Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Wiatraki już dawno przestały być egzotyczną nowością, teraz są uważane za jedną z możliwych opcji oszczędności. Powietrze przepływa przez powierzchnię ziemi, niosąc ogromną ilość energii, która jest z powodzeniem stosowana w przemysłowych turbinach wiatrowych i małych turbinach wiatrowych do użytku prywatnego.

Powiemy Ci, jak wybrać i technicznie prawidłowo zainstalować generator wiatrowy dla prywatnego domu. W naszym proponowanym artykule opisano zasady montażu i eksploatacji mini elektrowni. Zainteresowanym nabywcom udzielane są porady dotyczące wyboru rankingu popularnych modeli.

Projekt i zasada działania turbin wiatrowych

Generatory wiatrowe to specjalne urządzenia, które przekształcają kinetyczną energię wiatru w energię elektryczną. Są to niezależne źródła energii elektrycznej, które doskonale nadają się do instalacji w domach prywatnych, małych i średnich gospodarstwach oraz bazach produkcyjnych.

Projekt standardowej mini-elektrowni do użytku domowego obejmuje następujące elementy funkcjonalne:

  1. Ostrza o aerodynamicznym kształcie, aby złapać wiatr.
  2. Generator do wytwarzania prądu przemiennego.
  3. Kontroler do automatycznej kontroli stacji wiatrowej. Pozwala dostosować ładowanie baterii, rozdziela przepływy energii między urządzeniami.
  4. Jedź Specjalne akumulatory do akumulacji wytwarzanej energii elektrycznej.
  5. Przetwornica do dostosowania parametrów generowanej energii do standardów sieciowych.
  6. Maszt podnosi ostrza na pewną wysokość nad poziomem gruntu.

Maszty są różne: wolnostojące bez rozstępów, sztywno zamocowane i obracające się na rozstępach. Te ostatnie mogą być opuszczane i podnoszone do konserwacji, jak również do przeprowadzania prac naprawczych.

Pod wpływem łopatek wiatru zamontowanych na wale generatora zacznij się obracać, przyczyniając się do uruchomienia wirnika. W rezultacie energia kinetyczna przepływu powietrza jest przekształcana w energię mechaniczną, a następnie w energię elektryczną. Wygląda to na bardzo uproszczony schemat wiatraka

W rzeczywistości energia z elektrowni wiatrowej nie jest bezpośrednio dostarczana do konsumenta. System musi być podłączony do specjalnych urządzeń do konwersji prądu elektrycznego.

Sterownik jest umieszczony w obwodzie za generatorem. Zamienia prąd przemienny w prąd stały. W tej formie energia elektryczna jest gromadzona i przechowywana w akumulatorach, a następnie z nich poprzez falownik, który przekształca prąd stały w prąd przemienny, energia jest dostarczana do prywatnej sieci.

Taki schemat umożliwia złagodzenie niestabilności napięcia, a także gromadzenie energii w okresach całkowitego braku zużycia. A to z kolei pozwala na wykorzystanie generatorów wiatrowych o niższej mocy niż całkowita moc urządzeń gospodarstwa domowego.

Podczas konwersji prądu elektrycznego zgodnie ze schematem zmiennej zmiennej zmiennej występują pewne straty energii, które stanowią około 20%

Wraz z autonomiczną elektrownią wiatrową można zainstalować zarówno moduły słoneczne, jak i generatory paliwa.

Jeśli jednocześnie zaangażowanych jest kilka urządzeń do wytwarzania energii elektrycznej, obwód jest uzupełniany o jeszcze jeden element - automatyczny przełącznik (ABP). Konieczne jest, aby po odłączeniu jednego źródła energii alternatywnej uruchomiono kolejne źródło - backup.

Struktura nowoczesnych elektrowni wiatrowych wykorzystuje różne konstrukcje wirników - części obrotowych. Mają swoje zalety i wady, różną skuteczność i funkcjonalność. Obecnie istnieje wiele rozwiązań autonomicznych systemów, które mogą oddziaływać z wiatrami o różnych prędkościach i mocach.

Rodzaje elektrowni wiatrowych

W zależności od rodzaju konsumentów wyróżnia się autonomiczne generatory wiatrowe i instalacje do celów sieciowych. Pierwszy zapewnia zasilanie odbiorcom odległym od centralnych sieci elektrycznych.

Drugi - może być kilka dziesiątek / setek turbin wiatrowych, które tworzą jeden system i dostarczają energię do ogólnej sieci. Moc autonomicznych jednostek rzadko przekracza 75 kW, podczas gdy moc instalacji sieciowych zaczyna się od 100 kW.

W zależności od rodzaju konstrukcji rozróżnia się generatory wiatrowe:

  • z pionową osią obrotu;
  • z poziomą osią obrotu.

Urządzenia te są używane w różnych warunkach pracy, ale najczęściej są to modele z osią poziomą. Działają jak zwykłe wiatrowskazy i mają podobną strukturę. Oś wirnika obraca się równolegle do powierzchni ziemi.

Jednostki takie wyróżniają się wysoką wydajnością (około 40%), prostą regulacją mocy i bardziej przystępną ceną, ale także charakteryzują się wysokim poziomem generowanego hałasu i drgań. Ponadto muszą skupić się na kierunku wiatru.

Aby zainstalować wiatrak z poziomym wirnikiem, potrzebujesz około 120 m wolnej przestrzeni i maszt nie mniejszy niż 8 m wysokości

Generatory wiatrowe o pionowej osi obrotu mają bardziej zwartą konstrukcję, są mniej podatne na czynniki środowiskowe.

W urządzeniach tego typu turbina jest usytuowana prostopadle do płaszczyzny Ziemi. Takie konstrukcje działają nawet ze słabymi wiatrami i nie zależą od kierunku przepływu powietrza.

Niski poziom hałasu (do 30 dB) umożliwia instalację pionowych turbin wiatrowych na dachach budynków

Istnieje jednak znaczna wada - wydajność takich generatorów wynosi tylko 15%. Ponadto są droższe niż modele z poziomą osią obrotu.

Modele turbin wiatrowych różnią się nie tylko położeniem osi obrotu, ale także:

  • liczba ostrzy - są wiatraki z dwoma i trzema ostrzami, są też modyfikacje wielopłaszczyznowe;
  • materiały do produkcji części funkcjonalnych - z ostrzami żeglarskimi i sztywnymi;
  • skok śruby - regulowany lub stały.

Obrót wielopłaszczyznowych stacjonarnych turbin wiatrowych rozpoczyna się nawet przy lekkim wietrze, ale do działania urządzeń dwu- i trójwałowych potrzebny jest silniejszy wiatr. Jednocześnie każde dodatkowe ostrze w konstrukcji zapewnia większy opór koła, co utrudnia osiągnięcie standardowej prędkości roboczej generatora.

W zależności od materiału, z którego wykonane są łopaty do turbin wiatrowych, mogą wystąpić pewne trudności w pracy. Elementy żaglowe są łatwiejsze w produkcji, a zatem kosztują mniej.

Jeśli jednak konieczne jest zapewnienie niezawodnego działania turbiny wiatrowej dla autonomicznego zasilania, konieczne jest preferowanie struktur ze sztywnymi łopatkami wykonanymi z metalu lub wzmocnionego włókna szklanego.

Jeśli chodzi o skok śruby, nie jest to takie proste. Zmienny skok umożliwia znaczne zwiększenie zakresu prędkości efektywnych dla elektrowni wiatrowej, co jest dużym plusem. Jednocześnie jednak taki mechanizm zmniejsza ogólną niezawodność instalacji stacjonarnej i znacznie obciąża koło wiatrowe, komplikując działanie urządzenia.

Możliwość zainstalowania generatora wiatrowego

Małe elektrownie wiatrowe są dziś powszechnie stosowane jako alternatywne źródła energii elektrycznej, które pozwalają osiągnąć rzeczywiste oszczędności.

Takie urządzenia z reguły są instalowane na obszarach podmiejskich, w obszarach oddalonych od głównych sieci energetycznych. Ale to nie jedyny powód, dla którego ludzie coraz częściej preferują tego typu konstrukcje.

Właściciele gruntów z powodzeniem wykorzystują generatory wiatrowe do osiągnięcia pełnej autonomii i znacznych oszczędności energii

Jednak nie każda strefa nadaje się do zainstalowania turbiny wiatrowej. Aby mini-elektrownia mogła w pełni funkcjonować w okresie eksploatacji zadeklarowanym przez producenta, warunki klimatyczne tego obszaru muszą spełniać wymagania specjalnego wyposażenia.

Średnia prędkość wiatru nie powinna być mniejsza niż 4, 5-5 m / s. Tylko w takim przypadku instalacja konstrukcji z turbiną wiatrową będzie ekonomicznie uzasadniona.

Aby poznać przybliżone dane dotyczące średniej rocznej prędkości wiatru w regionie, należy wyświetlić specjalną mapę wiatrów. Dokładniejsze informacje można uzyskać za pomocą anemometru i urządzenia do odczytu sygnałów.

System pomiarowy musi być zainstalowany na dużej wysokości, aby pobliskie budynki i drzewa nie zniekształcały wyników.

Jeśli zdecydujesz się zainstalować mini farmę wiatrową w swoim domu, powinieneś również pomyśleć o dostępności wolnego miejsca. Należy pamiętać, że wiatr powinien bezwzględnie „chodzić” wzdłuż łopat, no cóż, bez przeszkód na swojej drodze docierać do nich z różnych stron.

Dlatego idealne miejsce do zainstalowania turbiny wiatrowej jest uważane za szczyt wzgórza, gdzie masy powietrza są zagęszczane z odpowiednim wzrostem ciśnienia i prędkości wiatru. Za odpowiednie uważa się także regiony morskie i strefę stepową.

Aby jak najlepiej wykorzystać wiatrak, musisz go zainstalować w miejscu, gdzie nie ma drzew i wysokich budynków.

Wszelkie przeszkody w promieniu 250 m będą miały wpływ na działanie generatora wiatru. Aby uzyskać maksymalną wydajność, konieczne jest ustawienie osi turbiny powyżej poziomu przeszkody o co najmniej 4-5 m.

Zasady wyboru sprzętu

Do wyboru generatora wiatrowego dla domu należy podchodzić odpowiedzialnie.

Z góry musisz zebrać podstawowe informacje:

  1. Oblicz nominalną i maksymalną ilość energii elektrycznej, aby zaspokoić potrzeby domu.
  2. Zobacz dane dotyczące średniej rocznej prędkości wiatru w obszarze zamieszkania, aby określić okresy, w których turbina wiatrowa będzie nieaktywna.
  3. Weź pod uwagę cechy klimatyczne obszaru. Jeśli w sezonie zimowym występują silne przymrozki, instalacja elektrowni wiatrowej nie będzie uzasadniona.
  4. Dowiedz się, jaka jest intensywność generowanego hałasu, gdy działają turbiny wiatrowe.
  5. Aby porównać charakterystyki techniczne urządzeń różnych producentów.

Dobór elementów elementów funkcjonalnych do instalacji wiatrowej odbywa się zgodnie z wartością mocy znamionowej. W tym przypadku rola i nominalna prędkość wiatru - wartości, przy których generator wiatrowy wytwarza obliczoną ilość energii elektrycznej.

Jeśli instalacja wytwarza maksymalną moc przy prędkości wiatru 11 m / s, a średnia w twojej okolicy osiągnie 4, 5 m / s, wiatrak nie wytworzy ilości energii zadeklarowanej przez producenta

Należy również zwrócić uwagę na fakt, że moc generatora wiatrowego zależy od średnicy koła utworzonego przez łopatki. Jeśli zwiększysz rozmiar 2 razy, turbina wiatrowa przy tej samej prędkości wiatru wytworzy 4 razy więcej energii elektrycznej.

Ważna jest także pojemność baterii. W przypadku spokoju powinni mieć wystarczająco dużo energii, aby zapewnić dom.

Lepiej powierzyć instalację prywatnej elektrowni wiatrowej mini firmie, która specjalizuje się w tego typu pracach. Głównym celem jest zapewnienie maksymalnego bezpieczeństwa. Ogólna konstrukcja wiatraka musi gwarantować stabilność nawet w ekstremalnych warunkach pogodowych.

Modele turbin wiatrowych o małej mocy z lekkimi masztami można instalować niezależnie. Wspornik centralny musi być zamontowany na wzmocnionej żelbetowej podstawie. Aby uzyskać stabilność boczną, użyj 3-4 rozstępów.

Przybliżone ceny i zwrotne turbiny wiatrowe

Popularność turbin wiatrowych rośnie z każdym dniem. Są opłacalne do wyposażenia dużych i drogich domków, których zawartość wymaga dużej ilości energii elektrycznej.

Zaleca się instalowanie turbin wiatrowych w osiedlach, w których nie ma scentralizowanego zasilania, lub zasilanie jest wykonywane z ciągłymi przerwami.

W takich przypadkach turbiny wiatrowe przyjdą na ratunek, a ich użycie ma kilka zalet:

  • transformacja energii przepływu powietrza w wolną energię elektryczną;
  • bezpieczeństwo środowiskowe turbin wiatrowych;
  • brak surowców i odpadów w produkcji energii elektrycznej;
  • minimalne zużycie części funkcjonalnych;
  • długa żywotność - 25-30 lat;
  • Nie ma potrzeby ciągłego monitorowania działania farmy wiatrowej.

Wady obejmują zmienność i nieprzewidywalność energii wiatru. Aby zminimalizować straty, konieczne jest powielanie źródła lub wymagana jest instalacja dodatkowego bufora do przechowywania energii. Ponadto obracające się koło wiatrowe stanowi potencjalne zagrożenie dla latających ptaków.

Elektrownie wiatrowe wytwarzają hałas porównywalny z hałasem pojazdów podczas jazdy z prędkością około 70 km / h. Zwiększony poziom hałasu nie tylko odstrasza zwierzęta, ale także powoduje dyskomfort dla ludzi.

Inną znaczącą wadą turbin wiatrowych do użytku domowego jest wysoki koszt. Te nieporęczne konstrukcje są wykonane z drogich materiałów, wraz ze sterownikiem, bateriami, jednostką inwerterową i masztem.

Należy zauważyć, że krajowe turbiny wiatrowe rosyjskich producentów, a także wysokiej jakości turbiny wiatrowe produkowane w Chinach, są znacznie tańsze niż europejskie odpowiedniki. Koszt krajowych turbin wiatrowych o osi pionowej o mocy znamionowej do 2 kW waha się w granicach 1300-2500 USD.

Ale w tej cenie sprzęt obejmuje tylko generator z łopatami. Resztę sprzętu należy zakupić osobno lub zrobić to samodzielnie. Kompletne instalacje są droższe o około 40-50%.

Cena elektrowni wiatrowych do użytku domowego o wydajności od 3 kW do 7 kW jest znacznie wyższa. Takie generatory z powiązanym sprzętem będą kosztować nabywcę 5000-12000 USD.

Obecnie wykorzystanie turbin wiatrowych jako alternatywy dla scentralizowanego zasilania jest nieopłacalne ze względu na wysoki koszt sprzętu

A nawet jeśli występują przerwy w dostawie energii elektrycznej z sieci, nie zawsze wskazane jest zainstalowanie generatora wiatrowego. Łatwiej i taniej będzie zainstalować system zasilania awaryjnego oparty na bateriach przemysłowych w połączeniu z UPS.

Instalowanie elektrowni wiatrowej ma sens w miejscach, w których dostęp do scentralizowanego źródła zasilania jest całkowicie nieobecny. Okres zwrotu w tym przypadku wynosi 25 lat.

Przed zakupem komponentów do montażu i instalacji generatora energii wiatrowej zaleca się wykonanie obliczeń przy użyciu formuł podanych w artykule, który zalecamy. Tutaj znajdziesz kolejność i zasady wykonywania obliczeń.

Przegląd najlepszych marek i instalacji

Na rosyjskim rynku generatorów wiatrowych prezentowane są zarówno niezawodne, jak i stosunkowo niedrogie urządzenia krajowych marek, a także różne modele funkcjonalne turbin wiatrowych zagranicznych producentów. Aby określić wybór instalacji dla domu, należy porównać charakterystyki różnych jednostek.

Nr 1 - Generatory wiatrowe Condor Home (Rosja)

Seria turbin wiatrowych do użytku domowego obejmuje urządzenia o mocy 0, 5-5 kW. Mogą być głównym źródłem energii elektrycznej lub dodatkowym. Stacje domowe Condor są przystosowane do pracy w warunkach niskiej temperatury i są w stanie wytwarzać energię nawet przy lekkim wietrze.

W zależności od modelu, obudowa generatora jest wykonana z tworzywa sztucznego lub odlewanego aluminium, ostrza są wykonane z włókna szklanego. Istnieje skuteczny podwójny układ hamulcowy. Maszt jest złożony, rozciągnięty, ma wysokość 8-12 m. Do zainstalowania tych jednostek potrzebny jest fundament lub beton.

Domowe generatory wiatrowe Condor Home to całkowicie gotowe produkty, które nie wymagają specjalnej wiedzy ani umiejętności technicznych do pracy. Urządzenia są przeznaczone do elektryfikacji zarówno budynków jednorodzinnych, jak i małych osiedli jako części elektrowni wiatrowych

Podstawowe wyposażenie obejmuje maszt i przedłużenia, generator, wirnik i łopatki, regulator ładowania, elementy mocujące.

Nr 2 - mini-elektrownie Falcon Euro (Rosja)

Są to zaawansowane technicznie pionowe generatory wiatrowe o mocy 1-15 kW. Służy do zasilania głównego / rezerwowego dla odbiorników zdalnych z linii energetycznych. Może być używany jako część kompleksu z panelami słonecznymi i generatorem paliwa.

Wiatraki są wyposażone w potężne magnesy neodymowe. Początkowa prędkość wiatru do rozpoczęcia instalacji wynosi 1, 5 m / s, prędkość nominalna - 11 m / s. Zainstalowany hamulec aerodynamiczny pomaga ograniczyć prędkość koła. Deklarowana żywotność od producenta wynosi 20 lat, gwarancja fabryczna na mini-elektrownie wynosi 36 miesięcy.

Generatory wiatrowe Falcon Euro wyróżniają się niezawodnością działania i bezpretensjonalną konserwacją. Za pomocą urządzeń z tej serii łatwo jest rozwiązać problemy związane z zasilaniem obiektów lokalnych i wyspowych.

Podstawowy zestaw instalacji Falcon Euro obejmuje kilka elementów funkcjonalnych: koło wiatrowe, generator i sterownik, maszt, części wbudowane. Instalacja falownika i akumulatory są wybierane oddzielnie.

Nr 3 - turbiny wiatrowe Sokol Air Vertical (Rosja)

Małe turbiny wiatrowe tej marki mogą dostarczać energię elektryczną i małe domki oraz średnie przedsiębiorstwa. Do użytku domowego dostępne są urządzenia SAV o pojemności 0, 5-15 kW.

Charakteryzują się wysoką wydajnością przy niskich wiatrach, działają płynnie w niskich i wysokich temperaturach w zakresie od -50 ° C do +50 ° C, mają niski poziom generowanego hałasu i odporność na wpływy zewnętrzne.

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.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

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.

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria: