Danes, ko rastejo tarife za elektriko in se povečuje želja ljudi po gradnji podeželskih koč in koč stran od "civilizacije", se številni lastniki zasebnih posesti vse bolj obračajo na alternativne vire energije. Najcenejša je trenutno vetrna energija. Za njegovo uporabo so zasnovane posebne naprave. Nadalje v članku bomo razmislili, kaj je vetrni generator.
Terminologija
Generator električne energije vetrnice je naprava, ki pretvarja kinetično energijo zračnega toka v mehansko. Ta sila začne vrtenje rotorja. Zaradi njegovega dela se mehanska energija naknadno pretvori v električno energijo.
Industrijska uporaba
Takšne naprave izdelujejo velika zasebna ali javna energetska podjetja. Običajno so združeni v tako imenovana omrežja. Rezultat so vetrne elektrarne. Ta industrijska omrežja so različnaod jedrske ali toplotne zaradi popolne odsotnosti tako surovin (goriva) kot odpadkov. Da bi generator vetrne elektrarne deloval brez okvar, mora biti povprečni letni pretok zraka visok. Moč sodobnih sistemov lahko doseže 7,5 MW.
Nekaj operativnih težav
Industrijski vetrni generator se montira na posebej pripravljeno mesto v sedmih ali desetih dneh. In pridobivanje dovoljenj za gradnjo konstrukcije lahko v nekaterih primerih traja več kot eno leto. Poleg tega so potrebne dolgoročne študije na lokaciji, kjer bo izvedena montaža vetrnih generatorjev. Vsaj med letom se proučuje smer in hitrost zračnih tokov. Vse te aktivnosti bistveno podaljšajo obdobje izvajanja projektov.
Kratko zgodovinsko ozadje
Omeniti velja, da so ljudje vetrno energijo začeli uporabljati že v starih časih. Preprost primer je jadro. Mline na veter so gradili že 200 let pred našo dobo, po odkritju elektrike pa so ljudje začeli skušati uporabiti moč zračnih tokov, da bi jo pridobili. Do 50. let prejšnjega stoletja se je v Sovjetski zvezi nenehno delalo na načrtovanju in oblikovanju nove opreme. Vetrni generatorji se v državi pogosto uporabljajo.
Obseg uporabe
Vetrni generator se lahko uporablja neposredno za predvideni namen ali pa opravlja izključno dekorativne funkcije. Propeler je mogoče opremiti z ragljo in postavitinapravo na katero koli primerno lokacijo. Za industrijske namene je bil prej uporabljen vetrni generator za mletje žita. Danes se za te namene praviloma uporablja druga oprema. Vetrni generatorji se pogosto uporabljajo za dom. Pregledi lastnikov primestnih nepremičnin pričajo o učinkovitosti takšne zasnove v procesu črpanja vode. Tako je po mnenju nekaterih uporabnikov enota sposobna dvigniti približno 30-50 litrov / uro iz vodnjaka ali vodnjaka. Takšni generatorji so zelo pomembni za dajanje. Vetrne konstrukcije so pogosto nepogrešljive tam, kjer pride do motenj v oskrbi s tokom v omrežje. Uporabljajo se tudi za zagon ogrevalnega sistema. Vendar pa se vetrni generator najbolj uporablja za proizvodnjo električne energije.
Razvrstitev
Če je bilo potrebno kupiti vetrni generator za zasebno hišo, se morate naučiti več o vrstah te enote in načelu delovanja. Zasnova je lahko tipa vrtiljak. V tem primeru ima navpično os vrtenja. Tudi dizajn je lahko krilati. To pomeni, da je os vrtenja enote vodoravna. Nato upoštevajte vsako vrsto posebej.
zasnova vrtiljaka
Takšen vetrni generator ima nedvomno svoje prednosti. Hitro pridobi oprijem v procesu povečanja moči zračnega toka. Nato je hitrost vrtenja skoraj na isti ravni. Ta zasnova neodvisno spremlja smer vetra. To pomeni, da ne potrebuje dodatneganapeljave. Vetrni generator tipa vrtiljak se počasi premika. To omogoča uporabo dokaj preprostih shem. Hkrati nizka hitrost bistveno omejuje uporabo struktur. To je posledica dejstva, da je treba dodatno uporabiti postopne menjalnike. Multiplikatorji imajo precej nizko učinkovitost. Brez menjalnika je delovanje vetrnega generatorja bistveno težje.
zasnova kril
Kaj je tak generator (veter)? Mnenja številnih uporabnikov govorijo v prid tej zasnovi. Enota krilnega tipa ima veliko prednosti v primerjavi z zgoraj opisanimi. Nedvomnim prednostim, ki jih ima tak vetrni generator, uporabniki pripisujejo precej visoko hitrost vrtenja. Zahvaljujoč temu ni potrebe po dodatni uporabi množitelja. Lopatice strukture lopatice morajo biti nameščene pravokotno na zračni tok, torej navpično. Za to se uporablja stabilizator. Druga prednost, za katero uporabniki pravijo, da ima vetrni generator z lopaticami, je visoka učinkovitost pretvorbe energije zračnega toka. Hkrati je hitrost vrtenja v takih izvedbah obratno sorazmerna s številom rezil. V zvezi s tem imajo enote praviloma največ tri krila. Široka priljubljenost takšnih inštalacij je tudi posledica enostavne izdelave konstrukcij.
Merila za izbiro naprave
Najprej je treba natančno določiti povprečno hitrost inželeno smer zračnega toka na mestu, kjer bo enota delovala. Zavedati se morate nekaterih parametrov. Torej je začetna hitrost, pri kateri se začne vrtenje rezil, 2 m/s. Enota doseže največjo učinkovitost s pretokom 9-12 m / s. Moč generatorja je odvisna od premera propelerja in hitrosti vetra.
oblikovne značilnosti
Iz česa je sestavljen domači vetrni generator? Sama zasnova vključuje kolo z rezili. Ima tudi menjalnik. Ta mehanizem je zasnovan za pretvarjanje in prenos navora. Tudi v dizajnu je jambor. Na njem je nameščena sama naprava. Prav tako je enota opremljena z baterijo in pretvornikom. S pomočjo slednjega se enosmerni tok pretvori v učinkovit izmenični tok.
Naprava in omrežje
Večina enot, ki obstajajo danes, deluje s centraliziranim ali lokalnim virom električne energije. Na primer, lahko je dizelski generator. Potreba po uporabi dodatnega vira je razložena z nestabilnostjo zračnih tokov. V tem primeru omrežje opravi stabilizacijsko nalogo. Obstajajo določeni pogoji za uporabo takšnih struktur. Eden od glavnih je, da mora biti moč omrežja nujno višja od moči vetrnega generatorja, vsaj 1,8-krat.
Načelo dela
Zmogljivi zračni tokovi poganjajo lopatice vetrnega generatorja. Začnejo se vrteti. Prejeta energija se preko rotorja prenese na multiplikator. kakoZgoraj je bilo rečeno, da lahko enote delujejo tako posamezno kot v skupinah. V nekaterih modelih so nameščeni množitelji za izboljšanje delovanja naprave. Povedati je treba, da takšne enote ne more kupiti vsak. V zvezi s tem nekateri ljudje gradijo vetrne generatorje za svoj dom z lastnimi rokami. Kako to narediti, bomo še razmislili.
Vrsta enote
Kaj so vetrni generatorji za dom? Obstajata dve vrsti naprav. Prvi je vodoravni, drugi pa navpični vetrni generator. Slednja zasnova je po mnenju samih uporabnikov enostavnejša za montažo in namestitev - uravnoteženje naprave je precej enostavno. Poleg tega ima ta sistem višji koeficient učinkovitega delovanja vetra. Močnejša kot je naprava, izbrana za montažo, večja bo teža in premer kolesa. To pa bo otežilo uravnoteženje in namestitev.
komponente
Preden izdelate vetrni generator, morate pripraviti vse potrebne elemente in podrobnosti:
- 12 V baterija. Lahko uporabite avtomobilsko napravo, vendar je bolje kupiti alternativno. Takšna baterija bo varnejša in trajnejša.
- generator 12 V.
- Rotor 1,5-2 m.
- Kovinski sod ali vedro (veliko). Zaželeno je, da uporabite posodo iz aluminija ali nerjavnega jekla.
- Rele za polnjenje baterije.
- Rele za polnjenje žarnic (na primer v avtomobilski industriji).
- Polzaprto stikalo.
- razvodna škatla.
- Voltmeter. Lahko uporabite avto.
- jambor, katerega višina je od 2 do 10 metrov. Lahko ga naredite tudi sami. To bo zahtevalo PVC cevi in kovinske dele za podlago.
- 4 vijaki M6.
- Žice.
- Nerjavna žica ali sponke. Ti elementi bodo pritrjeni na jambor.
Potrebovali boste tudi naslednja orodja:
- rezalci.
- vrtanje in vrtanje.
- Izvijač.
- Ključi.
Namestitev jambora
Pred namestitvijo je potrebno zapolniti temelj v skladu s prostornino podlage in prečnim prerezom cevi. V tem primeru je treba upoštevati podnebje in lastnosti tal. Montaža jambora z vetrno turbino se izvede po strjevanju m alte (vsaj teden dni po vlivanju). Lahko preprosto vkopljete drog v tla in pritrdite žice. Vendar je ta možnost manj zanesljiva.
Rotor
Premer je izbran glede na povprečno hitrost vetra. Izdelan je rotor in predelan jermenica (posebno torno kolo z robom ali utorom po obodu, zasnovano za prenos gibanja na pogonski jermen ali vrv). Pravzaprav bo pri hitrostih vetra do 6-7 m/s moč 3 m elementa večja.
Wings
Sod je razdeljen na 4 enake dele. Za to se uporablja merilni trak in marker. Rezila so rezana s škarjami za kovino. Krila so nato pritrjena na škripec in dno. Kot pritrdilni elementiuporabljajo se vijaki. Mesta zanje je treba izmeriti zelo natančno, sicer boste v prihodnosti morali pogosto prilagajati vrtenje. Rezila se nežno zložijo v razumnem obsegu, da preprečijo nepotrebne sunke v zračnem toku.
Sestavljanje
Žice so priključene na generator in vezje je sestavljeno v stikalni omarici. Enota je pritrjena na jambor. Žice so pritrjene na drog in generator. Nato je enota in nato baterija priključena na vezje. S pomočjo žic, katerih prerez je do 2,5 kW, je obremenitev povezana. Glede na stopnjo upogibanja rezil se nastavi hitrost vrtenja. Takšna enota bi morala biti dovolj za oskrbo z energijo za podeželsko hišo ali kočo.
Izboljšana produktivnost
Ko se jambor dvigne na 20-25 metrov, se bo hitrost pretoka zraka povečala za 30%. Hkrati se bo tudi proizvodnja energije povečala do 1,5-krat. Ta možnost se uporablja pri zmanjšani hitrosti vetra (do 4 m/s). Z visokim jamborom bo odpravljen vpliv dreves in zgradb. Tukaj je, kako narediti lastno vetrno turbino.
Razvoj industrije
Danes lahko kupite domači vetrni generator po razumni ceni. To govori o stalnem in aktivnem razvoju te industrije. Z lastnim nakupom ali montažo inštalacije lahko zagotovite energetsko neodvisnost lastnega doma za kar dolgo časa. Za majhno zgradbo praviloma zadostuje enota z nazivno močjo 1 kW. Hkrati je hitrost vetra v območju delovanja napravenaj bo 8 m/s. Če v območju ni stabilnega pretoka zraka ali je šibek, lahko napravo opremimo z dizelskim generatorjem ali fotovoltaičnimi celicami. Danes je v Rusiji opažen le pojav težnje po namestitvi vetrnih generatorjev. Na domačem trgu je zastopanih le nekaj proizvajalcev enot majhne moči za domače potrebe. Stroški vetrnih turbin za 1 kW v kompletu se začnejo od 35-40 tisoč rubljev. To so cene izpred dveh let. Za namestitev naprave ni treba izdati potrdila.
Slabosti in prednosti izkoriščanja
Kljub nenehni rasti energetskih tarif, cena električne energije sama po sebi ni v nobeni meri pomembna vrednost v večini panog z drugimi stroški. Za današnjega potrošnika sta stabilnost in zanesljivost oskrbe ključna dejavnika. Glavni razlogi, ki izzovejo dvig stroškov energije za industrijsko rabo, pridobljene iz vetrnih generatorjev, so:
- Potreba po avtonomnem delovanju nekaj časa. V teh primerih se uporabljajo baterije.
- Potreba po industrijski kakovostni električni energiji. Za to se uporablja pretvornik.
- Potreba po neprekinjenem delovanju. V takih primerih se dodatno uporabljajo dizelski agregati.
Kar zadeva uporabo naprav v vsakdanjem življenju, je treba med pomanjkljivostmi delovanja vključiti:
- Visoki stroški baterij. ona jepribližno 25% cene same naprave.
- Relativno visoka cena pretvornika.
- Za zagotovitev zanesljive oskrbe z električno energijo se v nekaterih primerih uporablja dizelski generator. Njena cena je primerljiva s ceno same naprave.
Vendar pa je treba opozoriti, da ti dejavniki izgubijo pomen s sodobnim UPS z dvojno pretvorbo in skupnim omrežjem. Danes je z ekonomskega vidika za industrijske namene najbolj smotrno prejemati s pomočjo vetrnega generatorja ne električne energije, temveč enosmerni ali izmenični tok. Nato se pretvori v toploto za toplo vodo in ogrevanje doma. Za to se uporabljajo grelni elementi. Ta shema ima svoje prednosti. Zlasti v tem primeru lahko navaden kotel z vodo deluje kot akumulator energije, za porabo toplote ni tako strogih zahtev glede neprekinjenosti in kakovosti oskrbe.
