Vjetroturbine za privatnu uporabu više nisu pozicionirane kao tehničke inovacije na tržištu alternativne energije. Danas se vjetrenjače smatraju jednom od mogućih opcija uštede.
Zračni tokovi iznad zemljine površine nose veliku količinu energije, koja se sada uspješno koristi u industrijskim vjetroturbinama i malim vjetroelektranama za kućnu uporabu.
Budući da su ključni pokazatelji za potrošače u kućanstvu pouzdani, kao i stabilnost opskrbe električnom energijom, mnogi vlasnici zemljišta odlučuju se za kupnju i ugradnju vjetrogeneratora za privatnu kuću.
- Konstrukcija i princip rada vjetroturbine
- Vrste vjetroelektrana
- Korisnost instalacije vjetroturbine
- Pravila odabira opreme
- Približne cijene i povrata turbina na vjetar
- Pregled najboljih robnih marki i postrojenja
- №1 - vjetroturbine Condor Home (Rusija)
- No.2 - mini elektrane Falcon Euro (Rusija) 3 - vjetroturbine Sokol Air Vertical (Rusija)
- №4 - vjetroturbine Energija Vjetar (Rusija)
- Br. 5 - vjetrenjače Altek EW (Kina)
- Korisni videozapisi na temu
Projektiranje i rad vjetroturbine
Vjetrogeneratori su posebni uređaji koji pretvaraju kinetičku energiju vjetra u električnu.
To su neovisni izvori električne energije koji su savršeno prikladni za ugradnju u privatne stanove, namala i srednja gospodarstva, proizvodne baze.
Dizajn standardne mini-elektrane za uporabu u kućanstvu uključuje sljedeće funkcionalne elemente:
Pod utjecajem lopatica vjetra, postavljene na osovinu generatora, počinju se okretati, pomažući pokretanju rotora. Kao rezultat toga, kinetička energija zraka teče u mehaničku, a zatim u električnu energiju, transformira se. Ovo izgleda kao vrlo pojednostavljena shema energije vjetra
Zapravo, energija iz vjetroelektrane ne dolazi izravno do potrošača. Sustav mora nužno biti spojen na posebne uređaje za pretvaranje električne struje.
U krugu, nakon generatora, postavlja se kontroler. On se obraćaizmjenična struja u stalnoj. U tom obliku, električna energija se akumulira i pohranjuje u baterijama, a zatim iz njih kroz pretvarač, koji pretvara istosmjernu struju u izmjeničnu, energija se unosi u privatnu električnu mrežu.
Takva shema omogućuje ujednačavanje nestabilnosti napona, kao i akumuliranje energije u razdobljima potpunog nedostatka potrošnje. A to, zauzvrat, dopušta korištenje vjetroagregata manje snage od ukupne snage kućanskih električnih aparata.
U procesu pretvorbe električne struje u shemu gubitka energije s promjenjivom konstantom, promjenjive energije, pojavljuje se približno 20%
Zajedno s autonomnom vjetroelektranom mogu se instalirati i solarni moduli i generatori goriva.
Ako se za proizvodnju električne energije koristi više uređaja, program se dopunjuje drugim elementom - automatskim prekidačem (ABP). Potrebno je isključiti jedan izvor alternativne energije da bi se pokrenuo drugi - rezerva.
U sklopu modernih vjetrenjača koriste se različiti modeli rotora - rotirajućih dijelova. Imaju svoje prednosti i nedostatke, različitu učinkovitost i funkcionalnost.
Trenutno postoji mnogo razvoja autonomnih sustava koji mogu komunicirati s vjetrovima različite brzine i snage.
Vrste vjetroelektrana
Prema vrsti potrošača razlikuju sesamostalne vjetroturbineiza dodjelu mreže . Prvi izvode napajanje udaljeno od središnjih električnih mreža potrošača.
Drugi - mogu računati na desetke /stotine vjetrenjača, koje čine jedinstven sustav i daju energiju cijeloj mreži.
Kapacitet autonomnih jedinica rijetko prelazi 75 kW, dok snaga mrežnih instalacija počinje na 100 kW.
Ovisno o vrsti konstrukcije razlikuju se generatori vjetroturbina:
- svertikalnomosi rotacije;
- vodoravneosi rotacije.
Ovi se uređaji koriste za različite radne uvjete, ali su modeli s horizontalnom osi najčešći. Djeluju kao obični vremenski podmetači i imaju sličnu strukturu. Os rotora rotira paralelno s zemljinom površinom.
Takve jedinice karakterizira visoka učinkovitost (oko 40%), jednostavna kontrola snage i pristupačnije, ali također karakterizirane visokom razinom buke i vibracija. Osim toga, moraju biti orijentirani prema smjeru vjetra.
Za montažu vjetroturbine s vodoravnim položajem rotora, približno 120 m slobodnog prostora i jarbola treba biti najmanje 8 m visine
Generatori vjetroturbina s vertikalnom rotacijskom osi imaju kompaktniju konstrukciju, manje su osjetljivi na učinke okolišnih čimbenika.
U takvim uređajima turbina je okomita na ravninu Zemlje. Slične konstrukcije lansiraju se čak i od slabog vjetra i ne ovise o smjeru kretanja strujanja zraka.
Niska razina buke do 30 dB) omogućujeinstalirati vertikalne vjetroturbine na krovovima zgrada
Međutim, postoji i značajan nedostatak: učinkovitost takvih generatora je samo 15%. Osim toga, oni koštaju više od modela s horizontalnom osi rotacije.
Modeli vjetroturbina razlikuju se međusobno ne samo rasporedom rotacijske osi, već i:
- broj lopatica- postoje vjetrenjače s dvije i tri lopatice, postoje i modifikacije s više oštrica;
- materijali za proizvodnju funkcionalnih dijelova- s jedrima i tvrdim režnjevima;
- pomoću vijka- podesivo ili fiksno.
Valja napomenuti da rotacija višepolarnih stacionarnih vjetrenjača počinje čak i kod slabih vjetrova, ali za rad dva - i trilopatskih uređaja - potreban je jači vjetar.
U isto vrijeme, svaka dodatna oštrica u konstrukciji stvara veći otpor kotača, što otežava postizanje standardne radne brzine generatora.
Ovisno o materijalu za proizvodnju lopatica za vjetroturbine, mogu postojati neke poteškoće u radu. Elemente za jedrenje lakše je napraviti, pa su jeftiniji.
Ali ako je potrebno osigurati pouzdan rad vjetroagregata za autonomno napajanje električnom energijom, poželjno je koristiti konstrukcije s tvrdim oštricama izrađenim od metala ili armiranog staklenog vlakna.
Što se tiče koraka propelera, nije ni lako. Varijabilni korak vam omogućuje da značajno proširite raspon efektivnih brzina za radvjetroelektrana i to je veliki plus.U isto vrijeme, takav mehanizam smanjuje ukupnu pouzdanost stacionarne instalacije i znatno komplicira kotač, komplicirajući rad jedinice.
Mogućnost ugradnje vjetroturbine
Male vjetroelektrane sada se široko koriste kao alternativni izvori električne energije koji omogućuju stvarnu uštedu.
Takvi su uređaji obično ugrađeni u kućama za odmor u područjima udaljenim od glavnih električnih mreža. Ali to nije jedini razlog zašto ljudi sve više preferiraju strukture ovog tipa.
Vlasnici zemljišnih parcela uspješno koriste vjetroagregate kako bi postigli potpunu autonomiju i značajnu uštedu energije
Međutim, nije svaka zona prikladna za ugradnju vjetroturbine. Kako bi mini elektrana u potpunosti funkcionirala tijekom razdoblja rada koje je naveo proizvođač, klimatski uvjeti područja moraju ispunjavati zahtjeve posebne opreme.
Prosječna brzina vjetra ne smije biti manja od 4,5-5 m /s. Samo u ovom slučaju, izgradnja građevine s vjetrenjačom će biti ekonomski opravdana.
Za procjenu prosječne godišnje brzine vjetra po regijama, morate pogledati posebnu kartu vjetra. Točnije informacije mogu se dobiti pomoću anemometra i čitača signala.
Mjerni sustav mora biti postavljen na velikim nadmorskim visinama tako da udaljene zgrade i stabla nisu usko iskrivljenirezultati.
Ako odlučite instalirati mini-elektranu na vjetar za vaš dom, trebali biste razmisliti io dostupnosti slobodnog prostora. Treba imati na umu da vjetar mora biti potpuno slobodan da "hoda" po lopatama, dobro i bez prepreka na njihovom putu do njih do različitih strana.
Zbog toga jeidealno mjesto za ugradnju vjetroturbina vrhovi brda , gdje su zračne mase zatvorene odgovarajućim povećanjem tlaka i brzine vjetra. Također su prikladne morske regije i stepske zone.
Kako bi se postigao puni učinak vjetrenjače, mora biti instaliran na mjestu gdje nema drveća i visokih zgrada
Sve prepreke u radijusu od 250 m utjecat će na rad vjetroturbine. Da bi se postigla maksimalna učinkovitost, potrebno je postaviti os turbine iznad razine prepreke najmanje 4-5 m.
Pravila odabira opreme
Prije nego što odaberete vjetroagregat za dom, trebali biste smisliti odgovornost. Prije toga morate prikupiti osnovne informacije:
Izbor funkcionalnih elemenata za vjetroelektranu vrši se po nominalnoj vrijednosti snage.
U ovom slučaju, uloga i nominalna brzina vjetra su vrijednosti u kojima vjetrogenerator proizvodi izračunatu količinu električne energije.
Ako se maksimalna izlazna snaga daje pri brzini vjetra od 11 m /s, au vašem području prosječna vrijednost iznosi 4,5 m /s, vjetrenjača neće proizvesti količinu energije koju tvrdi proizvođač ]
Potrebno je naglasiti činjenicu da snaga vjetrogeneratora ovisi o promjeru kotača koji stvaraju lopatice. Uz povećanje od 2 puta vjetroturbina pri istoj brzini vjetra proizvest će 4 puta više električne energije.
Također je važan kapacitet baterija. U slučaju da nema vjetra, oni bi trebali imati dovoljno energije da osiguraju kuću.
Bolje je povjeriti instalaciju privatne vjetroelektrane tvrtki specijaliziranoj za izvršavanje ove vrste radova. Glavni je cilj pružiti maksimalnu sigurnost. Dimenzionalni dizajn vjetrenjače mora biti zajamčen da ostane stabilan, čak iu slučaju ekstremnih vremenskih uvjeta
Modeli vjetroagregata male snage s laganim niskim stupovima mogu se samostalno ugraditi. Središnji otpor mora biti postavljen na armiranobetonski temelj. Za bočnu stabilnost konstrukcije koristite 3-4 strija.
Približne cijene inadoknada vjetroturbina
Popularnost vjetroturbina raste iz dana u dan. Povoljno je opremiti ih velikim i skupim kućicama, koje zahtijevaju veliku količinu električne energije kako bi ih zadržali.
Preporučljivo je ugraditi vjetroturbine u naseljima u kojima ne postoji centralizirana opskrba električnom energijom ili je opskrba električnom energijom proizvedena sa stalnim prekidima.
U tim će slučajevima dobro doći turbine na vjetar, čija uporaba ima niz prednosti:
- pretvaranje energije struje zraka u slobodnu električnu energiju;
- ekološka sigurnost vjetroturbina;
- nepostojanje sirovina i otpada tijekom proizvodnje električne energije;
- minimalno trošenje funkcionalnih dijelova;
- dug život - 25-30 godina;
- nema potrebe za stalnim praćenjem rada vjetroelektrane.
Vjetroelektrane stvaraju buku koja se može usporediti s bukom vozila pri vožnji brzinom od oko 70 km /h. Visoka razina buke ne samo da plaši životinje, već i neugodne ljude
Još jedan značajan nedostatak turbina na vjetar za uporabu u kućanstvu je visok trošak . Ovi glomazni dizajni izrađeni su od skupih materijala, uključenih u cijenuregulator, akumulatori, ugradnja pretvarača i jarbol.
Treba napomenuti da su domaće vjetroturbine ruskih proizvođača, kao i visokokvalitetne vjetroelektrane proizvedene u Kini, mnogo jeftinije od europskih.
Trošak domaćih vjetroturbina s vertikalnom osi s nazivnim kapacitetom do 2 kW varira u rasponu od 1300-2500 $.
Ali po takvoj cijeni, kompletan skup uključuje samo generator za lopatu. Ostala oprema morat će se kupiti zasebno. Kompleksna postrojenja koštaju više od 40-50%.
Cijena vjetroelektrana za kućnu uporabu od 3 kW do 7 kW znatno je veća. Takvi generatori s pripadajućom opremom koštat će kupca na $ 5000-12,000.
Trenutačno je korištenje vjetroelektrana kao alternativa centraliziranoj električnoj energiji neprofitabilno zbog visoke cijene opreme
Čak i kada postoje prekidi u opskrbi mrežnom električnom energijom, ugradnja vjetroturbine nije uvijek primjerena. Lakše je i jeftinije instalirati sustav neprekidnog napajanja na temelju industrijskih baterija zajedno s UPS-om.
Ima smisla instalirati vjetroelektrane u mjestima gdje je potpuno odsutan pristup centraliziranoj opskrbi energijom.Razdoblje povrata u ovom slučaju je 25 godina .
Pregled najboljih marki i instalacija
Na ruskom tržištu vjetroagregati su predstavljeni kao pouzdani i relativno jeftini uređaji domaćih robnih marki, a različiti u funkcionalnosti modelavjetrenjače iz prekomorskih proizvođača.
Da biste odredili izbor kućne instalacije, morate usporediti karakteristike različitih jedinica.
1 - Vjetroturbine Condor Home (Rusija)Niz vjetroturbina za uporabu u kućanstvu uključuje uređaje kapaciteta 0,5-5 kW. Mogu poslužiti kao glavni izvor električne energije ili kao dodatni izvor energije.
Stanice Condor Home prilagođene su za uporabu u uvjetima niskih temperatura koje mogu proizvoditi energiju čak i pri slabom vjetru.
Ovisno o modelu, kućište generatora je izrađeno od plastike ili lijevanog aluminija, lopatice - od stakloplastike. Postoji učinkovit dvostruki kočni sustav. Komponenta jarbola na strijama ima visinu od 8-12 m
Za ugradnju ovih jedinica potrebna je gomila ili betonski temelj.
Home Condor Početna Generatori vjetra - Kompletni proizvodi koji ne trebaju posebna znanja ili tehničke vještine. Uređaji su namijenjeni za elektrifikaciju kao zasebne zgrade, kao i mala naselja u vjetroelektranama
Osnovna oprema uključuje jarbol i rastezanje, generator, rotor i oštrice, regulator punjenja, elemente za pričvršćivanje.
2 - mini elektrane Falcon Euro (Rusija)Jesu li visokotehnološki vertikalno-aksijalni vjetroagregati snage 1-15 kW. Primjenjivo za glavne /standby potrošače energije od dalekovoda.
Može se koristiti kao dio kompleksa sa solarnim panelima i generatorom goriva.
Vjetrenjače su opremljene snažnim neodimijskim magnetima. Početna brzina vjetra za pokretanje jedinice je 1,5 m /s, nominalna brzina je 11 m /s.
Ugrađena aerodinamička kočnica pomaže u ograničavanju brzine kotača. Predviđeni vijek trajanja od proizvođača je 20 godina, tvorničko jamstvo za mini-elektranu je 36 mjeseci.
Vjetroturbine Falcon Euro odlikuju se pouzdanošću u radu i nezgodnim radom. Uz pomoć uređaja u ovoj seriji lako je riješiti probleme napajanja lokalnih i otočnih objekata
U osnovnom setu instalacija Falcon Euro je uključivao nekoliko funkcionalnih elemenata: vjetar kotač, generator i kontroler, jarbol, detalje umetaka. Instalacija s invertorom i punjive baterije su pojedinačno odabrane.
№3 - vjetroturbine Sokol Air Vertical (Rusija)
Male vjetroelektrane ove marke mogu osigurati električnu energiju i male vikendice te srednja poduzeća. Za kućansku uporabu proizvedeni su SAV uređaji snage 0,5-15 kW.
Karakteriziraju ih visoka učinkovitost kod slabih vjetrova, kontinuirano rade na niskim i visokim temperaturama u rasponu od -50 ° C do +50 ° C, razlikuju se u niskoj razini nastale buke i otpornosti na vanjske utjecaje.
Proizvodnja Sokol Air Vertical jedinica ne ovisi o smjeru vjetra. Vertikalne aksijalne instalacije rade automatski bez servisnog osoblja.
Projektom su predviđeni elektromagnetski iaerodinamični kočni sustav za ograničavanje brzine vjetra.
Lopate od ojačanog poliestera ili zrakoplovnog aluminija (ovisno o modelu), imaju samouvijajući profil. Generator - multipolna trofazna s pobudom iz trajnih magneta.
Vertikalne vjetroturbine Sokol Air proizvode nominalnu snagu na 7-8 m /s, što im omogućuje uporabu u područjima s niskom prosječnom godišnjom brzinom vjetra
Osnovna oprema vjetroelektrane uključuje: energiju vjetra s baterijskim regulatorom, jarbol s strijama, komplet za montažu. Pretvarač i baterije se biraju prema tehničkim zahtjevima posebno.
№4 - vjetroturbine Energija Vjetar (Rusija)
Kupcima se nude modeli s jednim i tri primjerka proizvoda univerzalne primjene kapaciteta 1-10 kW. Ove vjetrenjače su izvrsne za izgradnju projekata za opskrbu električnom energijom za privatne kuće i vikendice.
Temelj energetskih vjetroelektrana su jake oštrice od ojačanog staklenog vlakna, obojene ploče i pouzdan sustav za ispuštanje zraka. Ove jedinice s horizontalnom osi rotacije stabilno djeluju na temperaturama od -40 do +40 stupnjeva na skali Celzijusa.Minimalna radna brzina vjetra je 2 m /s, s nekim položajima oštrice - 3 m /s, visina jarbola - 8-20 m. Prosječni vijek trajanja postrojenja ruske marke je 25 godina, službeno jamstvo proizvođača - 3 godine.
Generatori energije vjetra ne zahtijevaju stalnu briguili održavanje, što olakšava brzo reinvestiranje uloženih financijskih sredstava
Komplet osnovnog pribora uključuje električni generator na trajnim magnetima s čvorom za pričvršćivanje na jarbol i mehanizam za okretanje, oštricu, skup pričvrsnih elemenata za montažu vjetroturbine.
Jarbol, kao i regulator, pretvarač i baterije za akumulaciju električne energije, moraju se kupiti zasebno.
5 - vjetrenjače Altek EW (Kina)Tip vjetroturbine - s horizontalnom osi rotacije. Uređaji nazivne snage od 1 kW do 10 kW su izvrsni za rješavanje zadataka električnog napajanja seoskih kuća i vikendica.
Altek EW štitnik namota izrađen je od aluminijske legure, što znatno pojednostavljuje dizajn. Funkcionalni metalni dijelovi generatora su presvučeni silikonom za toplinsku stabilnost.
Lopate su izrađene od vlaknaste plastike. Početna brzina vjetra za pokretanje kućanskih jedinica kineske marke je 2,5 m /s, nominalna brzina je 12 m /s.
Vjetroturbine Altek EW - jedno od najpristupačnijih uređaja za proizvodnju električne energije, koje su predstavljene na suvremenom tržištu alternativne energije
Oštrica, generator i regulator su uključeni u osnovnu konfiguraciju. Potrebno je kupiti i druge funkcionalne elemente vjetrenjače.
Korisni videozapisi na temu
Izgledi za korištenje vjetroelektrana:
Načelo funkcioniranja suvremenih vjetroturbina. Kako se energija vjetra pretvara u električnu energiju:
Čak i danas uporaba vjetroturbina zahtijeva stalan razvoj. Izgledi i dugoročne perspektive ovog alternativnog načina proizvodnje energije obećavaju.
Međutim, potrebne su određene mjere i od proizvođača opreme i od uprava naselja.
Instalacija malih vjetroelektrana za privatna kućanstva ne rješava u potpunosti problem opskrbe energijom u regijama. Ali za pojedinačne vlasnike web-lokacija ova opcija može postati način da se izvuče iz pozicije.
