Vetrnice so že dolgo prenehale biti eksotična novost, zdaj veljajo za eno od možnih možnosti za varčevanje. Zračni tokovi nad zemeljskim površjem nosijo ogromno energije, ki jo trenutno uspešno uporabljajo v industrijskih vetrnicah in majhnih vetrnicah za zasebno uporabo.
Povedali vam bomo, kako izbrati pravi in tehnično pravilno vgraditi vetrni generator za zasebno hišo. V našem predlaganem članku so opisana pravila za sestavljanje in obratovanje mini elektrarn. Zainteresirani kupci dobijo priporočila za izbiro glede na oceno priljubljenih modelov.
Zasnova in princip delovanja vetrnih turbin
Generatorji vetra so posebne naprave, ki kinetično energijo vetra pretvorijo v električno. To so neodvisni viri električne energije, ki so odlični za vgradnjo v zasebne stanovanjske stavbe, na majhnih in srednje velikih kmetijah, proizvodnih podlagah.
Zasnova standardne mini elektrarne za domačo uporabo vključuje naslednje funkcionalne elemente:
- Rezila aerodinamična oblika za lov vetra.
- Generator za proizvodnjo izmeničnega toka.
- Krmilnik za avtomatski nadzor vetrne postaje. Omogoča prilagoditev polnjenja baterij, porazdelitev pretoka energije med napravami.
- Shranjevalna naprava. Posebne baterije za akumulacijo proizvedene električne energije.
- Pretvornik da se parametri proizvedene energije približajo omrežnim standardom.
- Jambor, dviganje rezil na določeno višino nad nivojem tal.
Jambori so različni: samonosljivi brez strij, togo pritrjeni in vrtljivi na strijah. Slednje je mogoče spustiti in dvigniti za vzdrževanje, pa tudi za popravila in obnovitvena dela.
Pod vplivom vetra se lopatice, nameščene na gredi generatorja, začnejo vrteti, kar pomaga pri zagonu rotorja. Posledično se kinetična energija zračnih tokov pretvori v mehansko in nato v električno. Izgleda zelo poenostavljena shema vetrnice
Pravzaprav energija iz vetrne elektrarne ne pride neposredno do porabnika. V sistemu morajo biti za pretvorbo električnega toka priključene posebne naprave.
Krmilnik je nameščen v tokokrogu za generatorjem. Pretvarja izmenični tok v enosmerni tok. V tej obliki se v akumulatorjih nabere in shrani električna energija, nato pa se iz njih prek pretvornika, ki pretvori neposredni tok v izmenični tok, energija dobavi v zasebno električno omrežje.
Takšna shema omogoča izravnavo nestabilnosti napetosti in nabiranje energije v obdobjih popolne odsotnosti porabe. In to po drugi strani omogoča uporabo vetrnih generatorjev manjše moči od skupne moči gospodinjskih aparatov.
Med pretvorbo električnega toka po shemi spremenljivke-konstantne spremenljivke nastanejo določene izgube energije, ki znašajo približno 20%
Skupaj z avtonomno vetrno postajo je mogoče namestiti tako sončne module kot generatorje goriva.
Če je hkrati vključenih več naprav za proizvodnjo električne energije, je vezje dopolnjeno z drugim elementom - odklopnikom (ABP). Ko izklopite en vir alternativne energije, je treba sprožiti drugega, rezervnega.
Kot del sodobnih vetrnih elektrarn se uporabljajo različne zasnove rotorjev - vrtljivi deli. Imajo svoje prednosti in slabosti, različna učinkovitost in funkcionalnost. Trenutno obstaja veliko razvoj avtonomnih sistemov, ki lahko vplivajo na vetrove različnih hitrosti in jakosti.
Vrste vetrnih elektrarn
Po vrsti porabnikov razlikujemo avtonomne vetrne generatorje in omrežne instalacije. Prvi zagotavljajo napajanje potrošnikom, oddaljenim od centralnih električnih omrežij.
Drugi - lahko šteje več deset / sto vetrnic, ki tvorijo enoten sistem in prenašajo energijo v skupno omrežje. Moč avtonomnih enot redko presega 75 kW, moč omrežnih inštalacij pa se začne od 100 kW.
Glede na vrsto konstrukcije razlikujejo vetrne generatorje:
- iz navpična vrtenje osi;
- iz vodoravni os vrtenja
Te naprave se uporabljajo za različne pogoje delovanja, vendar najpogosteje obstajajo modeli z vodoravno osjo. Delujejo kot navadni vremenski vložki in imajo podobno strukturo. Os rotorja se vrti vzporedno z zemeljsko površino.
Za takšne enote so značilni visoka učinkovitost (približno 40%), preprosto krmiljenje moči in dostopnejša cena, vendar jih odlikujeta tudi visoka stopnja ustvarjenega hrupa in vibracij. Poleg tega morajo biti usmerjene v smer vetra.
Za namestitev vetrnice z vodoravnim rotorjem potrebujete približno 120 m prostega prostora in jambor, visok najmanj 8 m
Vetrni generatorji z navpično vrtilno osjo imajo bolj kompaktno zasnovo, so manj dovzetni za okoljske dejavnike.
V napravah te vrste je turbina pravokotna na zemeljsko ravnino. Takšne zasnove se sprožijo celo iz lahkih vetrov in so neodvisne od smeri pretoka zraka.
Nizka raven hrupa (do 30 dB) omogoča namestitev navpičnih vetrnih turbin na strehe stavb
Vendar obstaja pomemben minus - učinkovitost takšnih generatorjev je le 15%. Poleg tega so dražji od modelov z vodoravno osjo vrtenja.
Modeli vetrnih generatorjev se med seboj razlikujejo ne le glede na lokacijo rotacijske osi, temveč tudi:
- število rezil - obstajajo vetrnice z dvema in tremi rezili, obstajajo tudi modifikacije z več rezili;
- materiali za izdelavo funkcionalnih delov - z jadralnimi in trdimi rezili;
- nagib vijaka - nastavljiv ali pritrjen.
Vrtenje večreznih nepremičnih vetrnic se začne celo s šibkim vetrom, vendar je za delovanje dvo- in trireznih naprav potreben močnejši veter. Hkrati vsako dodatno rezilo v konstrukciji ustvari večjo upornost koles, kar otežuje doseganje standardnih obratovalnih hitrosti generatorja.
Glede na material izdelave lopatic za vetrno turbino lahko pri delovanju nastanejo nekatere težave. Jadralni elementi so enostavnejši za izdelavo, zato so cenejši.
Če pa je treba zagotoviti zanesljivo delovanje vetrnice za avtonomno oskrbo z električno energijo, je vredno dati prednost modelom s trdimi rezili iz ojačanih kovin ali steklenih vlaken.
Kar zadeva višino vijaka, tudi ni tako preprosto. Spremenljiv korak vam omogoča znatno razširitev obsega učinkovitih hitrosti za delovanje vetrne postaje in to je velik plus. Toda hkrati tak mehanizem zmanjša splošno zanesljivost stacionarne instalacije in znatno zaplete vetrno kolo, kar zaplete delovanje enote.
Izvedljivost namestitve vetrnega generatorja
Majhne vetrne elektrarne se danes pogosto uporabljajo kot alternativni viri električne energije, s katerimi lahko dosežete resnične prihranke.
Takšne naprave so praviloma nameščene v poletnih kočah, na območjih, oddaljenih od glavnih napajalnih omrežij. A to ni edini razlog, zakaj ljudje vse pogosteje raje konstrukcije te vrste.
Lastniki zemljišč uspešno uporabljajo vetrne generatorje za doseganje popolne avtonomije in pomembnih prihrankov energije
Vendar ni vsaka cona primerna za vgradnjo vetrnice. Da bi mini elektrarna v celoti delovala v času obratovanja, ki ga je navedel proizvajalec, morajo podnebne razmere na tem območju ustrezati zahtevam posebne opreme.
Povprečna hitrost vetra ne sme biti manjša od 4,5-5 m / s. Samo v tem primeru bo postavitev konstrukcije z vetrno turbino ekonomsko upravičena.
Če želite najti približne podatke o povprečni letni hitrosti vetra po regijah, morate videti poseben zemljevid vetra. Natančnejše informacije je mogoče dobiti z anemometrom in napravo za branje signalov.
Merilni sistem mora biti nameščen na visoki nadmorski višini, tako da bližnje zgradbe in drevesa ne izkrivljajo rezultatov.
Če se odločite za namestitev mini vetrne elektrarne za svoj dom, morate razmisliti tudi o razpoložljivosti prostega prostora. Upoštevati je treba, da bi moral veter absolutno "hoditi" po lopaticah, dobro in brez ovir na poti, da bi jih dosegel iz različnih smeri.
Zato vrhovi hribov veljajo za idealno mesto za postavitev vetrnice, kjer se zračne mase kondenzirajo z ustreznim povečanjem tlaka in hitrosti vetra. Morske regije in stepska cona se prav tako štejejo za primerne.
Če želite vetrnico čim bolje izkoristiti, jo morate namestiti na mestu, kjer ni dreves in visokih zgradb
Morebitne ovire v polmeru 250 m vplivajo na delovanje vetrnega generatorja. Za pridobitev kazalnikov največje učinkovitosti je treba os turbine nastaviti nad nivojem ovir za najmanj 4-5 m.
Pravila za izbiro opreme
Izbira vetrnega generatorja za dom je treba pristopiti odgovorno.
Osnovne podatke morate zbrati vnaprej:
- Izračunajte nazivno in največjo količino električne energije za potrebe hiše.
- Oglejte si podatke o povprečni letni hitrosti vetra na območju prebivališča, da določite obdobja, ko vetrnica ne bo aktivna.
- Upoštevajte podnebne značilnosti območja. Če v zimski sezoni opazimo hude zmrzali, postavitev vetrne postaje ne bo upravičila.
- Ugotovite intenzivnost ustvarjenega hrupa med delovanjem vetrnih generatorjev.
- Primerjajte tehnične specifikacije naprav različnih proizvajalcev.
Izbira komponent funkcionalnih elementov za vetrno napeljavo se izvede glede na nazivno vrednost moči. V tem primeru igra vlogo nazivne hitrosti vetra - vrednosti, pri katerih generator vetra ustvari izračunano količino električne energije.
Če naprava proizvede največjo moč pri hitrosti vetra 11 m / s in na vašem območju povprečni indikator doseže 4,5 m / s, vetrnica ne bo ustvarila količine energije, ki jo je navedel proizvajalec
Osredotočiti se je treba tudi na dejstvo, da je moč vetrnega generatorja odvisna od premera kolesa, ki ga tvorijo lopatice. Če povečate velikost za 2-krat, bo vetrnica z isto hitrostjo vetra proizvedla 4-krat več električne energije.
Pomembna je tudi kapaciteta baterije. V primeru umirjenosti bi morali imeti dovolj energije za oskrbo doma.
Namestitev zasebne mini vetrne elektrarne je najbolje zaupati podjetju, ki je specializirano za tovrstna dela. Glavni cilj je zagotoviti največjo varnost. Celotna zasnova vetrne turbine mora biti zagotovljena, da ostane stabilna tudi v ekstremnih vremenskih pogojih.
Modele vetrnih generatorjev z majhno močjo s svetlobnimi, nizkimi jambori je mogoče namestiti neodvisno. Osrednja podpora mora biti nameščena na armiranobetonskem temelju. Za stransko stabilnost konstrukcije se uporabljajo 3-4 strij.
Približne cene in povračilo vetrnih generatorjev
Priljubljenost vetrnih turbin raste iz dneva v dan. Za njih je ugodno, da opremijo velike in drage koče, katerih vsebina zahteva veliko električne energije.
Priporočljivo je, da se vetrnice namestijo v naseljenih območjih, kjer ni centraliziranega napajanja z električno energijo ali če se elektrika napaja občasno.
V takšnih primerih na pomoč priskočijo vetrni generatorji, katerih uporaba ima več prednosti:
- pretvorba energije zračnih tokov v brezplačno električno energijo;
- okoljska varnost vetrnih turbin;
- pomanjkanje surovin in odpadkov pri proizvodnji električne energije;
- minimalna obraba funkcionalnih delov;
- dolg rok delovanja - 25-30 let;
- ni treba stalno spremljati delovanja vetrne elektrarne.
Pomanjkljivosti vključujejo spremenljivost in nepredvidljivost vetrne energije. Če želite zmanjšati izgube, morate podvojiti vir ali namestiti dodaten medpomnilnik za shranjevanje energije. Vrteče se kolo vetra predstavlja tudi potencialno grožnjo letečim pticam.
Vetrne elektrarne proizvajajo hrup, ki je primerljiv s hrupom vozil pri vožnji s hitrostjo približno 70 km / h. Zvišana raven hrupa ne samo odvrača živali, ampak tudi ljudem povzroča nelagodje
Drug pomemben minus vetrnih turbin za domačo uporabo so visoki stroški. Ti obsežni modeli so narejeni iz dragih materialov, prihajajo z krmilnikom, baterijami, invertersko namestitvijo in teleskopom.
Treba je opozoriti, da so domači vetrni generatorji ruskih proizvajalcev, pa tudi visokokakovostne vetrnice, proizvedene na Kitajskem, precej cenejše od evropskih kolegov. Stroški domačih vetrnic z navpično osjo z nazivno močjo do 2 kW se gibljejo v razponu od 1300-2500 dolarjev.
Toda po tej ceni celoten komplet vključuje samo generator z rezili. Preostalo opremo bo treba kupiti ločeno ali izdelati z lastnimi rokami. Kompletne rastline stanejo približno 40-50% več.
Cena vetrnih postaj za domačo uporabo z močjo od 3 kW do 7 kW je precej višja. Takšni generatorji s pripadajočo opremo bodo kupca stali 5000-12.000 dolarjev.
Trenutno je uporaba vetrnih turbin kot alternativa centraliziranemu oskrbi z električno energijo nerentabilna zaradi visokih stroškov opreme
In tudi kadar pride do prekinitev oskrbe z omrežno električno energijo, ni vedno priporočljivo namestiti vetrnega generatorja. Lažje in ceneje je namestiti neprekinjeni napajalni sistem, ki temelji na industrijskih baterijah, v kombinaciji z UPS.
Smiselno je namestiti vetrno napravo na mestih, kjer je dostop do centraliziranega napajanja popolnoma odsoten. Rok vračila v tem primeru je 25 let.
Pred nakupom komponent za sestavljanje in vgradnjo generatorja vetrne energije je priporočljivo opraviti izračune po formulah iz našega priporočenega članka. Tu boste našli postopek in pravila za izvajanje izračunov.
Pregled najboljših blagovnih znamk in naprav
Na ruskem trgu vetrnih generatorjev so predstavljene tako zanesljive sorazmerno poceni naprave domačih znamk kot različni modeli vetrnih turbin tujih proizvajalcev. Če želite določiti izbiro namestitve za dom, morate primerjati značilnosti različnih enot.
Št. 1 - vetrne turbine Condor Home (Rusija)
Serija vetrnic za domačo uporabo vključuje naprave z zmogljivostjo 0,5-5 kW. Služijo lahko kot glavni vir električne energije ali dodatni. Postaje Condor Home so prilagojene za delovanje pri nizkih temperaturah, ki lahko proizvajajo energijo tudi pri lahkih vetrovih.
Ohišje generatorja je odvisno od modela izdelano iz plastike ali litega aluminija, rezila pa so izdelana iz steklenih vlaken. Obstaja učinkovit sistem dvojnega zaviranja. Jambor je sestavljen, na strijah ima višino 8-12 m. Za namestitev teh enot potrebujete kup ali betonski temelj.
Vetrni generatorji Condor Home so popolnoma dokončani izdelki, za katere ni potrebno posebno znanje ali tehnična znanja. Naprave so zasnovane tako, da elektrificirajo tako samostojne zgradbe kot majhna mesta kot del vetrnih elektrarn
Osnovna oprema vključuje teleskop in podaljške, generator, rotor in lopatice, regulator polnjenja in pritrdilne elemente.
Št. 2 - mini elektrarne Falcon Euro (Rusija)
So visokotehnološki vetrni generatorji z navpično osjo s kapaciteto 1-15 kW. Uporabljajo se za glavno / rezervno napajanje porabnikov, oddaljenih od daljnovodov. Uporabljajo se lahko kot del kompleksa s sončnimi paneli in generatorjem goriva.
Vetrnice so opremljene z močnimi neodimi magneti. Začetna hitrost vetra za zagon namestitve je 1,5 m / s, nazivna hitrost je 11 m / s. Nameščena aerodinamična zavora pomaga omejiti hitrost kolesa. Deklarirana življenjska doba proizvajalca je 20 let, tovarniška garancija za mini elektrarne je 36 mesecev.
Generatorji Wind Falcon Euro so zanesljivi pri delovanju in nezahtevni pri vzdrževanju. S pomočjo naprav te serije je enostavno rešiti težave z napajanjem lokalnih in otoških objektov
Osnovni namestitveni komplet Falcon Euro vključuje več funkcionalnih elementov: vetrno kolo, generator in krmilnik, jambor, vgrajene dele. Namestitev pretvornika in baterije so izbrani ločeno.
Št. 3 - Vetrne turbine Sokol Air Vertical (Rusija)
Majhne vetrne elektrarne te blagovne znamke lahko oskrbujejo z električno energijo tako majhne koče kot tudi srednje velika podjetja. Za domačo uporabo so na voljo naprave SAV z močjo 0,5-15 kW.
Zanje je značilen visok izkoristek pri lahkih vetrovih, nemoteno delujejo pri nizkih in visokih temperaturah v območju od -50 ° C do +50 ° C, značilni so nizek hrup in odpornost na zunanje vplive.
Proizvodnja električne energije v vertikalnih enotah Sokol Air ni odvisna od smeri vetra. Enote z navpično osjo delujejo samodejno brez vzdrževalnega osebja. Zasnova zagotavlja elektromagnetni in aerodinamični zavorni sistem za omejitev hitrosti vetrnega kolesa.
Lopatice so narejene iz ojačenega poliestra ali letalskega aluminija (odvisno od modela), imajo samorazviti profil. Generator je večpolno trofazno vzbujanje iz stalnih magnetov.
Vertikalne vetrne turbine Sokol Air oddajajo nazivno moč pri 7-8 m / s, kar omogoča njihovo uporabo v regijah z nizko povprečno letno hitrostjo vetra
Osnovna oprema vetrne elektrarne vključuje: vetrnico s krmilnikom napolnjenosti akumulatorja, jambor z razširitvami, pritrdilni komplet. Pretvornik in baterije so izbrani ločeno v skladu s tehničnimi specifikacijami.
Št. 4 - vetrni generatorji Energy Wind (Rusija)
Strankam so na voljo enojni in trirezni modeli izdelkov univerzalne uporabe z močjo 1-10 kW. Te vetrnice so odlične za ustvarjanje projektov za oskrbo z električno energijo za zasebne domove in koče.
Osnova Energy Wind enot je izdelana iz trpežnih ojačanih rezil iz steklenih vlaken, pobarvanih z avtomatom in zanesljivim sistemom za odstranjevanje zraka iz toka. Te enote z vodoravno osjo vrtenja stabilno delujejo pri temperaturah od -40 do +40 stopinj Celzija.
Najmanjša obratovalna hitrost vetra je 2 m / s, pri nekaterih položajih rezila 3 m / s, priporočena višina teleskopa je 8-20 m. Povprečna življenjska doba naprav ruske blagovne znamke je 25 let, uradna garancija proizvajalca pa 3 leta.
Električni vetrni generatorji ne potrebujejo stalne nege ali vzdrževanja, kar prispeva k hitremu vračanju vloženih sredstev
Osnovna oprema enot vključuje stalni magnetni generator z držalom jambora in vrtljivim mehanizmom, rezili, niz pritrdilnih elementov za sestavljanje vetrnice. Jambor, pa tudi krmilnik, razsmernik in baterije za shranjevanje električne energije je treba kupiti posebej.
Št. 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 težav z oskrbo z električno energijo primestnih stanovanjskih stavb in hiš.
Zaščitno ohišje vetrnic Altek EW je narejeno iz aluminijeve zlitine, kar močno poenostavlja zasnovo. Funkcionalni kovinski deli generatorja so prevlečeni s silikonom za toplotno odpornost.
Rezila so narejena iz plastike, ojačane z vlakni. Začetna hitrost vetra za zagon gospodinjskih enot kitajske znamke je 2,5 m / s, nazivna hitrost - 12 m / s.
Vetrni generatorji Altek EW so ena najbolj dostopnih naprav za proizvodnjo električne energije, ki so predstavljeni na sodobnem trgu alternativne energije
Osnovna oprema vključuje lopatice, generator in krmilnik. Preostale funkcionalne elemente za vetrno turbino je treba kupiti.
Če se vam stroški tovarniško izdelanega kompleta zdijo nepotrebno visoki, je smiselno zgraditi vetrni generator z lastnimi rokami. Članek, ki ga priporočamo, opisuje izdelavo enote, uporabne v gospodinjstvu iz pralnega stroja.
Možnosti uporabe vetrnih elektrarn:
Načelo delovanja sodobnih vetrnih turbin. Kako se vetrna energija pretvori v električno energijo:
Še danes uporaba vetrnih generatorjev zahteva stalen razvoj. Možnosti in dolgoročne možnosti tega alternativnega načina proizvodnje električne energije so obetavne. Vendar so potrebni določeni ukrepi tako s strani proizvajalcev opreme kot tudi od upravnih naselij.
Vgradnja majhnih vetrnih generatorjev za zasebna gospodinjstva ne bo popolnoma rešila problema oskrbe z energijo v regijah. Toda za posamezne lastnike spletnih mest je ta možnost morda izhod.
Povejte nam o svojih izkušnjah z izbiro ali vgradnjo vetrnice v primestnem območju. Prosimo, napišite komentarje, objavite fotografijo in postavite vprašanja v spodnjem bloku. Delite tehnološke podrobnosti in koristne informacije, ki bodo koristne obiskovalcem spletnega mesta.