Generator Vjetra (49 Fotografija): Izbor Za Privatnu Kuću Vjetroturbine Za Proizvodnju Električne Energije, Prednosti I Nedostaci, Izgradnja Vjetroelektrane

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-18 12:05

Kako bi poboljšali životne uvjete, čovječanstvo koristi vodu i razne minerale. Nedavno su postali popularni alternativni izvori energije, posebno vjetar. Zahvaljujući potonjem, ljudi su naučili primati energiju za domaće i industrijske potrebe.

Šta je to?

Zbog činjenice da se potrebe za energetskim resursima svakodnevno povećavaju, a zalihe uobičajenih nosača energije smanjuju, upotreba alternativnih izvora energije svakim danom postaje sve relevantnija. Nedavno su naučnici i inženjeri dizajna stvarali nove modele vjetroturbina . Korištenje najnovijih tehnologija omogućuje poboljšanje karakteristika kvalitete jedinica i smanjenje broja negativnih aspekata u strukturama.

Generator vjetra je vrsta tehničkog uređaja koji kinetičku energiju vjetra pretvara u električnu

Vrijednost i primjena proizvoda koje ove jedinice proizvode stalno se povećava zbog neiscrpnosti resursa koje koriste za rad.

Gdje se koriste?

Generatori vjetra koriste se na različitim mjestima, obično na otvorenim prostorima, gdje je potencijal vjetra najveći. Stanice alternativnih izvora energije instalirane su u planinama, u plitkim vodama, na ostrvima i poljima. Savremene instalacije mogu proizvesti električnu energiju čak i pri malim brzinama vjetra. Zbog ove mogućnosti, vjetrogeneratori se koriste za opskrbu električnom energijom objekata različitih kapaciteta.

Stacionarno vjetroelektrana može opskrbiti električnom energijom privatnu kuću ili mali industrijski objekt. Za vrijeme odsutnosti vjetra, rezerva energije će se akumulirati, a zatim koristiti iz baterije.

Vjetroturbine srednje snage mogu se koristiti na farmama ili u kućama udaljenim od sistema grijanja. U ovom slučaju, ovaj izvor električne energije može se koristiti za grijanje prostora.

Uređaj i princip rada

Generator vjetra se napaja energijom vjetra. Dizajn ovog uređaja trebao bi uključivati sljedeće elemente:

• lopatice turbine ili elisa;
• turbina;
• električni generator;
• os električnog generatora;
• pretvarač čija je funkcija pretvaranje izmjenične struje u istosmjernu;
• mehanizam koji rotira noževe;
• mehanizam koji rotira turbinu;
• baterija;
• jarbol;
• kontroler rotacijskog kretanja;
• prigušivač;
• senzor vjetra;
• drška za mjerenje vjetra;
• gondola i drugi elementi.

Vrste generatora su različite, pa se i strukturni elementi u njima mogu razlikovati.

Industrijske jedinice imaju ormarić za napajanje, zaštitu od groma, mehanizam zakretanja, pouzdan temelj, uređaj za gašenje požara i telekomunikacije.

Vjetrogeneratorom se smatra uređaj koji pretvara energiju vjetra u električnu energiju. Prethodnici modernih jedinica su mlinovi koji proizvode brašno od žitarica. Međutim, dijagram povezivanja i princip rada generatora praktički se nisu promijenili.

1. Zahvaljujući sili vjetra, lopatice se počinju okretati, čiji se zakretni moment prenosi na osovinu generatora.
2. Rotacija rotora stvara trofaznu izmjeničnu struju.
3. Preko regulatora, izmjenična struja se šalje u bateriju. Baterija je potrebna kako bi se stvorio stabilan rad vjetrogeneratora. Ako postoji vjetar, jedinica puni bateriju.
4. Za zaštitu od uragana u sistemu proizvodnje energije vjetra, postoje elementi za preusmjeravanje kotača vjetra od vjetra. To se događa preklapanjem repa ili kočenjem kotača pomoću električne kočnice.
5. Da biste napunili bateriju, morate instalirati kontroler. Funkcije potonjeg uključuju praćenje punjenja baterije kako bi se spriječio njen kvar. Ako je potrebno, ovaj uređaj može ispustiti višak energije na balast.
6. Baterije imaju konstantno nizak napon, ali bi do potrošača trebale doći sa snagom od 220 volti. Iz tog razloga, invertori su ugrađeni u vjetrogeneratore. Potonji mogu pretvoriti izmjeničnu struju u istosmjernu, povećavajući indikator snage na 220 volti. Ako pretvarač nije instaliran, bit će potrebno koristiti samo one uređaje koji su ocijenjeni za niski napon.
7. Transformirana struja se šalje potrošaču za napajanje baterija za grijanje, sobne rasvjete i kućanskih aparata.

U dizajnu industrijskih vjetrogeneratora postoje dodatni elementi, zahvaljujući kojima uređaji rade u autonomnom načinu rada.

Vrste, njihove prednosti i nedostaci

Klasifikacija vjetroelektrana temelji se na sljedećim kriterijima

1. Broj lopatica . Trenutno u prodaji možete pronaći jednokrilne, niske lopatice, više lopatice vjetrenjače. Što manje lopatica ima generator, veća će biti njegova brzina motora.
2. Pokazatelj nazivne snage . Kućanske stanice proizvode do 15 kW, poluindustrijske - do 100, a industrijske - više od 100 kW.
3. Smjer osi . Vjetroturbine mogu biti i okomite i vodoravne, svaka vrsta ima svoje prednosti i nedostatke.

Oni koji žele nabaviti alternativni izvor energije mogu kupiti generator vjetra s rotorom, kinetički, vrtložni, jedra, mobilni.

Postoji i klasifikacija vjetrogeneratora prema njihovom položaju. Danas postoje 3 vrste jedinica.

1. Zemaljski . Takve vjetrenjače smatraju se najčešćim; postavljaju se na brda, uzvišenja, unaprijed pripremljena mjesta. Ugradnja takvih instalacija izvodi se pomoću skupe opreme, jer se konstrukcijski elementi moraju učvrstiti na visokoj visini.
2. U obalnom dijelu mora i okeana grade se obalne stanice . Na rad generatora utječe morski povjetarac, zbog čega rotacijski uređaj proizvodi energiju non -stop.
3. Offshore . Vjetroturbine ovog tipa postavljaju se na moru, obično na udaljenosti od oko 10 metara od obale. Takvi uređaji stvaraju energiju iz redovnog vjetra na moru. Nakon toga energija odlazi na obalu putem posebnog kabela.

Vertikalno

Vertikalne vjetroturbine karakterizira okomita os rotacije u odnosu na tlo. Ovaj uređaj je pak podijeljen u 3 vrste.

Sa Savounis rotorom . Konstrukcija uključuje nekoliko polucilindričnih elemenata. Okretanje osi jedinice događa se stalno i ne ovisi o jačini i smjeru vjetra. Prednosti ovog generatora su visoka razina obradivosti, visokokvalitetni startni moment, kao i sposobnost funkcioniranja čak i uz blagu silu vjetra. Nedostaci uređaja: niskoefikasan rad noževa, potreba za velikom količinom materijala u proizvodnom procesu.

Sa Darrieus rotorom . Na rotacionoj osi uređaja nalazi se nekoliko noževa koji zajedno imaju oblik trake. Smatra se da je prednost generatora odsustvo potrebe da se fokusira na protok zraka, odsustvo poteškoća u proizvodnom procesu i jednostavno i zgodno održavanje. Nedostaci jedinice su niska efikasnost, kratak ciklus remonta i loš samopokretanje.

Sa spiralnim rotorom . Generator vjetra ove vrste modifikacija je prethodne verzije. Njegove prednosti leže u dugom radu i malom opterećenju mehanizama i potpornih jedinica. Nedostaci jedinice su visoki troškovi konstrukcije, težak i složen proces proizvodnje noževa.

Horizontalno

Osa horizontalnog rotora u ovom uređaju paralelna je sa zemljinom površinom. Oni su jednokrilni, dvokraki, trokraki, a takođe i višestruki, u kojima broj lopatica doseže 50 komada. Prednosti ove vrste vjetroturbina su visoka efikasnost. Nedostaci jedinice su sljedeći:

• potreba za orijentacijom prema smjeru strujanja zraka;
• potreba za ugradnjom visokih konstrukcija - što je instalacija veća, to će biti snažnija;
• potreba za temeljem za naknadnu ugradnju jarbola (to doprinosi povećanju troškova procesa);
• velika buka;
• opasnost za ptice koje lete.

Vane

Nožni generatori snage imaju oblik propelera. U tom slučaju lopatice primaju energiju strujanja zraka i prerađuju je u rotacijsko kretanje.

Konfiguracija ovih elemenata ima izravan utjecaj na efikasnost vjetroturbine.

Horizontalne vjetroturbine imaju rotore s lopaticama, kojih može biti određeni broj . Obično ih ima 3. Ovisno o broju oštrica, snaga uređaja može se povećati ili smanjiti. Jasna prednost ove vrste vjetroturbina je ujednačena raspodjela opterećenja na potisni ležaj. Nedostatak jedinice je što instalacija takve strukture zahtijeva puno dodatnih materijala i troškova rada.

Turbine

Generatori vjetroturbina trenutno se smatraju najefikasnijim. Razlog tome je optimalna kombinacija područja oštrica s njihovom konfiguracijom . Prednosti dizajna bez sečiva uključuju visoku efikasnost, nisku buku, što je uzrokovano malim dimenzijama uređaja. Osim toga, ove jedinice se ne ruše pri jakom vjetru i ne predstavljaju opasnost za druge i ptice.

Vjetrenjača turbinskog tipa koristi se u gradovima i mjestima, uz njenu pomoć moguće je osvijetliti privatnu kuću i ljetnikovac . Praktično nema nedostataka u takvom generatoru.

Nedostatak vjetroturbine je potreba za stabilizacijom sastavnih dijelova konstrukcije.

Glavne karakteristike

Glavne prednosti vjetrogeneratora su sljedeće:

• ekološka sigurnost - rad instalacija ne šteti okolišu i živim organizmima;
• nedostatak složenosti u dizajnu;
• jednostavnost upotrebe i upravljanja;
• nezavisnost od električnih mreža.

Među nedostacima ovih uređaja, stručnjaci razlikuju sljedeće:

• visoki troškovi;
• mogućnost otplate tek nakon 5 godina;
• niska efikasnost, mala snaga;
• potreba za skupom opremom.

Dimenzije (uredi)

Uređaji za proizvodnju energije iz vjetra mogu biti različitih veličina. Njihova snaga ovisi o veličini kotača, visini jarbola i brzini vjetra. Najveća jedinica ima stub dug 135 m, a promjer rotora 127 m . Tako njegova ukupna visina doseže 198 metara. Velike vjetroturbine velikih visina i dugih lopatica pogodne su za opskrbu energijom malih industrijskih preduzeća, farmi. Kompaktniji modeli mogu se instalirati kod kuće ili na selu.

Trenutno proizvode marš vrstu vjetrenjača s lopaticama promjera 0, 75 i 60 metara . Prema riječima stručnjaka, dimenzije generatora ne bi trebale biti grandiozne, jer je mala prijenosna instalacija pogodna za proizvodnju male količine energije. Najmanji model jedinice visok je 0,4 metra i teži manje od 2 kilograma.

Proizvođači

Danas je proizvodnja vjetroturbina uspostavljena u mnogim zemljama svijeta. Na tržištu možete pronaći modele i jedinice ruske proizvodnje iz Kine. Od domaćih proizvođača najpopularnije su sljedeće firme:

• "Svjetlo vjetra";
• Rkraft;
• SKB Iskra;
• Sapsan-Energia;
• "Energija vjetra".

Proizvođači mogu napraviti vjetroturbine prema ličnim željama kupaca. Također, proizvođači često imaju uslugu izračunavanja i projektiranja vjetroelektrana.

Strani proizvođači generatora energije također su vrlo popularni:

• Goldwind - Kina;
• Vestas - Danska;
• Gamesa - Španija;
• Suzion - Indija;
• GE Energy - SAD;
• Siemens, Enercon - Njemačka.

Prema recenzijama potrošača, uređaji inozemne proizvodnje su visokog kvaliteta jer su proizvedeni pomoću najnovije opreme.

Međutim, vrijedi zapamtiti da upotreba takvih vjetrogeneratora podrazumijeva korištenje skupih popravaka, kao i rezervnih dijelova, koje je gotovo nemoguće pronaći u domaćim trgovinama. Cijena jedinica za proizvodnju energije obično ovisi o dizajnerskim značajkama, kapacitetu i proizvođaču.

Kako odabrati?

Da biste odabrali pravi generator vjetra za ljetnikovac ili kuću, morate uzeti u obzir sljedeće

1. Proračun snage instaliranih električnih uređaja koji će biti povezani u prostoriji.
2. Snaga buduće jedinice, uzimajući u obzir sigurnosni faktor. Ovo posljednje neće dopustiti preopterećenje generatora u vršnoj situaciji.
3. Klima teritorija. Padavine imaju negativan utjecaj na performanse uređaja.
4. Efikasnost opreme, koja se smatra jednim od najvažnijih pokazatelja.
5. Indikatori buke koji karakterišu vjetroturbinu tokom rada.

Uz sve gore navedeno, potrošač bi trebao procijeniti sve parametre instalacije, kao i pročitati recenzije o tome.

Načini poboljšanja efikasnosti rada

Kako bi se povećala efikasnost rada vjetrogeneratora, bit će potrebno promijeniti njegove radne sposobnosti i karakteristike u pozitivnom smjeru. Prvo, vrijedno je povećati efikasnost osjetljivosti radnog kola na relativno slab i nestabilan vjetar.

Da biste zamisao pretočili u stvarnost, preporučuje se korištenje "jedra latica".

Ovo je vrsta jednostrane membrane za protok zraka, koja slobodno propušta vjetar u jednom smjeru. Membrana je nepropusna barijera za kretanje zračnih masa u suprotnom smjeru.

Druga metoda povećanja efikasnosti vjetroturbine je upotreba difuzora ili zaštitnih čepova koji prekidaju protok sa suprotne površine . Svaka od opcija ima i prednosti i nedostatke. Međutim, oni su u svakom slučaju učinkovitiji od tradicionalnog modela.

DIY gradnja

Generator vjetra je skup. Ako ga želite instalirati na svom teritoriju, vrijedi razmotriti sljedeće:

• dostupnost odgovarajućeg terena;
• rasprostranjenost čestih i jakih vjetrova;
• nedostatak drugih alternativnih izvora energije.

U suprotnom, vjetroelektrana neće dati očekivani rezultat. Budući da se potražnja za alternativnom energijom povećava svake godine, a kupnja vjetroturbine opipljiv je udarac za porodični budžet, možete pokušati napraviti jedinicu vlastitim rukama s naknadnom ugradnjom. Proizvodnja vjetroturbine može se temeljiti na neodimijskim magnetima, mjenjaču, lopaticama i njihovom odsustvu.

Vjetroturbina ima mnogo prednosti . Stoga, uz veliku želju i prisutnost elementarnih dizajnerskih sposobnosti, gotovo svaki majstor može izgraditi stanicu za proizvodnju električne energije na svom mjestu. Najjednostavnija verzija uređaja smatra se vjetroturbinom s okomitom osi. Potonji ne zahtijeva podršku i visok jarbol, a postupak ugradnje odlikuje jednostavnost i brzina.

Da biste stvorili generator vjetra, morat ćete pripremiti sve potrebne elemente i pričvrstiti modul na odabrano mjesto. Kao dio domaćeg vertikalnog generatora energije, prisustvo takvih elemenata smatra se obaveznim:

• rotor;
• oštrice;
• aksijalni jarbol;
• stator;
• baterija;
• inverter;
• kontroler.

Oštrice mogu biti izrađene od lagane elastične plastike jer se drugi materijali mogu oštetiti i deformirati pod utjecajem velikih opterećenja. Prije svega, 4 jednaka dijela moraju biti izrezana iz PVC cijevi. Nakon toga morate izrezati nekoliko polukružnih ulomaka iz lima i popraviti ih uz rubove cijevi. U tom slučaju, radijus dijela oštrice trebao bi biti 69 cm, u tom slučaju visina oštrice će doseći 70 cm.

Za sastavljanje rotorskog sistema potrebno je uzeti 6 neodimijumskih magneta, 2 feritna diska promjera 23 cm, ljepilo za lijepljenje. Magnete treba staviti na prvi disk, uzimajući u obzir kut od 60 stupnjeva i promjer 16,5 cm. Prema istoj shemi, drugi disk se sastavlja, a magneti se lijevaju ljepilom. Za stator morate pripremiti 9 zavojnica, na svaku od kojih namotate 60 zavoja bakrenih žica promjera 1 mm. Lemljenje se mora izvesti u sljedećem redoslijedu:

• početak prve zavojnice s krajem četvrte;
• početak četvrte zavojnice s krajem sedme.

Druga faza sastavlja se na sličan način. Zatim se izrađuje obrazac od lima šperploče, čije je dno prekriveno stakloplastikom. Faze iz lemljenih zavojnica montirane su na vrhu. Konstrukcija je napunjena ljepilom i ostavljena nekoliko dana da zalijepi sve dijelove. Nakon toga možete početi povezivati pojedine elemente vjetrogeneratora u jednu cjelinu.

Za sastavljanje konstrukcije u gornjem rotoru potrebno je napraviti 4 rupe za klinove. Donji rotor ugrađen je s magnetima prema gore na nosaču. Nakon toga morate postaviti stator s rupama potrebnim za montažu nosača. Igle bi trebale počivati na aluminijskoj ploči, a zatim pokriti drugim rotorom s magnetima prema dolje.

Pomoću ključa potrebno je rotirati igle tako da rotor pada ravnomjerno i bez trzaja . Kada zauzmete pravo mjesto, vrijedi odvrnuti vijke i ukloniti aluminijske ploče. Na kraju rada konstrukcija mora biti učvršćena maticama i ne čvrsto zategnuta.

Čvrsta metalna cijev duljine 4 do 5 metara prikladna je za jarbol . Na njega je pričvršćen prethodno sastavljeni generator. Nakon toga se okvir s lopaticama pričvršćuje na generator, a konstrukcija jarbola ugrađuje se na platformu koja je unaprijed pripremljena. Položaj sistema je fiksiran podupiračem.

Priključivanje napajanja na vjetroturbinu odvija se serijski. Regulator mora uzeti izvor iz generatora i pretvoriti izmjeničnu struju u istosmjernu.