Днес, когато тарифите за електроенергия се покачват и желанието на хората да строят селски вили и дачи далеч от "цивилизацията" се увеличава, много собственици на частни имоти все повече се обръщат към алтернативни източници на енергия. Най-евтината в момента е вятърната енергия. За неговото използване са проектирани специални устройства. По-нататък в статията ще разгледаме какво представлява вятърният генератор.
Терминология
Генераторът на електричество за вятърна мелница е устройство, което преобразува кинетичната енергия на въздушния поток в механична. Тази сила започва въртенето на ротора. В резултат на неговата работа механичната енергия впоследствие се превръща в електрическа енергия.
Индустриална употреба
Такива устройства се изграждат от големи частни или публични енергийни компании. Обикновено те се комбинират в така наречените мрежи. Резултатът са вятърни паркове. Тези индустриални мрежи са различниот ядрена или термична чрез пълното отсъствие както на суровини (гориво), така и на отпадъци. За да може генераторът на вятърна ферма да работи безпроблемно, средният годишен дебит на въздуха трябва да е висок. Мощността на съвременните системи може да достигне 7,5 MW.
Някои оперативни затруднения
Индустриалният вятърен генератор се монтира на специално подготвена площадка в рамките на седем или десет дни. А получаването на разрешения за изграждане на конструкция в някои случаи може да отнеме повече от година. Освен това са необходими дългосрочни проучвания на обекта, където ще се извършва монтаж на вятърни генератори. Поне през годината се изследва посоката и скоростта на въздушните потоци. Всички тези дейности значително увеличават периода на изпълнение на проектите.
Кратка историческа справка
Заслужава да се отбележи, че хората са започнали да използват енергията на вятъра в древни времена. Прост пример е платно. Вятърните мелници вече се строят 200 години преди нашата ера и след откриването на електричеството хората започват да се опитват да използват силата на въздушните течения, за да го получат. До 50-те години на миналия век в Съветския съюз се работи непрекъснато по проектирането и проектирането на ново оборудване. Вятърните генератори са широко използвани в страната.
Обхват на приложение
Ветрогенераторът може да се използва директно по предназначение или да изпълнява чисто декоративни функции. Перката може да бъде оборудвана с тресчотка и да се поставиустройство на всяко подходящо място. За промишлени цели по-рано е използван вятърен генератор за смилане на зърно. Днес за тези цели по правило се използва друго оборудване. Вятърните генератори често се използват за дома. Отзивите на собствениците на крайградски недвижими имоти свидетелстват за ефективността на такъв дизайн в процеса на изпомпване на вода. Така че, според някои потребители, уредът е в състояние да вдигне около 30-50 литра / час от кладенец или кладенец. Такива генератори са много подходящи за даване. Вятърните конструкции често са незаменими, когато има прекъсвания в подаването на ток към мрежата. Използват се и за стартиране на отоплителната система. Въпреки това, вятърният генератор е най-широко използван за генериране на електроенергия.
Класификация
Ако се наложи да закупите вятърен генератор за частна къща, тогава трябва да научите повече за видовете на този блок и принципа на работа. Дизайнът може да бъде тип въртележка. В този случай той има вертикална ос на въртене. Също така, дизайнът може да бъде крил. Това означава, че оста на въртене на уреда е хоризонтална. След това разгледайте всеки тип поотделно.
Дизайн на въртележка
Подобен вятърен генератор несъмнено има своите достойнства. Той бързо придобива сцепление в процеса на увеличаване на силата на въздушния поток. Впоследствие скоростта на въртене е почти на същото ниво. Този дизайн независимо следи посоката на вятъра. Това означава, че тя не се нуждае от допълнителнитела. Ветрогенераторът тип въртележка се движи бавно. Това позволява използването на доста прости схеми. В същото време ниската скорост значително ограничава използването на конструкции. Това се дължи на факта, че има нужда от допълнително използване на покачващи скоростни кутии. Умножителите имат сравнително ниска ефективност. Без скоростна кутия работата на вятърния генератор е значително по-трудна.
Дизайн на крило
Какво е такъв генератор (вятър)? Отзивите на много потребители говорят в полза на този дизайн. Блокът тип крило има много предимства в сравнение с описаните по-горе. Към несъмнените предимства, които има такъв вятърен генератор, потребителите приписват доста висока скорост на въртене. Благодарение на това няма нужда от допълнително използване на множителя. Остриетата на конструкцията на лопатките трябва да бъдат разположени перпендикулярно на въздушния поток, тоест вертикално. За това се използва стабилизатор. Друго предимство, което потребителите казват, че вятърният генератор с лопатки има, е високата ефективност на преобразуване на енергия на въздушния поток. В същото време скоростта на въртене в такива конструкции е обратно пропорционална на броя на лопатките. В това отношение единиците по правило имат не повече от три крила. Широката популярност на такива инсталации се дължи и на лекотата на производство на конструкции.
Критерии за избор на устройство
На първо място е необходимо да се определи точно средната скорост ипредпочитаната посока на въздушния поток на мястото, където ще работи уредът. Трябва да сте наясно с някои параметри. И така, началната скорост, с която започва въртенето на лопатките, е 2 m/s. Устройството постига максимална ефективност с дебит от 9-12 m/s. Мощността на генератора зависи от диаметъра на витлото и скоростта на вятъра.
Дизайн характеристики
От какво се състои домашен вятърен генератор? Самият дизайн включва колело с остриета. Има и скоростна кутия. Този механизъм е предназначен да преобразува и предава въртящ момент. Също така в дизайна има мачта. Самото устройство е инсталирано на него. Освен това уредът е оборудван с батерия и инвертор. С помощта на последното постоянният ток се преобразува в ефективен променлив ток.
Устройство и мрежа
Повечето устройства, които съществуват днес, работят с централизиран или локален източник на електричество. Например, това може да бъде дизелов генератор. Необходимостта от използване на допълнителен източник се обяснява с нестабилността на въздушните потоци. В този случай мрежата изпълнява стабилизираща задача. Има определени условия за използването на такива конструкции. Един от основните е, че мощността на мрежата трябва задължително да е по-висока от тази на вятърния генератор, поне 1,8 пъти.
Принцип на работа
Мощни въздушни течения задвижват лопатките на вятърния генератор. Започват да се въртят. Получената енергия се предава на умножителя през ротора. какПо-горе беше казано, че звената могат да функционират както поотделно, така и в групи. В някои дизайни са инсталирани умножители за подобряване на производителността на устройството. Трябва да се каже, че не всеки може да закупи такава единица. В тази връзка някои хора изграждат вятърни генератори за дома си със собствените си ръце. Как да направите това, ще разгледаме допълнително.
Тип единица
Какви са вятърните генератори за дома? Има два вида устройства. Първият е хоризонтален, а вторият е вертикален вятърен генератор. Последният дизайн, според самите потребители, е по-лесен за сглобяване и инсталиране - балансирането на устройството е доста лесно. Освен това тази система има по-висок коефициент на ефективно действие на вятъра. Колкото по-мощно е устройството, избрано за монтаж, толкова по-голямо ще бъде теглото и диаметърът на колелото. Това от своя страна ще затрудни балансирането и инсталирането.
Компоненти
Преди да направите вятърен генератор, трябва да подготвите всички необходими елементи и детайли:
- Батерия12 V. Можете да използвате устройство за кола, но е по-добре да закупите алтернативно. Такава батерия ще бъде по-безопасна и по-издръжлива.
- Генератор 12 V.
- Ротор 1,5-2 m.
- Метална цев или кофа (голяма). Желателно е да използвате контейнер от алуминий или неръждаема стомана.
- Реле за зареждане на батерията.
- Реле за зареждане на лампи (например автомобилни).
- Полузапечатан превключвател.
- Разпределителна кутия.
- Волтметър. Можете да използвате колата.
- Мачта, чиято височина е от 2 до 10 метра. Можете също да го направите сами. Това ще изисква PVC тръби и метални части за основата.
- 4 M6 болта.
- Жици.
- Неръждаема тел или скоби. Тези елементи ще бъдат прикрепени към мачтата.
Ще ви трябват и следните инструменти:
- Катери.
- Пробиване и бормашини.
- Отвертка.
- Ключове.
Монтаж на мачтата
Преди монтажа е необходимо да се напълни основата в съответствие с обема на основата и напречното сечение на тръбата. В този случай трябва да се вземат предвид климатичните и почвените свойства. Монтажът на мачта с вятърна турбина се извършва след втвърдяване на хоросана (поне една седмица след изливането). Можете просто да вкопаете стълб в земята и да фиксирате кабелите. Тази опция обаче е по-малко надеждна.
Ротор
Диаметърът се избира според средната скорост на вятъра. Прави се ротор и се преработва макара (специално триещо колело с джанта или жлеб около обиколката, предназначено да предава движението на задвижващия ремък или въже). Всъщност при скорост на вятъра до 6-7 m/s мощността на 3 m елемент ще бъде по-висока.
Wings
Бъчвата е разделена на 4 равни части. За това се използват рулетка и маркер. Остриетата се изрязват с ножици за метал. След това крилата се фиксират към макарата и дъното. Като крепежни елементисе използват болтове. Местата за тях трябва да се измерват много точно, в противен случай в бъдеще често ще трябва да регулирате въртенето. Остриетата се сгъват внимателно, в рамките на разумното, за да предотвратят ненужни пориви във въздушния поток.
Сглобяване
Проводниците са свързани към генератора и веригата е сглобена в разпределителната кутия. Устройството е прикрепено към мачтата. Проводниците са фиксирани върху стълба и генератора. След това модулът и след това батерията са свързани към веригата. С помощта на проводници, чието напречно сечение е до 2,5 kW, товарът е свързан. В зависимост от степента на огъване на лопатките се задава скоростта на въртене. Такова устройство трябва да е достатъчно, за да осигури енергия за селска къща или вила.
Повишена производителност
Когато мачтата се повдигне до 20-25 метра, скоростта на въздушния поток ще се увеличи с 30%. В същото време производството на енергия също ще се увеличи до 1,5 пъти. Тази опция се използва при намалена скорост на вятъра (до 4 m/s). С висока мачта влиянието на дърветата и сградите ще бъде елиминирано. Ето как да направите своя собствена вятърна турбина.
Развитие на индустрията
Днес можете да закупите домашен вятърен генератор на разумна цена. Това говори за постоянното и активно развитие на тази индустрия. Купувайки или сглобявайки инсталацията сами, можете да осигурите енергийната независимост на собствения си дом за доста дълго време. По правило единица с номинална мощност от 1 kW е достатъчна за малка сграда. В същото време скоростта на вятъра в зоната на работа на устройствототрябва да бъде 8 m/s. Ако в района няма стабилен въздушен поток или е слаб, устройството може да бъде оборудвано с дизел генератор или фотоволтаични клетки. В Русия днес се отбелязва само появата на тенденция за инсталиране на вятърни генератори. На вътрешния пазар са представени само няколко производители на агрегати с ниска мощност за вътрешни нужди. Цената на вятърните турбини за 1 kW в пълен комплект започва от 35-40 хиляди рубли. Това са цени от преди две години. Не е необходимо да издавате сертификат за инсталиране на устройството.
Недостатъци и предимства на експлоатацията
Въпреки постоянното нарастване на енергийните тарифи, цената на електроенергията сама по себе си не е в някаква степен значителна стойност в по-голямата част от индустриите с други разходи. За потребителя днес стабилността и сигурността на доставките са ключови фактори. Основните причини, които провокират поскъпване на енергията за промишлена употреба, получена от вятърни генератори, са:
- Необходимост от автономна работа за известно време. В тези случаи се използват батерии.
- Необходимостта от електрическа енергия с промишлено качество. За това се използва инвертор.
- Необходимост от непрекъснато време на работа. В такива случаи допълнително се използват дизелови генератори.
Що се отнася до използването на устройства в ежедневието, недостатъците на работата трябва да включват:
- Високата цена на батериите. Тя еприблизително 25% от цената на самото устройство.
- Сравнително високата цена на инвертора.
- За да се осигури надеждно снабдяване с електричество, в някои случаи се използва дизелов генератор. Цената му е сравнима с цената на самото устройство.
Въпреки това, трябва да се отбележи, че тези фактори губят своята релевантност с модерен UPS с двойно преобразуване и обща мрежа. Днес от икономическа гледна точка е най-целесъобразно за промишлени цели да се получава с помощта на вятърен генератор не електричество, а постоянен или променлив ток. Впоследствие се превръща в топлина за топла вода и отопление на дома. За това се използват нагревателни елементи. Тази схема има своите предимства. По-специално, в този случай обикновен бойлер с вода може да действа като акумулатор на енергия, за консумация на топлина няма толкова строги изисквания за непрекъснатост и качество на доставката.
