S rastúcimi tarifami za elektrinu a rastúcou túžbou ľudí stavať vidiecke chaty a chaty ďaleko od „civilizácie“sa mnohí majitelia súkromných pozemkov čoraz viac obracajú na alternatívne zdroje energie. Najlacnejšia je momentálne veterná energia. Na jeho použitie sú navrhnuté špeciálne zariadenia. Ďalej v článku zvážime, čo je veterný generátor.
Terminológia
Generátor elektriny veterný mlyn je zariadenie, ktoré premieňa kinetickú energiu prúdu vzduchu na mechanickú. Táto sila spúšťa rotáciu rotora. V dôsledku jeho práce sa mechanická energia následne premieňa na elektrickú energiu.
Priemyselné využitie
Takéto zariadenia vyrábajú veľké súkromné alebo verejné energetické spoločnosti. Zvyčajne sa spájajú do takzvaných sietí. Výsledkom sú veterné elektrárne. Tieto priemyselné siete sú odlišnéz jadrovej alebo tepelnej úplnej absencie surovín (paliva) aj odpadu. Aby generátor veternej farmy fungoval bez poruchy, priemerný ročný prietok vzduchu musí byť vysoký. Výkon moderných systémov môže dosiahnuť 7,5 MW.
Niektoré prevádzkové problémy
Priemyselný veterný generátor sa namontuje na špeciálne pripravené miesto do siedmich alebo desiatich dní. A získanie povolení na výstavbu stavby môže v niektorých prípadoch trvať aj viac ako rok. Okrem toho sú potrebné dlhodobé štúdie na mieste, kde sa bude vykonávať inštalácia veterných generátorov. Minimálne počas roka sa skúma smer a rýchlosť prúdenia vzduchu. Všetky tieto aktivity výrazne predlžujú dobu realizácie projektov.
Stručné historické pozadie
Za zmienku stojí, že ľudia začali využívať veternú energiu už v staroveku. Jednoduchým príkladom je plachta. Veterné mlyny sa stavali už 200 rokov pred naším letopočtom a po objavení elektriny sa ľudia začali snažiť využiť na jej získanie silu prúdenia vzduchu. Až do 50-tych rokov minulého storočia sa v Sovietskom zväze nepretržite pracovalo na dizajne a dizajne nových zariadení. Veterné generátory sú v krajine široko používané.
Rozsah aplikácie
Veterný generátor môže byť použitý priamo na určený účel alebo môže vykonávať čisto dekoratívne funkcie. Vrtuľa môže byť vybavená račňou a nasadenázariadenie na akékoľvek vhodné miesto. Na priemyselné účely sa skôr používal veterný generátor na mletie obilia. Dnes sa na tieto účely spravidla používa iné vybavenie. Veterné generátory sa často používajú pre domácnosť. Recenzie majiteľov predmestských nehnuteľností svedčia o účinnosti takéhoto dizajnu v procese čerpania vody. Takže podľa niektorých používateľov je jednotka schopná zdvihnúť asi 30-50 litrov / hodinu zo studne alebo studne. Takéto generátory sú veľmi dôležité pre dávanie. Veterné konštrukcie sú často nevyhnutné tam, kde dochádza k prerušeniam dodávky prúdu do siete. Používajú sa aj na spustenie vykurovacieho systému. Na výrobu elektriny sa však najčastejšie používa veterný generátor.
Klasifikácia
Ak by bolo potrebné kúpiť veterný generátor pre súkromný dom, mali by ste sa dozvedieť viac o typoch tejto jednotky a princípe činnosti. Dizajn môže byť kolotočového typu. V tomto prípade má vertikálnu os otáčania. Dizajn môže byť tiež krídlový. To znamená, že os otáčania jednotky je vodorovná. Ďalej zvážte každý typ samostatne.
Dizajn kolotoča
Takýto veterný generátor má nepochybne svoje opodstatnenie. Rýchlo získava trakciu v procese zvyšovania sily prúdenia vzduchu. Následne je rýchlosť otáčania takmer na rovnakej úrovni. Tento dizajn nezávisle monitoruje smer vetra. To znamená, že nepotrebuje ďalšiezariadenia. Veterný generátor kolotočového typu sa pohybuje pomaly. To umožňuje použitie pomerne jednoduchých schém. Nízka rýchlosť zároveň výrazne obmedzuje využitie konštrukcií. Je to spôsobené tým, že je potrebné dodatočne použiť stupňovité prevodovky. Multiplikátory majú pomerne nízku účinnosť. Bez prevodovky je prevádzka veterného generátora podstatne ťažšia.
Design krídla
Čo je to taký generátor (vietor)? Recenzie mnohých používateľov hovoria v prospech tohto dizajnu. Jednotka krídlového typu má veľa výhod v porovnaní s tými, ktoré sú opísané vyššie. K nepochybným výhodám, ktoré má takýto veterný generátor, používatelia pripisujú pomerne vysokú rýchlosť otáčania. Vďaka tomu nie je potrebné dodatočné používanie multiplikátora. Lopatky konštrukcie lopatiek musia byť umiestnené kolmo na prúdenie vzduchu, to znamená vertikálne. Na tento účel sa používa stabilizátor. Ďalšou výhodou, ktorú používatelia uvádzajú, že lopatkový veterný generátor má, je vysoká účinnosť premeny energie prúdu vzduchu. Zároveň je rýchlosť otáčania v takýchto konštrukciách nepriamo úmerná počtu lopatiek. V tomto ohľade majú jednotky spravidla nie viac ako tri krídla. Široká popularita takýchto inštalácií je spôsobená aj jednoduchosťou výroby konštrukcií.
Kritériá výberu zariadenia
V prvom rade je potrebné presne určiť priemernú rýchlosť apreferovaný smer prúdenia vzduchu v mieste, kde bude jednotka fungovať. Mali by ste si byť vedomí niektorých parametrov. Počiatočná rýchlosť, pri ktorej sa začne otáčanie lopatiek, je teda 2 m/s. Jednotka dosahuje maximálnu účinnosť s prietokom 9-12 m/s. Výkon generátora závisí od priemeru vrtule a rýchlosti vetra.
Dizajnové funkcie
Z čoho pozostáva domáci veterný generátor? Samotný dizajn obsahuje koleso s lopatkami. Má aj prevodovku. Tento mechanizmus je určený na premenu a prenos krútiaceho momentu. V dizajne je tiež stožiar. Samotné zariadenie je na ňom nainštalované. Jednotka je tiež vybavená batériou a meničom. Pomocou posledne menovaného sa jednosmerný prúd premieňa na efektívny striedavý prúd.
Zariadenie a sieť
Väčšina jednotiek, ktoré dnes existujú, pracuje s centralizovaným alebo lokálnym zdrojom elektrickej energie. Môže to byť napríklad dieselový generátor. Potreba použitia dodatočného zdroja sa vysvetľuje nestabilitou prúdenia vzduchu. V tomto prípade sieť vykonáva stabilizačnú úlohu. Na používanie takýchto štruktúr existujú určité podmienky. Jedným z hlavných je, že výkon siete musí byť nevyhnutne vyšší ako výkon veterného generátora, aspoň 1,8-krát.
Princíp činnosti
Silné prúdy vzduchu poháňajú lopatky veterného generátora. Začnú sa točiť. Prijatá energia sa prenáša do multiplikátora cez rotor. akoVyššie bolo povedané, že jednotky môžu fungovať samostatne aj v skupinách. V niektorých dizajnoch sú nainštalované multiplikátory na zlepšenie výkonu zariadenia. Treba povedať, že nie každý si môže kúpiť takúto jednotku. V tomto ohľade niektorí ľudia stavajú veterné generátory pre svoj dom vlastnými rukami. Ako to urobiť, zvážime ďalej.
Typ jednotky
Čo sú veterné generátory pre domácnosť? Existujú dva typy zariadení. Prvý je horizontálny a druhý je vertikálny veterný generátor. Posledný dizajn sa podľa samotných používateľov ľahšie montuje a inštaluje - vyváženie zariadenia je celkom jednoduché. Okrem toho má tento systém vyšší koeficient efektívneho pôsobenia vetra. Čím výkonnejšie je zariadenie zvolené na montáž, tým väčšia bude hmotnosť a priemer kolesa. To zase sťaží vyváženie a inštaláciu.
Components
Pred vytvorením veterného generátora by ste si mali pripraviť všetky potrebné prvky a detaily:
- 12 V batéria. Môžete použiť zariadenie do auta, ale je lepšie si kúpiť alternatívne. Takáto batéria bude bezpečnejšia a odolnejšia.
- Generátor 12 V.
- Rotor 1,5-2 m.
- Kovový sud alebo vedro (veľké). Je žiaduce použiť nádobu vyrobenú z hliníka alebo nehrdzavejúcej ocele.
- Relé nabíjania batérie.
- Relé na nabíjanie lampy (napríklad automobilový).
- Polotesnený spínač.
- Spojovacia skrinka.
- Voltmeter. Môžete použiť auto.
- Sťažeň, ktorého výška je od 2 do 10 metrov. Môžete si ho vyrobiť aj sami. To si bude vyžadovať PVC rúrky a kovové časti základne.
- 4 skrutky M6.
- Wires.
- Nerezový drôt alebo svorky. Tieto prvky budú pripevnené k stožiaru.
Budete potrebovať aj nasledujúce nástroje:
- Cuttery.
- Vŕtanie a vŕtanie.
- Skrutkovač.
- Kľúče.
Montáž stožiaru
Pred jeho inštaláciou je potrebné vyplniť základ v súlade s objemom základne a prierezom potrubia. V tomto prípade by sa mali brať do úvahy klimatické a pôdne vlastnosti. Inštalácia stožiara s veternou turbínou sa vykonáva po stuhnutí m alty (najmenej týždeň po naliatí). Môžete jednoducho zakopať stĺp do zeme a pripevniť kotevné drôty. Táto možnosť je však menej spoľahlivá.
Rotor
Priemer sa volí podľa priemernej rýchlosti vetra. Vyrobí sa rotor a prerobí sa kladka (špeciálne trecie koleso s ráfikom alebo drážkou po obvode, určené na prenos pohybu na hnací remeň alebo lano). V skutočnosti pri rýchlosti vetra 6-7 m/s bude sila 3 m prvku vyššia.
Wings
Heleň je rozdelená na 4 rovnaké časti. Na to sa používa páska a fixka. Čepele sú strihané nožnicami na kov. Krídla sú potom pripevnené ku kladke a spodku. Ako spojovacie prvkypoužívajú sa skrutky. Miesta pre nich by sa mali merať veľmi presne, inak v budúcnosti budete často musieť upraviť rotáciu. Čepele sa skladajú jemne, v rozumnej miere, aby sa zabránilo zbytočným poryvom vzduchu.
Montáž
Drôty sú pripojené ku generátoru a obvod je zostavený v spínacej skrinke. Jednotka je pripevnená k stožiaru. Drôty sú upevnené na stĺpe a generátore. Ďalej je k obvodu pripojená jednotka a potom batéria. Pomocou drôtov, ktorých prierez je až 2,5 kW, je pripojená záťaž. V závislosti od stupňa ohybu lopatiek sa nastavuje rýchlosť otáčania. Takáto jednotka by mala stačiť na dodávku energie pre vidiecky dom alebo chatu.
Vyššia produktivita
Keď sa stožiar zdvihne až na 20-25 metrov, rýchlosť prúdenia vzduchu sa zvýši o 30%. Zároveň sa až 1,5-násobne zvýši výroba energie. Táto možnosť sa používa pri zníženej rýchlosti vetra (do 4 m/s). Pri vysokom stožiari bude eliminovaný vplyv stromov a budov. Tu je návod, ako si vyrobiť vlastnú veternú turbínu.
Rozvoj priemyslu
Dnes si môžete kúpiť domáci veterný generátor za rozumnú cenu. To hovorí o neustálom a aktívnom rozvoji tohto odvetvia. Kúpou alebo montážou inštalácie svojpomocne si môžete zabezpečiť energetickú nezávislosť vlastného bývania na pomerne dlhú dobu. Pre malú budovu spravidla postačuje jednotka s menovitým výkonom 1 kW. Zároveň rýchlosť vetra v oblasti prevádzky zariadeniaby mala byť 8 m/s. Ak v oblasti nie je stabilné prúdenie vzduchu, alebo je slabé, je možné zariadenie vybaviť dieselagregátom alebo fotovoltaickými článkami. V Rusku je dnes zaznamenaný iba vznik tendencie inštalovať veterné generátory. Na domácom trhu je zastúpených len niekoľko výrobcov nízkoenergetických jednotiek pre domáce potreby. Náklady na veterné turbíny na 1 kW v kompletnej sade začínajú od 35-40 tisíc rubľov. Sú to ceny spred dvoch rokov. Na inštaláciu zariadenia nie je potrebné vydať certifikát.
Nevýhody a výhody využívania
Napriek neustálemu rastu taríf za energiu nie sú samotné náklady na elektrinu v žiadnom rozsahu významnou hodnotou vo väčšine odvetví s inými nákladmi. Pre dnešného spotrebiteľa sú kľúčovými faktormi stabilita a bezpečnosť dodávok. Hlavné dôvody, ktoré vyvolávajú nárast cien energie na priemyselné využitie získanej z veterných generátorov, sú:
- Potreba autonómnej prevádzky na určitý čas. V týchto prípadoch sa používajú batérie.
- Potreba elektrickej energie priemyselnej kvality. Používa sa na to menič.
- Potreba nepretržitej prevádzkyschopnosti. V takýchto prípadoch sa dodatočne používajú dieselové generátory.
Pokiaľ ide o používanie zariadení v každodennom živote, nevýhody prevádzky by mali zahŕňať:
- Vysoká cena batérií. Ona jepribližne 25 % z ceny samotného zariadenia.
- Relatívne vysoké náklady na menič.
- Na zabezpečenie spoľahlivej dodávky elektriny sa v niektorých prípadoch používa dieselový generátor. Jeho cena je porovnateľná s cenou samotného zariadenia.
Treba však poznamenať, že tieto faktory strácajú svoj význam s moderným UPS s dvojitou konverziou a spoločnou sieťou. Dnes je z ekonomického hľadiska na priemyselné účely najvýhodnejšie prijímať pomocou veterného generátora nie elektrinu, ale jednosmerný alebo striedavý prúd. Následne sa premieňa na teplo na teplú vodu a vykurovanie domu. Na tento účel sa používajú vykurovacie telesá. Táto schéma má svoje výhody. Najmä v tomto prípade môže obyčajný kotol s vodou fungovať ako akumulátor energie, na spotrebu tepla nie sú až také prísne požiadavky na plynulosť a kvalitu dodávky.
