I dag, ettersom strømprisene stiger og folks ønske om å bygge hytter og hytter vekk fra «sivilisasjonen» øker, tyr mange eiere av private eiendommer i økende grad til alternative energikilder. Det billigste for øyeblikket er vindkraft. For bruk er spesielle enheter designet. Videre i artikkelen skal vi vurdere hva en vindgenerator er.
Terminologi
Windmill elektrisitetsgenerator er en enhet som konverterer den kinetiske energien til luftstrømmen til mekanisk. Denne kraften starter rotasjonen av rotoren. Som et resultat av arbeidet blir mekanisk energi deretter omdannet til elektrisk energi.
Industriell bruk
Slike enheter er bygget av store private eller offentlige energiselskaper. Vanligvis kombineres de til såk alte nettverk. Resultatet er vindparker. Disse industrielle nettverkene er forskjelligefra atomkraft eller termisk ved fullstendig fravær av både råmaterialer (drivstoff) og avfall. For at vindkraftgeneratoren skal fungere uten feil, må den gjennomsnittlige årlige luftstrømmen være høy. Kraften til moderne systemer kan nå 7,5 MW.
Noen driftsproblemer
Den industrielle vindgeneratoren monteres på en spesialpreparert plass innen sju eller ti dager. Og å få tillatelser for bygging av en struktur kan i noen tilfeller ta mer enn ett år. I tillegg er det behov for langtidsstudier på stedet hvor installasjonen av vindgeneratorer skal utføres. I hvert fall i løpet av året studeres luftstrømmenes retning og hastighet. Alle disse aktivitetene øker gjennomføringsperioden for prosjekter betydelig.
Kort historisk bakgrunn
Det er verdt å merke seg at folk begynte å bruke vindenergi i gamle tider. Et enkelt eksempel er et seil. Vindmøller ble allerede bygget 200 år før vår tidsregning, og etter oppdagelsen av elektrisitet begynte folk å prøve å bruke kraften til luftstrømmene for å skaffe den. Fram til 50-tallet av forrige århundre var det kontinuerlig arbeid med design og design av nytt utstyr i Sovjetunionen. Vindgeneratorer har vært mye brukt i landet.
Anvendelsesomfang
Vindgeneratoren kan brukes direkte til det tiltenkte formålet, eller den kan utføre rent dekorative funksjoner. Propellen kan utstyres med skralle og settesenheten til et passende sted. For industrielle formål ble en vindgenerator tidligere brukt til maling av korn. I dag brukes som regel annet utstyr til disse formålene. Vindgeneratorer brukes ofte til hjemmet. Anmeldelser av eiere av forstadseiendom vitner om effektiviteten til et slikt design i prosessen med å pumpe vann. Så ifølge noen brukere er enheten i stand til å løfte omtrent 30-50 liter / time fra en brønn eller brønn. Slike generatorer er svært relevante for å gi. Vindkonstruksjoner er ofte uunnværlige der det er avbrudd i tilførselen av strøm til nettet. De brukes også til å starte varmesystemet. Vindgeneratoren er imidlertid mest brukt for å generere elektrisitet.
klassifisering
Hvis det ble nødvendig å kjøpe en vindgenerator for et privat hus, bør du lære mer om typene av denne enheten og driftsprinsippet. Designet kan være av karuselltype. I dette tilfellet har den en vertikal rotasjonsakse. Designet kan også være bevinget. Dette betyr at rotasjonsaksen til enheten er horisontal. Deretter vurderer du hver type separat.
karuselldesign
En slik vindgenerator har utvilsomt sine fordeler. Den får raskt trekkraft i prosessen med å øke styrken på luftstrømmen. Deretter er rotasjonshastigheten nesten på samme nivå. Denne designen overvåker uavhengig vindretningen. Det betyr at hun ikke trenger tillegginventar. Vindgeneratoren av karuselltypen er saktegående. Dette tillater bruk av ganske enkle ordninger. Samtidig begrenser lavhastighet bruken av strukturer betydelig. Dette skyldes det faktum at det er behov for i tillegg å bruke step-up girkasser. Multiplikatorer har en ganske lav effektivitet. Uten girkasse er driften av en vindgenerator betydelig vanskeligere.
Vingedesign
Hva er en slik generator (vind)? Anmeldelser fra mange brukere taler til fordel for dette designet. Enheten av vingetypen har mange fordeler sammenlignet med de som er beskrevet ovenfor. Til de utvilsomme fordelene som en slik vindgenerator har, tilskriver brukerne en ganske høy rotasjonshastighet. Takket være dette er det ikke behov for ytterligere bruk av multiplikatoren. Bladene til vingestrukturen må være plassert vinkelrett på luftstrømmen, det vil si vertik alt. For dette brukes en stabilisator. En annen fordel som brukere sier at vingevindgeneratoren har, er den høye energikonverteringseffektiviteten til luftstrømmen. Samtidig er rotasjonshastigheten i slike design omvendt proporsjonal med antall blader. I denne forbindelse har enhetene som regel ikke mer enn tre vinger. Den store populariteten til slike installasjoner skyldes også den enkle produksjonen av strukturer.
Enhetsvalgkriterier
Først av alt er det nødvendig å bestemme nøyaktig gjennomsnittshastigheten ogden foretrukne luftstrømretningen på stedet der enheten skal fungere. Du bør være klar over noen parametere. Så starthastigheten som rotasjonen av bladene starter med er 2 m/s. Enheten oppnår maksimal effektivitet med en strømning på 9-12 m/s. Kraften til generatoren avhenger av diameteren på propellen og vindhastigheten.
Designfunksjoner
Hva består en vindgenerator i hjemmet av? Selve designet inkluderer et hjul med blader. Den har også en girkasse. Denne mekanismen er designet for å konvertere og overføre dreiemoment. Også i designet er det en mast. Selve enheten er installert på den. Enheten er også utstyrt med et batteri og en omformer. Ved hjelp av sistnevnte gjøres likestrømmen om til en effektiv vekselstrøm.
Enhet og nettverk
De fleste enhetene som eksisterer i dag opererer med en sentralisert eller lokal elektrisk kilde. Det kan for eksempel være en dieselgenerator. Behovet for å bruke en ekstra kilde forklares av ustabiliteten til luftstrømmer. I dette tilfellet utfører nettverket en stabiliserende oppgave. Det er visse betingelser for bruk av slike strukturer. En av de viktigste er at kraften til nettverket nødvendigvis må være høyere enn en vindgenerator, minst 1,8 ganger.
Arbeidsprinsipp
Kraftige luftstrømmer driver bladene til en vindgenerator. De begynner å snurre. Den mottatte energien overføres til multiplikatoren gjennom rotoren. hvordanDet ble sagt ovenfor at enhetene kan fungere både individuelt og i grupper. I noen design er multiplikatorer installert for å forbedre enhetens ytelse. Det skal sies at ikke alle kan kjøpe en slik enhet. I denne forbindelse bygger noen mennesker vindgeneratorer for hjemmet deres med egne hender. Hvordan du gjør dette, vil vi vurdere nærmere.
Type enhet
Hva er vindgeneratorer for hjemmet? Det finnes to typer enheter. Den første er en horisontal og den andre er en vertikal vindgenerator. Sistnevnte design, ifølge brukerne selv, er lettere å montere og installere - det er ganske enkelt å balansere enheten. I tillegg har dette systemet en høyere koeffisient for effektiv vindpåvirkning. Jo kraftigere enheten som er valgt for montering, jo større vil vekten og diameteren på hjulet være. Dette vil igjen gjøre balansering og installasjon vanskeligere.
Components
Før du lager en vindgenerator, bør du forberede alle nødvendige elementer og detaljer:
- 12 V-batteri. Du kan bruke en bilenhet, men det er bedre å kjøpe en alternativ. Et slikt batteri vil være tryggere og mer holdbart.
- Generator 12 V.
- Rotor 1,5-2 m.
- Tønne eller bøtte av metall (stor). Det er ønskelig å bruke en beholder laget av aluminium eller rustfritt stål.
- Batteriladerelé.
- Relé for lampelading (for eksempel bil).
- Halvforseglet bryter.
- Koblingsboks.
- Voltmeter. Du kan bruke bilen.
- Mast, hvis høyde er fra 2 til 10 meter. Du kan også lage den selv. Dette vil kreve PVC-rør og metalldeler for basen.
- 4 M6-bolter.
- Wires.
- Rustfri wire eller klemmer. Disse elementene vil festes til masten.
Du trenger også følgende verktøy:
- Cutters.
- Drill og øvelser.
- Skrutrekker.
- Keys.
Montering av masten
Før installasjonen er det nødvendig å fylle fundamentet i samsvar med volumet på basen og rørets tverrsnitt. I dette tilfellet bør klima- og jordegenskaper tas i betraktning. Montering av mast med vindturbin utføres etter at mørtelen har størknet (minst en uke etter utstøping). Du kan ganske enkelt grave en stang ned i bakken og fikse ledningene. Dette alternativet er imidlertid mindre pålitelig.
Rotor
Diameteren velges i henhold til gjennomsnittlig vindhastighet. En rotor er laget og en trinse gjenskapes (et spesielt friksjonshjul med en felg eller et spor rundt omkretsen, designet for å overføre bevegelse til et drivbelte eller tau). Faktisk, med vindhastigheter opp til 6-7 m/s, vil kraften til et 3 m element være høyere.
Wings
Tønna er delt i 4 like deler. Til dette brukes et målebånd og en markør. Bladene er kuttet med saks for metall. Vingene festes deretter til trinsen og bunnen. Som festemidlerbolter brukes. Steder for dem bør måles veldig nøyaktig, ellers må du i fremtiden ofte justere rotasjonen. Bladene foldes forsiktig, innenfor rimelighetens grenser, for å forhindre unødvendige vindkast i luftstrømmen.
Assembly
Ledninger kobles til generatoren og kretsen er montert i bryterboksen. Enheten er festet til masten. Ledningene er festet på stolpen og generatoren. Deretter kobles enheten, og deretter batteriet til kretsen. Ved hjelp av ledninger, hvis tverrsnitt er opptil 2,5 kW, kobles belastningen. Avhengig av graden av bøyning av bladene, settes rotasjonshastigheten. En slik enhet bør være nok til å gi energi til et landsted eller hytte.
Økt produktivitet
Når masten heves opp til 20-25 meter vil luftstrømhastigheten øke med 30 %. Samtidig skal også energiproduksjonen økes opp til 1,5 ganger. Dette alternativet brukes ved redusert vindhastighet (opptil 4 m/s). Med høy mast vil påvirkning fra trær og bygninger elimineres. Slik lager du din egen vindturbin.
Industriutvikling
I dag kan du kjøpe en vindgenerator hjemme til en rimelig pris. Dette snakker om den konstante og aktive utviklingen av denne industrien. Ved å kjøpe eller montere installasjonen selv, kan du sikre energiuavhengigheten til ditt eget hjem i ganske lang tid. Som regel er en enhet med en merkeeffekt på 1 kW tilstrekkelig for en liten bygning. Samtidig er vindhastigheten i enhetens driftsområdeskal være 8 m/s. Hvis det ikke er stabil luftstrøm i området, eller den er svak, kan enheten utstyres med en dieselgenerator eller solcelleceller. I Russland i dag er det bare fremveksten av en tendens til å installere vindgeneratorer. Bare noen få produsenter av laveffektsenheter for innenlandske behov er representert på hjemmemarkedet. Kostnaden for vindturbiner for 1 kW i et komplett sett starter fra 35-40 tusen rubler. Dette er priser fra to år siden. Det er ikke nødvendig å utstede et sertifikat for å installere enheten.
Ulemper og fordeler ved utnyttelse
Til tross for den konstante veksten i energitariffer, er ikke selve elektrisitetskostnaden i noen grad en betydelig verdi i hovedtyngden av industrier med andre kostnader. For forbrukeren i dag er stabilitet og forsyningssikkerhet nøkkelfaktorer. Hovedårsakene som provoserer en økning i kostnadene for energi til industriell bruk, hentet fra vindgeneratorer, er:
- Behovet for autonom drift i noen tid. Batterier brukes i disse tilfellene.
- Behovet for elektrisk energi av industriell kvalitet. En omformer brukes til dette.
- Behovet for kontinuerlig oppetid. I slike tilfeller brukes dieselgeneratorer i tillegg.
Når det gjelder bruken av enheter i hverdagen, bør ulempene ved drift omfatte:
- Den høye kostnaden for batterier. Hun erca. 25 % av prisen på selve enheten.
- Den relativt høye kostnaden for omformeren.
- For å sikre en pålitelig strømforsyning brukes i noen tilfeller en dieselgenerator. Kostnaden kan sammenlignes med prisen på selve enheten.
Det bør imidlertid bemerkes at disse faktorene mister sin relevans med en moderne dobbeltkonverterings-UPS og et felles nettverk. I dag, fra et økonomisk synspunkt, er det mest hensiktsmessig for industrielle formål å motta ved hjelp av en vindgenerator ikke strøm, men like- eller vekselstrøm. Deretter omdannes den til varme for varmtvann og boligoppvarming. For dette brukes varmeelementer. Denne ordningen har sine fordeler. Spesielt i dette tilfellet kan en vanlig kjele med vann fungere som en energiakkumulator, for varmeforbruk er det ikke så strenge krav til kontinuitet og forsyningskvalitet.
