I dag, när eltarifferna stiger och människors önskan att bygga lantstugor och dachas bort från "civilisationen" ökar, vänder sig många ägare av privata fastigheter alltmer till alternativa energikällor. Billigast för tillfället är vindkraft. För dess användning är speciella enheter utformade. Längre fram i artikeln kommer vi att överväga vad en vindgenerator är.
Terminologi
Windmill elgenerator är en enhet som omvandlar den kinetiska energin i luftflödet till mekanisk. Denna kraft startar rotorns rotation. Som ett resultat av dess arbete omvandlas mekanisk energi till elektrisk energi.
Industriell användning
Sådana enheter byggs av stora privata eller offentliga energibolag. Vanligtvis kombineras de till så kallade nätverk. Resultatet är vindkraftsparker. Dessa industriella nätverk är olikafrån kärnkraft eller värme genom fullständig frånvaro av både råmaterial (bränsle) och avfall. För att vindkraftsgeneratorn ska fungera utan fel måste det genomsnittliga årliga luftflödet vara högt. Effekten hos moderna system kan nå 7,5 MW.
Några driftssvårigheter
Den industriella vindgeneratorn monteras på en speciellt förberedd plats inom sju eller tio dagar. Och att få tillstånd för att bygga en struktur kan i vissa fall ta mer än ett år. Dessutom behövs långtidsstudier på platsen där installationen av vindkraftverk ska utföras. Åtminstone under året studeras luftflödenas riktning och hastighet. Alla dessa aktiviteter ökar avsevärt genomförandetiden av projekt.
Kort historisk bakgrund
Det är värt att notera att människor började använda vindenergi i forna tider. Ett enkelt exempel är ett segel. Väderkvarnar byggdes redan 200 år före vår tideräkning, och efter upptäckten av elektricitet började man försöka använda kraften från luftströmmar för att få den. Fram till 50-talet av förra seklet pågick ett kontinuerligt arbete med design och design av ny utrustning i Sovjetunionen. Vindgeneratorer har använts i stor utsträckning i landet.
Tillämpningsomfattning
Vindgeneratorn kan användas direkt för sitt avsedda syfte, eller så kan den utföra rent dekorativa funktioner. Propellern kan förses med spärrhake och sättaenheten till någon lämplig plats. För industriella ändamål användes tidigare en vindgenerator för att mala spannmål. Idag används som regel annan utrustning för dessa ändamål. Vindgeneratorer används ofta för hemmet. Recensioner av ägare av förortsfastigheter vittnar om effektiviteten av en sådan design i processen att pumpa vatten. Så enligt vissa användare kan enheten lyfta cirka 30-50 liter / timme från en brunn eller brunn. Sådana generatorer är mycket relevanta för att ge. Vindstrukturer är ofta oumbärliga där det förekommer avbrott i tillförseln av ström till nätet. De används också för att starta värmesystemet. Vindgeneratorn används dock mest för att generera elektricitet.
Klassificering
Om det blev nödvändigt att köpa en vindgenerator för ett privat hus, bör du lära dig mer om typerna av denna enhet och funktionsprincipen. Designen kan vara av karuselltyp. I detta fall har den en vertikal rotationsaxel. Dessutom kan designen vara bevingad. Detta innebär att enhetens rotationsaxel är horisontell. Överväg sedan varje typ separat.
Karuselldesign
En sådan vindgenerator har utan tvekan sina fördelar. Det får snabbt dragkraft i processen att öka styrkan i luftflödet. Därefter är rotationshastigheten nästan på samma nivå. Denna design övervakar oberoende vindens riktning. Det betyder att hon inte behöver ytterligarefixturer. Vindgeneratorn av karuselltyp är långsam. Detta tillåter användning av ganska enkla scheman. Samtidigt begränsar låg hastighet avsevärt användningen av strukturer. Detta beror på det faktum att det finns ett behov av att ytterligare använda step-up växellådor. Multiplikatorer har en ganska låg effektivitet. Utan växellåda är driften av en vindgenerator betydligt svårare.
Vingdesign
Vad är en sådan generator (vind)? Recensioner av många användare talar för denna design. Enheten av vingtyp har många fördelar jämfört med de som beskrivs ovan. Till de otvivelaktiga fördelarna som en sådan vindgenerator har, tillskriver användarna en ganska hög rotationshastighet. Tack vare detta finns det inget behov av ytterligare användning av multiplikatorn. Bladen på skovelstrukturen måste vara placerade vinkelrätt mot luftflödet, det vill säga vertik alt. För detta används en stabilisator. En annan fördel som användarna säger att vingvindgeneratorn har är luftflödets höga energiomvandlingseffektivitet. Samtidigt är rotationshastigheten i sådana konstruktioner omvänt proportionell mot antalet blad. I detta avseende har enheterna som regel inte mer än tre vingar. Den stora populariteten för sådana installationer beror också på den enkla tillverkningen av strukturer.
Enhetsvalskriterier
Först och främst är det nödvändigt att bestämma exakt den genomsnittliga hastigheten ochden föredragna luftflödesriktningen på den plats där enheten ska arbeta. Du bör vara medveten om vissa parametrar. Så den initiala hastigheten med vilken rotationen av bladen börjar är 2 m/s. Enheten uppnår maximal effektivitet med ett flöde på 9-12 m/s. Generatorns effekt beror på propellerns diameter och vindhastigheten.
Designfunktioner
Vad består en vindgenerator i hemmet av? Själva designen inkluderar ett hjul med blad. Den har även en växellåda. Denna mekanism är utformad för att omvandla och överföra vridmoment. Även i designen finns en mast. Själva enheten är installerad på den. Dessutom är enheten utrustad med ett batteri och en växelriktare. Med hjälp av den senare omvandlas likströmmen till en effektiv växelström.
Enhet och nätverk
De flesta enheter som finns idag arbetar med en centraliserad eller lokal elektrisk källa. Det kan till exempel vara en dieselgenerator. Behovet av att använda en extra källa förklaras av luftflödenas instabilitet. I detta fall utför nätverket en stabiliserande uppgift. Det finns vissa villkor för användningen av sådana strukturer. En av de viktigaste är att nätets effekt nödvändigtvis måste vara högre än en vindgenerator, minst 1,8 gånger.
Arbetsprincip
Kraftfulla luftströmmar driver bladen på en vindgenerator. De börjar snurra. Den mottagna energin överförs till multiplikatorn genom rotorn. på vilket sättOvan sades att enheterna kan fungera både individuellt och i grupp. I vissa konstruktioner är multiplikatorer installerade för att förbättra enhetens prestanda. Det bör sägas att inte alla kan köpa en sådan enhet. I detta avseende bygger vissa människor vindgeneratorer för sitt hem med sina egna händer. Hur man gör detta kommer vi att överväga vidare.
Typ av enhet
Vad är vindgeneratorer för hemmet? Det finns två typer av enheter. Den första är en horisontell och den andra är en vertikal vindgenerator. Den senare designen, enligt användarna själva, är lättare att montera och installera - att balansera enheten är ganska lätt. Dessutom har detta system en högre koefficient för effektiv vindverkan. Ju kraftfullare enheten som väljs för montering, desto större blir hjulets vikt och diameter. Detta kommer i sin tur att försvåra balansering och installation.
Components
Innan du gör en vindgenerator bör du förbereda alla nödvändiga delar och detaljer:
- 12 V-batteri. Du kan använda en bilenhet, men det är bättre att köpa en alternativ. Ett sådant batteri blir säkrare och mer hållbart.
- Generator 12 V.
- Rotor 1,5-2 m.
- Tunna eller hink av metall (stor). Det är önskvärt att använda en behållare gjord av aluminium eller rostfritt stål.
- Batteriladdningsrelä.
- Relä för lampladdning (till exempel bilar).
- Halvförseglad strömbrytare.
- Kopplingsbox.
- Voltmeter. Du kan använda bilen.
- Mast, vars höjd är från 2 till 10 meter. Du kan också göra den själv. Detta kommer att kräva PVC-rör och metalldelar för basen.
- 4 M6-bultar.
- Wires.
- Rostfri tråd eller klämmor. Dessa element kommer att fästas på masten.
Du behöver också följande verktyg:
- Cutters.
- Borr och borrar.
- Skruvmejsel.
- Keys.
Montering av masten
Före installationen är det nödvändigt att fylla fundamentet i enlighet med basens volym och rörets tvärsnitt. I detta fall bör klimat- och markegenskaper beaktas. Installation av en mast med vindkraftverk utförs efter att murbruket stelnat (minst en vecka efter gjutning). Du kan helt enkelt gräva ner en stolpe i marken och fixa trådarna. Det här alternativet är dock mindre tillförlitligt.
Rotor
Diametern väljs enligt medelvindhastigheten. En rotor görs och en remskiva görs om (ett speciellt friktionshjul med en fälg eller ett spår runt omkretsen, utformat för att överföra rörelse till en drivrem eller ett rep). Faktum är att med vindhastigheter upp till 6-7 m/s, kommer effekten av ett 3 m element att vara högre.
Wings
Tunnan är uppdelad i 4 lika delar. För detta används ett måttband och en markör. Bladen skärs med sax för metall. Vingarna fästs sedan på remskivan och botten. Som fästelementbultar används. Platser för dem bör mätas mycket noggrant, annars måste du i framtiden ofta justera rotationen. Bladen fälls försiktigt, med rimliga skäl, för att förhindra onödiga vindbyar i luftflödet.
Assembly
Ledningar ansluts till generatorn och kretsen är monterad i kopplingsboxen. Enheten är fäst i masten. Ledningarna är fästa på stolpen och generatorn. Därefter ansluts enheten och sedan batteriet till kretsen. Med hjälp av ledningar, vars tvärsnitt är upp till 2,5 kW, ansluts lasten. Beroende på graden av böjning av bladen ställs rotationshastigheten in. En sådan enhet bör räcka för att ge energi till ett hus på landet eller en stuga.
Ökad produktivitet
När masten höjs upp till 20-25 meter kommer luftflödeshastigheten att öka med 30 %. Samtidigt kommer också energiproduktionen att ökas upp till 1,5 gånger. Detta alternativ används vid reducerad vindhastighet (upp till 4 m/s). Med en hög mast kommer påverkan från träd och byggnader att elimineras. Så här gör du ditt eget vindkraftverk.
Industriutveckling
Idag kan du köpa en vindgenerator för hemmet till en rimlig kostnad. Detta talar om den ständiga och aktiva utvecklingen av denna industri. Genom att köpa eller montera installationen själv kan du säkerställa energioberoendet i ditt eget hem under ganska lång tid. Som regel räcker en enhet med en märkeffekt på 1 kW för en liten byggnad. Samtidigt vindhastigheten i enhetens driftområdebör vara 8 m/s. Om det inte finns något stabilt luftflöde i området, eller det är svagt, kan enheten utrustas med en dieselgenerator eller solceller. I Ryssland idag noteras endast uppkomsten av en tendens att installera vindkraftverk. Endast ett fåtal tillverkare av lågeffektsenheter för inhemska behov är representerade på den inhemska marknaden. Kostnaden för vindkraftverk för 1 kW i en komplett uppsättning börjar från 35-40 tusen rubel. Detta är priser från två år sedan. Det finns inget behov av att utfärda ett certifikat för att installera enheten.
Nackdelar och fördelar med utnyttjande
Trots den ständiga ökningen av energitarifferna är själva kostnaden för el inte i någon utsträckning ett betydande värde i huvuddelen av industrier med andra kostnader. För konsumenten idag är stabilitet och försörjningstrygghet nyckelfaktorer. De främsta orsakerna som framkallar en ökning av kostnaderna för energi för industriellt bruk, erhållen från vindkraftverk, är:
- Behovet av autonom drift under en tid. Batterier används i dessa fall.
- Behovet av elektrisk energi av industriell kvalitet. En växelriktare används för detta.
- Behovet av kontinuerlig drifttid. I sådana fall används dessutom dieselgeneratorer.
När det gäller användningen av enheter i vardagen, bör nackdelarna med driften omfatta:
- Den höga kostnaden för batterier. Hon ärungefär 25 % av priset på själva enheten.
- Den relativt höga kostnaden för växelriktaren.
- För att säkerställa en tillförlitlig elförsörjning används i vissa fall en dieselgenerator. Dess kostnad är jämförbar med priset på själva enheten.
Det bör dock noteras att dessa faktorer förlorar sin relevans med en modern dubbelkonvertering UPS och ett gemensamt nätverk. Idag är det ur ekonomisk synpunkt mest ändamålsenligt för industriella ändamål att med hjälp av en vindgenerator ta emot inte el, utan lik- eller växelström. Därefter omvandlas den till värme för varmvatten och hemuppvärmning. För detta används värmeelement. Detta schema har sina fördelar. Speciellt i detta fall kan en vanlig panna med vatten fungera som en energiackumulator, för värmeförbrukning finns det inte så strikta krav på kontinuitet och leveranskvalitet.
