- Zasnova in princip delovanja vetrnih turbin
- Vrste vetrnih elektrarn
- Možnost namestitve vetrnega generatorja
- Pregled najboljših blagovnih znamk in naprav
- Zaključki in koristen videoposnetek o tej temi
Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!
Mlini na veter so že dolgo prenehali biti eksotična novost, zdaj pa veljajo za eno od možnih možnosti za prihranke. Pretoki zraka nad zemeljsko površino nosijo ogromno energije, ki se sedaj uspešno uporablja v industrijskih vetrnicah in malih vetrnih turbinah za zasebno rabo.
Povedali vam bomo, kako izbrati in tehnično pravilno namestiti vetrni generator za zasebno hišo. V našem predlaganem članku so opisana pravila za sestavljanje in delovanje mini elektrarn. Zainteresirani kupci dobijo nasvete o izbiri ocene priljubljenih modelov.
Zasnova in princip delovanja vetrnih turbin
Vetrni generatorji so posebne naprave, ki pretvarjajo kinetično energijo vetra v električno energijo. To so neodvisni viri električne energije, ki so odlični za vgradnjo v zasebne domove, majhne in srednje velike kmetije ter proizvodne baze.
Oblikovanje standardne mini-elektrarne za stanovanjsko rabo vključuje naslednje funkcionalne elemente:
- Rezila aerodinamične oblike za lovljenje vetra.
- Generator za proizvodnjo izmeničnega toka.
- Krmilnik za avtomatsko krmiljenje vetrne postaje. Omogoča prilagajanje polnjenja baterij, distribucijo energijskih tokov med napravami.
- Vozite Posebne baterije za kopičenje proizvedene električne energije.
- Inverter, da parametre proizvedene energije uskladi s standardi omrežja.
- Jambor dvigne rezila do določene višine nad tlemi.
Nosilci so različni: prostostoječi brez strij, trdno pritrjeni in obračalniki na strij. Slednje je mogoče spustiti in dvigniti za vzdrževanje, kot tudi za izvajanje popravil.
Pod vplivom vetrnih lopatic, nameščenih na gred generatorja, se začne vrteti, kar prispeva k lansiranju rotorja. Posledično se kinetična energija pretoka zraka pretvori v mehansko, nato pa v električno energijo. Izgleda kot zelo poenostavljena shema vetrnice
Dejansko se energija iz vetrne elektrarne ne dobavlja neposredno potrošniku. Sistem mora biti priključen na posebne naprave za pretvorbo električnega toka.
Krmilnik je nameščen v tokokrog po generatorju. Pretvarja izmenični tok v enosmerni tok. V tej obliki se električna energija akumulira in shrani v baterijah, nato pa iz njih preko inverterja, ki pretvarja enosmerni tok v izmenični tok, se energija dobavlja v zasebno omrežje.
Takšna shema omogoča izravnavo napetostne nestabilnosti in kopičenje energije v obdobjih popolnega pomanjkanja porabe. To pa vam omogoča uporabo vetrnih generatorjev z manjšo močjo od skupne moči gospodinjskih aparatov.
Med pretvorbo električnega toka po shemi s spremenljivo-konstantno spremenljivko se pojavijo določene energetske izgube, ki predstavljajo približno 20%
Skupaj z avtonomno vetrno postajo lahko namestite solarne module in generatorje goriva.
Če je hkrati vključenih več naprav za proizvodnjo električne energije, je tokokrog dopolnjen z še enim elementom - avtomatskim stikalom (ABP). Potrebno je, da se ob izključitvi enega vira alternativne energije sproži še en vir - backup.
Struktura sodobnih vetrnih postaj uporablja različne oblike rotorjev - rotirajočih delov. Imajo svoje prednosti in slabosti, različno učinkovitost in funkcionalnost. Trenutno je veliko razvoja avtonomnih sistemov, ki lahko delujejo z vetrovi različnih hitrosti in moči.
Vrste vetrnih elektrarn
Glede na vrsto potrošnikov se razlikujejo avtonomni vetrni generatorji in naprave, ki so namenjeni za omrežje. Prvi zagotavljajo energijo odjemalcem oddaljenim od centralnih električnih omrežij.
Drugi - lahko je več deset / stotin vetrnih turbin, ki tvorijo enoten sistem in dajejo energijo splošnemu omrežju. Moč avtonomnih enot redko presega 75 kW, moč omrežnih instalacij pa se začne pri 100 kW.
Glede na vrsto konstrukcije se razlikujejo vetrni generatorji:
- z navpično osjo vrtenja;
- z vodoravno osjo vrtenja.
Te naprave se uporabljajo za različne delovne pogoje, najpogosteje pa obstajajo modeli z vodoravno osjo. Delujejo kot navadni vremenski elementi in imajo podobno strukturo. Os rotorja se vrti vzporedno z zemeljsko površino.
Takšne enote odlikujejo visoke stopnje izkoristka (okoli 40%), enostavna prilagoditev moči in ugodnejša cena, za katero je značilna tudi visoka raven ustvarjenega hrupa in vibracij. Poleg tega se morajo osredotočiti na smer vetra.
Za vgradnjo vetrnice z vodoravnim rotorjem potrebujete približno 120 m prostega prostora in jambor, ki ni višji od 8 m
Vetrni generatorji z navpično osjo vrtenja imajo bolj kompaktno obliko, manj občutljivi na okoljske dejavnike.
V takih napravah se turbina nahaja pravokotno na ravnino Zemlje. Takšne konstrukcije delujejo tudi pri šibkih vetrovih in niso odvisne od smeri pretoka zraka.
Nizka raven hrupa (do 30 dB) omogoča namestitev vertikalnih vetrnih turbin na strehah stavb
Vendar pa obstaja veliko pomanjkljivost - učinkovitost takih generatorjev je le 15%. Poleg tega so dražji od modelov z vodoravno osjo vrtenja.
Modeli vetrnih turbin se ne razlikujejo le po lokaciji rotacijske osi, temveč tudi v:
- število rezil - obstajajo vetrnice z dvema in tremi lopaticami, obstajajo pa tudi modifikacije z več rezili;
- materiali za izdelavo funkcionalnih delov - z jadralnimi in trdimi rezili;
- nagib vijaka - nastavljiv ali fiksen.
Vrtenje vetrnih vetrnih turbin z več rezili se začne tudi pri rahlem vetru, vendar za delovanje dvo- in tri-rezilnih naprav potrebujemo močnejši veter. Hkrati pa vsaka dodatna rezilo v konstrukciji ustvarja večji upor kolesa, zaradi česar je težje doseči standardno obratovalno hitrost generatorja.
Glede na material, iz katerega so izdelani rezila za vetrne turbine, lahko pride do nekaterih težav pri delu. Elementi jadranja so lažji za izdelavo in so zato cenejši.
Če pa je potrebno zagotoviti zanesljivo delovanje vetrne turbine za avtonomno napajanje, je treba dati prednost strukturam s trdimi rezili iz kovine ali ojačanega steklenih vlaken.
Kar se tiče naklona vijaka, tudi ni tako preprosto. Z variabilnim korakom lahko bistveno povečate obseg efektivnih hitrosti za vetrno postajo, kar je velik plus. Toda ob istem času, tak mehanizem zmanjšuje splošno zanesljivost nepremične namestitve in znatno uteži vetrobransko kolo, otežuje delovanje enote.
Možnost namestitve vetrnega generatorja
Majhne vetrne elektrarne se danes pogosto uporabljajo kot alternativni viri električne energije, ki vam omogočajo doseganje dejanskih prihrankov.
Takšne naprave so praviloma nameščene na primestnih območjih, na območjih, oddaljenih od glavnih električnih omrežij. Vendar to ni edini razlog, zakaj ljudje vedno bolj raje uporabljajo strukture te vrste.
Lastniki zemljišč uspešno izkoriščajo vetrne generatorje, da bi dosegli popolno avtonomijo in znatne prihranke energije
Vendar pa ni vsaka cona primerna za vgradnjo vetrne turbine. Da bi lahko mini elektrarna v celoti delovala v obdobju delovanja, ki ga je navedel proizvajalec, morajo klimatske razmere na območju izpolnjevati zahteve posebne opreme.
Povprečna hitrost vetra ne sme biti manjša od 4, 5-5 m / s. Le v tem primeru bo postavitev konstrukcije z vetrno turbino ekonomsko upravičena.
Če želite izvedeti o približnih podatkih o povprečni letni hitrosti vetra po regijah, si morate ogledati poseben zemljevid vetrov. Natančnejše informacije lahko dobite z anemometrom in napravo za branje signalov.
Merilni sistem mora biti nameščen na visoki nadmorski višini, tako da bližnje stavbe in drevesa ne izkrivljajo rezultatov.
Če se odločite za namestitev mini vetrne elektrarne za vaš dom, razmislite tudi o razpoložljivosti prostega prostora. Upoštevati je treba, da se mora veter popolnoma svobodno »sprehajati« vzdolž rezil, no, brez kakršnih koli ovir na poti, jih doseže z različnih strani.
Zato je idealen kraj za vgradnjo vetrne turbine vrh vrhov hribov, kjer so zračne mase stisnjene z ustreznim povečanjem tlaka in hitrosti vetra. Primerne so tudi morske regije in stepe.
Da bi kar najbolje izkoristili mlin na veter, ga morate namestiti v prostor, kjer ni dreves in visokih zgradb.
Vse ovire v polmeru 250 m vplivajo na delovanje vetrnega generatorja. Za dosego maksimalne učinkovitosti je potrebno os turbine postaviti nad višino ovire za vsaj 4-5 m.
Pravila za izbiro opreme
Pri izbiri vetrnega generatorja za hišo je treba pristopiti odgovorno.
Vnaprej morate zbrati osnovne informacije:
- Izračunajte nominalno in maksimalno količino električne energije za potrebe hiše.
- Oglejte si podatke o povprečni letni hitrosti vetra na območju bivanja, da določite obdobja, ko bo vetrna turbina neaktivna.
- Upoštevajte podnebne značilnosti območja. Če se v zimski sezoni pojavijo hude zmrzali, namestitev vetrne postaje ne bo upravičena.
- Ugotovite intenzivnost ustvarjenega hrupa, ko obratujejo vetrne turbine.
- Primerjati tehnične lastnosti naprav različnih proizvajalcev.
Izbira komponent funkcionalnih elementov za vetrno elektrarno je izvedena glede na nazivno moč. V tem primeru sta vloga in nominalna hitrost vetra vrednosti, pri katerih vetrni generator proizvaja izračunano količino električne energije.
Če naprava proizvede največjo moč pri hitrosti vetra 11 m / s in povprečje v vašem območju doseže 4, 5 m / s, vetrnica ne bo proizvedla količine energije, ki jo je navedel proizvajalec
Pozornost je treba nameniti tudi dejstvu, da je moč vetrnega generatorja odvisna od premera kolesa, ki ga tvorijo lopatice. Če povečate velikost 2-krat, bo vetrna turbina pri isti hitrosti vetra proizvedla 4-krat več električne energije.
Pomembna je tudi zmogljivost baterij. V primeru miru morajo imeti dovolj energije, da zagotovijo dom.
Namestitev zasebne mini elektrarne na vetrnico je bolje zaupati podjetju, ki je specializirano za to vrsto dela. Glavni cilj je zagotoviti maksimalno varnost. Celotna zasnova vetrnice mora zagotavljati stabilnost tudi v primeru ekstremnih vremenskih razmer.
Modele vetrnih turbin z nizko porabo z lahkimi nizkimi stebri lahko namestite samostojno. Centralni nosilec mora biti nameščen na armiranobetonski temelj. Za stransko stabilnost konstrukcije uporabite 3-4 strij.
Približne cene in vračanje turbin na veter
Priljubljenost vetrnih turbin raste vsak dan. So donosne za opremljanje velikih in dragih hiš, katerih vsebina zahteva veliko električne energije.
Priporočljivo je namestiti vetrne turbine v naseljih, kjer ni centraliziranega napajanja ali pa je napajanje izvedeno s stalnimi prekinitvami.
V takih primerih bodo reševale vetrne turbine, katerih uporaba ima več prednosti:
- pretvorba energije pretoka zraka v prosto elektriko;
- okoljska varnost vetrnih turbin;
- pomanjkanje surovin in odpadkov pri proizvodnji električne energije;
- minimalna obraba funkcionalnih delov;
- dolga življenjska doba - 25-30 let;
- Ni potrebe, da bi stalno spremljali delovanje vetrne elektrarne.
Slabosti vključujejo spremenljivost in nepredvidljivost vetrne energije. Da bi zmanjšali izgube, je potrebno podvajanje virov ali pa je potrebna namestitev dodatnega blažilnika za shranjevanje energije. Prav tako lahko rotirajoče kolo vetra predstavlja nevarnost za ptice, ki letijo.
Vetrne elektrarne ustvarjajo hrup, primerljiv s hrupom vozil pri vožnji s hitrostjo okoli 70 km / h. Povečana raven hrupa ne samo, da zapravlja živali, temveč povzroča tudi nelagodje ljudem.
Druga pomembna pomanjkljivost vetrnih turbin za stanovanjsko uporabo so visoki stroški. Te obsežne strukture so izdelane iz dragih materialov, skupaj s krmilnikom, baterijami, invertersko enoto in dvižnim teleskopom.
Treba je opozoriti, da so domače vetrne turbine ruskih proizvajalcev, kot tudi visokokakovostne vetrne turbine, izdelane na Kitajskem, veliko cenejše od evropskih. Stroški domačih vetrnih turbin z navpično osjo z nazivno močjo do 2 kW se gibljejo v razponu 1300-2500 $.
Ampak po tej ceni oprema vključuje le generator z rezili. Preostanek opreme bo treba kupiti posebej ali pa to storiti sami. Popolne naprave so dražje za približno 40-50%.
Cena vetrnih postaj za domačo uporabo z zmogljivostjo od 3 kW do 7 kW je veliko višja. Taki generatorji s pripadajočo opremo bodo kupcu stali $ 5000-12000.
Trenutno je uporaba vetrnih turbin kot alternativa centraliziranemu napajanju zaradi visokih stroškov opreme nedonosna
Tudi če pride do prekinitev v oskrbi z električno energijo, ni vedno priporočljivo namestiti vetrni generator. Namestitev sistema brezprekinitvenega napajanja na osnovi industrijskih baterij v kombinaciji z UPS bo lažja in cenejša.
Smiselno je namestiti vetrno elektrarno na mestih, kjer je dostop do centraliziranega napajanja popolnoma odsoten. V tem primeru je vračilna doba 25 let.
Pred nakupom komponent za montažo in namestitev generatorja vetrne energije je priporočljivo izvesti izračune z uporabo formul, ki so navedene v članku, ki ga priporočamo. Tukaj boste našli vrstni red in pravila za izvajanje izračunov.
Pregled najboljših blagovnih znamk in naprav
Na ruskem trgu vetrnih generatorjev so predstavljeni tako zanesljivi kot relativno poceni naprave domačih blagovnih znamk ter različni funkcionalni modeli vetrnih turbin tujih proizvajalcev. Če želite določiti izbiro namestitve za dom, morate primerjati značilnosti različnih enot.
1 - Condor Home Generatorji vetra (Rusija)
Serija vetrnih turbin za domačo uporabo vključuje naprave z zmogljivostjo 0, 5-5 kW. Lahko so glavni vir električne energije ali dodatni. Condor Home postaje so prilagojene za delovanje v nizkih temperaturnih pogojih in so sposobne proizvajati energijo tudi pri lahkem vetru.
Odvisno od modela je ohišje generatorja izdelano iz plastike ali litega aluminija, rezila pa so iz steklenih vlaken. Obstaja učinkovit dvojni zavorni sistem. Dvižni teleskop je sestavljen, raztegnjen, ima višino 8-12 m. Za vgradnjo teh enot potrebujete kup ali betonski temelj.
Domači vetrni generatorji Condor Home so popolnoma končni izdelki, ki ne potrebujejo posebnih znanj ali tehničnih veščin za delo. Naprave so namenjene elektrifikaciji tako ločenih stavb kot majhnih naselij kot del vetrnih elektrarn
Osnovna oprema vključuje jambor in podaljške, generator, rotor in rezila, krmilnik polnjenja, pritrdilne elemente.
2 - mini elektrarne Falcon Euro (Rusija)
To so visokotehnološki vertikalni aksialni vetrni generatorji z zmogljivostjo 1-15 kW. Uporablja se za glavno / rezervno napajanje za uporabnike, oddaljene od električnih vodov. Lahko se uporablja kot del kompleksa s solarnimi paneli in generatorjem goriva.
Vetrnice so opremljene z zmogljivimi neodimnimi magneti. Začetna hitrost vetra za zagon instalacije je 1, 5 m / s, nazivna hitrost - 11 m / s. Nameščena aerodinamična zavora pomaga omejiti hitrost kolesa. Pričakovana življenjska doba proizvajalca je 20 let, tovarniška garancija za mini elektrarne pa je 36 mesecev.
Vetrni agregati Falcon Euro so znani po zanesljivosti delovanja in nezahtevnem vzdrževanju. S pomočjo naprav iz te serije je enostavno rešiti probleme oskrbe tako lokalnih kot otoških objektov.
В базовый комплект установки Falcon Euro включены несколько функциональных элементов: ветроколесо, генератор и контроллер, мачта, закладные детали. Инверторная установка и аккумуляторные батареи подбираются отдельно.
№3 - ветряные агрегаты Sokol Air Vertical (Россия)
Малые ветроэнергетические установки данного бренда могут обеспечить электричеством и небольшие коттеджи, и средние предприятия. Для бытового использования выпускаются устройства SAV мощностью 0, 5-15 кВт.
Они характеризуются высокой эффективностью при слабых ветрах, бесперебойно функционируют при низких и высоких температурах в диапазоне от -50 °C до +50 °C, отличаются низким уровнем создаваемого шума и стойкостью к внешним воздействиям.
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)
Kupcem so na voljo modeli z enim in tremi rezili z univerzalnimi izdelki 1–10 kW. Te vetrnice so odlične za ustvarjanje projektov za oskrbo z električno energijo v zasebnih hišah in hišicah.
Osnova energetskih naprav Wind Wind je močna rezila iz ojačanega steklenih vlaken, ki so pobarvana z avtoamelijo, in zanesljiv sistem zaključka iz zračnega toka. Te enote z vodoravno osjo vrtenja delujejo stabilno pri temperaturah od -40 do +40 stopinj Celzija.
Najmanjša delovna hitrost vetra je 2 m / s, pri nekaterih položajih rezil 3 m / s, priporočena višina jadra je 8-20 m. Povprečna življenjska doba enot ruske znamke je 25 let, uradno jamstvo proizvajalca pa je 3 leta.
Energija Vetrne vetrne turbine ne zahtevajo stalne nege ali vzdrževanja, kar prispeva k hitremu ponovnemu vlaganju investiranih sredstev
Osnovna oprema rastlin vključuje generator s trajnimi magneti z montažo na drog in mehanizem za obračanje, rezila, sklop pritrdilnih elementov za sestavljanje vetrne turbine. Dvižni teleskop, kot tudi regulator, pretvornik in baterije za akumulacijo električne energije je treba kupiti posebej.
5 - Vetrnice Altek EW (Kitajska)
Vrsta vetrnih turbin - z vodoravno osjo vrtenja. Naprave z nazivno močjo od 1 kW do 10 kW so odlične za reševanje problemov električnega napajanja podeželskih hiš in hišic.
Zaščitno ohišje vetrnih turbin Altek EW je izdelano iz aluminijeve zlitine, kar bistveno poenostavi zasnovo. Funkcionalni kovinski deli generatorja so prevlečeni s silicijem za toplotno odpornost.
Rezila so narejena iz plastike, ojačane z vlakni. Začetna hitrost vetra za izstrelitev domačih enot kitajske znamke znaša 2, 5 m / s, nominalna hitrost pa je 12 m / s.
Vetrne turbine Altek EW so ena najbolj dostopnih naprav za proizvodnjo električne energije, ki so predstavljene na sodobnem trgu alternativne energije.
Osnovna konfiguracija vključuje rezila, generator in krmilnik. Preostale funkcionalne elemente za vetrnico je treba kupiti.
Če se cena tovarniško izdelanega kompleta zdi previsoka, je smiselno zgraditi vetrni generator z lastnimi rokami. Članek, ki ga priporočamo, opisuje izdelavo enote, ki je uporabna v gospodinjstvu pralnega stroja.
Zaključki in koristen videoposnetek o tej temi
Možnosti za uporabo vetrnih turbin:
Načelo delovanja sodobnih vetrnih turbin. Kako se energija vetra pretvori v elektriko:
Tudi danes uporaba vetrnih generatorjev zahteva nenehen razvoj. Priložnosti in dolgoročne možnosti za ta alternativni način proizvodnje električne energije so obetavne. Vendar pa so potrebni nekateri ukrepi pri proizvajalcih opreme in upravah naselij.
Namestitev malih vetrnih generatorjev za gospodinjstva ne rešuje v celoti problema oskrbe z energijo v regijah. Toda za posamezne lastnike mest je ta možnost lahko izhod.
Povejte nam o lastnih izkušnjah pri izbiri ali namestitvi vetrne turbine na državni lokaciji. V spodnje polje vnesite komentarje, objavite fotografijo in postavite vprašanja. Delite tehnološke prefinjenosti in uporabne informacije, ki bodo koristne obiskovalcem spletnega mesta.