Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

Mori de vânt au încetat de mult să fie o noutate exotică, acum sunt considerate ca una dintre opțiunile posibile de economisire. Debiturile de aer pe suprafața pământului poartă o cantitate imensă de energie care este utilizată cu succes în turbinele eoliene industriale și turbinele eoliene mici pentru uz privat.

Vă vom spune cum să alegeți și să instalați tehnic un generator eolian pentru o casă privată. În articolul nostru propus se descriu regulile pentru asamblarea și funcționarea mini-centralelor electrice. Cumpărătorii interesați primesc sfaturi privind alegerea unui rating de modele populare.

Proiectare și principiu de funcționare a turbinelor eoliene

Generatoarele de vânt sunt dispozitive speciale care transformă energia cinetică eoliană în energie electrică. Acestea sunt surse independente de energie electrică care sunt foarte potrivite pentru instalarea în case private, ferme mici și mijlocii și baze de producție.

Proiectarea unei stații mini-electrice standard pentru uz rezidențial include următoarele elemente funcționale:

  1. Lamele de formă aerodinamică pentru a prinde vântul.
  2. Generator pentru producerea curentului alternativ.
  3. Controler pentru controlul automat al stației eoliene. Vă permite să ajustați încărcarea bateriilor, distribuie fluxurile de energie între dispozitive.
  4. Drive. Baterii speciale pentru acumularea de energie electrică generată.
  5. Invertor pentru a aduce parametrii energiei generate la standardele de rețea.
  6. Stâlpul ridică lamele la o anumită înălțime deasupra solului.

Stâlpii sunt diferiți: în picioare fără picioare fără vergeturi, fixați rigid și întorcând vergeturile. Acestea din urmă pot fi coborâte și ridicate pentru întreținere, precum și pentru efectuarea lucrărilor de reparații.

Sub influența lamelor de vânt montate pe arborele generatorului, începe să se rotească, contribuind la lansarea rotorului. Ca urmare, energia cinetică a fluxului de aer este transformată în mecanică și apoi în energie electrică. Arată o schemă foarte simplă a morii de vânt

De fapt, energia din centrala eoliană nu este furnizată direct consumatorului. Sistemul trebuie conectat la dispozitive speciale pentru conversia curentului electric.

Un regulator este plasat în circuit după generator. Convertește curentul alternativ în curent continuu. În această formă, energia electrică este acumulată și stocată în baterii, iar apoi prin intermediul unui invertor, care transformă curentul direct în curent alternativ, energia este furnizată rețelei private.

O astfel de schemă face posibilă netezirea instabilității tensiunilor, precum și acumularea energiei în perioadele lipsei totale de consum. Și acest lucru, la rândul său, vă permite să utilizați generatoare eoliene cu putere mai mică decât puterea totală a aparatelor de uz casnic.

În timpul conversiei curentului electric în funcție de schema variabilă variabilă constantă, apar anumite pierderi de energie, care reprezintă aproximativ 20%

Împreună cu stația eoliană autonomă, puteți instala atât module solare, cât și generatoare de combustibil.

Dacă sunt implicate simultan mai multe dispozitive de generare a energiei electrice, circuitul este suplimentat cu un element suplimentar - un comutator automat (ABP). Este necesar ca, atunci când o sursă de energie alternativă să fie deconectată, este lansată o altă sursă de rezervă.

Structura stațiilor moderne de vânt utilizează diverse modele de rotoare - piese rotative. Ei au avantajele și dezavantajele lor, eficacitatea și funcționalitatea diferite. În prezent, există multe dezvoltări ale sistemelor autonome care pot interacționa cu vânturi de viteze și puncte forte diferite.

Tipuri de centrale eoliene

În funcție de tipul de consumatori, se disting generatoare autonome de eoliene și instalații de utilizare în rețea. Primul furnizează energie consumatorilor la distanță de rețelele electrice centrale.

Al doilea - pot exista câteva zeci / sute de turbine eoliene, care formează un singur sistem și dau energie rețelei generale. Puterea unităților autonome depășește rar 75 kW, în timp ce puterea instalațiilor de rețea începe de la 100 kW.

În funcție de tipul de construcție, se disting generatoarele eoliene:

  • cu o axă verticală de rotație;
  • cu o axă orizontală de rotație.

Aceste dispozitive sunt utilizate pentru diferite condiții de operare, dar cel mai adesea există modele cu o axă orizontală. Ele funcționează ca vremuri obișnuite și au o structură similară. Axa rotorului se rotește paralel cu suprafața pământului.

Astfel de unități se disting prin rate ridicate de eficiență (aproximativ 40%), ajustarea simplă a puterii și un preț mai accesibil, dar caracterizat de un nivel ridicat de zgomot și vibrații generate. În plus, trebuie să se concentreze pe direcția vântului.

Pentru a instala o moară de vânt cu un rotor orizontal, aveți nevoie de aproximativ 120 m de spațiu liber și un catarg nu mai mic de 8 m înălțime

Generatoarele de vânt cu o axă verticală de rotație au un design mai compact, sunt mai puțin sensibile la factorii de mediu.

În dispozitivele de acest tip, turbina este amplasată perpendicular pe planul Pământului. Astfel de construcții funcționează chiar și de vânturile slabe și nu depind de direcția fluxului de aer.

Nivelul redus de zgomot (până la 30 dB) face posibilă instalarea unor turbine eoliene verticale pe acoperișurile clădirilor

Cu toate acestea, există un dezavantaj semnificativ - eficiența acestor generatoare este de numai 15%. În plus, ele sunt mai scumpe decât modelele cu o axă orizontală de rotație.

Modelele cu turbine eoliene diferă nu numai în locația axei de rotație, ci și în:

  • numărul de lame - există morile de vânt cu două și trei lame, există și modificări cu mai multe lame;
  • materiale pentru fabricarea pieselor funcționale - cu lame de navigație și lame rigide;
  • șurub pentru șurub - reglabil sau fixat.

Rotația turbinelor eoliene staționare cu mai multe palete începe chiar și cu vânt ușor, dar pentru funcționarea dispozitivelor cu două și trei labe necesită un vânt mai puternic. În același timp, fiecare lamă suplimentară din design creează o rezistență mai mare a roții, ceea ce face mai dificilă atingerea vitezei standard de lucru a generatorului.

În funcție de materialul de fabricare a lamelor pentru turbinele eoliene, pot exista anumite dificultăți în lucrare. Elementele de navigație sunt mai ușor de fabricat și, prin urmare, costă mai puțin.

Dar dacă este necesar să se asigure o funcționare fiabilă a turbinei eoliene pentru alimentarea cu energie autonomă, este necesar să se acorde prioritate structurilor cu lame rigide din metal sau din fibră de sticlă armată.

În ceea ce privește pitch de șurub, nu este, de asemenea, atât de simplu. Pasul variabil vă permite să extindeți în mod semnificativ intervalul de viteze efective pentru o stație eoliană și acesta este un plus mare. Dar, în același timp, un astfel de mecanism reduce fiabilitatea generală a instalației staționare și cântărește în mod semnificativ roata eoliană, complicând funcționarea unității.

Fezabilitatea instalării unui generator eolian

Mici centrale eoliene de astăzi sunt utilizate pe scară largă ca surse alternative de energie electrică care vă permit să obțineți economii reale.

Asemenea dispozitive, de regulă, sunt instalate în zonele suburbane, în zone îndepărtate de rețelele electrice principale. Dar acesta nu este singurul motiv pentru care oamenii preferă tot mai mult structuri de acest tip.

Proprietarii de teren utilizează cu succes generatoare de energie eoliană pentru a obține o autonomie completă și economii semnificative de energie

Cu toate acestea, nu toate zonele sunt potrivite pentru instalarea unei turbine eoliene. Pentru ca o mini-centrală să funcționeze pe deplin în timpul perioadei de funcționare declarate de producător, condițiile climatice ale zonei trebuie să îndeplinească cerințele echipamentului special.

Viteza medie a vântului nu trebuie să fie mai mică de 4, 5-5 m / s. Numai în acest caz instalarea unei structuri cu o turbină eoliană va fi justificată din punct de vedere economic.

Pentru a afla datele aproximative privind viteza medie anuală a vântului pe regiune, trebuie să vizualizați o hartă specială a vânturilor. Informații mai precise pot fi obținute utilizând un anemometru și un dispozitiv pentru citirea semnalelor.

Sistemul de măsurare trebuie instalat la o înălțime mare, astfel încât clădirile și copacii din apropiere să nu denatureze rezultatele.

Dacă decideți să instalați o mini-parc eolian pentru casa dvs., trebuie să vă gândiți și la disponibilitatea spațiului liber. Trebuie avut în vedere faptul că vântul trebuie să se plimbe liber, de-a lungul lamei, bine, fără obstacole în calea lor de a ajunge de la diferite părți.

Iată de ce locul ideal pentru instalarea unei turbine eoliene sunt dealurile, unde masele de aer sunt compacte cu o creștere corespunzătoare a presiunii și vitezei vântului. De asemenea, considerate adecvate sunt regiunile maritime și zona de stepă.

Pentru a profita la maxim de moară de vânt, trebuie să o instalați într-un loc unde nu există copaci și clădiri înalte.

Orice obstacole în raza de 250 m vor afecta funcționarea generatorului eolian. Pentru a obține o eficiență maximă, este necesar să setați axa turbinei peste nivelul obstacolelor cu cel puțin 4-5 m.

Reguli de selecție a echipamentelor

Selectarea generatorului eolian pentru casa ar trebui să fie abordată în mod responsabil.

În avans, trebuie să colectați informații de bază:

  1. Calculați cantitatea nominală și maximă de energie electrică pentru a satisface nevoile casei.
  2. Vizualizați datele privind viteza medie anuală a vântului în zona de rezidență pentru a determina perioadele în care turbina eoliană va fi inactivă.
  3. Luați în considerare caracteristicile climatice ale zonei. Dacă în sezonul de iarnă există înghețuri severe, instalarea unei stații eoliene nu va fi justificată.
  4. Aflați intensitatea zgomotului generat când funcționează turbinele eoliene.
  5. Pentru a compara caracteristicile tehnice ale dispozitivelor de la diferiți producători.

Selectarea componentelor elementelor funcționale pentru o instalație eoliană se face în funcție de valoarea puterii nominale. În acest caz, rolul și viteza nominală a vântului - valorile la care generatorul eolian produce cantitatea calculată de energie electrică.

Dacă instalația produce o putere maximă la o viteză a vântului de 11 m / s și media din zona dvs. atinge 4, 5 m / s, moara de vânt nu va produce cantitatea de energie declarată de producător

Ar trebui să se acorde atenție și faptului că puterea generatorului eolian depinde de diametrul roții formate de lame. Dacă creșteți de 2 ori turbina eoliană cu aceeași viteză a vântului, veți produce de 4 ori mai multă energie electrică.

De asemenea, este importantă capacitatea bateriilor. În cazul calmului, ar trebui să aibă suficientă energie pentru a oferi o locuință.

Este mai bine să încredințați instalarea unei mini-centrale private de vânt special către o companie specializată în acest tip de muncă. Scopul principal este de a oferi securitate maximă. Designul general al morii de vânt trebuie să garanteze stabilitatea chiar și în cazul condițiilor meteorologice extreme.

Modelele cu putere scăzută a turbinelor eoliene cu coloane ușoare mici pot fi instalate independent. Suportul central trebuie montat pe o fundație din beton armat armat. Pentru stabilitatea laterală a designului utilizați 3-4 eșantioane.

Prețuri aproximative și turbine eoliene de recuperare

Popularitatea turbinelor eoliene crește în fiecare zi. Ei sunt profitabili pentru dotarea cabanelor mari și scumpe, al căror conținut necesită o mulțime de energie electrică.

Este recomandabil să se instaleze turbine eoliene în așezări unde nu există alimentare centralizată sau alimentarea cu energie electrică se face cu întreruperi constante.

În astfel de cazuri, turbinele eoliene vor veni la salvare, utilizarea cărora are mai multe avantaje:

  • transformarea energiei fluxului de aer în electricitate gratuită;
  • siguranța mediului turbinelor eoliene;
  • lipsa de materii prime și deșeuri în producția de energie electrică;
  • uzura minima a pieselor functionale;
  • durată de viață îndelungată - 25-30 ani;
  • Nu este necesar să se monitorizeze permanent funcționarea parcului eolian.

Dezavantajele includ variabilitatea și imprevizibilitatea energiei eoliene. Pentru a minimiza pierderile, duplicarea surselor este necesară sau este necesară instalarea unui tampon suplimentar pentru stocarea energiei. De asemenea, o roată eoliană rotativă reprezintă o amenințare potențială pentru păsările care zboară.

Centralele eoliene produc zgomot comparabil cu zgomotul vehiculelor atunci când conduc la o viteză de aproximativ 70 km / h. Nivelul crescut al zgomotului nu numai că îi sperie animalele, dar provoacă, de asemenea, disconfort oamenilor.

Un alt dezavantaj semnificativ al turbinelor eoliene pentru uz rezidențial este costul ridicat. Aceste structuri voluminoase sunt fabricate din materiale scumpe, dotate cu un controler, baterii, o unitate de invertor și un catarg.

Trebuie remarcat faptul că turbinele eoliene interne de la producătorii ruși, precum și turbinele eoliene de înaltă calitate fabricate în China sunt mult mai ieftine decât omologii europeni. Costul turbinelor eoliene domestice cu o axă verticală cu o putere nominală de până la 2 kW variază în intervalul de 1300-2500 $.

Dar la acest preț echipamentul include numai un generator cu lame. Restul echipamentului va trebui să fie cumpărat separat sau să-l faci singur. Instalațiile complete sunt mai scumpe cu aproximativ 40-50%.

Prețul stațiilor eoliene de uz casnic cu o capacitate de la 3 kW la 7 kW este mult mai mare. Astfel de generatoare cu echipament asociat va costa cumpărătorul 5000-1200 $.

În prezent, utilizarea turbinelor eoliene ca alternativă la alimentarea cu energie centralizată este nerentabilă datorită costului ridicat al echipamentelor

Și chiar și atunci când există întreruperi în alimentarea cu energie electrică, nu este întotdeauna recomandat să instalați un generator eolian. Va fi mai ușor și mai ieftin să instalați un sistem de alimentare neîntreruptibil, bazat pe baterii industriale, în combinație cu un UPS.

Este logic să instalați o centrală eoliană în locuri în care accesul la sursa centralizată de alimentare este complet absent. Perioada de returnare în acest caz este de 25 de ani.

Înainte de a cumpăra componente pentru asamblarea și instalarea unui generator de energie eoliană, se recomandă efectuarea calculelor folosind formulele din articolul pe care îl recomandăm. Aici veți găsi ordinea și regulile pentru efectuarea calculelor.

Prezentare generală a celor mai bune mărci și instalații

Pe piața rusă a generatoarelor eoliene, sunt prezentate atât dispozitive de încredere și relativ ieftine ale mărcilor autohtone, cât și diverse modele funcționale de turbine eoliene de la producători străini. Pentru a determina alegerea instalării pentru locuință, trebuie să comparați caracteristicile diferitelor unități.

Nr. 1 - Generatoare eoliene Condor Home (Rusia)

O serie de turbine eoliene pentru uz casnic includ dispozitive cu o capacitate de 0, 5-5 kW. Acestea pot fi principala sursă de energie electrică sau suplimentare. Centralele Condor Home sunt adaptate pentru a funcționa în condiții de temperatură joasă și sunt capabile să producă energie chiar și în vânturi ușoare.

În funcție de model, carcasa generatorului este fabricată din plastic sau aluminiu turnat, lamele sunt din fibră de sticlă. Există un sistem eficient de frânare dublă. Catargul este compus, întins, are o înălțime de 8-12 m. Pentru a instala aceste unități aveți nevoie de o grămadă sau o fundație din beton.

Condor Home Generatoarele de vânt de casă sunt produse complet finisate care nu necesită cunoștințe speciale sau abilități tehnice pentru a lucra cu. Dispozitivele sunt proiectate să electrifice atât clădirile detașate cât și așezările mici, ca parte a centralelor eoliene

Echipamentul de bază include catargul și extensiile, generatorul, rotorul și lamelele, controlerul de încărcare, elementele de fixare.

Nr. 2 - mini-centrale Falcon Euro (Rusia)

Sunt generatoare eoliene verticale axiale de înaltă tehnologie, cu o capacitate de 1-15 kW. Utilizat pentru alimentarea principală / de rezervă a consumatorilor la distanță de liniile de alimentare. Poate fi folosit ca parte a unui complex cu panouri solare și un generator de combustibil.

Moara de vânt este echipată cu magneți puternici de neodim. Viteza de pornire a vântului pentru a începe instalarea este de 1, 5 m / s, viteza nominală - 11 m / s. Frâna aerodinamică instalată ajută la limitarea vitezei roții. Durata de viață revendicată de la producător este de 20 de ani, garanția fabricii pentru centralele electrice este de 36 de luni.

Generatoarele eoliene Falcon Euro sunt remarcabile pentru fiabilitatea lor în exploatare și pentru întreținerea nepretențioasă. Cu ajutorul dispozitivelor din această serie este ușor de rezolvat problemele legate de alimentarea cu energie a obiectelor locale și insulare.

Setul de bază al instalării Falcon Euro include mai multe elemente funcționale: roată de vânt, generator și regulator, catarg, piese încorporate. Instalația invertorului și bateriile reîncărcabile sunt selectate separat.

Nr. 3 - turbine eoliene Sokol Air Vertical (Rusia)

Turbinele eoliene mici ale acestui brand pot furniza energie electrică și cabane mici și întreprinderi mijlocii. Pentru uz casnic, dispozitivele SAV sunt disponibile cu o capacitate de 0, 5-15 kW.

Acestea se caracterizează printr-o eficiență ridicată la vânturi mici, funcționează fără probleme la temperaturi scăzute și înalte în intervalul de la -50 ° C la +50 ° C, au un nivel scăzut de zgomot generat și rezistență la influențe externe.

Генерация электроэнергии агрегатами Sokol Air Vertical не зависит от направления ветра. Вертикально-осевые установки работают в автоматическом режиме без обслуживающего персонала. В конструкции предусмотрена электромагнитная и аэродинамическая система торможения для ограничения оборотов ветроколеса.

Лопасти изготовлены из армированного полиэфира или авиационного алюминия (в зависимости от модели), имеют самораскручивающийся профиль. Генератор – многополюсный трёхфазный с возбуждением от постоянных магнитов.

Ветряки Sokol Air Vertical выдают номинальную мощность при показателях 7-8 м/c, что позволяет использовать их в регионах с низкой среднегодовой скоростью ветра

В базовую комплектацию ветряной электростанции входят: ветроустановка с контроллером заряда аккумуляторов, мачта с растяжками, монтажный набор. Инвертор и аккумуляторы подбираются по техническому заданию отдельно.

№4 - ветрогенераторы Energy Wind (Россия)

Покупателям доступны одно- и трёхлопастные модели продуктов универсального применения мощностью 1-10 кВт. Эти ветряки прекрасно подходят для создания проектов обеспечения электричеством частных жилых домов и коттеджей.

Основу установок Energy Wind составляют прочные лопасти из армированного стекловолокна, окрашенные автоэмалью, и надёжная система вывода из воздушного потока. Эти агрегаты с горизонтальной осью вращения стабильно работают при температурах от -40 до +40 градусов по шкале Цельсия.

Минимальная рабочая скорость ветра – 2 м/с, при некоторых положениях лопасти – 3 м/с, рекомендуемая высота мачты – 8-20 м. Средний срок эксплуатации установок российского бренда составляет 25 лет, официальная гарантия от производителя – 3 года.

Ветрогенераторы Energy Wind не требуют постоянного ухода или техобслуживания, что способствует быстрому реинвестированию вложенных финансовых средств

Базовая комплектация установок включает электрогенератор на постоянных магнитах с узлом крепления к мачте и поворотным механизмом, лопасти, комплект крепёжных элементов для сборки ветроустановки. Мачту, а также контроллер, инвертор и батареи для накопления электроэнергии нужно приобрести отдельно.

№5 - ветряки Altek EW (Китай)

Вид ветротурбин – с горизонтальной осью вращения. Устройства номинальной мощностью от 1 кВт до 10 кВт отлично подходят для решения задач электрообеспечения загородных жилых домов и дач.

Защитный кожух ветряков Altek EW изготовлен из алюминиевого сплава, что существенно облегчает конструкцию. Функциональные металлические части генератора покрыты кремнием для термостойкости.

Лопасти изготовлены из фиброармированного пластика. Стартовая скорость ветра для запуска бытовых агрегатов китайского бренда составляет 2, 5 м/с, номинальная скорость – 12 м/с.

Ветрогенераторы Altek EW – одни из самых доступных устройств для выработки электричества, которые представлены на современном рынке альтернативной энергетики

В состав базовой комплектации включены лопасти, генератор и контроллер. Остальные функциональные элементы для ветряка необходимо докупить.

Если стоимость комплекта заводского производства покажется вам излишне высокой, есть смысл соорудить ветрогенератор своими руками. В рекомендуемой нами статье описано изготовление полезного в хозяйстве агрегата из стиральной машинки.

Concluzii și video util pe această temă

Перспективы использования ветроэнергетических установок:

Принцип функционирования современных ветровых турбин. Как энергия ветра преобразуется в электричество:

Даже сегодня использование ветрогенераторов требует постоянного развития. Возможности и долгосрочные перспективы этого альтернативного способа выработки электроэнергии многообещающие. Однако нужны определённые меры как со стороны производителей оборудования, так и от администраций населённых пунктов.

Установка малых ветряных генераторов для частных домохозяйств проблему энергоснабжения в регионах полностью не решит. Но для отдельных владельцев участков данный вариант может стать выходом из положения.

Расскажите о собственном опыте в выборе или установке ветряка на загородном участке. Пишите, пожалуйста, комментарии, размещайте фото и задавайте вопросы в расположенном ниже блоке. Делитесь технологическими тонкостями и полезными сведениями, которые пригодятся посетителям сайта.

Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

Categorie: