Danas, kako raste tarifa za struju i raste želja ljudi da grade seoske vikendice i dače daleko od "civilizacije", mnogi vlasnici privatnih imanja se sve više okreću alternativnim izvorima energije. Najjeftinija trenutno je energija vjetra. Za njegovu upotrebu dizajnirani su posebni uređaji. Dalje u članku ćemo razmotriti šta je vjetrogenerator.
Terminologija
Generator električne energije vjetrenjače je uređaj koji pretvara kinetičku energiju strujanja zraka u mehaničku. Ova sila pokreće rotaciju rotora. Kao rezultat njegovog rada, mehanička energija se naknadno pretvara u električnu energiju.
Industrijska upotreba
Ovakve uređaje prave velike privatne ili javne energetske kompanije. Obično se kombinuju u takozvane mreže. Rezultat su vjetroelektrane. Ove industrijske mreže su različiteod nuklearnih ili termalnih potpunim odsustvom sirovina (goriva) i otpada. Da bi generator vjetroelektrane radio bez kvara, prosječna godišnja brzina protoka zraka mora biti visoka. Snaga modernih sistema može dostići 7,5 MW.
Neke operativne poteškoće
Industrijski vjetrogenerator se montira na posebno pripremljenom mjestu u roku od sedam do deset dana. A dobijanje dozvola za izgradnju objekta u nekim slučajevima može potrajati više od godinu dana. Osim toga, potrebne su dugoročne studije na lokaciji na kojoj će se vršiti instalacija vjetrogeneratora. Barem tokom godine proučavaju se smjer i brzina strujanja zraka. Sve ove aktivnosti značajno produžavaju period realizacije projekata.
Kratka istorijska pozadina
Vrijedi napomenuti da su ljudi počeli koristiti energiju vjetra u davna vremena. Jednostavan primjer je jedro. Vjetrenjače su se gradile već 200 godina prije naše ere, a nakon otkrića električne energije, ljudi su počeli pokušavati da koriste snagu zračnih struja kako bi je dobili. Sve do 50-ih godina prošlog veka kontinuirano se radilo na projektovanju i projektovanju nove opreme u Sovjetskom Savezu. Vjetrogeneratori su se široko koristili u zemlji.
Oblast primjene
Vjetrogenerator se može koristiti direktno za svoju namjenu, ili može obavljati isključivo dekorativne funkcije. Propeler se može opremiti čegrtaljkom i stavitiuređaja na bilo koju pogodnu lokaciju. U industrijske svrhe ranije se koristio vjetrogenerator za mljevenje žitarica. Danas se u ove svrhe po pravilu koristi druga oprema. Vjetrogeneratori se često koriste za dom. Recenzije vlasnika prigradskih nekretnina svjedoče o efikasnosti takvog dizajna u procesu crpljenja vode. Dakle, prema nekim korisnicima, jedinica može podići oko 30-50 litara na sat iz bunara ili bunara. Takvi generatori su vrlo relevantni za davanje. Vjetrene konstrukcije su često nezamjenjive tamo gdje postoje prekidi u opskrbi strujom u mrežu. Koriste se i za pokretanje sistema grijanja. Međutim, vjetrogenerator se najčešće koristi za proizvodnju električne energije.
Klasifikacija
Ako je postalo potrebno kupiti vjetrogenerator za privatnu kuću, trebali biste saznati više o vrstama ove jedinice i principu rada. Dizajn može biti tipa karusela. U ovom slučaju ima vertikalnu os rotacije. Također, dizajn može biti krilati. To znači da je os rotacije jedinice horizontalna. Zatim razmotrite svaku vrstu zasebno.
Dizajn karusela
Ovakav vetrogenerator nesumnjivo ima svoje prednosti. Brzo dobija trakciju u procesu povećanja jačine protoka vazduha. Nakon toga, brzina rotacije je gotovo na istom nivou. Ovaj dizajn samostalno prati smjer vjetra. To znači da joj nisu potrebni dodatnifixtures. Vjetrogenerator tipa vrtuljak se sporo kreće. To omogućava korištenje prilično jednostavnih shema. Istovremeno, mala brzina značajno ograničava upotrebu konstrukcija. To je zbog činjenice da postoji potreba za dodatnom upotrebom step-up mjenjača. Multiplikatori imaju prilično nisku efikasnost. Bez mjenjača rad vjetrogeneratora je znatno otežan.
Dizajn krila
Šta je takav generator (vjetar)? Recenzije mnogih korisnika govore u prilog ovom dizajnu. Jedinica tipa krila ima puno prednosti u odnosu na gore opisane. Nesumnjivim prednostima koje takav vjetrogenerator ima, korisnici pripisuju prilično veliku brzinu rotacije. Zahvaljujući tome, nema potrebe za dodatnom upotrebom množitelja. Lopatice strukture lopatica moraju biti postavljene okomito na protok zraka, odnosno okomito. Za to se koristi stabilizator. Još jedna prednost koju korisnici kažu da vjetrogenerator s lopaticama ima je visoka efikasnost konverzije energije protoka zraka. Istovremeno, brzina rotacije u takvim dizajnima obrnuto je proporcionalna broju lopatica. U tom smislu, jedinice u pravilu nemaju više od tri krila. Široka popularnost ovakvih instalacija je takođe posledica lakoće izrade konstrukcija.
Kriterijumi odabira uređaja
Pre svega, potrebno je tačno odrediti prosečnu brzinu iželjeni smjer strujanja zraka na mjestu gdje će jedinica raditi. Trebali biste biti svjesni nekih parametara. Dakle, početna brzina kojom počinje rotacija lopatica je 2 m/s. Jedinica postiže maksimalnu efikasnost sa protokom od 9-12 m/s. Snaga generatora zavisi od prečnika propelera i brzine vetra.
Karakteristike dizajna
Od čega se sastoji kućni vetrogenerator? Sam dizajn uključuje točak sa oštricama. Takođe ima menjač. Ovaj mehanizam je dizajniran za pretvaranje i prijenos obrtnog momenta. Također u dizajnu postoji jarbol. Sam uređaj je instaliran na njemu. Također, jedinica je opremljena baterijom i inverterom. Uz pomoć potonjeg, jednosmjerna struja se pretvara u efektivnu naizmjeničnu struju.
Uređaj i mreža
Većina jedinica koje postoje danas radi sa centralizovanim ili lokalnim izvorom električne energije. Na primjer, to može biti dizel generator. Potreba za korištenjem dodatnog izvora objašnjava se nestabilnošću protoka zraka. U ovom slučaju, mreža obavlja zadatak stabilizacije. Postoje određeni uvjeti za korištenje takvih konstrukcija. Jedna od glavnih je da snaga mreže mora nužno biti veća od snage vjetrogeneratora, najmanje 1,8 puta.
Princip rada
Moćne vazdušne struje pokreću lopatice vetrogeneratora. Počinju da se okreću. Primljena energija se preko rotora prenosi na multiplikator. kakoGore je rečeno da jedinice mogu funkcionirati i pojedinačno i u grupama. U nekim dizajnima instalirani su množitelji radi poboljšanja performansi uređaja. Treba reći da ne može svako kupiti takvu jedinicu. U tom smislu, neki ljudi grade vjetrogeneratore za svoj dom vlastitim rukama. Kako to učiniti, razmotrit ćemo dalje.
Vrsta jedinice
Šta su vjetrogeneratori za dom? Postoje dvije vrste uređaja. Prvi je horizontalni, a drugi vertikalni generator vjetra. Potonji dizajn, prema samim korisnicima, lakši je za sastavljanje i instalaciju - balansiranje uređaja je prilično jednostavno. Osim toga, ovaj sistem ima veći koeficijent efektivnog djelovanja vjetra. Što je moćniji uređaj odabran za montažu, veća će biti težina i promjer kotača. Ovo će zauzvrat otežati balansiranje i instalaciju.
Komponente
Pre nego što napravite vetrogenerator, pripremite sve potrebne elemente i detalje:
- Baterija 12 V. Možete koristiti automobilski uređaj, ali je bolje kupiti alternativni. Takva baterija će biti sigurnija i izdržljivija.
- Generator 12 V.
- Rotor 1.5-2 m.
- Metalna bačva ili kanta (velika). Poželjno je koristiti posudu od aluminijuma ili nerđajućeg čelika.
- Relej za punjenje baterije.
- Relej za punjenje lampe (automobilska, na primjer).
- Poluzatvoreni prekidač.
- Razvodna kutija.
- Voltmetar. Možete koristiti auto.
- jarbol, čija je visina od 2 do 10 metara. Možete ga napraviti i sami. Ovo će zahtijevati PVC cijevi i metalne dijelove za bazu.
- 4 M6 vijka.
- Žice.
- Nerđajuća žica ili stezaljke. Ovi elementi će biti pričvršćeni za jarbol.
Trebat će vam i sljedeći alati:
- Cuters.
- Bušilica i bušilica.
- odvijač.
- Ključevi.
Postavljanje na jarbol
Prije ugradnje potrebno je ispuniti temelj u skladu sa zapreminom osnove i poprečnim presjekom cijevi. U tom slučaju treba uzeti u obzir klimu i svojstva tla. Montaža jarbola sa vjetroturbinom izvodi se nakon što se m alter stvrdne (najmanje tjedan dana nakon izlivanja). Možete jednostavno ukopati stub u zemlju i popraviti žice. Međutim, ova opcija je manje pouzdana.
Rotor
Prečnik se bira prema prosečnoj brzini vetra. Izrađuje se rotor i prepravlja remenica (poseban frikcioni točak sa obodom ili utorom po obodu, dizajniran da prenosi kretanje na pogonski remen ili uže). Zapravo, sa brzinom vjetra do 6-7 m/s, snaga elementa od 3 m će biti veća.
Krila
Burad je podijeljen na 4 jednaka dijela. Za to se koriste mjerač trake i marker. Oštrice se režu makazama za metal. Krila se zatim fiksiraju na remenicu i dno. Kao pričvršćivačikoriste se zavrtnji. Mjesta za njih treba izmjeriti vrlo precizno, inače ćete u budućnosti često morati prilagođavati rotaciju. Oštrice se lagano sklapaju, u razumnom roku, kako bi se spriječili nepotrebni udari u protoku zraka.
Sastavljanje
Žice su spojene na generator i kolo je sastavljeno u razvodnoj kutiji. Jedinica je pričvršćena na jarbol. Žice su pričvršćene na stup i generator. Zatim se jedinica, a zatim i baterija spaja na strujni krug. Uz pomoć žica, čiji je poprečni presjek do 2,5 kW, povezuje se opterećenje. U zavisnosti od stepena savijanja lopatica, podešava se brzina rotacije. Takva jedinica bi trebala biti dovoljna da obezbijedi energiju za seosku kuću ili vikendicu.
Povećana produktivnost
Kada se jarbol podigne na 20-25 metara, brzina protoka vazduha će se povećati za 30%. Istovremeno će se povećati i proizvodnja energije do 1,5 puta. Ova opcija se koristi pri smanjenoj brzini vjetra (do 4 m/s). Sa visokim jarbolom, uticaj drveća i zgrada će biti eliminisan. Evo kako napraviti vlastitu vjetroturbinu.
Razvoj industrije
Danas možete kupiti kućni vjetrogenerator po razumnoj cijeni. To govori o stalnom i aktivnom razvoju ove industrije. Samim kupovinom ili montažom instalacije možete osigurati energetsku neovisnost vlastitog doma na dosta dugo vremena. U pravilu, jedinica nazivne snage od 1 kW dovoljna je za malu zgradu. Istovremeno, brzina vjetra u području rada uređajatreba da bude 8 m/s. Ako nema stabilnog protoka zraka u prostoru ili je slab, uređaj se može opremiti dizel generatorom ili fotonaponskim ćelijama. U Rusiji se danas bilježi samo pojava tendencije instaliranja vjetrogeneratora. Na domaćem tržištu zastupljeno je svega nekoliko proizvođača agregata male snage za domaće potrebe. Cijena vjetroturbina za 1 kW u kompletu počinje od 35-40 hiljada rubalja. Ovo su cijene od prije dvije godine. Za instaliranje uređaja nije potrebno izdavati certifikat.
Nedostaci i prednosti eksploatacije
Uprkos stalnom rastu tarifa za energiju, sama cijena električne energije nije ni u kakvoj mjeri značajna vrijednost u većini industrija sa ostalim troškovima. Za današnjeg potrošača, stabilnost i sigurnost snabdijevanja su ključni faktori. Glavni razlozi koji izazivaju poskupljenje energije za industrijsku upotrebu, dobijene iz vetrogeneratora, su:
- Potreba za autonomnim radom neko vrijeme. U ovim slučajevima se koriste baterije.
- Potreba za električnom energijom industrijskog kvaliteta. Za ovo se koristi inverter.
- Potreba za kontinuiranim radnim vremenom. U takvim slučajevima se dodatno koriste dizel agregati.
Što se tiče upotrebe uređaja u svakodnevnom životu, u nedostatke rada treba ubrojiti:
- Visoka cijena baterija. Ona jeotprilike 25% cijene samog uređaja.
- Relativno visoka cijena pretvarača.
- Da bi se osiguralo pouzdano snabdijevanje električnom energijom, u nekim slučajevima se koristi dizel generator. Njegova cijena je uporediva sa cijenom samog uređaja.
Međutim, treba napomenuti da ovi faktori gube svoju važnost sa modernim UPS-om sa dvostrukom konverzijom i zajedničkom mrežom. Danas je, s ekonomskog gledišta, za industrijske svrhe najpovoljnije primati uz pomoć vjetrogeneratora ne električnu, već jednosmjernu ili naizmjeničnu struju. Nakon toga se pretvara u toplinu za toplu vodu i grijanje kuće. Za to se koriste grijaći elementi. Ova shema ima svoje prednosti. Konkretno, u ovom slučaju, običan bojler sa vodom može da deluje kao akumulator energije, za potrošnju toplote ne postoje tako strogi zahtevi za kontinuitet i kvalitet snabdevanja.
