Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Veterné mlyny už dávno prestali byť exotickou novinkou, teraz sú považované za jednu z možných možností úspor. Prúdenie vzduchu nad zemským povrchom nesie obrovské množstvo energie, ktorá sa teraz úspešne používa v priemyselných veterných turbínach a malých veterných turbínach na súkromné účely.

Povieme vám, ako si vybrať a technicky správne nainštalovať veterný generátor pre súkromný dom. V našom navrhovanom článku sú popísané pravidlá montáže a prevádzky mini elektrární. Záujemcovia kupujúcich sú poučení o výbere obľúbených modelov.

Návrh a princíp činnosti veterných turbín

Veterné generátory sú špeciálne zariadenia, ktoré premieňajú kinetickú energiu vetra na elektrickú energiu. Jedná sa o nezávislé zdroje elektriny, ktoré sa výborne hodia na inštaláciu v súkromných domoch, malých a stredných poľnohospodárskych podnikoch a výrobných základniach.

Konštrukcia štandardnej mini-elektrárne pre obytné použitie zahŕňa tieto funkčné prvky:

  1. Čepele aerodynamického tvaru na zachytenie vetra.
  2. Generátor na výrobu striedavého prúdu.
  3. Regulátor pre automatické riadenie veternej stanice. Umožňuje nastaviť nabíjanie batérií, distribuuje toky energie medzi zariadeniami.
  4. Drive. Špeciálne akumulátory na akumuláciu generovanej elektriny.
  5. Menič, aby parametre generovanej energie do sieťových štandardov.
  6. Stožiar zdvíha nože do určitej výšky nad úrovňou zeme.

Stožiare sú rôzne: voľne stojace bez strií, pevne fixované a otáčajúce sa na strie. Tieto môžu byť spúšťané a zdvíhané na údržbu, ako aj na vykonávanie opravárenských prác.

Pod vplyvom veterných listov namontovaných na hriadeli generátora sa začnú otáčať, čo prispieva k vypusteniu rotora. V dôsledku toho sa kinetická energia prúdenia vzduchu premení na mechanickú a potom na elektrickú energiu. Vyzerá to ako veľmi zjednodušená schéma veterného mlyna

Energia z veternej elektrárne totiž nie je priamo dodávaná spotrebiteľovi. Systém musí byť pripojený na špeciálne zariadenia na konverziu elektrického prúdu.

Regulátor je umiestnený v okruhu po generátore. Premieňa striedavý prúd na jednosmerný prúd. V tejto forme sa elektrina akumuluje a ukladá do batérií a potom z nich cez menič, ktorý transformuje jednosmerný prúd na striedavý prúd, energia sa dodáva do privátnej siete.

Takýto systém umožňuje vyrovnať nestabilitu napätia, ako aj akumulovať energiu v období úplného nedostatku spotreby. A to vám zase umožňuje používať veterné generátory s nižším výkonom ako celkový výkon domácich spotrebičov.

Pri premene elektrického prúdu podľa schémy s premenlivou konštantnou premennou dochádza k určitým stratám energie, ktoré predstavujú približne 20%.

Spolu s autonómnou veternou stanicou môžete inštalovať solárne moduly aj generátory paliva.

Ak je zapojených niekoľko zariadení na výrobu elektriny naraz, je okruh doplnený o jeden prvok - automatický prepínač (ABP). Je potrebné, aby pri odpojení jedného zdroja alternatívnej energie bola spustená ďalšia - zálohovanie.

Štruktúra moderných veterných staníc využíva rôzne konštrukcie rotorov - rotujúcich častí. Majú svoje výhody a nevýhody, rôznu účinnosť a funkčnosť. V súčasnej dobe existuje mnoho vývojov autonómnych systémov, ktoré môžu spolupracovať s vetrom rôznych rýchlostí a silných stránok.

Druhy veterných elektrární

Podľa typu spotrebiteľov sa rozlišujú autonómne veterné generátory a inštalácie sieťového účelu. Prvá poskytuje energiu pre spotrebiteľov vzdialených od centrálnych elektrických sietí.

Druhá - môže byť niekoľko desiatok / stoviek veterných turbín, ktoré tvoria jeden systém a dodávajú energiu do všeobecnej siete. Výkon autonómnych jednotiek málokedy presahuje 75 kW, zatiaľ čo výkon sieťových inštalácií začína od 100 kW.

V závislosti od typu konštrukcie sa rozlišujú veterné generátory:

  • so zvislou osou otáčania;
  • s horizontálnou osou otáčania.

Tieto zariadenia sa používajú pre rôzne prevádzkové podmienky, ale najčastejšie sú modely s horizontálnou osou. Pracujú ako obyčajné poveternostné vplyvy a majú podobnú štruktúru. Os rotora sa otáča rovnobežne s povrchom zeme.

Takéto jednotky sa vyznačujú vysokou mierou účinnosti (približne 40%), jednoduchým nastavením výkonu a cenovo dostupnejšou cenou, ale vyznačujú sa tiež vysokou úrovňou generovaného hluku a vibrácií. Okrem toho sa musia zamerať na smer vetra.

Na inštaláciu veterného mlyna s horizontálnym rotorom potrebujete približne 120 m voľného priestoru a stožiar najmenej 8 m vysoký

Veterné generátory so zvislou osou otáčania majú kompaktnejší dizajn, sú menej citlivé na faktory prostredia.

V zariadeniach tohto typu je turbína umiestnená kolmo na rovinu Zeme. Takéto konštrukcie prebiehajú dokonca aj pri slabom vetre a nezávisia od smeru prúdenia vzduchu.

Nízka hladina hluku (do 30 dB) umožňuje inštalovať vertikálne veterné turbíny na strechy budov

Existuje však výrazná nevýhoda - účinnosť takýchto generátorov je len 15%. Okrem toho sú drahšie ako modely s horizontálnou osou otáčania.

Modely veterných turbín sa líšia nielen v mieste osi otáčania, ale aj v:

  • počet lopatiek - sú tu veterné mlyny s dvoma a tromi lopatkami, sú tu aj multi-blade modifikácie;
  • materiály na výrobu funkčných častí - s plachtami a pevnými čepeľami;
  • rozstup skrutiek - nastaviteľný alebo pevný.

Rotácia viaclistových stacionárnych veterných turbín začína aj pri slabom vetre, ale pre prevádzku dvoj- a trojlistových zariadení je potrebný silnejší vietor. Zároveň každá ďalšia čepeľ v dizajne vytvára väčší odpor kolesa, čo sťažuje dosiahnutie štandardnej prevádzkovej rýchlosti generátora.

V závislosti od materiálu výroby lopatiek pre veterné turbíny môžu nastať určité ťažkosti pri práci. Plachtové prvky sa ľahšie vyrábajú, a preto sú lacnejšie.

Ak je však potrebné zabezpečiť spoľahlivú prevádzku veternej turbíny pre autonómne napájanie, je potrebné dávať prednosť konštrukciám s pevnými lopatkami z kovu alebo vystuženého skleneného vlákna.

Pokiaľ ide o rozstup skrutky, nie je to také jednoduché. Variabilné rozstupy vám umožňujú výrazne rozšíriť rozsah efektívnych rýchlostí pre veternú stanicu, čo je veľké plus. Takýto mechanizmus však zároveň znižuje celkovú spoľahlivosť stacionárneho zariadenia a výrazne zaťažuje veterné koleso, čo komplikuje prevádzku jednotky.

Možnosť inštalácie veterného generátora

Malé veterné elektrárne sú dnes široko využívané ako alternatívne zdroje elektriny, ktoré vám umožnia dosiahnuť reálne úspory.

Takéto zariadenia sú spravidla inštalované v prímestských oblastiach, v oblastiach vzdialených od hlavných energetických sietí. Ale to nie je jediný dôvod, prečo ľudia čoraz viac uprednostňujú štruktúry tohto typu.

Vlastníci pozemkov úspešne využívajú veterné generátory na dosiahnutie úplnej autonómie a výrazných úspor energie

Nie každá zóna je však vhodná na inštaláciu veternej turbíny. Aby mini-elektráreň plne fungovala počas obdobia prevádzky deklarovaného výrobcom, klimatické podmienky oblasti musia spĺňať požiadavky špeciálneho vybavenia.

Priemerná rýchlosť vetra by nemala byť nižšia ako 4, 5-5 m / s. Iba v tomto prípade bude inštalácia konštrukcie s veternou turbínou ekonomicky opodstatnená.

Ak chcete zistiť približné údaje o priemernej ročnej rýchlosti vetra podľa regiónov, musíte zobraziť špeciálnu mapu vetra. Presnejšie informácie možno získať pomocou anemometra a zariadenia na čítanie signálov.

Merací systém musí byť inštalovaný vo vysokej nadmorskej výške, aby sa nedotkli blízke budovy a stromy.

Ak sa rozhodnete pre inštaláciu mini veternej farmy pre váš domov, mali by ste tiež premýšľať o dostupnosti voľného miesta. Treba mať na pamäti, že vietor by mal úplne voľne „chodiť“ pozdĺž lopatiek, dobre, bez prekážok na ceste k nim z rôznych strán.

To je dôvod, prečo je ideálnym miestom na inštaláciu veternej turbíny horná časť kopcov, kde sú vzduchové hmoty zhutnené zodpovedajúcim zvýšením tlaku a rýchlosti vetra. Za vhodné sa považujú aj prímorské oblasti a stepná zóna.

Ak chcete získať čo najviac z veterného mlyna, musíte ho nainštalovať na miesto, kde nie sú žiadne stromy a vysoké budovy.

Akékoľvek prekážky v okruhu 250 m ovplyvnia prevádzku veterného generátora. Na dosiahnutie maximálnej účinnosti je potrebné nastaviť os turbíny nad úroveň prekážky aspoň o 4-5 m.

Pravidlá výberu zariadení

Výber veterného generátora pre dom by sa mal pristupovať zodpovedne.

V predstihu musíte zbierať základné informácie:

  1. Vypočítajte nominálne a maximálne množstvo elektriny na uspokojenie potrieb domu.
  2. Zobrazte údaje o priemernej ročnej rýchlosti vetra v oblasti bydliska, aby ste určili obdobia, kedy bude veterná turbína neaktívna.
  3. Vezmite do úvahy klimatické vlastnosti oblasti. Ak v zimnom období dochádza k silným mrazom, inštalácia veternej stanice nebude odôvodnená.
  4. Zistite intenzitu generovaného hluku pri prevádzke veterných turbín.
  5. Porovnať technické charakteristiky zariadení od rôznych výrobcov.

Výber komponentov funkčných prvkov pre veternú elektráreň sa vykonáva podľa menovitej hodnoty výkonu. V tomto prípade úloha a menovitá rýchlosť vetra - hodnoty, pri ktorých generátor vetra vyrába vypočítané množstvo elektrickej energie.

Ak inštalácia produkuje maximálny výkon pri rýchlosti vetra 11 m / s a priemer vo vašej oblasti dosahuje 4, 5 m / s, veterný mlyn nebude produkovať množstvo energie deklarované výrobcom.

Pozornosť by sa mala venovať aj skutočnosti, že výkon veterného generátora závisí od priemeru kolesa tvoreného lopatkami. Ak zvýšite veľkosť 2-násobku veternej turbíny pri rovnakej rýchlosti vetra bude produkovať 4 krát viac elektriny.

Dôležitá je aj kapacita batérií. V prípade pokoja by mali mať dostatok energie na zabezpečenie domova.

Je lepšie zveriť inštaláciu súkromnej veternej elektrárne mini-elektrárni spoločnosti, ktorá sa špecializuje na tento typ práce. Hlavným cieľom je zabezpečiť maximálnu bezpečnosť. Celková konštrukcia veterného mlyna musí zaručovať stabilitu aj v prípade extrémnych poveternostných podmienok.

Nízkoenergetické modely veterných turbín s ľahkými stožiarmi môžu byť inštalované nezávisle. Centrálna podpera musí byť namontovaná na železobetónový základ. Pre bočnú stabilitu dizajnu použite 3 až 4 strie.

Orientačné ceny a návratnosť veterných turbín

Popularita veterných turbín rastie každý deň. Sú ziskové vybaviť veľké a drahé chaty, ktorých obsah vyžaduje veľa elektrickej energie.

Odporúča sa inštalovať veterné turbíny v osadách, kde nie je centralizované napájanie, alebo je napájanie napájané konštantným prerušením.

Práve v takých prípadoch prídu na záchranu veterné turbíny, ktorých použitie má niekoľko výhod:

  • transformácia energie prúdenia vzduchu do voľnej elektriny;
  • environmentálna bezpečnosť veterných turbín;
  • nedostatok surovín a odpadu pri výrobe elektriny;
  • minimálne opotrebenie funkčných častí;
  • dlhá životnosť - 25-30 rokov;
  • Nie je potrebné neustále monitorovať prevádzku veternej farmy.

Nevýhodou je variabilita a nepredvídateľnosť veternej energie. Aby sa minimalizovali straty, je potrebná duplikácia zdroja alebo je potrebná inštalácia dodatočnej vyrovnávacej pamäte na uskladnenie energie. Taktiež rotujúce koleso predstavuje potenciálnu hrozbu pre lietajúce vtáky.

Veterné elektrárne vytvárajú hluk porovnateľný s hlukom vozidiel pri jazde rýchlosťou približne 70 km / h. Zvýšená hladina hluku nielen vystraší zvieratá, ale tiež spôsobuje nepohodlie ľuďom.

Ďalšou významnou nevýhodou veterných turbín na bývanie je vysoká cena. Tieto objemné konštrukcie sú vyrobené z drahých materiálov, spolu s regulátorom, batériami, invertorovou jednotkou a stožiarom.

Treba poznamenať, že domáce veterné turbíny od ruských výrobcov, ako aj vysoko kvalitné veterné turbíny vyrábané v Číne, sú oveľa lacnejšie ako európske náprotivky. Náklady na domáce veterné turbíny so zvislou osou s menovitým výkonom do 2 kW sa pohybujú v rozmedzí od 1300 do 2500 USD.

Za túto cenu však zariadenie obsahuje iba generátor s lopatkami. Zvyšok zariadenia bude potrebné zakúpiť samostatne alebo si to urobiť sami. Kompletné inštalácie sú drahšie o 40-50%.

Cena veterných staníc pre domáce použitie s kapacitou od 3 kW do 7 kW je omnoho vyššia. Takéto generátory s príslušnými zariadeniami budú stáť kupujúceho $ 5000-12000.

V súčasnosti je použitie veterných turbín ako alternatívy k centralizovanému zdroju energie nerentabilné vzhľadom na vysoké náklady na vybavenie

A aj v prípade prerušenia dodávky elektrickej energie nie je vždy vhodné inštalovať veterný generátor. Inštalácia systému neprerušiteľného napájania na báze priemyselných batérií v kombinácii s UPS bude jednoduchšia a lacnejšia.

Má zmysel inštalovať veternú elektráreň v miestach, kde je prístup k centralizovanému zdroju energie úplne neprítomný. Doba návratnosti je v tomto prípade 25 rokov.

Pred zakúpením komponentov pre montáž a montáž generátora veternej energie sa odporúča vykonať výpočty pomocou vzorcov uvedených v článku, ktorý odporúčame. Tu nájdete poradie a pravidlá pre vykonávanie výpočtov.

Prehľad najlepších značiek a inštalácií

Na ruskom trhu veterných generátorov sa prezentujú spoľahlivé a relatívne lacné zariadenia domácich značiek, ako aj rôzne funkčné modely veterných turbín od zahraničných výrobcov. Ak chcete určiť výber inštalácie pre domácnosť, musíte porovnať vlastnosti rôznych jednotiek.

Č. 1 - veterné generátory Condor Home (Rusko)

Séria veterných turbín pre domáce použitie zahŕňa zariadenia s kapacitou 0, 5-5 kW. Môžu byť hlavným zdrojom elektriny alebo dodatočným. Stanice Condor Home sú prispôsobené na prevádzku v podmienkach s nízkou teplotou a sú schopné produkovať energiu aj pri slabom vetre.

V závislosti od modelu je puzdro generátora vyrobené z plastu alebo liateho hliníka, nože sú vyrobené zo sklených vlákien. Existuje účinný dvojitý brzdový systém. Stožiar je kompozitný, natiahnutý, má výšku 8-12 m. Pre inštaláciu týchto jednotiek potrebujete hromadu alebo betónový základ.

Domáce generátory Condor Home sú kompletne hotové výrobky, ktoré nevyžadujú špeciálne znalosti ani technické zručnosti pre prácu. Zariadenia sú určené na elektrifikáciu samostatne stojacich budov a malých osád ako súčasť veterných elektrární

Základné vybavenie zahŕňa stožiar a nadstavby, generátor, rotor a lopatky, regulátor nabíjania, upevňovacie prvky.

Č. 2 - mini elektrárne Falcon Euro (Rusko)

Ide o high-tech vertikálne axiálne veterné generátory s kapacitou 1-15 kW. Používa sa na hlavné / záložné napájanie spotrebiteľov vzdialených od elektrických vedení. Môže byť použitý ako súčasť komplexu so solárnymi panelmi a generátorom paliva.

Veterné mlyny sú vybavené výkonnými neodymovými magnetmi. Štartovacia rýchlosť štartu je 1, 5 m / s, menovitá rýchlosť - 11 m / s. Nainštalovaná aerodynamická brzda pomáha obmedziť rýchlosť kolesa. Požadovaná životnosť od výrobcu je 20 rokov, továrenská záruka na mini-elektrárne je 36 mesiacov.

Veterné generátory Falcon Euro sú pozoruhodné svojou spoľahlivosťou v prevádzke a nenáročnou údržbou. Pomocou zariadení tejto série je ľahké vyriešiť problémy s napájaním lokálnych aj ostrovných objektov.

Základná súprava Falcon Euro obsahuje niekoľko funkčných prvkov: veterné koleso, generátor a regulátor, stožiar, vložené diely. Inštalácia meniča a nabíjateľné batérie sa volia samostatne.

3 - veterné turbíny Sokol Air Vertical (Rusko)

Malé veterné turbíny tejto značky môžu poskytovať elektrinu a malé chaty a stredné podniky. Pre domáce použitie sú k dispozícii zariadenia SAV s kapacitou 0, 5-15 kW.

Vyznačujú sa vysokou účinnosťou pri nízkych vetroch, hladko fungujú pri nízkych a vysokých teplotách v rozsahu od -50 ° C do +50 ° C, majú nízku úroveň generovaného hluku a odolnosť voči vonkajším vplyvom.

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.

Závery a užitočné video na túto tému

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.

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kategórie: