Generador eòlic per a casa particular: dispositiu, tipus, visió general de les millors ofertes

Els molins de vent han deixat de ser una novetat exòtica, ara es considera una de les possibles opcions d’estalvi. Els fluxos d'aire per sobre de la superfície terrestre porten una gran quantitat d'energia, que actualment s'utilitza amb èxit en aerogeneradors industrials i petits aerogeneradors d'ús privat.

Us expliquem com triar la forma adequada i instal·lar correctament un generador eòlic per a una casa particular. Al nostre article proposat es descriuen les regles per al muntatge i el funcionament de les mini centrals elèctriques. Els compradors interessats reben recomanacions per a la seva selecció, atesa la classificació dels models més populars.

Disseny i principi de funcionament dels aerogeneradors

Els generadors eòlics són dispositius especials que transformen l’energia cinètica del vent en energia elèctrica. Es tracta d’unes fonts d’electricitat independents, excel·lents per a la instal·lació en edificis residencials privats, en explotacions petites i mitjanes empreses i en bases de producció.

El disseny d'una central elèctrica estàndard per a ús domèstic inclou els següents elements funcionals:

1. Lames forma aerodinàmica per atrapar el vent.
2. Generador per produir corrent altern.
3. Controlador per al control automàtic d'una estació eòlica. Permet ajustar la recàrrega de les bateries, distribueix el flux d’energia entre els dispositius.
4. Conduir. Bateries especials per a l’acumulació d’electricitat generada.
5. Inversor fer arribar els paràmetres de l’energia generada als estàndards de xarxa.
6. Mast, elevant les pales fins a una certa alçada sobre el nivell del sòl.

Els mastes són diferents: de peu independent sense estries, fixats rígidament i giratoris en estries.Aquestes últimes es poden baixar i augmentar per a manteniment, així com per a treballs de reparació i restauració.

Sota la influència del vent, les fulles muntades a l’eix del generador comencen a girar, ajudant a iniciar el rotor. Com a resultat, l’energia cinètica dels fluxos d’aire es converteix en energia mecànica i després en energia elèctrica. Sembla un esquema molt simplificat del molí de vent

De fet, l’energia del parc eòlic no es lliura directament al consumidor. Al sistema, s’han de connectar dispositius especials per convertir el corrent elèctric.

El controlador es troba al circuit després del generador. Converteix corrent altern en corrent directe. D’aquesta forma, l’electricitat s’acumula i s’emmagatzema a les bateries, i a partir d’elles a través del convertidor, que transforma el corrent directe en corrent altern, l’energia es subministra a una xarxa d’energia privada.

Aquest esquema fa possible suavitzar la inestabilitat de la tensió, així com acumular energia durant períodes d'absència completa de consum. I això, al seu torn, permet l’ús de generadors eòlics de potència inferior a la potència total dels electrodomèstics domèstics.

Durant la conversió de corrent elèctric segons l’esquema de variable-constant, es produeixen algunes pèrdues d’energia que ascendeixen aproximadament al 20%

Juntament amb una eòlica autònoma, és possible instal·lar mòduls solars i generadors de combustible.

Si hi ha diversos aparells per a generar electricitat alhora, el circuit es complementa amb un altre element: un interruptor de circuit (ABP). Cal que quan s’apagueu una font d’energia alternativa, una altra, la de còpia de seguretat, es llanci.

Com a part dels parcs eòlics moderns, s'utilitzen diversos dissenys de rotors: peces giratòries. Tenen els seus avantatges i inconvenients, eficiència i funcionalitat diferents. Actualment, hi ha molts desenvolupaments de sistemes autònoms que poden interactuar amb vents de diferents velocitats i fortaleses.

Tipus de parcs eòlics

Per tipus de consumidors, es distingeixen generadors eòlics autònoms i instal·lacions de xarxa. Els primers proporcionen energia als consumidors allunyats de les xarxes elèctriques centrals.

El segon: pot numerar diverses desenes / centenars de molins de vent, que formen un sol sistema i transferir energia a una xarxa comuna. La potència de les unitats autònomes rarament supera els 75 kW, mentre que la potència de les instal·lacions de xarxa comença des dels 100 kW.

Segons el tipus de construcció, es distingeixen els aerogeneradors:

• amb vertical eix de rotació;
• amb horitzontal eix de rotació.

Aquests dispositius s’utilitzen per a diferents condicions de funcionament, però sovint hi ha models amb un eix horitzontal. Funcionen com gavines meteorològiques ordinàries i tenen una estructura similar. L’eix del rotor gira paral·lelament a la superfície terrestre.

Aquestes unitats es caracteritzen per una alta eficiència (al voltant del 40%), un control de potència simple i un preu més assequible, però també es caracteritzen per un alt nivell de sorolls i vibracions generades. A més, s’han d’orientar cap a la direcció del vent.

Per instal·lar un aerogenerador amb rotor horitzontal, necessiteu uns 120 m d’espai lliure i un pal almenys de 8 m d’alçada

Els aerogeneradors amb un eix de rotació vertical tenen un disseny més compacte, són menys susceptibles a factors ambientals.

En dispositius d’aquest tipus, la turbina és perpendicular al pla de la Terra. Aquestes estructures es llancen fins i tot a partir de vents lleugers i no depenen de la direcció del flux d'aire.

El baix nivell de soroll (fins a 30 dB) permet instal·lar aerogeneradors verticals als terrats dels edificis

Tot i això, hi ha un menys important: l'eficiència d'aquests generadors és només del 15%. A més, són més cars que els models amb un eix de gir horitzontal.

Els models de generadors eòlics es diferencien no només per la ubicació de l’eix de rotació, sinó també:

• nombre de fulles - hi ha molins de vent amb dues i tres pales, també hi ha modificacions de diverses fulles;
• materials per a la fabricació de peces funcionals - amb fulles de vela i rígides;
• pas de cargol - ajustable o fix.

La rotació de molins estacionaris multiclaves comença fins i tot amb un vent fluix, però per al funcionament de dispositius de dues i tres pales es necessita un vent més fort. Al mateix temps, cada fulla addicional de l'estructura crea una major resistència a les rodes, fent més difícil assolir les velocitats de funcionament del generador estàndard.

Segons el material de fabricació pales per a aerogenerador, hi pot haver certes dificultats en el treball. Els elements de vela són més fàcils de fabricar, per tant, són més barats.

Però si cal assegurar un funcionament fiable de l’aerogenerador per a l’alimentació autònoma d’alimentació, val la pena preferir els dissenys amb fulles rígides de metall o reforçades amb fibra de vidre.

Pel que fa al pas del cargol, tampoc és tan senzill. El pas variable permet ampliar significativament l’interval de velocitats efectives per al funcionament de l’estació eòlica i és un gran avantatge. Però, al mateix temps, aquest mecanisme redueix la fiabilitat general d’una instal·lació estacionària i complica significativament la roda de vent, complicant el funcionament de la unitat.

Viabilitat d'instal·lar un generador eòlic

Els petits parcs eòlics actuals s’utilitzen àmpliament com a fonts d’electricitat alternatives, cosa que pot aconseguir un estalvi real.

Aquests dispositius, per regla general, s’instal·len en casetes d’estiu, en zones allunyades de les principals xarxes d’alimentació. Però no és l’únic motiu pel qual les persones prefereixen cada cop més construccions d’aquest tipus.

Els propietaris de terres utilitzen amb èxit els generadors eòlics per aconseguir una autonomia completa i un important estalvi energètic

No obstant això, no totes les zones són adequades per instal·lar un aerogenerador. Perquè la minicentral funcioni plenament durant el període d’operació declarat pel fabricant, les condicions climàtiques de la zona han de complir els requisits dels equips especials.

La velocitat mitjana del vent no ha de ser inferior a 4,5-5 m / s. Només en aquest cas, es justificarà econòmicament la instal·lació d’una estructura amb aerogenerador.

Per trobar dades aproximades sobre la velocitat mitjana anual del vent per regió, heu de veure un mapa especial del vent. Es pot obtenir informació més precisa mitjançant un anemòmetre i un dispositiu per llegir senyals.

El sistema de mesura s’ha d’instal·lar a gran alçada perquè els edificis i arbres propers no distorsionin els resultats.

Si decidiu instal·lar un mini-parc eòlic per a la vostra llar, també heu de considerar la disponibilitat d’espai lliure. Cal tenir en compte que el vent ha de “caminar” absolutament per les fulles, així, i sense obstacles en el seu camí per arribar-hi des de diferents direccions.

És per això que els cims dels turons es consideren el lloc ideal per instal·lar un aerogenerador, on les masses d'aire es condensen amb un augment corresponent de la pressió i la velocitat del vent. Les regions marines i la zona de les estepes també es consideren adequades.

Per treure el màxim partit a un molí de vent, cal instal·lar-lo en un lloc on no hi ha arbres i edificis alts

Qualsevol obstacle en un radi de 250 m afectarà generador eòlic. Per obtenir indicadors d’eficiència màxima, cal establir l’eix de la turbina per sobre del nivell d’obstacles com a mínim entre 4-5 m.

Normes per a l'elecció d'equips

S’ha d’abordar de forma responsable la selecció d’un generador eòlic per a la llar.

Cal recollir informació bàsica amb antelació:

1. Calculeu la quantitat nominal i màxima d’electricitat per satisfer les necessitats de la casa.
2. Consulteu dades sobre la velocitat mitjana anual del vent a la zona de residència per determinar els períodes en què el molí de vent serà inactiu.
3. Tenir en compte les característiques climàtiques de la zona. Si s’observen gelades severes a la temporada d’hivern, la instal·lació d’un parc eòlic no es justificarà.
4. Esbrineu la intensitat del soroll generat durant el funcionament dels generadors eòlics.
5. Compareu les especificacions tècniques dels dispositius de diferents fabricants.

La selecció de components d’elements funcionals per a una instal·lació d’energia eòlica es realitza segons el valor nominal de la potència. En aquest cas, la velocitat nominal del vent té un paper: els valors en què el generador eòlic genera una quantitat calculada d’energia elèctrica.

Si la instal·lació produeix una potència màxima a una velocitat del vent d’11 m / s, i a la vostra zona l’indicador mitjà arriba als 4,5 m / s, l’aerogenerador no generarà la quantitat d’energia declarada pel fabricant.

També cal centrar-se en el fet que la potència d’un generador eòlic depèn del diàmetre de la roda formada per les pales. Si augmenteu la mida dues vegades, el molí a la mateixa velocitat del vent produirà 4 vegades més d’electricitat.

La capacitat de la bateria també és important. En cas de calma, haurien de disposar d’energia suficient per proporcionar una llar.

La instal·lació d’una central elèctrica privada per a molins de vent s’encarrega millor d’una empresa especialitzada en realitzar aquest tipus de treballs. L’objectiu principal és garantir la màxima seguretat. Cal garantir que el disseny global de l’aerogenerador es mantingui estable, fins i tot en condicions meteorològiques extremes.

Es poden instal·lar models de baix consum de generadors eòlics amb pals lleugers i baixos de manera independent. El suport central s’ha de muntar sobre un fonament de formigó armat. Per a l'estabilitat lateral de l'estructura, s'utilitzen 3-4 extensions.

Preus aproximats i amortització dels aerogeneradors

La popularitat dels aerogeneradors creix cada dia més. Els és avantatjós equipar cases rurals grans i cares, el contingut de les quals requereix molta energia elèctrica.

És aconsellable instal·lar molins de vent en zones poblades on no hi hagi una font d’energia centralitzada o que es subministri electricitat de manera intermitent.

És en aquests casos que els aerogeneradors vénen al rescat, l'ús dels quals presenta diversos avantatges:

• transformació de l’energia dels corrents d’aire en electricitat lliure;
• seguretat ambiental dels aerogeneradors;
• manca de matèries primeres i residus en la producció d'electricitat;
• desgast mínim de les peces funcionals;
• operació a llarg termini: 25-30 anys;
• no cal supervisar constantment el funcionament del parc eòlic.

Els desavantatges inclouen la variabilitat i la imprevisibilitat de l’energia eòlica. Per minimitzar les pèrdues, heu de duplicar la font o instal·lar un buffer addicional per emmagatzemar energia. A més, una roda de gir representa una amenaça potencial per a les aus voladores.

Les centrals eòliques produeixen sorolls comparables al soroll dels vehicles en conduir a una velocitat d’uns 70 km / h. L’augment del nivell de soroll no només repel·lix els animals, sinó que també provoca molèsties a les persones

Un altre menys important dels aerogeneradors d’ús domèstic és l’elevat cost. Aquests voluminosos dissenys estan elaborats amb materials cars, proveïts de controlador, bateries, instal·lació d'inversors i pal.

Cal destacar que els generadors eòlics nacionals dels fabricants russos, així com els aerogeneradors d'alta qualitat fabricats a la Xina, són molt més barats que els homòlegs europeus. El cost dels aerogeneradors domèstics amb un eix vertical amb una potència nominal de fins a 2 kW varia en el rang comprès entre 1300-2500 dòlars.

Però a aquest preu, el paquet només inclou un generador amb fulles. La resta d'equips hauran de comprar-se per separat o fes-ho tu mateix. Les plantes completes són aproximadament un 40-50% més cares.

El preu de les estacions eòliques d’ús domèstic amb potència de 3 kW a 7 kW és molt més alt. Aquests generadors amb equipament relacionat costarà al comprador $ 5000-12.000.

Actualment, l’ús dels aerogeneradors com a alternativa a l’alimentació centralitzada no és rendible a causa de l’elevat cost dels equips

I fins i tot quan hi ha interrupcions en el subministrament d’electricitat de xarxa, no sempre és recomanable instal·lar un generador eòlic. És més fàcil i barat instal·lar un sistema d’alimentació ininterromput basat en bateries industrials en combinació amb un SAI.

Té sentit muntar una instal·lació d’energia eòlica en llocs on l’accés a una font d’alimentació centralitzada no estigui completament absent. El període de retorn en aquest cas és de 25 anys.

Abans de comprar components per al muntatge i la instal·lació d’un generador d’energia eòlica, convé que càlculs per fórmulesdonat al nostre article recomanat. Aquí trobareu el procediment i les regles per realitzar els càlculs.

Visió general de les millors marques i instal·lacions

Al mercat rus de generadors eòlics, es presenten tant dispositius fiables relativament barats de marques domèstiques com diversos models de aerogeneradors de fabricants estrangers en termes de funcionalitat. Per determinar l’elecció de la instal·lació per a la llar, heu de comparar les característiques de les diferents unitats.

Núm. 1: aerogeneradors Condor Home (Rússia)

Una sèrie de molins de vent per a ús domèstic inclou dispositius amb una capacitat de 0,5-5 kW. Poden servir com a principal font d’electricitat o addicional. Les estacions de Condor Home estan adaptades per funcionar a temperatures baixes, capaces de produir energia fins i tot en vents lleugers.

Segons el model, la carcassa del generador és de plàstic o alumini fos, les fulles són de fibra de vidre. Hi ha un sistema eficaç de doble frenada. El pal està compost, en extensions, té una alçada de 8-12 m. Per instal·lar aquestes unitats, es necessita una pila o formigó de formigó.

Els aerogeneradors Condor Home són productes totalment acabats que no requereixen coneixements especials ni habilitats tècniques. Els dispositius estan destinats a l’electrificació tant d’edificis autònoms com d’assentaments petits com a part de les centrals eòliques

L’equip bàsic inclou un pal i extensions, un generador, un rotor i pales, un controlador de càrrega i fixadors.

Núm. 2: mini-centrals Falcon Euro (Rússia)

Són generadors eòlics d’eix vertical d’alta tecnologia amb una capacitat d’1-15 kW. S'utilitzen per a subministrament elèctric principal / de còpia de seguretat de consumidors allunyats de les línies elèctriques. Es poden utilitzar com a part d’un complex amb plaques solars i un generador de combustible.

Els molins de vent estan equipats amb potents imants de neodimi. La velocitat inicial del vent per iniciar la instal·lació és de 1,5 m / s, la velocitat nominal és de 11 m / s. Un fre aerodinàmic instal·lat ajuda a limitar la velocitat de les rodes. La durada de servei declarada del fabricant és de 20 anys, la garantia de fàbrica de les centrals mini-elèctriques és de 36 mesos.

Els aerogeneradors Falcon Euro són fiables en el seu funcionament i manteniment baix. Amb l'ajuda de dispositius d'aquesta sèrie, és fàcil resoldre els problemes de subministrament d'energia tant de les instal·lacions locals com de les illes

El conjunt bàsic Falcon Euro inclou diversos elements funcionals: una roda de vent, un generador i un controlador, un pal, peces incrustades. La instal·lació del convertidor i les bateries es seleccionen per separat.

Núm. 3 - Aerogeneradors verticals de Sokol Air (Rússia)

Les petites centrals eòliques d’aquesta marca poden proporcionar electricitat tant a petites cases com a empreses mitjanes. Per a ús domèstic, hi ha dispositius SAV amb una potència de 0,5-15 kW.

Es caracteritzen per una alta eficiència en vents lleugers, funcionen suaument a temperatures baixes i altes en el rang de -50 ° C a +50 ° C, es caracteritzen per un baix soroll i resistència a influències externes.

La generació elèctrica de les unitats verticals de Sokol Air és independent de la direcció del vent. Les unitats d’eix vertical funcionen automàticament sense personal de manteniment. El disseny proporciona un sistema de frenada electromagnètic i aerodinàmic per limitar la velocitat de la roda de vent.

Les fulles són de polièster reforçat o alumini d'aviació (segons el model), tenen un perfil desenfadat. El generador és una excitació trifàsica polipolítica dels imants permanents.

Els aerogeneradors verticals Sokol Air proporcionen una potència nominal de 7-8 m / s, cosa que els permet utilitzar en regions amb una baixa velocitat mitjana anual del vent

L’equip bàsic d’una central eòlica inclou: un aerogenerador amb controlador de càrrega de la bateria, un pal amb extensions, un kit de muntatge. L'inversor i les bateries es seleccionen segons les especificacions tècniques per separat.

Núm. 4: generadors eòlics Energia eòlica (Rússia)

Els clients estan disponibles amb models d'una sola i tres fulles de productes d'aplicació universal amb una capacitat de 1-10 kW. Aquests molins de vent són excel·lents per crear projectes per subministrar electricitat a cases particulars i cases rurals.

Les unitats Energy Wind es basen en robustes fulles de fibra de vidre reforçades pintades amb esmalt automàtic i un sistema fiable d’eliminació de fluxos d’aire. Aquestes unitats amb un eix horitzontal de rotació funcionen de manera estable a temperatures de -40 a +40 graus centígrads.

La velocitat mínima de vent operativa és de 2 m / s, per a algunes posicions de la fulla de 3 m / s, l'alçada del pal recomanada és de 8-20 m. La vida mitjana de les instal·lacions de la marca russa és de 25 anys, la garantia oficial del fabricant és de 3 anys.

Energia Els generadors eòlics no necessiten una cura o manteniment constant, cosa que contribueix a la reinversió ràpida dels fons invertits

L’equip bàsic de les instal·lacions inclou un generador elèctric d’imant permanent amb un suport al pal i un mecanisme rotatiu, pales, un conjunt de fixadors per muntar un aerogenerador. El pal, així com el controlador, l’inversor i les bateries d’emmagatzematge d’energia, s’han de comprar per separat.

Núm. 5 - Molins de vent Altek EW (Xina)

Tipus de aerogeneradors: amb un eix de rotació horitzontal. Els dispositius amb una potència nominal d’1 kW a 10 kW són excel·lents per resoldre els problemes d’alimentació d’edificis residencials i cases rurals suburbanes.

La carcassa protectora dels molins de vent Altek EW està feta d’aliatge d’alumini, cosa que simplifica molt el disseny. Les parts metàl·liques funcionals del generador estan recobertes de silici per a la resistència al calor.

Les fulles són de plàstic reforçat amb fibra. La velocitat inicial del vent per a llançar unitats domèstiques de la marca xinesa és de 2,5 m / s, velocitat nominal - 12 m / s.

Els generadors eòlics Altek EW són un dels dispositius més assequibles per generar electricitat, que es presenten al modern mercat energètic alternatiu

L’equip bàsic inclou fulles, un generador i un controlador. Cal adquirir els elements funcionals restants per al molí de vent.

Si el cost d’un kit fabricat a la fàbrica sembla innecessàriament elevat, té sentit construir generador eòlic. L’article recomanat per nosaltres descriu la fabricació d’una unitat útil a la llar a partir d’una rentadora.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Perspectives de l’ús de centrals eòliques:

El principi de funcionament dels aerogeneradors moderns. Com es converteix l’energia eòlica en electricitat:

Encara avui, l’ús de generadors eòlics requereix un desenvolupament constant. Les possibilitats i les perspectives a llarg termini d'aquesta forma alternativa de generar electricitat són prometedores.Tot i així, calen algunes mesures tant des del fabricant d'equips com des de les administracions d'assentaments.

La instal·lació de petits aerogeneradors per a llars particulars no solucionarà del tot el problema del subministrament d’energia a les regions. Però per als propietaris individuals de llocs, aquesta opció pot ser una sortida.

Explica'ns la teva experiència en l'elecció o la instal·lació d'un aerogenerador en una zona suburbana. Escriviu comentaris, publiqueu una foto i feu preguntes al bloc següent. Compartiu complements tecnològics i informació útil que serà útil per als visitants del lloc.