Astăzi, pe măsură ce tarifele la energie electrică cresc și crește dorința oamenilor de a construi căsuțe și case de țară departe de „civilizație”, mulți proprietari de proprietăți private apelează din ce în ce mai mult la surse alternative de energie. Cea mai ieftină în acest moment este energia eoliană. Pentru utilizarea sa, sunt proiectate dispozitive speciale. În continuare, în articol, vom lua în considerare ce este un generator eolian.
Terminologie
Generatorul de electricitate pentru moara de vânt este un dispozitiv care convertește energia cinetică a fluxului de aer în energie mecanică. Această forță începe rotația rotorului. Ca rezultat al activității sale, energia mecanică este ulterior convertită în energie electrică.
Uz industrial
Astfel de dispozitive sunt construite de mari companii de energie private sau publice. De obicei, acestea sunt combinate în așa-numitele rețele. Rezultatul sunt parcuri eoliene. Aceste rețele industriale sunt diferitede la nucleare sau termice prin absența completă atât a materiilor prime (combustibil) cât și a deșeurilor. Pentru ca generatorul parcului eolian să funcționeze fără defecțiuni, debitul mediu anual de aer trebuie să fie ridicat. Puterea sistemelor moderne poate ajunge la 7,5 MW.
Unele dificultăți operaționale
Generatorul eolian industrial este montat pe un loc special pregătit în termen de șapte sau zece zile. Iar obținerea autorizațiilor pentru construcția unei structuri poate dura mai mult de un an în unele cazuri. În plus, sunt necesare studii pe termen lung la locul unde se va realiza instalarea generatoarelor eoliene. Cel puțin pe parcursul anului se studiază direcția și viteza fluxurilor de aer. Toate aceste activități măresc semnificativ perioada de implementare a proiectelor.
Scurt istoric
Este de remarcat faptul că oamenii au început să folosească energia eoliană în cele mai vechi timpuri. Un exemplu simplu este o velă. Morile de vânt erau deja construite cu 200 de ani înaintea erei noastre, iar după descoperirea electricității, oamenii au început să încerce să folosească puterea curenților de aer pentru a o obține. Până în anii 50 ai secolului precedent, în Uniunea Sovietică s-a lucrat continuu la proiectarea și proiectarea noilor echipamente. Generatoarele eoliene au fost utilizate pe scară largă în țară.
Domeniul de aplicare
Generatorul eolian poate fi utilizat direct în scopul propus sau poate îndeplini funcții pur decorative. Elicea poate fi echipată cu clichet și pusdispozitiv în orice locație adecvată. În scopuri industriale, un generator eolian a fost folosit anterior pentru măcinarea cerealelor. Astăzi, alte echipamente sunt utilizate în aceste scopuri, de regulă. Generatoarele eoliene sunt adesea folosite pentru casă. Recenziile proprietarilor de proprietăți imobiliare suburbane mărturisesc eficacitatea unui astfel de design în procesul de pompare a apei. Deci, potrivit unor utilizatori, unitatea este capabilă să ridice aproximativ 30-50 litri/oră dintr-o fântână sau puț. Astfel de generatoare sunt foarte relevante pentru dăruire. Structurile eoliene sunt adesea indispensabile acolo unde există întreruperi în alimentarea rețelei cu curent. De asemenea, sunt folosite pentru pornirea sistemului de încălzire. Cu toate acestea, generatorul eolian este cel mai utilizat pentru generarea de energie electrică.
Clasificare
Dacă a devenit necesară achiziționarea unui generator eolian pentru o casă privată, atunci ar trebui să aflați mai multe despre tipurile acestei unități și despre principiul de funcționare. Designul poate fi de tip carusel. În acest caz, are o axă verticală de rotație. De asemenea, designul poate fi înaripat. Aceasta înseamnă că axa de rotație a unității este orizontală. Apoi, luați în considerare fiecare tip separat.
Design carusel
Un astfel de generator eolian are, fără îndoială, meritele sale. Câștigă rapid tracțiune în procesul de creștere a puterii fluxului de aer. Ulterior, viteza de rotație este aproape la același nivel. Acest design monitorizează în mod independent direcția vântului. Aceasta înseamnă că nu are nevoie de suplimentarcorpuri de fixare. Generatorul eolian de tip carusel se mișcă lent. Acest lucru permite utilizarea unor scheme destul de simple. În același timp, viteza redusă limitează semnificativ utilizarea structurilor. Acest lucru se datorează faptului că este necesară utilizarea suplimentară a cutiilor de viteze step-up. Multiplicatoarele au o eficiență destul de scăzută. Fără o cutie de viteze, funcționarea unui generator eolian este semnificativ mai dificilă.
Design aripi
Ce este un astfel de generator (vânt)? Recenziile multor utilizatori vorbesc în favoarea acestui design. Unitatea de tip aripă are o mulțime de avantaje în comparație cu cele descrise mai sus. Avantajelor neîndoielnice pe care le are un astfel de generator eolian, utilizatorii atribuie o viteză de rotație destul de mare. Datorită acestui fapt, nu este nevoie de utilizarea suplimentară a multiplicatorului. Paletele structurii paletelor trebuie să fie amplasate perpendicular pe fluxul de aer, adică vertical. Pentru aceasta, se folosește un stabilizator. Un alt avantaj pe care utilizatorii spun că îl are generatorul eolian cu palete este eficiența ridicată de conversie a energiei a fluxului de aer. În același timp, viteza de rotație în astfel de modele este invers proporțională cu numărul de lame. În acest sens, unitățile au, de regulă, cel mult trei aripi. Popularitatea largă a unor astfel de instalații se datorează și ușurinței de fabricare a structurilor.
Criterii de selecție a dispozitivului
În primul rând, este necesar să se determine exact viteza medie șidirecția preferată a fluxului de aer în locul în care va funcționa unitatea. Ar trebui să fii conștient de unii parametri. Deci, viteza inițială cu care începe rotația palelor este de 2 m/s. Unitatea atinge eficienta maxima cu un debit de 9-12 m/s. Puterea generatorului depinde de diametrul elicei și de viteza vântului.
Caracteristici de design
În ce constă un generator eolian la domiciliu? Designul în sine include o roată cu lame. Are si cutie de viteze. Acest mecanism este conceput pentru a converti și transmite cuplul. De asemenea, în design există un catarg. Dispozitivul în sine este instalat pe el. De asemenea, unitatea este echipată cu o baterie și un invertor. Cu ajutorul acestuia din urmă, curentul continuu este transformat într-un curent alternativ efectiv.
Dispozitiv și rețea
Majoritatea unităților care există astăzi funcționează cu o sursă electrică centralizată sau locală. De exemplu, poate fi un generator diesel. Necesitatea utilizării unei surse suplimentare se explică prin instabilitatea fluxurilor de aer. În acest caz, rețeaua efectuează o sarcină de stabilizare. Există anumite condiții pentru utilizarea unor astfel de structuri. Una dintre principalele este că puterea rețelei trebuie să fie neapărat mai mare decât cea a unui generator eolian, de cel puțin 1,8 ori.
Principiul de lucru
Curenții puternici de aer antrenează paletele unui generator eolian. Încep să se învârtească. Energia primită este transferată multiplicatorului prin rotor. CumS-a spus mai sus că unitățile pot funcționa atât individual, cât și în grup. În unele modele, multiplicatorii sunt instalați pentru a îmbunătăți performanța dispozitivului. Trebuie spus că nu toată lumea poate achiziționa o astfel de unitate. În acest sens, unii oameni construiesc generatoare eoliene pentru casa lor cu propriile mâini. Cum să faceți acest lucru, vom lua în considerare în continuare.
Tip de unitate
Ce sunt generatoarele eoliene pentru casă? Există două tipuri de dispozitive. Primul este unul orizontal, iar al doilea este un generator eolian vertical. Cel din urmă design, conform utilizatorilor înșiși, este mai ușor de asamblat și instalat - echilibrarea dispozitivului este destul de ușoară. În plus, acest sistem are un coeficient mai mare de acțiune efectivă a vântului. Cu cât dispozitivul ales pentru asamblare este mai puternic, cu atât greutatea și diametrul roții vor fi mai mari. Acest lucru, la rândul său, va face echilibrarea și instalarea mai dificile.
Componente
Înainte de a face un generator eolian, ar trebui să pregătiți toate elementele și detaliile necesare:
- Baterie 12 V. Puteți folosi un dispozitiv auto, dar este mai bine să cumpărați unul alternativ. O astfel de baterie va fi mai sigură și mai durabilă.
- Generator 12 V.
- Rotor 1,5-2 m.
- Butoi sau găleată de metal (mare). Este de dorit să folosiți un recipient din aluminiu sau oțel inoxidabil.
- Releu de încărcare a bateriei.
- Releu pentru încărcarea lămpii (auto, de exemplu).
- Comutator semi-sigilat.
- Cutie de joncțiune.
- Voltmetru. Puteți folosi mașina.
- Catarg, a cărui înălțime este de la 2 la 10 metri. Îl poți face și singur. Acest lucru va necesita țevi din PVC și piese metalice pentru bază.
- 4 șuruburi M6.
- Fire.
- Sârmă sau cleme din inox. Aceste elemente vor fi atașate de catarg.
Veți avea nevoie și de următoarele instrumente:
- Cutters.
- Descuit și foraje.
- șurubelniță.
- Taste.
Montarea catargului
Înainte de instalarea acesteia, este necesar să umpleți fundația în funcție de volumul bazei și de secțiunea transversală a țevii. În acest caz, trebuie luate în considerare proprietățile climatice și ale solului. Instalarea unui catarg cu o turbină eoliană se efectuează după ce mortarul s-a solidificat (la cel puțin o săptămână după turnare). Pur și simplu puteți săpa un stâlp în pământ și să fixați firele. Cu toate acestea, această opțiune este mai puțin fiabilă.
Rotor
Diametrul este ales în funcție de viteza medie a vântului. Se face un rotor și se reface un scripete (o roată specială de frecare cu o jantă sau o canelură în jurul circumferinței, concepută pentru a transmite mișcarea unei curele de transmisie sau a unei frânghii). De fapt, cu viteze ale vântului de până la 6-7 m/s, puterea unui element de 3 m va fi mai mare.
aripi
Butoiul este împărțit în 4 părți egale. Pentru aceasta, se folosesc o bandă de măsurare și un marker. Lamele sunt tăiate cu foarfece pentru metal. Aripile sunt apoi fixate pe scripete și pe fund. Ca elemente de fixarese folosesc șuruburi. Locurile pentru ei ar trebui să fie măsurate foarte precis, altfel în viitor va trebui adesea să ajustați rotația. Lamele se pliază ușor, în limite rezonabile, pentru a preveni rafale inutile în fluxul de aer.
Asamblare
Firele sunt conectate la generator, iar circuitul este asamblat în cutia de comutare. Unitatea este atașată de catarg. Firele sunt fixate pe stâlp și pe generator. Apoi, unitatea și apoi bateria sunt conectate la circuit. Cu ajutorul firelor, a căror secțiune transversală este de până la 2,5 kW, sarcina este conectată. În funcție de gradul de îndoire a lamelor, se setează viteza de rotație. O astfel de unitate ar trebui să fie suficientă pentru a furniza energie pentru o casă de țară sau o cabană.
Productivitate crescută
Când catargul este ridicat la 20-25 de metri, viteza fluxului de aer va crește cu 30%. În același timp, producția de energie va crește și ea de până la 1,5 ori. Această opțiune este utilizată la viteză redusă a vântului (până la 4 m/s). Cu un catarg în alt, influența copacilor și a clădirilor va fi eliminată. Iată cum să-ți faci propria turbină eoliană.
Dezvoltarea industriei
Astăzi puteți cumpăra un generator eolian la un cost rezonabil. Aceasta vorbește despre dezvoltarea constantă și activă a acestei industrii. Achiziționând sau asambland singur instalația, puteți asigura independența energetică a propriei locuințe pentru o perioadă destul de lungă. De regulă, o unitate cu o putere nominală de 1 kW este suficientă pentru o clădire mică. În același timp, viteza vântului în zona de operare a dispozitivuluiar trebui să fie de 8 m/s. Dacă în zonă nu există un flux de aer stabil, sau este slab, aparatul poate fi echipat cu un generator diesel sau cu celule fotovoltaice. În Rusia de astăzi, se remarcă doar apariția unei tendințe de a instala generatoare eoliene. Pe piața internă sunt reprezentați doar câțiva producători de unități de putere redusă pentru nevoile casnice. Costul turbinelor eoliene pentru 1 kW într-un set complet începe de la 35-40 mii de ruble. Sunt prețuri de acum doi ani. Nu este nevoie să emiteți un certificat pentru a instala dispozitivul.
Dezavantajele și avantajele exploatării
În ciuda creșterii constante a tarifelor la energie, costul energiei electrice în sine nu este în nici un caz o valoare semnificativă în cea mai mare parte a industriilor cu alte costuri. Pentru consumatorul de astăzi, stabilitatea și securitatea aprovizionării sunt factori cheie. Principalele motive care provoacă o creștere a costului energiei de uz industrial, obținută de la generatoare eoliene, sunt:
- Nevoia de funcționare autonomă de ceva timp. Bateriile sunt folosite în aceste cazuri.
- Nevoia de energie electrică de calitate industrială. Pentru aceasta este folosit un invertor.
- Nevoia de funcționare continuă. În astfel de cazuri, se folosesc suplimentar generatoare diesel.
În ceea ce privește utilizarea dispozitivelor în viața de zi cu zi, dezavantajele funcționării ar trebui să includă:
- Costul ridicat al bateriilor. Ea esteaproximativ 25% din prețul dispozitivului în sine.
- Costul relativ ridicat al invertorului.
- Pentru a asigura o alimentare fiabilă cu energie electrică, în unele cazuri este utilizat un generator diesel. Costul său este comparabil cu prețul dispozitivului în sine.
Totuși, trebuie remarcat faptul că acești factori își pierd relevanța cu un UPS modern cu dublă conversie și o rețea comună. Astăzi, din punct de vedere economic, cel mai convenabil în scopuri industriale este să primiți cu ajutorul unui generator eolian nu energie electrică, ci curent continuu sau alternativ. Ulterior, se transformă în căldură pentru apă caldă și încălzirea locuinței. Pentru aceasta, se folosesc elemente de încălzire. Această schemă are avantajele ei. În special, în acest caz, un cazan obișnuit cu apă poate acționa ca un acumulator de energie, pentru consumul de căldură nu există cerințe atât de stricte pentru continuitatea și calitatea alimentării.
