spolu s upravenou turbínou Francisovou. Mezi další typy vodních elektráren patří například vodní elektrárny přečerpávací, které využívají přebytku elektrické energie v době nízké spotřeby, dále pak elektrárny přílivové a elektrárny využívající energie mořských vln, jejichž správná funkce bezprostředně souvisí s umístěním v přímořských lokalitách. Ani jeden z těchto typů se tedy pro stavbu malé elektrárny v našich podmínkách nehodí a nemá cenu se jím dále zabývat. 1.2 Využití sluneční energie Získávání elektrické energie přímo ze slunečního záření je z hlediska životního prostředí nejčistším a nejšetrnějším způsobem její výroby. Ze sluneční energie lze rovněž získat i značné množství tepla, které se dále používá například pro ohřev vody ve venkovních bazénech, či samotné vytápění ekologického domu. Tento převod sluneční energie na tepelnou je v současné době výhodnější a rozšířenější, avšak nemá cenu se jím dále zabývat. Sluneční záření se na elektrickou energii převádí ve sluneční elektrárně (viz. obr.3) nebo v jiných systémech odpojených od napájecí sítě. Elektrická energie se ze sluneční získává dvěma hlavními způsoby přímo nebo nepřímo. Přímá přeměna je založena na fotovoltaickém jevu, při kterém se v látkách působením fotonů (světelného záření) uvolňují elektrony z jedné strany destičky a plynule přecházejí na druhou (pochod elektrony díry). Jsou-li na obě strany destičky připojeny elektrody a vzájemně propojeny vodičem, začne protékat elektrický proud
12 ZÁKLADNÍ ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE Fotovoltaický článek je tedy v podstatě polovodičová dioda, kdy na rozhraní materiálů P a N vzniká přechodová PN vrstva, v níž existuje elektrické pole vysoké intenzity. Obr. 3 Sluneční elektrárna Solar One obrázek převzat z [24] Články se vyrábějí z monokrystalického a polykrystalického křemíku, ale nyní se nově objevuje i křemík amorfní, jenž je označován jako materiál budoucnosti. Jeho největší výhodou je schopnost nánosu vrstvy přibližně 0,5 nm, což zamezí zbytečným odrazům a ztrátám. Využívají se ale i mnohé další materiály, jako je germanium či selen. Sluneční články jsou poté zapojovány bud' sériově, nebo paralelně, čímž tvoří tzv. sluneční panely (viz obr.4). Ty jsou dále napojeny na soustavu dalších komponent, jako jsou akumulátorové baterie, regulátory, napěťové měniče, snímače Slunce a další. Tímto zapojením vzniká samotný fotovoltaický systém. Obr. 4 Vrstvení solárního panelu obrázek převzat z [11] 18
13 ZÁKLADNÍ ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE V současné době se těchto systémů využívá jednak ve slunečních elektrárnách, ale ve velké míře i k pohonu experimentálních vozidel a nově i letadel, nesoucích například antény, či satelity. Své opodstatnění mají i v kosmickém průmyslu, kde jsou takřka nezastupitelné. V převážné většině se tedy jedná o tzv. grid off systémy, čili systémy nezávislé na elektrické síti. Při nepřímé přeměně je sluneční energie využívána k výrobě páry, která pohání parní turbínu a elektrický generátor vyrábějící elektrický proud. Sluneční záření je fokusováno pomocí odrazových zrcadel (heliostatů), či čoček do absorbéru, což je plochá deska s neodrazivým povrchem a trubicemi pro odvod teplonosného média. Za pomoci absorbéru dochází k výrobě páry o teplotě C. Tyto elektrárny bývají často doplněny akumulátory tepla, aby byl umožněn provoz i v nepříznivém počasí. Při uvážení náročnosti a nákladnosti výroby fotovoltaických článků je vidět, že v současné době nemají tyto elektrárny velkou naději na život a čeká je ještě velmi dlouhý vývoj. Nepřímé přeměny je využíváno i u tzv. komínových elektráren (viz. obr.5), které jsou ve své podstatě kombinací větrné a sluneční elektrárny. Sluneční světlo zde ohřívá vzduch, který poté stoupá komínem vzhůru a roztáčí tak větrnou turbínu s generátorem elektrického proudu. Obr. 5 Komínová elektrárna o výkonu 5 MW obrázek převzat z [29] Ať už se jedná o přeměnu přímou, či nepřímou, vždy vznikají problémy s malou plošnou koncentrací a proměnlivou intenzitou slunečního záření, což vyžaduje jeho akumulaci. Největší překážkou v České republice jsou však zatím vysoké pořizovací náklady a u systémů připojených na síť nízké výkupní ceny elektrické energie. V ČR je solární systém o výkonu 1 kw schopen vyrobit kwh elektrické energie za rok, přičemž jeden metr čtvereční slunečních článků může v letní období vyprodukovat až 150 W stejnosměrného proudu. Nevýhodou je bohužel fakt, že množství dopadající sluneční energie, kromě zeměpisné polohy, polohy Slunce na obloze a ročním období, závisí i na sklonu 19
14 ZÁKLADNÍ ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE 1.3 plochy, na které jsou solární panely umístěné. Technologie slunečních elektráren má teoreticky neomezený růstový potenciál a vyspělé státy s ní do budoucna počítají, i když jejich podíl na celkové produkci elektrické energie ve světě stále představuje pouze asi 0,01 %. V souladu s cíli EU by celkový instalovaný výkon solárních systémů v ČR měl do roku 2010 dosáhnout 84 MW. 1.3 Využití větrné energie Vítr je proudění vzduchu, které na Zemi vzniká z důvodu vyrovnávání tlakových rozdílů mezi tlakovou výší a níží. Pokud není uvedeno jinak, rozumí se pod pojmem vítr pouze horizontální složka proudění vzduchu. Česká republika je vnitrozemský stát s typicky kontinentálním klimatem, které se projevuje významným sezónním kolísáním rychlostí větru, přičemž právě ta je nejdůležitějším údajem při využívání větrné energie (tzv. eolické energie). Proto jsou při každé stavbě větrného zařízení vždy velmi důležité údaje o průměrné rychlosti větru během období (měřeno anemometrem), po kterou má zařízení spolehlivě pracovat. Tyto údaje poskytne Český meteorologický ústav, nebo je možné je vyčíst z již vydaných větrných map pro příslušnou oblast (viz obr.6). Důležitý je i rychlostní profil proudění, který udává rychlosti proudění v závislosti na vzdálenosti od povrchu Země. Obr. 6 Větrný atlas České republiky obrázek převzat z [25] Větrná energie se využívá již od pradávna a byla převážně přeměňována ve větrných mlýnech na energii mechanickou. V dnešní době se využívá hlavně transformace na energii elektrickou, avšak v rozvojových zemích, ale i v USA, se vítr používá i k čerpání vody z hlubokých vrtů. Společně s vodní a sluneční energií patří mezi nejrozšířenější formy využívání alternativních zdrojů. Princip větrné elektrárny je založen na transformaci energie větrného proudu na mechanickou energii rotujícího hřídele generátoru. Se vzrůstající rychlostí aerodynamického proudu roste velikost vztlakových sil s druhou mocninou rychlosti větru a energie vyprodukovaná generátorem dokonce 20
15 ZÁKLADNÍ ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE s mocninou třetí. Spojením několika větrných zařízení vzniká větrná farma. Větrné elektrárny se dobře uplatňují především v oblastech se silným a hlavně pravidelným větrným prouděním (rychlost větru musí dosahovat minimálně 5 m/s). Mezi takovéto lokality patří především horské a přímořské oblasti. Největšími výrobci větrné energie v Evropě jsou Dánsko a Německo a současně vyrábí i velmi pokroková a hlavně spolehlivá zařízení, která lze nalézt po celém světě. V České republice dosahuje výkon větrných elektráren přibližně 2% z celkové výroby. Rozdělení větrných elektráren: Podle aerodynamického principu: a) vztlakové - vítr obtéká lopatku, mající tvar podobný letecké vrtuli, tím vzniká vztlaková síla, uvádějící rotor do pohybu. b) odporové - vítr se opírá do lopatky, ta mu klade odpor a tak se vytváří síla, která lopatkou otáčí. Podle typu rotoru na elektrárny: a) se svislou osou rotace - Darrielův rotor využívá se pro výrobu stejnosměrného i střídavého proudu a jeho účinnost dosahuje až 38%. Skládá se zpravidla ze dvou, či více rotorových listů, umístěných na společné svislé ose, které mohou za rotace tvořit válcovou, kuželovou, kulovou nebo parabolickou plochu. - Savoniův rotor využívá se pro výrobu stejnosměrného, ale i střídavého proudu při účinnosti až 30%. Rotor je tvořen dvěma navzájem přesazenými plochami tvaru půlválců, které využívají tzv. Robinsonova jevu. Jeho podstata spočívá v tom, že odpor vyduté části polokoule je skoro 4x větší než odpor části vypuklé, a proto dochází k rotaci. Hlavní výhodou tohoto rotoru je cena a snadná konstrukce. Obr. 7 Darrielův rotor v kombinaci se Savoniovým rotorem obrázek převzat z [27] 21
16 ZÁKLADNÍ ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE V praxi se s výhodou používá i kombinace obou rotorů současně (viz obr.7), kdy Savoniův rotor zajistí hladký rozběh a Darrielův rotor vyšší účinnost. Zpravidla se dá říci, že tyto rotory dosahují vyšší rychlosti otáčení a tím i vyšší účinnosti. Rovněž není nutné jejich natáčení do převládajícího směru větru. Bohužel dochází k vysokému dynamickému namáhání, které snižuje jejich životnost, a proto se v praxi příliš nevyužívají. b) s horizontální osou rotace - větrné vrtule jedná se o rychloběžný typ větrného zařízení, jehož účinnost se pohybuje okolo 45%. Hlavní využití spočívá ve výrobě elektřiny, kde se spolehlivě uplatňují třílopatkové rotory. Využití čtyč-, dvou- a jednolopatkových rotorů lze nalézt spíše u domácích kutilů než v průmyslové výrobě. - lopatková kola tento typ patří mezi pomaloběžná zařízení a používá se především k čerpání vody z hlubokých studní. Počet lopatek se ve většině případů pohybuje mezi deseti až třiceti, avšak nemusí to být nutným pravidlem. Tento rotor dosahuje účinnosti 20-40% a jeho stavba je zřejmá z obr.8. Podle použití v závislosti na připojení do elektrické sítě na: a) grid on systémy jedná se o zařízení připojená na elektrickou síť a dodávající do ní energii. Využívají se v místech se silným, ale hlavně stálým větrným prouděním, a to hlavně pro komerční účely. Jejich potenciální výkon se pohybuje v řádu kilowatt až megawatt. b) grid off systémy jedná se o tzv. autonomní zařízení, která jsou nezávislá na elektrické síti. Většinou jsou napojeny na akumulátory stejnosměrného proudu, a často bývají navíc doplněny fotovoltaickým systémem. Jejich výkon se pohybuje od 0,1 do 5kW. Obr. 8 Větrné lopatkové kolo obrázek převzat z [3] 22
17 ZÁKLADNÍ ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE Podle instalovaného výkonu na elktrárny: a) malé - s výkonem do 20 kw - grid off systémy používané v uzavřených lokalitách bez rozvodné sítě b) střední - s výkonem od 20 do 50 kw c) velké - s výkonem od 50 kw - většinou grid on systémy napojené na síť Budování větrných elektráren je velice ekologické, neboť neprodukují žádné odpadní látky (SO 2, CO 2, popel, ) a tím nenarušují životní prostředí. Doba výstavby těchto zařízení je velice krátká a plného výkonu mohou dosahovat ihned po uvedení do provozu. Energie větru je navíc obnovitelná a nevyčerpatelná. Právě toto představuje hlavní pozitiva výstavby větrných zařízení. Vedle nich lze nalézt ale i spoustu negativ. Jedním z nich je například velký záběr zemědělské půdy při výstavbě větrných farem. Ty v mnohých případech zabírají plochy o rozlohách několika tisíc km 2 a výrazně tak narušují ráz okolní krajiny. Často bývá kritizován i hluk, vznikající při provozu ve strojovně, a hluk aerodynamický, vznikající interakcí proudícího vzduchu s povrchem listů rotoru. Další nevýhodou jsou poměrně vysoké náklady na stavbu, jejichž návratnost závisí na využití vyrobené elektrické energie. Problémem může být i tzv. stroboskopický efekt (vrhání pravidelných stínů), který však v praxi ztrácí na důležitosti vhodnou volbou stanoviště v dostatečné vzdálenosti od lidských obydlí. 1.4 Využití dalších alternativních zdrojů Mezi tzv. další alternativní zdroje je možné zařadit například zpracování geotermální energie nebo energie biomasy. Obě tyto energie pocházejí z přírody, avšak jejich využití se diametrálně liší. 1.4 Obr. 9 Demonstrace síly zemského jádra obrázek převzat z [28] 23
18 ZÁKLADNÍ ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE Geotermální energie je ta část energie, která pochází přímo od zemského jádra, které je neustále ohříváno probíhajícími jadernými reakcemi na 4000 C. Energii z něj lze získat za pomoci hlubinných vrtů v podobě páry nebo horké vody (viz. obr.9). Stavba těchto elektráren je velice nákladná a v prvé řadě závisí na tektonických podmínkách podloží v dané lokalitě. Proto se pro vypracovávaný projekt příliš nehodí. Energie biomasy je ve své podstatě sluneční energie uskladněná v rostlinách a jiných živých organismech, v tzv. biomase, za pomoci fotosyntézy. Spalováním živé hmoty se tato energie znovu uvolňuje a je možno ji dále zpracovávat. Současně lze do této kategorie zahrnout i spalování průmyslového odpadu živého původu (např. chlévský hnůj) a komunálního odpadu (např. kaly z čistíren apod.). Podle rozdělení biomasy na mokrou a suchou se rozlišují i dva hlavní způsoby jejího využití. Jedná se o technologii využívající termochemické pochody, kam se řadí spalování a zplynování, a technologii na základě biochemických přeměn, kam patří vyhnívání a kvašení. Bohužel složitost a náročnost takovéhoto zařízení je na vysoké úrovni, a proto se pro menší výrobu nehodí Výběr vhodné varianty řešení Nyní následuje vhodná volba takového typu zdroje, který bude dle uvedených kladů a záporů ideální pro řešení zadaného problému. Úkolem je vybrat a navrhnout zdroj elektrické energie pro chatovou oblast o výkonu do 1 kw. Jedná se tedy o zdroj, který se svým výkonem řadí mezi tzv. malé elektrické zdroje, vhodný pro nějakou chatu, či menší rodinný domek, jako doplňující zdroj. Předpokládá se tedy menší rozloha, na které bude umístěn, vzdálená od elektrické sítě. Z tohoto důvodu je nutné opomenout ty elektrárny, jejichž funkce přímo závisí na specifických podmínkách prostředí ve kterém se nachází, jako jsou např. hydroelektrárny přílivové, přečerpávací nebo elektrárny geotermální. Pokud by se mělo jednat o hydroelektrárnu jako takovou, připadla by v úvahu malá Peltonova turbína, která je tvořena sadou korečků na nosném kole. Hlavním problémem by ovšem mohl byl nedostatečný výškový spád přitékající vody a často se vyskytují i další problémy, které s provozem takovéhoto zařízení souvisejí. Mezi největší patří nebezpečí nadměrné abraze na jednotlivých korečcích způsobené křemičitými částicemi obsaženými v hnacím mediu. Z tohoto důvodu je nutno se přiklonit k jinému řešení, jehož konstrukce a hlavně provoz nebude tak náročný. Ze zbývajících dvou variant, kterých by mohlo být ke splnění úkolu využito, se tedy nabízí elektrárna větrná nebo sluneční. Oba tyto typy alternativních zdrojů se v dnešní době k tomuto účelu hojně využívají a jejich účinnost z hlediska získané elektrické energie během roku je téměř srovnatelná. Existují však drobné výhody i nevýhody obou variant, na které je nutné se při volbě zaměřit. Hlavní nevýhodou využití sluneční energie je, jak bylo již řečeno, fakt, že její množství závisí přímo na množství dopadajícího slunečního záření, které se během roku mění. Obdobný problém je však i u elektrárny větrné, kde je však možné této skutečnosti vhodnou volbou stanoviště částečně předejít. Další podstatnou nevýhodou solárního systému je výše vstupní investice na výstavbu. Jeden metr čtvereční solárního panelu je schopen v letním období vyprodukovat 24
19 ZÁKLADNÍ ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE přibližně výkon 150 W. V případě zdroje o výkonu 1 kw se tedy jedná o plochu přibližně 7 m 2, což představuje investici v rámci desetitisíců. Nehledě na prostor, který tato plocha pro svojí existenci potřebuje. Z hlediska uvedených faktů bude tedy vhodnější přiklonit se raději ke zdroji elektrické energie, pracujícím s energií větrnou. Doba výstavby takovéhoto zařízení je velmi krátká, zařízení může plně pracovat ihned po uvedení do provozu a vstupní náklady jsou o něco nižší než u ostatních typů. Z daných typů větrných zařízení se poté nabízí volba mezi elektrárnou se svislou nebo horizontální osou rotace. Hojně využívané lopatkové kolo není příliš vhodné, neboť patří mezi pomaloběžné rotory s nízkou účinností a transformace na elektrickou energii pomocí generátoru by tak byla velmi obtížná vzhledem k vysokému převodovému poměru. S přihlédnutím ke složitosti konstrukce a hlavně k finančnímu hledisku, bude nejelegantnějším řešením Savoniův rotor. Jeho konstrukce je velmi snadná, je možné ho konstruovat ze snadno dostupných materiálů a dle potřeby je možné jeho doplnění o další rotory a následné zvýšení potenciálního výkon. V dalších kapitolách je proto rozpracována podrobnější kompozice jednotlivých prvků právě pro Savoniův rotor. 25
20 SAVONIŮV ROTOR A JEHO UMÍSTĚNÍ 2 2 SAVONIŮV ROTOR A JEHO UMÍSTĚNÍ První Savoniův rotor se objevil v roce 1925, kdy ho poprvé sestrojil finský námořní důstojník Sigurd J. Savonius. Již tehdy se skládal ze dvou vodorovných kruhových kotoučů, mezi něž byly svisle postaveny dvě půlválcové obalové plochy, respektive lopatky. S postupem doby se kolem roku 1980 vývojem dospělo k tzv. průtažnému třílopatkovému rotoru, který svou konstrukcí dokáže dodávat výkon až dvou kilowatt. Výkon dodávaný zařízením ale v prvé řadě závisí, jak bylo již řečeno, na rychlosti větru, který rotor roztáčí. Proto je vždy velmi výhodné, před stavbou každého takovéhoto zařízení dobře zvolit lokalitu, na které má být v budoucnu provozováno. Každý objekt na zemském povrchu je z hlediska větrného proudění chápán jako překážka, kterou je nutno překonat (viz obr.10). Proudění vzduchu z tohoto hlediska může být tedy laminární (nad dokonale rovinatým povrchem bez překážek) nebo turbulentní. V přírodě bohužel dokonale laminární větrné proudění téměř nenalezneme, což je nutné zohlednit, a proto je dobré vyvarovat se při stavbě místům, kde může docházet k nadměrnému tvoření vírů. Obr. 10 Ukázka vhodných a méně příznivých lokalit pro stavbu obrázek převzat z [2] Rychlost větru rovněž podstatně závisí na tzv. rychlostním profilu proudění, což je závislost rychlosti proudění na výšce nad zemským povrchem. Tuto závislost je možné popsat následující rovnicí: h vh = vo h 0 Kde: h [m] výška, ve které je rychlost proudění počítána h 0 [m] výška, ve které je rychlost proudění známa v h [m.s -1 ] rychlost proudění ve výšce h v 0 [m.s -1 ] rychlost proudění ve výšce h 0 p 26
21 SAVONIŮV ROTOR A JEHO UMÍSTĚNÍ p [-] exponent vyjadřující vliv atmosférické turbulence a závisející na drsnosti povrchu, vertikálním profilu, teplotě a výšce nad zemským povrchem Tab. 1 Závislost koeficientu p na typu povrchu Druh povrchu hladký povrch, vodní hladina, písek, led, bláto 0,10-0,14 rovinatý terén s nízkým travnatým porostem,ornice,zasněžený terén 0,13-0,16 vysoký travnatý porost, nízké obilné porosty 0,18-0,19 porosty vysokých kulturních plodin, nízké lesní porosty 0,21-0,25 vysoké husté lesy 0,28-0,32 předměstí, vesnice, malá města 0,40-0,48 p převzato z [14] Okamžitou Rychlost větru lze pro orientaci určit i vizuálně a porovnat s výsledky v tzv. Beaufortově stupnicí síly větru: Tab. 2 Beaufortova stupnice síly větru Beaufortovo číslo Rychlost větru [m/s] Označení Popis 0 0,0-0,4 klid Kouř stoupá kolmo vzhůru. 1 0,5-1,5 lehký větřík Směr větru vychyluje kouř. 2 2,0-3,0 lehký vítr Je cítit ve tváři, listí na stromech šelestí. 3 3,5-5,0 mírný vítr Vítr napíná praporky, čeří hladinu vody. Vít zvedá útržky papíru, pohybuje 4 5,5-8,0 střední vítr slabšími větvemi stromů. 5 8,1-10,9 čerstvý vítr Keře se hýbou. Pohybuje silnými větvemi stromů, 6 11,4-13,9 silný vítr pohybuje dráty, sviští, obrací deštník. 7 14,1-16,9 téměř bouře Pohybuje celými stromy, obtížná chůze. 8 17,4-20,4 bouře Ulamuje větve, nemožná chůze. 9 20,5-23,9 silná bouře Menší škody na stavbách, strhává střešní krytinu ,4-28,0 vichřice Vyvrací stromy, škody na obydlích ,4-32,5 prudká vichřice Rozsáhlé škody ,6-35,9 hurikán Demontuje a odnáší těžké předměty. převzato z [13] Všeobecně se rovněž nedoporučuje umísťovat větrná zařízení na stavby, neboť často dochází k přenosu hluku generátoru na celou budovu a jeho značnému zesílení. U malých zařízení, kde hluk nedosahuje tak vysokých hodnot, je však možné toto hledisko zanedbat. Za vhodné stanoviště bude tedy označeno to, kolem kterého se vyskytuje co nejmenší počet překážek a které se nachází v dostatečné výšce nad nejvyšší z nich. 27
22 ZÁKLADNÍ PRVKY ZAŘÍZENÍ ZÁKLADNÍ PRVKY ZAŘÍZENÍ 3.1 Rotor dle koncepce Savonius Rotor je nejdůležitější částí celého zařízení. Od jeho konstrukce se odvíjí účinnost, s jakou lze větrnou energii transformovat na energii mechanickou a rovněž celkový vzhled a velikost celého zařízení. Jak je zřejmé z obr.11., nejvyšší účinnosti dosahuje Savoniův rotor při rychloběžnosti 0,9-1, což je poměr obvodové rychlosti rotoru a rychlosti větru. Graf 1 Závislost účinnosti rotoru na rychloběžnosti obrázek převzat z [2] V praxi se velmi dobře osvědčila dvoustupňová varianta Savoniova rotoru, kdy jsou jednotlivé stupně vůči sobě natočeny o úhel 90. Takováto konstrukce zajišťuje plynulejší rozjezd rotoru a zároveň i klidnější celkový chod. Podobné vlastnosti má i varianta, u které jsou duté půl-válcové plochy nahrazeny dvěma plochami tvaru šroubovic (viz. obr.11). Jedná se o složitější konstrukci s téměř ideální plynulostí chodu a velmi originálním vzhledem. Obě tyto varianty dosahují přibližně stejných účinností a rovněž velikosti obou rotorů jsou přibližně stejné. Třetí možností, kterou je možné při konstrukci rotoru využít, je stavba tzv. průtažného rotoru (viz. obr 12). Jeho výhodou je samonosnost a vyšší účinnost než u klasického rotoru. Při vyšších otáčkách a vyšší konstrukční výšce navíc nehrozí jeho rozkmitání, což je způsobeno vyšší tuhostí rotoru než u klasického typu. 28
23 ZÁKLADNÍ PRVKY ZAŘÍZENÍ Obr. 11 Savoniův rotor tvořen dvěma spirálami obrázek převzat z [23] Průtažný rotor je založen na principu, kdy svislé lopatky (vyrobené např. z umělé hmoty zpevněné skelnými vlákny) tvoří s vodorovnými segmenty nebo žebry základní stavební jednotky přibližného vzhledu jako lodní trup. V důsledku toho je rotor namáhán pouze tahem-tlakem, přičemž dochází pouze k minimálnímu ohybu. Lopatky z umělé hmoty navíc ve značné míře snižují celkovou hmotnost rotoru a visuelně ho zmenšují. Využití tohoto typu rotoru závisí především na výkonu, pro který má být zařízení dimenzováno, neboť se hodí spíše pro výkony nad 500 W. Jak průtažný rotor, tak i rotor ve tvaru dvou spirál, s sebou přinášejí spoustu pozitiv, a proto je dobré, mít je do budoucna na paměti. Obr. 12 Průtažné rotory obrázek převzat z [2] 29
24 ZÁKLADNÍ PRVKY ZAŘÍZENÍ 3.2 Poslední výhodou Savoniova rotoru je možnost spojování několika rotorů do jednoho celku. Takto lze využít větší množství větrného výkonu za použití většího množství menších rotorů, které jsou propojeny s hlavní hřídelí např. pomocí řetězového převodu. Výsledná volba rotoru tedy závisí na mnoha faktorech, které bude nutné uvážit. 3.2 Převodového ústrojí Převodové ústrojí slouží k přenosu točivého momentu mezi hnacím a hnaným členem, přičemž tento převod je možné realizovat přímo nebo nepřímo, za pomoci dalšího vloženého členu. Volbou Savoniova rotoru by v některých případech bylo možné se této kapitole zcela vyhnout. Rotor se totiž svojí rychloběžností λ, řadí mezi rotory rychloběžné a jeho otáčky mohou být shodné s těmi, při kterých optimálně pracuje generátor. Většinou se jedná o otáček za minutu. Bohužel s rostoucí velikostí rotoru klesá počet otáček, které je schopen vykonat, a proto většinou každé zařízení alespoň menší převodový mechanismus musí obsahovat. Může se jednat o převod zprostředkovaný čelním ozubením, planetovým nebo řetězovým převodem, ale i převodem s plochým nebo klínovým řemenem. Lze předpokládat, že nosná hřídel rotoru bude rovnoběžná s hnanou hřídelí generátoru a osová vzdálenost nebude příliš velká. Za uvážení stojí i varianta se souosými hřídeli. Pro tyto parametry by bylo vhodné čelní ozubení, které dokáže přenášet točivý moment až 10 8 N.m, což je pro nás více než dostačující, nebo planetový převod. Pro větší osové vzdálenosti by se poté spíše hodil převod řemenový nebo řetězový. Maximální přenášený moment u těchto převodů se pohybuje o dva řády níže u převodu řetězového a o čtyři u řemenového, avšak v této výkonové třídě větrných elektráren jsou i tyto parametry přijatelné. Hlavní výhodou čelního ozubení je vysoká účinnost, která často dosahuje až 98%, dále pak dlouhá životnost a spolehlivost. Nevýhodou může být dražší výroba než při použití klasické řemenice, ale tato investice se uživateli brzy vrátí zpět. U čelního ozubení je rovněž nutné přihlédnout i k hlučnosti, která je způsobována samotným záběrem boků zubů, nepřesností ozubení a jeho odchylkami od ideálního tvaru v důsledku deformací. Mezi hlavní výhody řetězového převodu patří dokonalý přenos točivých účinků bez prokluzu, necitlivost na okolní prostředí (vlhkost, prach ), snadná montáž a údržba, účinnost přibližně srovnatelná s čelním soukolím a možnost pohonu hnaného hřídele za pomoci více hnacích hřídelů současně. Hlavní nevýhodou je bohužel prodlužování řetězu z důvodu opotřebení, což vyžaduje nutnost zajištění upravitelné vzdálenosti os hřídelů. Hlavním pozitivem řemenového převodu je klidný a tichý chod zajištěný pružností řemene. Dále potom levná výroba a tím i nízká pořizovací cena a rovněž možnost propojení více hnacích hřídelů s jedním hnaným. Vlivem skluzu se ale objevují poměrně vysoké nepřesnosti v chodu, které mají za následek nestálost převodového poměru. Tomuto problému lze ovšem předejít vhodnou volbou ozubeného řemene, kde se toto riziko minimalizuje. Další nevýhodou je špatná odolnost vůči okolním vlivů, které mají za následek podstatně kratší životnost. Hlavními hledisky, ke kterým je tedy nutné při volbě přihlédnout, jsou požadovaný převodový poměr, přenášený kroutící moment, účinnost převodu, jeho hlučnost a samozřejmě životnost. 30
25 ZÁKLADNÍ PRVKY ZAŘÍZENÍ 3.3 Elektrický generátor Generátor je elektrický točivý stroj, založený na rotujícím magnetickém poli a jevu, zvaném elektromagnetická indukce. Vlivem této skutečnosti se v generátoru indukuje napětí a obvodem prochází elektrický proud. Již z funkce generátoru vyplývá, že musí být umístěn co nejblíže převodovému mechanizmu, aby bylo možné, co nejlépe využít otáčky rotoru upravené definovaným převodovým poměrem. Podle vyráběného proudu je možné elektrické generátory rozdělit na generátory stejnosměrné, čili dynama, a na generátory střídavé, nazývané častěji alternátory. Dle způsobu buzení je možné dynama rozdělit na dynama s cizím buzením, které je zajištěno přítomností dalšího zdroje a na dynama s vlastním buzením, které zajišťují permanentní magnety. Rotor dynama se skládá ze sady plechů, které jsou od sebe elektricky izolovány a tzv. rotorového vinutí. Nedílnou součástí každého dynama bývá navíc komutátor, který transformuje střídavé napětí na napětí stejnosměrné. Plní tak funkci usměrňovače a kvalita usměrněného napětí závisí především na frekvenci otáčejícího se rotoru a na počtu pólů. Hlavní výhodou stejnosměrných zdrojů je možnost přímého propojení s akumulátorovými bateriemi. Ty mohou být nabíjeny na napětí 6 V, 12 V, 24 V, ale i 48 V. Nevýhodou je ale fakt, že většina těchto generátorů pracuje s příliš vysokými otáčkami, a proto je nutné použití vyššího převodového poměru. Tyto otáčky lze podstatně snížit za použití většího počtu pólů. Obecně platí fakt, že čím větší počet pólů, tím menší otáčky k dosažení optimálního výkonu. Ovšem takovéto dynamo nabírá rovněž na velikosti a výrazně zvyšuje svoji cenu. Druhou možností je výroba střídavého elektrického proudu, ať už se jedná o jednofázovou, či třífázovou variantu. Použití jedné z nich závisí v největší míře na výkonu, který lze od zařízení očekávat. Jedná-li se o výkon W, je vhodnější použití jednofázové soustavy, avšak jde-li o výkon vyšší, v řádu 100W- 10kW, je vhodnější využít trojfázového napětí. Stator alternátoru se v obou případech skládá z tzv. statorového vinutí na krytu. Rotor poté z budícího vinutí v podobě permanentních magnetů umístěných na hřídeli. Podle rotace této hřídele je možné alternátory dále rozdělit na synchronní, kde se obě magnetická pole otáčejí se stejnou frekvencí, a na asynchronní, kde rotor předbíhá točivé magnetické pole. S přihlédnutím k uvedeným faktům, bude pravděpodobně nejvhodnější výroba jednofázového střídavého proudu, neboť se jedná o modernější typ elektrické energie než stejnosměrný proud a zároveň trh nabízí širší paletu alternátorů, které budou pro navrhovaný Savoniův rotor vhodné. Zásadním hlediskem bude poté počet pólů, které generátor obsahuje, délka vynutí a intenzita vnitřního magnetického pole. Volbou vyššího počtu pólů lze předejít vysokým otáčkám na vstupu a tím i nepříznivému převodovému poměru. 3.4 Přídavné prvky zařízení Z důvodu nestálosti větrného proudění, je nutné zařízení zabezpečit a mít pod kontrolou i při neobvykle vysoké rychlosti větrného proudění. K tomuto účelu je nutné ke konstrukci doplnit brzdící mechanismus. V případě zařízení, které by bylo připojeno k elektrické síti, nabízelo by se jako nejvhodnější generátorové brždění za pomoci elektromagnetické brzdy. U Savoniova rotoru, pracujícího
26 ZÁKLADNÍ PRVKY ZAŘÍZENÍ v režimu grid off, by bohužel takováto brzda znamenala příliš vysoké energetické nároky a provoz zařízení by se tak stal velice neefektivní. V úvahu tedy přichází např. hydraulicky řízená kotoučová brzda, připevněná k jednomu z rotorových disků. Tato pozice brzdy zajišťuje vysoký brzdící moment, který je způsoben umístěním brzdy na největším poloměru rotoru. Hlavním důvodem požití kotoučové brzdy je jednoduchá konstrukce a dobré brzdící vlastnosti. Možné by bylo i použití radiální čelisťové brzdy. Z důvodu její konstrukce by se spíše nabízelo umístění na nosné hřídeli těsně pod rotorem. Současně se doporučuje i doplnění tohoto mechanického regulátoru otáček o regulátor elektrické energie, který by měl být situován za generátorem, připojený k rozvodnému vedení (viz. obr.13). Při zvýšené hodnotě napětí, než je v obvodu požadována, regulátor připojí do obvodu přídavný topný odpor, který v sobě tento přebytek akumuluje a transformuje na tepelnou energii. Tu je poté možné dále využívat. V případě zařízení odpojeného od rozvodné elektrické sítě je vhodné do elektrické instalace integrovat i zařízení, které v sobě dokáží elektrickou energii akumulovat. V tomto případě je nutná transformace indukovaného střídavého napětí na stejnosměrné, k čemuž slouží usměrňovače. Usměrněné napětí má většinou 12 V nebo 24 V, přičemž většina akumulátorů je dimenzována právě na tyto hodnoty. Investice, kterou je nutné do takovýchto akumulátorů vložit není nijak nízká, avšak při použití kvalitnějších pancéřových akumulátorů lze počítat s trvanlivostí dokonce několik desítek let a současně spolehlivějším chodem. Schéma celkové elektroinstalace je možné realizovat např. podle obr.13. Obr. 13 Schéma elektroinstalace větrného zařízení obrázek převzat z [28] Velké větrné elektrárny bývají ještě navíc opatřeny spojkou, která umožňuje rozpojení rotorové a generátorové části v nebezpečí, nebo při případné údržbě. Ve výkonové třídě tzv. mikroelektráren se jí však příliš nevyužívá a proto zde bude zařazena pouze spojka pružná, vyrovnávají odchylky od přesné souososti hřídele. 32
27 NÁVRH USPOŘÁDÁNÍ JEDNOTLIVÝCH PRVKŮ 4 NÁVRH USPOŘÁDÁNÍ JEDNOTLIVÝCH PRVKŮ 4 Nosnou konstrukci Savoniova rotoru je možné realizovat mnoha způsoby. Pro menší zařízení je vhodné umístění rotoru na jeden stožár, ukotvený např. do betonového základu. U větších zařízení je možné tuto konstrukci navrhovat jako rámovou, doplněnou jistícími lany v úchytných bodech. V tomto případě byla zvolena konstrukce dle obr.14, která zajišťuje dokonalou stabilitu za každých podmínek provozu. Celé zařízení je navíc upevněno v základu. Obr. 14 Schéma celého modelu 33
28 VOLBA KONKRÉTNÍCH PRVKŮ A VÝPOČET ROTORU VOLBA KONKRÉTNÍCH PRVKŮ A VÝPOČET ROTORU 5.1 Návrh a výpočet rotoru Při návrhu rotoru (obr.15) je nejdůležitějším hlediskem rychlost větru, pro kterou bude dimenzován, a výkon, který je od celého zařízení požadován. Jako hranice minimální rychlosti proudění, při které má ještě smysl větrné zařízení provozovat, je stanovena hodnota 5 m.s -1. Aby byl možný provoz v co nejširším pásmu lokalit, je rotor navržen na rychlost blízkou této hodnotě, a to 8 m/s. Výkon rotoru se má zařadit pod hodnotu 1kW, a proto s přihlédnutím k vyráběným elektrickým generátorům, účinnostem jednotlivých prvků a teoretickému výkonu větru, byl stanoven požadovaný výkon odevzdaný generátorem na hodnotu 300W. Obr. 15 Větrné proudění Savoniovým rotorem obrázek převzat z [6] Teoretický výkon větru lze stanovit z následujícího vzorce: 1 Pt = ρ v 2 A v 3 P t [W] - teoretický výkon větru ρ v [kg.m -3 ] - hustota vzduchu v [m.s] - rychlost větru A [m 2 ] - uvažovaná plocha rotoru Získaný výkon na hřídeli rotoru lze poté vypočítat po dosazení účinnosti rotoru, která se stanoví z obr.11., jako: P hr = η rot P t P hr [W] - výkon na hřídeli rotoru η rot [-] - účinnost rotoru Nyní je nutné do výpočtu zahrnout i účinnosti převodového ústrojí a generátoru, které jsou v dalších kapitolách stanoveny dle zvolených prvků na hodnoty 0,95 pro převod a 0,8 pro generátor. Vzorec pro efektivní hodnotu výkonu získaného od generátoru má tedy následující podobu: P ef = η η η rot p g P t P ef [W] - efekt. výkon generátoru η p [-] - účinnost převodu η g [-] - účinnost generátoru 34
29 VOLBA KONKRÉTNÍCH PRVKŮ A VÝPOČET ROTORU Zpětným výpočtem pro hodnotu efektivního výkonu 300 W, bude potřebný teoretický výkon větru vypočten následovně: P P 300W = = 1315, W 0,3 0,95 0,8 ef t = 8 η rot η p η g Tomuto výkonu odpovídá uvažovaná plocha Savoniova rotoru A : A = P 2 v t = = 4, ρ ( 8m / s) 1315,8W 2 1,25kg / m m 2 Z této plochy, pro kterou u Savoniova rotor s půlválci přesazenými o 1/6.d platí vztah A=11dh/6 [6], lze určit celkovou výšku rotoru h. Tato výška je vypočtena pro poměr h=2,5.d, který se pro takovéto výpočty běžně zavádí, a kde d je poloměr jednoho dutého půlválce h = 6 A = 4,1m 2 2, 4m = h 2,4m d = = 1m 2,5 2, D = d = 1m = 1, 834m 6 6 d [m] - průměr půlválce rotoru D [m] - největší průměr rotoru Obr. 16 Návrh rotoru 35
30 VOLBA KONKRÉTNÍCH PRVKŮ A VÝPOČET ROTORU 5.2 Z výpočtu tedy vyplývá, že pokud má generátor dodávat 300 W elektrické energie, je k tomu zapotřebí rotor o celkové výšce 2,4 metru. Provedení rotoru je z hlediska plynulosti rozběhu a jednoduchosti konstrukce voleno dvoustupňové (obr.16). Jednotlivé listy rotoru jsou konstruovány z desek a jako materiál je volen plast vyztužený např. skelnými vlákny. Tato konstrukce zajistí odlehčení rotoru a zároveň jeho zpevnění. Rovněž disky, mezi kterými jsou tyto listy upevněny, jsou navrženy z lehkého, ale hlavně pevného kompozitního materiálu. Nejspodnější disk je, vzhledem k umístění kotoučové brzdy, vyroben z oceli. Uchycení horního a spodního disku k nosné hřídeli je realizováno dvěmi přírubami za pomoci nosného čepu, což dovoluje nízká váha rotoru. Celá konstrukce rotoru je patrná z předcházejícího obrázku. 5.2 Návrh generátoru Vzhledem k záměru vyrábět střídavý elektrický proud, je volen synchronní generátor typu PMG 90L /100 pro 500 W od brněnské firmy MODECO, s.r.o. (obr.17). Buzení tohoto generátoru tvoří permanentní magnety a generátor je vyráběn jako trojfázový. Jednofázový výstup, který bude z důvodu nízkého vyráběného výkonu, vhodnější, je možné realizovat využitím dvou svorek při zapojení Y (hvězda). Obr. 17 Synchronní generátor PMG 90L-08 Generátor nemá regulaci napětí a svorkové napětí roste úměrně s otáčkami. Zařízení může pracovat v rozsahu proudů 0,42-0,72 A, při napětí V a frekvenci Hz. Přičemž maximálních hodnot dosahuje generátor při 1500 ot./min. Další parametry je možné vyčíst z Tab.3, kterou udává výrobce. Tab. 3 Tabulkové parametry zvoleného generátoru Typ generátoru PMG 90L /100 Jmenovitý výkon P 0,500 kw Jmen. otáčky n 1500 min -1 Max. otáčky n max 120 % n Jmen. napětí U 133 / 230V Spojení D / Y Účiník cosφ 1,0 - Pulzace momentu při nízkých otáčkách +-3 % M n Stupeň krytí IP 55 Chlazení intenzivní ofukování + vlastní ventilátor Tvar IM B5 (IM3001) Hmotnost 8 kg 36
31 VOLBA KONKRÉTNÍCH PRVKŮ A VÝPOČET ROTORU Graf 2 Zatěžovací charakteristika generátoru PMG 90L-8 Rovněž, výrobcem zaslaná, výstupní charakteristika zdroje (Graf 2) je pro tento účel vhodná, s ohledem na rozsah používaných proudů a napětí. Chování generátoru při nižších otáčkách, konkrétně 750 ot./min. je možné vyčíst z grafů 3 a 4. Graf 3 Závislost napětí na odebíraném výkonu při 750 ot.min. 37
32 VOLBA KONKRÉTNÍCH PRVKŮ A VÝPOČET ROTORU Graf 4 Závislost napětí na proudu při 750 ot./min. K nosné konstrukci větrného zařízení je generátor připevněn pomocí příruby Návrh převodového mechanismu Správná volba převodového mechanismu, jak bylo již řečeno, závisí na mnoha faktorech. Jedním z nich je poloha vstupního a výstupního hřídele. Vzhledem k návrhu celkové kompozice větrného zařízení (viz bod 4), jsou osy těchto hřídelí rovnoběžné. Dalším faktorem je potřebný převodový poměr, který se určí z poměru výstupních a vstupních otáček. Výstupní otáčky převodového mechanismu jsou 1500 ot./min., což odpovídá otáčkám, při kterých optimálně pracuje generátor. Vstupní otáčky jsou takové, kterými rotuje rotor při uvažované rychlosti větru. Rotor byl navržen pro hodnotu rychloběžnosti jedna, což znamená, že obvodová rychlost rotoru na největším průměru lupenů D je rovna rychlosti větru, čili 8 m/s. Potom lze otáčky rotoru vypočítat z následujícího vztahu: v 8m / s n 1 = = = 1,4ot./ s = 84ot./ min 2 π D π 1,83m Výsledný převodový poměr, který je k realizaci převodu zapotřebí, se určí takto: i n 1500 min = 84 min 1 2 = 1 n1 17,5 i [-] - převodový poměr n 2 [s -1 ] - výstupní otáčky [s -1 ] - vstupní otáčky n 1 38
33 VOLBA KONKRÉTNÍCH PRVKŮ A VÝPOČET ROTORU Poslední charakteristikou, kterou je nutné při výběru převodovky zohlednit, je kroutící moment, který je převodovka schopna přenést. Jelikož se jedná o převod do rychla, směrodatnou hodnotou bude kroutící moment na vstupu. Ten lze snadno vypočítat z otáček rotoru a výkonu přenášeného hřídelí rotoru dle následujícího vztahu: M P 2 π n Pt ηr = 2 π n 1315,8W 0,3 = = 45N m 1 2 π 1,4 s = hr. 1 1 M [N.m] - kroutící moment na vstupu převodovky Převodovkou, která všechny tyto parametry splňuje, je dvoustupňová planetová převodovka od firmy Berger Lahr typ PLS-90 (obr.18). Obr. 18 Planetová převodovka PLS-90 Výrobce zařízení doporučuje pro otáčky do 4000 za minutu při maximálním kroutícím momentu 110 N.m. Tyto hodnoty tedy zaručují bezpečnou rezervu a větrné zařízení bude možné provozovat i za větší rychlosti větru než je 8m/s. Převodovka má převodový poměr 15, který je o něco nižší než vypočtený. To bude mít vliv na otáčky, při kterých pracuje generátor, neboť jejich hodnota se posune z uvažovaných 1500ot./min na 1260ot./min. Tento rozdíl však nebude mít zásadní vliv na správnou funkci generátoru, jak je patrné z jeho výstupních charakteristik. Cena této převodovky se pohybuje okolo 280 EUR, její účinnost je 95% a hmotnost 5,7 kg. Převodovka je bezúdržbová, což zaručuje tuková náplň, 39
34 VOLBA KONKRÉTNÍCH PRVKŮ A VÝPOČET ROTORU která vydrží po celou dobu životnosti, a může pracovat v rozmezí teplot -25 až +100 C. Přenos kroutícího momentu z hřídele rotoru na těleso spojky je realizován pomocí těsného pera dle obr.19. Rovněž spojení mezi vstupní hřídelí převodovky a nábojem spojky je zajištěno perem. Připojovací rozměry jsou patrné z obr.20. Výrobce navíc nabízí, že je schopen upravit přírubu ze strany generátoru dle specifických požadavků zákazníka. Obr. 19 Přechodka hřídel-vstupní hřídel převodovky Obr. 20 Náčrt převodovky s výstupními rozměry 40
35 VOLBA KONKRÉTNÍCH PRVKŮ A VÝPOČET ROTORU 5.4 Návrh uložení hřídele rotoru Hřídel rotoru je vyrobená z tlustostěnné trubky o průměru 60 mm. Vzhledem ke konstrukci celého zařízení je uložena ve dvou ložiskových tělesech, které obsahují dvouřadá kuličková ložiska s kosoúhlým stykem. Použití těchto ložisek dovoluje fakt, že v axiálním směru jsou namáhána pouze silou od vlastní tíhy rotoru a hřídele. Konstrukce rotoru z lehkých kompozitních materiálů tedy tuto sílu minimalizuje. Pro tento účel byla volena ložisková tělesa od firmy SKF typ 7225(00). Uchycení obou ložisek je znázorněno na následujícím obrázku. 5.4 Obr. 21 Uložení hřídele v ložiskových domečkách 5.5 Návrh pružné spojky Pro spojení hřídele rotoru s planetovým převodem byla zvolena pružná spojka RATHI TYRE-FLEX T5 (obr.22), pracující při jmenovitém kroutícím momentu 66 N.m s výkonem 0,69 kw při 100 ot./min. Pružnost spojky je zajištěna pryžovou obručí, která je navržena tak, aby společně se dvěma náboji vykazovala co nejvyšší tuhost. Spojku je možné provozovat u zařízení s nepravidelným chodem, včetně rázových zatížení. Vzhledem ke své konstrukci dobře snáší vibrace a vyrovnává případné úhlové, či osové rozdíly spojovaných hřídelí
36 VOLBA KONKRÉTNÍCH PRVKŮ A VÝPOČET ROTORU Obr. 22 Pružná spojka RATHI TYRE-FLEX typ T Vzhledem k jednoduché konstrukci je rovněž zajištěna snadná údržba, přičemž jedinou součástí podléhající opotřebení je pružná obruč. Její výměna je možná i bez demontáže hnacího, či hnaného hřídele. Tab. 4 Parametry spojek RATHI TYRE-FLEX Maximální Jmenovitý Výkon kroutící kroutící [kw] Velikost moment moment pro 100 spojky [N.m] [N.m] ot.min -1 Maximální otáčky za Vrtání minutu od do Hmotnost [kg] Úchylka souososti [mm] T , ,1 T , ,5 1,3 T , ,6 T , ,8 1,9 T , ,9 2,1 T , ,4 T , ,5 2,6 Dle tabulky 4, zaručuje výrobce úpravu vrtání vstupního a výstupního otvoru v nábojích v rozsahu mm, který odpovídá zvolenému typu T5. Proto je propojení s hřídelí rotoru realizováno pomocí přechodky a dvou těsných per. Na výstupu spojky je vrtání uzpůsobeno vstupnímu hřídeli planetové převodovky. Celkový náčrt pružné převodovky, včetně připojovacích a hlavních rozměrů, je zřejmý z obrázku
Vítězslav Stýskala TÉMA 2. Oddíl 3. Elektrické stroje
Stýskala, 2002 L e k c e z e l e k t r o t e c h n i k y Vítězslav Stýskala TÉMA 2 Oddíl 3 Elektrické stroje jsou zařízení, která přeměňují jeden druh energie na jiný, nebo mění její velikost (parametry),
VíceVítězslav Stýskala TÉMA 2. Oddíl 3. Elektrické stroje
Stýskala, 2002 L e k c e z e l e k t r o t e c h n i k y Vítězslav Stýskala TÉMA 2 Oddíl 3 Elektrické stroje jsou zařízení, která přeměňují jeden druh energie na jiný, nebo mění její velikost (parametry),
VíceVĚTRNÉ ELEKTRÁRNY. Obsah
Středoškolská technika 2009 Setkání a prezentace prací středoškolských studentů na ČVUT VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY Lucie Šindelářová, Petra Pěkná Střední zdravotnická škola Benešov Máchova 400, Benešov Obsah Obsah...
VíceVíte, jak funguje malá vodní elektrárna?
Víte, jak funguje malá vodní elektrárna? Malými vodními elektrárnami rozumíme vodní elektrárny o výkonu menším než 10 MW. Používají se k výrobě elektřiny pro osobní potřebu, pro průmyslové účely i k dodávkám
Více2 Primární zdroje energie. Ing. Petr Stloukal Ústav ochrany životního prostředí Fakulta technologická Univerzita Tomáše Bati Zlín
2 Primární zdroje energie Ing. Petr Stloukal Ústav ochrany životního prostředí Fakulta technologická Univerzita Tomáše Bati Zlín Obsah přednášky 1. Zdroje energie rozdělení 2. Fosilní paliva 3. Solární
VíceHŘÍDELOVÉ SPOJKY A BRZDY
HŘÍDELOVÉ SPOJKY A BRZDY Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Institute of Technology And Business In České Budějovice Tento učební materiál vznikl v rámci projektu "Integrace a podpora
VíceObnovitelné zdroje energie Otázky k samotestům
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta stavební Obnovitelné zdroje energie Otázky k samotestům Ing. Michal Kabrhel, Ph.D. Praha 2011 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
Více9. Větrná energie. Historie- mlýny 3/24/2016. Instalovaný výkon VtE. Beaufortova stupnice síly větru Stupeň Vítr km.h -1 Na souši
oblast využití VtE Globální cirkulace větru 1 % sluneční energie 9. Větrná energie Alternativní zdroje energie II. Ivo Jiříček Nerovnoměrným zahříváním zemského povrchu Sluncem vznikají tlakové rozdíly,
VíceStřední škola obchodu, řemesel a služeb Žamberk. Výukový materiál zpracovaný v rámci projektu EU Peníze SŠ
Střední škola obchodu, řemesel a služeb Žamberk Výukový materiál zpracovaný v rámci projektu EU Peníze SŠ Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0130 Šablona: III/2 Ověřeno ve výuce dne: 19.4.2013
VíceUrčeno pro studenty kombinované formy FS, předmětu Elektrotechnika II. Vítězslav Stýskala, Jan Dudek únor 2007. Sylabus tématu
Stýskala, 2006 L e k c e z e l e k t r o t e c h n i k y Určeno pro studenty kombinované formy FS, předmětu Elektrotechnika II Vítězslav Stýskala, Jan Dudek únor 2007 Sylabus tématu 1. Elektromagnetické
Více3. Komutátorové motory na střídavý proud... 29 3.1. Rozdělení střídavých komutátorových motorů... 29 3.2. Konstrukce jednofázových komutátorových
ELEKTRICKÁ ZAŘÍZENÍ 5 KOMUTÁTOROVÉ STROJE MĚNIČE JIŘÍ LIBRA UČEBNÍ TEXTY PRO VÝUKU ELEKTROTECHNICKÝCH OBORŮ 1 Obsah 1. Úvod k elektrickým strojům... 4 2. Stejnosměrné stroje... 5 2.1. Úvod ke stejnosměrným
VíceNÁVRH MALÉ VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY SE SAVONIOVÝM ROTOREM
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV ELEKTROENERGETIKY FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION DEPARTMENT OF
VíceHŘÍDELOVÉ SPOJKY A BRZDY
HŘÍDELOVÉ SPOJKY A BRZDY Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Institute of Technology And Business In České Budějovice Tento učební materiál vznikl v rámci projektu "Integrace a podpora
VíceMotor s kotvou nakrátko. Konstrukce: a) stator skládá se: z nosného tělesa (krytu) motoru svazku statorových plechů statorového vinutí
Trojfázové asynchronní motory nejdůležitější a nejpoužívanější trojfázové motory jsou označovány indukční motory magnetické pole statoru indukuje v rotoru napětí a vzniklý proud vyvolává sílu otáčející
VíceASYNCHRONNÍ STROJE. Asynchronní stroje se užívají nejčastěji jako motory.
Význam a použití Asynchronní stroje se užívají nejčastěji jako motory. Jsou nejrozšířenějšími elektromotory vůbec a používají se k nejrůznějším pohonům proto, že jsou ze všech elektromotorů nejjednodušší
VícePřírodní zdroje a energie
Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/03.0009 Přírodní zdroje a energie Energie - je fyzikální veličina, která bývá charakterizována jako schopnost hmoty
VíceSHRNUTÍ STÁVAJÍCÍCH KONSTRUKCÍ ŠROTOVNÍKŮ
SHRNUTÍ STÁVAJÍCÍCH KONSTRUKCÍ ŠROTOVNÍKŮ Šrotování (drcení krmiv) je prakticky využíváno relativně krátkou historickou dobu. Největšího rozmachu a technického zdokonalování toto odvětví zažilo až v průběhu
VíceSYSTÉMY A VYBAVENÍ VĚTRNÝCH ELEKTRÁREN
SYSTÉMY A VYBAVENÍ VĚTRNÝCH ELEKTRÁREN Jak již bylo v předchozích kapitolách zmíněno, větrné elektrárny je možné dělit dle různých hledisek a kritérií. Jedním z kritérií je například konstrukce větrného
VíceČVUT v Praze. Fakulta stavební Thákurova 7, 166 29 Praha 6 email: kamil.stanek@fsv.cvut.cz http://fotovoltaika.fsv.cvut.cz BUDOVY PŘEHLED TECHNOLOGIE
ČVUT v Praze Fakulta stavební Thákurova 7, 166 29 Praha 6 email: kamil.stanek@fsv.cvut.cz http://fotovoltaika.fsv.cvut.cz FOTOVOLTAIKA PRO BUDOVY PŘEHLED TECHNOLOGIE Palivo: Sluneční záření 150 miliónů
VícePŘEVODOVÉ ÚSTROJÍ. přenáší výkon od motoru na hnací kola a podle potřeby mění otáčky s kroutícím momentem
PŘEVODOVÉ ÚSTROJÍ přenáší výkon od motoru na hnací kola a podle potřeby mění otáčky s kroutícím momentem Uspořádání převodového ústrojí se řídí podle základní konstrukční koncepce automobilu. Ve většině
VíceINOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ A NA JEJICH DOPAD NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ
INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ A NA JEJICH DOPAD NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ CZ.1.07/1.1.00/08.0010 ENERGETICKÁ ÚVAHA Mgr. LUKÁŠ FEŘT
VíceVyužití vodní energie Doc. Ing. Aleš Havlík, CSc.
Využití vodní energie Doc. Ing. Aleš Havlík, CSc. Historie využití vodní energie Starověk čerpání vody do závlahových kanálů pomocí vodního kola. 6. století vodní kola ve Francii 1027 mlýnský náhon vytesaný
Více1. Obecná struktura pohonu s napěťovým střídačem
1. Obecná struktura pohonu s napěťovým střídačem Topologicky můžeme pohonný systém s asynchronním motorem, který je napájen z napěťového střídače, rozdělit podle funkce a účelu do následujících částí:
VíceVYHLÁŠKA. ze dne 12. října 2012, kterou se stanoví technicko-ekonomické parametry obnovitelných zdrojů pro výrobu elektřiny.
změněno s účinností od poznámka vyhláškou č. 350/2013 Sb. 8.11.2013 347 VYHLÁŠKA ze dne 12. října 2012, kterou se stanoví technicko-ekonomické parametry obnovitelných zdrojů pro výrobu elektřiny a doba
VíceVýfukové svody 4 do 1 pro Kawasaki GPZ 600R
Výfukové svody 4 do 1 pro Kawasaki GPZ 600R Kawasaki GPZ 600R (ZX 600A): "GPZ600R.jpg" Jedná se o sportovní typ motocyklu druhé poloviny 80.let vybaveného řadovým zážehovým čtyřválcem o objemu 598 ccm,
VíceMECHANICKÉ PŘEVODOVKY S PROMĚNNÝM PŘEVODOVÝM POMĚREM
MECHANICKÉ PŘEVODOVKY S PROMĚNNÝM PŘEVODOVÝM POMĚREM Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Institute of Technology And Business In České Budějovice Tento učební materiál vznikl v rámci
Víceč. 475/2005 Sb. VYHLÁŠKA kterou se provádějí některá ustanovení zákona o podpoře využívání obnovitelných zdrojů Ve znění: Předpis č.
č. 475/2005 Sb. VYHLÁŠKA ze dne 30. listopadu 2005, kterou se provádějí některá ustanovení zákona o podpoře využívání obnovitelných zdrojů Ve znění: Předpis č. K datu Poznámka 364/2007 Sb. (k 1.1.2008)
VíceROZPTÝLENÁ VÝROBA A JEJÍ VLIV NA DISTRIBUČNÍ SÍŤ
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV ELEKTROENERGETIKY FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION DEPARTMENT OF
VíceSlunce způsobuje vítr. My jej využíváme. Obec Křepice, okres Znojmo 20.09.2007 juwi s.r.o.
Slunce způsobuje vítr. My jej využíváme. Obec Křepice, okres Znojmo 20.09.2007 juwi s.r.o. Využití energie větru Studie: Výstavba větrných elektráren na katastru obce Křepice Tento materiál je zpracován
VíceINFLUENCE OF COSTS FOR OPERATING, MAINTENANCE AND RENEWAL OF EQUIPMENT IN ELECTROPLATING CONTACT SYSTEMS AND IMMERSION HEATERS
OVLIVŇOVÁNÍ NÁKLADŮ NA PROVOZ, ÚDRŽBU A OBNOVU ZAŘÍZENÍ V GALVANOTECHNICE ELEKTROVODNÁ LŮŽKA A PONORNÁ TOPNÁ TĚLESA INFLUENCE OF COSTS FOR OPERATING, MAINTENANCE AND RENEWAL OF EQUIPMENT IN ELECTROPLATING
VíceElektrická energie: Kolik ji potřebujeme? Odkud ji vezmeme?
Elektrická energie: Kolik ji potřebujeme? Odkud ji vezmeme? 1 V současné době patří problematika výroby a distribuce elektrické energie k nejdiskutovanějším problémům novodobého světa. Ať se jedná o nedávnou
VíceTechnická zařízení budov zdroje energie pro dům
Technická zařízení budov zdroje energie pro dům (Rolf Disch SolarArchitektur) Zdroje energie dělíme na dva základní druhy. Toto dělení není příliš šťastné, ale protože je už zažité, budeme jej používat
VíceRychlostní a objemové snímače průtoku tekutin
Rychlostní a objemové snímače průtoku tekutin Rychlostní snímače průtoku Rychlostní snímače průtoku vyhodnocují průtok nepřímo měřením střední rychlosti proudu tekutiny v STŘ. Ta závisí vzhledem k rychlostnímu
VíceEU peníze středním školám digitální učební materiál
EU peníze středním školám digitální učební materiál Číslo projektu: Číslo a název šablony klíčové aktivity: Tematická oblast, název DUMu: Autor: CZ.1.07/1.5.00/34.0515 III/2 Inovace a zkvalitnění výuky
VíceELEKTRICKÉ STROJE - POHONY
ELEKTRICKÉ STROJE - POHONY Ing. Petr VAVŘIŇÁK 2013 1.5.1 Motor s cizím buzením 1.5 STEJNOSMĚRNÉ MOTORY Stejnosměrné motory jsou stroje, které mění elektrickou energii na energii mechanickou (odebíranou
VíceSpouštěcí obvod. Spouštěč. Základní parametry spouštěče
Spouštěcí obvod Pod tímto pojmem se rozumí nejen vlastní elektrické spouštěcí zařízení k přímému mechanickému uvedení motoru do pohybu, ale také pomocná zařízení, která jsou pro spouštění motoru vhodná
VíceASYNCHRONNÍ MOTOR Ing. Eva Navrátilová
STŘEDNÍ ŠKOLA, HAVÍŘOV-ŠUMBARK, SÝKOROVA 1/613 příspěvková organizace ASYNCHRONNÍ MOTOR Ing. Eva Navrátilová Asynchronní motory Jsou kotrukčně nejjednodušší a v praxi nejrozšířenější točivé elektrické
Více1 MECHANICKÉ PŘEVODY D 1. (funkce, převodový poměr, druhy, třecí, řemenové a řetězové převody, části, použití,
1 MECHANICKÉ PŘEVODY (funkce, převodový poměr, druhy, třecí, řemenové a řetězové převody, části, použití, montáž) Mechanické převody jsou určeny : k přenosu rotačního pohybu a točivého momentu, ke změně
VíceVyužití energie výfukových plynů k pohonu klikového hřídele. Jakub Vrba Petr Schmid Pavel Němeček
Využití energie výfukových plynů k pohonu klikového hřídele Jakub Vrba Petr Schmid Pavel Němeček Technické inovace motorových vozidel - Přednáška 07 1 Důvod inovace Jedná se o využití energie výfukových
Vícesnímače využívají trvalé nebo pružné deformace měřicích členů
MĚŘENÍ SÍLY snímače využívají trvalé nebo pružné deformace měřicích členů a) Měřiče s trvalou deformací měřicích členů Jsou málo přesné Proto se používají především pro orientační měření tvářecích sil,
VíceMechanické pohony. Doc. Ing. Antonín Havelka, CSc.
Mechanické pohony Doc. Ing. Antonín Havelka, CSc. Porovnání vlastností signálů pro řízení (přenos informace) Porovnání vlastností signálů pro přenos výkonu KRITÉRIUM/ SIGNÁL Síla při přímočarém pohybu
VíceRNDr. Jan Pretel Organizace Český hydrometeorologický ústav, Praha Název textu Předpoklady výskytu zvýšené sekundární prašnosti
Autor RNDr. Jan Pretel Organizace Český hydrometeorologický ústav, Praha Název textu Předpoklady výskytu zvýšené sekundární prašnosti Blok BK14 - Sekundární prašnost Datum Prosinec 2001 Poznámka Text neprošel
VíceObnovitelné zdroje energie
ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra Technických zařízení budov Obnovitelné zdroje energie doc. Ing. Michal Kabrhel, Ph.D. Pracovní materiály pro výuku předmětu. 1 Energie větru 2 1 Energie větru Slunce
VíceElektroměry. Podle principu měřicí soustavy dělíme elektroměry na: indukční elektroměry, elektronické impulzní elektroměry.
Elektroměry Elektroměry měří elektrickou energii, tj. práci elektrického proudu. Práci stejnosměrného proudu ve starých stejnosměrných sítích měřily elektroměry obsahující stejnosměrný motorek a počitadlo.
VícePrincip funkce stejnosměrného stroje
Princip funkce stejnosměrného stroje stator vytváří konstantní magnetický tok Φ B, který protéká rotorem a) motor: do rotoru je přiváděn přes komutátor proud na rotoru je více vinutí, komutátor připojená
VíceODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE. Spalování paliv - Kotle Ing. Jan Andreovský Ph.D.
ODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE Spalování paliv - Kotle Ing. Jan Andreovský Ph.D. Fluidní spalování Podstata fluidního spalování fluidní spalování
VíceNeobnovitelné a obnovitelné zdroje pro rozvoj civilizace
Jméno autora Název práce Anotace práce Lucie Dolníčková Neobnovitelné a obnovitelné zdroje pro rozvoj civilizace V práci autorka nejprve stručně hovoří o obnovitelných zdrojích energie (energie vodní,
VíceSylabus tématu. L e k c e z e l e k t r o t e c h n i k y. 1. DC stroje. 2. AC stroje. Vítězslav Stýskala TÉMA 4
Stýskala, 22 L e k c e z e l e k t r o t e c h n i k y Vítězslav Stýskala TÉA 4 Oddíl 1 Sylabus tématu 1. DC stroje a) generátory řízení napětí, změna polarity b) motory spouštění, reverzace, řízení otáček,
VíceČásti a mechanismy strojů 1 KKS/CMS1
Katedra konstruování strojů Fakulta strojní Části a mechanismy strojů 1 KKS/CMS1 Podklady k přednáškám část F3 Prof. Ing. Stanislav Hosnedl, CSc. a kol. Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním
VíceSolární elektrárna Struhařov
Středoškolská technika 2010 Setkání a prezentace prací středoškolských studentů na ČVUT Solární elektrárna Struhařov Jaroslav Mašek Střední zdravotnická škola Benešov Máchova 400, Benešov Úvod Získávání
VícePŘEMĚNA ENERGIE KINETICKÉ NA ELEKTRICKOU
Středoškolská technika 2014 Setkání a prezentace prací středoškolských studentů na ČVUT PŘEMĚNA ENERGIE KINETICKÉ NA ELEKTRICKOU Petr Bazgier Gymnázium, příspěvková organizace Frýdecká 689/30, Český Těšín
VíceOPTIMALIZACE DOPRAVNÍCH TRAS PÁSOVÉ DOPRAVY
The International Journal of TRANSPORT & LOGISTICS Medzinárodný časopis DOPRAVA A LOGISTIKA OPTIMALIZACE DOPRAVNÍCH TRAS PÁSOVÉ DOPRAVY ISSN 1451-107X Horst Gondek 1, Jan Šamárek 2, Wladyslaw Bochenek
VíceZáznam a reprodukce zvuku
Záznam a reprodukce zvuku 1 Jiří Sehnal Zpracoval: Ing. Záznam a reprodukce zvuku 1. Akustika a základní pojmy z akustiky 2. Elektroakustické měniče - mikrofony - reproduktory 3. Záznam zvuku - mechanický
Více2. DOPRAVA KAPALIN. h v. h s. Obr. 2.1 Doprava kapalin čerpadlem h S sací výška čerpadla, h V výtlačná výška čerpadla 2.1 HYDROSTATICKÁ ČERPADLA
2. DOPRAVA KAPALIN Zařízení pro dopravu kapalin dodávají tekutinám energii pro transport kapaliny, pro hrazení ztrát způsobených jejich viskozitou (vnitřním třením), překonání výškových rozdílů, umožnění
VíceÚVOD. V jejich stínu pak na trhu nalezneme i tzv. větrné mikroelektrárny, které se vyznačují malý
Mikroelektrárny ÚVOD Vedle solárních článků pro potřeby výroby el. energie, jsou k dispozici i další možnosti. Jednou jsou i větrné elektrárny. Pro účely malých výkonů slouží malé a mikroelektrárny malých
VíceEU PENÍZE ŠKOLÁM NÁZEV PROJEKTU : MÁME RÁDI TECHNIKU REGISTRAČNÍ ČÍSLO PROJEKTU :CZ.1.07/1.4.00/21.0663
EU PENÍZE ŠKOLÁM NÁZEV PROJEKTU : MÁME RÁDI TECHNIKU REGISTRAČNÍ ČÍSLO PROJEKTU :CZ.1.07/1.4.00/21.0663 Speciální základní škola a Praktická škola Trmice Fűgnerova 22 400 04 1 Identifikátor materiálu:
VíceVĚTRNÉ ELEKTRÁRNY Tomáš Kostka
VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY Tomáš Kostka VĚTRNÁ ELEKTRÁRNA Větrná elektrárna (větrná turbína) využívá k výrobě elektrické energie kinetickou energii větru. Větrné elektrárny řadíme mezi obnovitelné zdroje energie.
Vícehttp://www.zlinskedumy.cz
Číslo projektu Číslo a název šablony klíčové aktivity Tematická oblast Autor Ročník 1. Obor CZ.1.07/1.5.00/34.0514 III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Člověk a životní prostředí, vy_32_inovace_ma_08_01
VíceMotor s kroužkovou kotvou. Motor s kroužkovou kotvou indukční motor. Princip jeho činnosti je stejný jako u motoru s kotvou nakrátko.
Motor s kroužkovou kotvou Motor s kroužkovou kotvou indukční motor. Princip jeho činnosti je stejný jako u motoru s kotvou nakrátko. Konstrukce: a) stator má stejnou konstrukci jako u motoru s kotvou nakrátko
VíceOTOPNÁ TĚLESA Rozdělení otopných těles 1. Lokální tělesa 2. Konvekční tělesa Článková otopná tělesa
OTOPNÁ TĚLESA Rozdělení otopných těles Stejně jako celé soustavy vytápění, tak i otopná tělesa dělíme na lokální tělesa a tělesa ústředního vytápění. Lokální tělesa přeměňují energii v teplo a toto předávají
VíceOtočný stůl nové koncepce pro multifunkční obráběcí centrum
Otočný stůl nové koncepce pro multifunkční obráběcí centrum Ing. Ondřej Kubera Vedoucí práce: Ing. Lukáš Novotný, Ph.D. Abstrakt Příspěvek popisuje novou koncepci otočného stolu s prstencovým motorem,
VíceObnovitelné zdroje energie Budovy a energie
ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra Technických zařízení budov Obnovitelné zdroje energie Budovy a energie doc. Ing. Michal Kabrhel, Ph.D. Pracovní materiály pro výuku předmětu. 1 Energie větru 2 1 Energie
VíceGramofonový přístroj NC 440
1 Gramofonový přístroj NC 440 Obr. 1. Gramofonový přístroj NC 440 Gramofonový přístroj NC 440 je určen pro.kvalitní reprodukci desek. Je proveden jako dvourychlostní (45 a 33 1/3 ot./min.) pro reprodukci
VíceS R N Í PRODLUŽOVÁNÍ ŽIVOTNOSTI KOMPONENT ENERGETICKÝCH ZAŘÍZENÍ
SMALL, spol. s r. o, Korunovační 905/9, Praha 7 Geodetické středisko energetiky S R N Í PRODLUŽOVÁNÍ ŽIVOTNOSTI KOMPONENT ENERGETICKÝCH ZAŘÍZENÍ Prodlužování životnosti komponent energetických zařízení
VíceSolární stavebnice New Generation. Obj. č.: 19 09 29. 1. Součásti solární stavebnice
Solární stavebnice New Generation Obj. č.: 19 09 29 Vážená zákaznice, vážený zákazníku, velice nás potěšilo, že jste se rozhodla (rozhodl) pro koupi této solární stavebnice, která Vaše děti zasvětí (a
VíceVydal: nám. Přemysla Otakara II. 87/25, 370 01 České Budějovice Autor textů: Ing. Josef Šťastný Fotografie poskytli: Ing. Otakar Chlouba, Ing.
Vydal: nám. Přemysla Otakara II. 87/25, 370 01 České Budějovice Autor textů: Ing. Josef Šťastný Fotografie poskytli: Ing. Otakar Chlouba, Ing. Martin Halama a Ing. Edvard Sequens ze Sdružení Calla, OÖ
VíceČásti a mechanismy strojů 1 KKS/CMS1
Katedra konstruování strojů Fakulta strojní Části a mechanismy strojů 1 KKS/CMS1 Podklady k přednáškám část F4 Prof. Ing. Stanislav Hosnedl, CSc. a kol. Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním
VíceSada pro pokusy Vítr a počasí. Kat. číslo 100.1350
Návod k použití Sada pro pokusy Vítr a počasí Kat. číslo 100.1350 Starana 1 z 49 Návod k použití Sada počasí Strana 2 ze 49 2 Obsah Seznam materiálů... 4 Plán uspořádání... 5 1. K organizaci médií... 6
VíceDiskové žací stroje GMD řady 100 a 100 GII
GMD CMD Diskové žací stroje GMD řady 100 a 100 GII To nejlepší pro sklizeň píce! Diskové žací stroje GMD řady 100 a 100 GII Vysoká pracovní rychlost. Žací ústrojí, které se neucpává a není zapotřebí brousit
VíceVUMS-POWERPRAG s.r.o.
VUMS-POWERPRAG s.r.o. Lužná 2, 160 00 Praha 6 TEL/FAX: 235 366 129 * E-Mail: powerprg@volny.cz Napájecí zdroje a nabíječky řady DNR na DIN lištu Výstupní výkony v řadě 5W, 10W, 18W,,,,, a 9 Jednofázové
VíceSOUVISLOST MEZI TEPLOTOU A VIBRACEMI V DIAGNOSTICE ROTAČNÍCH STROJŮ
SOUVISLOST MEZI TEPLOTOU A VIBRACEMI V DIAGNOSTICE ROTAČNÍCH STROJŮ Ing. Mečislav HUDECZEK, Ph.D. Ing. Lucie GABRHELOVÁ Ing. Jaroslav BRYCHCY, Ph.D. HUDECZEK SERVICE, s. r. o., Albrechtice 1. ÚVOD Provoz
VíceFOTOVOLTAICKÉ SYSTÉMY úvod do problematiky
FOTOVOLTAICKÉ SYSTÉMY úvod do problematiky TOMÁŠ KOSTKA, ÚNOR 2015 STŘEDNÍ ŠKOLA, HAVÍŘOV-ŠUMBARK, SÝKOROVA 1/613, PŘÍSPĚVKOVÁ ORGANIZACE 1 Obsah 1. Úvod 2. Základní zkratky a pojmy 3. Způsoby provozu
VícePříručka. Obnovitelné zdroje energie
Příručka Obnovitelné zdroje energie str. 1 OBSAH 1 2 1.1 Co jsou to obnovitelné zdroje energie 2 1.2 Všeobecné výhody a nevýhody obnovitelných zdrojů energie 2 1.3 Co může jednotlivce, podnikatelský subjekt
VíceStatické zdroje pro zkušebnictví cesta k úsporám elektřiny
Statické zdroje pro zkušebnictví cesta k úsporám elektřiny Dr. Ing. Tomáš Bůbela ELCOM, a.s. Zdroje ve zkušebnictví Rotační zdroje, soustrojí, rotační měniče: stále ještě nejčastěji používané napájecí
VíceHřídelové spojky. Spojky přenáší krouticí moment mezi hnacím a hnaným strojem nebo mezi jednotlivými částmi stroje či mechanismu.
Hřídelové spojky Spojky přenáší krouticí moment mezi hnacím a hnaným strojem nebo mezi jednotlivými částmi stroje či mechanismu. Další funkce spojek přerušení nebo omezení přenosu M k jako ochrana před
VícePROVOZNĚ TECHNICKÝ NÁVOD pro motory s namontovanou brzdou typu HPS
ELEKTROPOHONY spol. s r.o. Závodí 234, 744 01 Frenštát pod Radhoštěm, Czech Republic Tel.:+420 556 880 611, Fax: +420 556 880 698 http: www.epo.cz e-mail: info@epo.cz PROVOZNĚ TECHNICKÝ NÁVOD pro motory
VíceROTAČNÍ VÝMĚNÍKY ZZT
KASTT spol. s r. o. projekce, výroba, montáž a servis vzduchotechniky, klimatizace, MaR, technologických celků Jižní 870, 500 03 Hradec Králové tel.: +420 495 404 011 495 404 010 fax: +420 495 406 544
Více13. Budící systémy alternátorů
13. Budící systémy alternátorů Budící systémy alternátorů zahrnují tyto komponenty: Systém zdrojů budícího proudu (budič) Systém regulace budícího proudu (regulátor) Systém odbuzování (odbuzovač) Na budící
VíceAXIÁLNÍ VENTILÁTORY TYPU TTT NÁVOD K POUŽÍVÁNÍ
Boleslavova 15, 140 00 Praha 4, tel. 41001010, fax 41001090 AXIÁLNÍ VENTILÁTORY TYPU TTT NÁVOD K POUŽÍVÁNÍ POPIS Potrubní axiální ventilátory modelové řady TTT s řemenovým náhonem pro zvláštní použití
VíceDOMEKT. Rekuperační a ventilační jednotky
Rekuperační a ventilační jednotky OMEKT Rekuperační a ventilační jednotky OMEKT Ventilační jednotky KOMFOVENT OMEKT Ventilační jednotky Komfovent jsou navrženy pro vytvoření zdravého vnitřního prostředí
VícePOSOUZENÍ PROVOZNÍ BEZPEČNOSTI STROMŮ A
POSOUZENÍ PROVOZNÍ BEZPEČNOSTI STROMŮ A NÁVRH OŠETŘENÍ ZADAVATEL: Obec Uhřice ZHOTOVITEL: Ing. Tomáš Minx, PhD. Suchý 93, 680 01 Boskovice Telefon: +420 603 313 265 Email: arbo.les@seznam.cz Číslo projektu:
VíceUrčeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, první ročník, zdrojová soustava vozidla
Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, první ročník, zdrojová soustava vozidla Pracovní list - test vytvořil: Ing. Lubomír Kořínek Období vytvoření VM: leden 2013 Klíčová slova: akumulátor,
VíceFotovoltaika - přehled
- přehled přednáška Výkonová elektronika Projekt ESF CZ.1.07/2.2.00/28.0050 Modernizace didaktických metod a inovace výuky technických předmětů. Fotovoltaika Fotovoltaika výroba elektrické energie ze energie
VíceKrokové motory. Klady a zápory
Krokové motory Především je třeba si uvědomit, že pokud mluvíme o krokovém motoru, tak většinou myslíme krokový pohon. Znamená to, že se skládá s el. komutátoru, výkonového spínacího a napájecího prvku,
VíceSEZNAM TÉMAT Z ODBORNÝCH PŘEDMĚTŮ STROJÍRENSKÝCH A HORNICKÝCH
1 SEZNAM TÉMAT Z ODBORNÝCH PŘEDMĚTŮ STROJÍRENSKÝCH A HORNICKÝCH Obor: 23-51-H/01 Strojní mechanik ŠVP: Zámečník důlní provozy 1. Ruční zpracování kovů orýsování - co je to orýsování, rýsovací nářadí a
VíceSkew-planar FPV anténa
Skew-planar FPV anténa Skew-planar anténa (její jméno by se dalo přeložit jako koso-rovinná, ale držme se v dalším textu zažitého anglického pojmenování) je variací cloverleaf antény popsané v předchozím
VíceR10 F Y Z I K A M I K R O S V Ě T A. R10.1 Fotovoltaika
Fyzika pro střední školy II 84 R10 F Y Z I K A M I K R O S V Ě T A R10.1 Fotovoltaika Sluneční záření je spojeno s přenosem značné energie na povrch Země. Její velikost je dána sluneční neboli solární
VíceEnergetický hydropotenciál v údolí horní Úpy
UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA Katedra geografie Eva SOUČKOVÁ Energetický hydropotenciál v údolí horní Úpy Bakalářská práce Vedoucí práce: Mgr. Pavel Klapka, Ph.D. Olomouc 2011
VíceOHROŽENÍ PŘENOSOVÝCH SOUSTAV PŘÍRODNÍMI VLIVY THREAT OF THE ELECTRICAL TRANSMISSION SYSTEMS BY THE NATURAL
Ž I L I N S K Á U N I V E R Z I T A V Ž I L I N E F A K U L T A Š P E C I Á L N E H O I N Ž I N I E R S T V A KRÍZOVÝ MANAŽMENT - 1/2013 OHROŽENÍ PŘENOSOVÝCH SOUSTAV PŘÍRODNÍMI VLIVY THREAT OF THE ELECTRICAL
VíceFakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování. KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ mechanismy. Přednáška 9
Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ mechanismy Přednáška 9 Převody s nestandardními ozubenými koly Obsah Převody s nestandardními ozubenými koly Základní rozdělení
VíceMetody měření provozních parametrů strojů
Metody měření provozních parametrů strojů otáčky, teploty, tlaky, těsnosti Například: Provozní otáčky a jejich využití v diagnostice Provozní otáčky různých mechanismů diagnostický signál VSTUPNÍ - definuje
VíceInovace výuky předmětu Robotika v lékařství
Přednáška 7 Inovace výuky předmětu Robotika v lékařství Senzory a aktuátory používané v robotických systémech. Regulace otáček stejnosměrných motorů (aktuátorů) Pro pohon jednotlivých os robota jsou často
VíceUrčení iniciačního zdroje v průběhu zjišťování příčiny vzniku požáru a výbuchu Determine the source of ignition during fire investigation
Určení iniciačního zdroje v průběhu zjišťování příčiny vzniku požáru a výbuchu Determine the source of ignition during fire investigation Miroslava Nejtková Abstrakt Příspěvek se zabývá problematikou určení
VíceHydromechanické procesy Lopatkové stroje - turbíny - čerpadla
Hydromechanické procesy Lopatkové stroje - turbíny - čerpadla M. Jahoda Lopatkové stroje - rozdělení 2 a) Dle způsobu práce generátory turbíny potenciální, kinetická energie mechanická energie na hřídeli
VíceSoučasné trendy vývoje moderních aplikací s elektrickými pohony
INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ Současné trendy vývoje moderních aplikací s elektrickými pohony Učební texty k semináři Autoři: Ing. Jaroslav Lepka (Freescale Semiconductor, Rožnov p. R.) Datum: 15. 12.
VíceProjekt modelu malé vodní elektrárny
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV ELEKTROENERGETIKY FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION DEPARTMENT OF
VíceVI. BUBNOVÉ MOTORY VÁLEČKY SE ZABUDOVANÝM MOTOREM. Stránka. Bubnový motor TM 114 1. Válečky se zabudovaným motorem Typ 840 50 2 4
VI. BUBNOVÉ MOTORY VÁLEČKY SE ZABUDOVANÝM MOTOREM Stránka Bubnový motor TM 114 1 Válečky se zabudovaným motorem Typ 840 50 2 4 Bubnový motor Typ 850 89 5-6 Typová řada TM 114 Bubnové motory typové řady
VíceAKUMULAČNÍ DOPRAVA. Rollex Drive System Základní konstrukční informace 10. Rollex Drive System Řídící karta 11
IV. AKUMULAČNÍ DOPRAVA Typová řada Stránka 530 Prokluzná spojka, akumulační doprava 1 2 531 Prokluzná spojka, akumulační doprava 3 530/531 Konstrukční doporučení 4 535 Jednoduché řetězové kolo z umělé
VíceRozbor udržitelného rozvoje území Královéhradecký kraj
5.2 VODA A VODNÍ REŽIM 5.2.1 Základní geografický, hydrologický a vodohospodářský přehled Charakteristickým rysem podnebí v České republice je převládající západní proudění a intenzivní cyklonální činnost
VíceA) Vytápění v domácnostech
Aby se nám dýchalo lépe Opět nám začala topná sezóna a podzimní úklid pálením. Obzvláště v době inverzí je pro mnohé z nás vysvobozením prchnout do hor, rozhlédnout se do kraje a sledovat duchnu znečištěného
Více