Větrný generátor pro soukromý dům: zařízení, typy, přehled nejlepších nabídek

Větrné mlýny již dávno přestaly být exotickou novinkou, nyní jsou považovány za jednu z možných možností úspory. Vzduchové proudy nad zemským povrchem nesou obrovské množství energie, která se v současné době úspěšně používá v průmyslových větrných turbínách a malých větrných turbínách pro soukromé použití.

Řekneme vám, jak zvolit správný a technicky správný způsob instalace větrného generátoru pro soukromý dům. V našem navrhovaném článku jsou popsána pravidla pro montáž a provoz malých elektráren. Zainteresovaným kupujícím jsou dána doporučení pro výběr vzhledem k hodnocení populárních modelů.

Návrh a princip provozu větrných turbín

Generátory větru jsou speciální zařízení, která transformují kinetickou energii větru na elektrickou energii. Jedná se o nezávislé zdroje elektřiny, které jsou vynikající pro instalaci v soukromých obytných budovách, na malých a středních farmách a výrobních základnách.

Konstrukce standardní malé elektrárny pro domácí použití zahrnuje následující funkční prvky:

1. Čepele aerodynamický tvar pro zachycení větru.
2. Generátor pro výrobu střídavého proudu.
3. Ovladač pro automatické ovládání větrné stanice. Umožňuje upravit dobíjení baterií, rozděluje tok energie mezi zařízení.
4. Řídit. Speciální baterie pro akumulaci vyrobené elektřiny.
5. Střídač přizpůsobit parametry vyrobené energie normám sítě.
6. Stěžně, zvedání nožů do určité výšky nad úrovní terénu.

Stožáry jsou různé: volně stojící bez strie, pevně fixované a rotační na strie.Ten může být spuštěn a zvednut pro údržbu, jakož i pro opravy a restaurátorské práce.

Pod vlivem větru se čepele namontované na hřídeli generátoru začnou otáčet, což pomáhá rozběhnout rotor. V důsledku toho je kinetická energie proudů vzduchu přeměněna na mechanickou a poté na elektrickou energii. Vypadá to jako velmi zjednodušené schéma větrného mlýna

Energie z větrné farmy se ve skutečnosti přímo nedodává spotřebiteli. V systému musí být k převodu elektrického proudu připojena speciální zařízení.

Regulátor je umístěn v obvodu za generátorem. Převádí střídavý proud na stejnosměrný proud. V této formě je elektřina akumulována a uložena v bateriích a poté z nich prostřednictvím střídače, který transformuje stejnosměrný proud na střídavý proud, je energie dodávána do soukromé energetické sítě.

Takové schéma umožňuje vyhladit nestabilitu napětí a akumulovat energii během období naprosté absence spotřeby. A to zase umožňuje použití větrných generátorů s menším výkonem, než je celkový výkon domácích elektrických spotřebičů.

Při přeměně elektrického proudu podle schématu proměnné-konstantní-proměnné dochází k určitým energetickým ztrátám, které činí přibližně 20%

Spolu s autonomní větrnou stanicí je možné instalovat jak solární moduly, tak i generátory paliva.

Pokud je zapojeno více zařízení pro výrobu elektřiny najednou, je obvod doplněn o další prvek - jistič (ABP). Je nutné, aby při vypnutí jednoho zdroje alternativní energie byl spuštěn jiný, záložní.

V rámci moderních větrných farem se používají různé konstrukce rotorů - rotující části. Mají své výhody a nevýhody, různou účinnost a funkčnost. V současné době existuje mnoho vývojů autonomních systémů, které mohou interagovat s větry různých rychlostí a sil.

Druhy větrných farem

Podle typu spotřebitelů se rozlišují autonomní větrné generátory a síťová zařízení. První z nich poskytuje energii spotřebitelům vzdáleným od centrálních elektrických sítí.

Druhý - může počítat několik desítek / stovek větrných mlýnů, které tvoří jeden systém a přenášejí energii do společné sítě. Výkon autonomních jednotek zřídka přesahuje 75 kW, zatímco síla síťových instalací začíná od 100 kW.

V závislosti na typu konstrukce se větrné generátory rozlišují:

• s vertikální osa otáčení;
• s horizontální osa otáčení.

Tato zařízení se používají pro různé provozní podmínky, ale nejčastěji existují modely s vodorovnou osou. Pracují jako obyčejné Weathercocks a mají podobnou strukturu. Osa rotoru se otáčí rovnoběžně s povrchem Země.

Tyto jednotky se vyznačují vysokou účinností (asi 40%), jednoduchou regulací výkonu a dostupnější cenou, ale vyznačují se také vysokou úrovní generovaného hluku a vibrací. Kromě toho musí být orientovány ve směru větru.

K instalaci větrné turbíny s horizontálním rotorem potřebujete asi 120 m volného prostoru a stožár vysoký nejméně 8 m

Větrné generátory se svislou osou rotace mají kompaktnější konstrukci, jsou méně citlivé na faktory prostředí.

U zařízení tohoto typu je turbína kolmá k rovině Země. Takové struktury jsou vypouštěny i od lehkých větrů a nejsou závislé na směru proudění vzduchu.

Nízká hladina hluku (až 30 dB) umožňuje instalovat vertikální větrné turbíny na střechy budov

Existuje však významná minus - účinnost takových generátorů je pouze 15%. Kromě toho jsou dražší než modely s vodorovnou osou otáčení.

Modely větrných generátorů se mezi sebou liší nejen umístěním osy rotace, ale také:

• počet nožů - existují větrné mlýny se dvěma a třemi lopatkami, existují také modifikace s více lopatkami;
• materiály pro výrobu funkčních dílů - s plachtovými a pevnými listy;
• rozteč šroubů - nastavitelné nebo pevné.

Rotace vícelistých stacionárních větrných mlýnů začíná i při slabém větru, ale pro provoz dvou- a třílistých zařízení je zapotřebí silnější vítr. Zároveň každá další lopatka v konstrukci vytváří větší odpor kol, což ztěžuje dosažení standardních provozních rychlostí generátoru.

V závislosti na materiálu výroby lopatky pro větrnou turbínu, v práci mohou být určité potíže. Výroba plachetnic je snadnější, a proto jsou levnější.

Pokud je však nutné zajistit spolehlivý provoz větrné turbíny pro autonomní zásobování energií, je vhodné dát přednost konstrukcím s pevnými lopatkami vyrobenými z kovu nebo ze skleněných vláken vyztužených.

Pokud jde o rozteč šroubu, také to není tak jednoduché. Variabilní krok vám umožňuje výrazně rozšířit rozsah efektivních rychlostí pro provoz větrné stanice, což je velké plus. Současně však takový mechanismus snižuje celkovou spolehlivost stacionárního zařízení a výrazně komplikuje větrné kolo, což komplikuje provoz jednotky.

Možnost instalace větrného generátoru

Malé větrné farmy jsou dnes široce využívány jako alternativní zdroje elektřiny, což může dosáhnout skutečných úspor.

Taková zařízení jsou zpravidla instalována v letních chatkách, v oblastech vzdálených od hlavních energetických sítí. To však není jediný důvod, proč lidé stále více preferují konstrukce tohoto typu.

Majitelé půdy úspěšně používají větrné generátory k dosažení úplné autonomie a výrazných úspor energie

Ne každá zóna je však vhodná pro instalaci větrné turbíny. Aby minioelektrárna plně fungovala po dobu provozu deklarovanou výrobcem, musí klimatické podmínky oblasti vyhovovat požadavkům zvláštního vybavení.

Průměrná rychlost větru by neměla být nižší než 4,5-5 m / s. Pouze v tomto případě bude instalace konstrukce s větrnou turbínou ekonomicky odůvodněná.

Chcete-li najít přibližné údaje o průměrné roční rychlosti větru podle regionů, musíte zobrazit speciální mapu větru. Přesnější informace lze získat pomocí anemometru a zařízení pro čtení signálů.

Měřicí systém musí být instalován ve vysoké nadmořské výšce, aby nedaleké výsledky a stromy nedeformovaly výsledky.

Pokud se rozhodnete nainstalovat mini větrnou farmu pro svůj domov, měli byste také zvážit dostupnost volného místa. Je třeba mít na paměti, že vítr musí naprosto „chodit“ podél lopatek, dobře a bez překážek v cestě, aby se k nim dostal z různých směrů.

Proto jsou vrcholy kopců považovány za ideální místo pro instalaci větrné turbíny, kde se vzduchové masy kondenzují s odpovídajícím zvýšením tlaku a rychlosti větru. Za vhodné se považují také mořské oblasti a stepní zóna.

Abyste větrný mlýn mohli co nejlépe využít, musíte jej nainstalovat na místě, kde nejsou stromy a vysoké budovy

Jakékoli překážky v okruhu 250 m ovlivní větrný generátor. Pro získání ukazatelů maximální účinnosti je nutné nastavit osu turbíny nad úroveň překážek nejméně 4–5 m.

Pravidla pro výběr zařízení

K výběru větrného generátoru pro domácnost by se mělo přistupovat odpovědně.

Musíte sbírat základní informace předem:

1. Vypočítat jmenovité a maximální množství elektřiny, aby vyhovovaly potřebám domu.
2. Zobrazte údaje o průměrné roční rychlosti větru v oblasti bydliště a určete období, kdy bude větrný mlýn neaktivní.
3. Vezměte v úvahu klimatické vlastnosti této oblasti. Pokud jsou v zimním období pozorovány silné mrazy, instalace větrné stanice se sama od sebe ospravedlní.
4. Zjistěte intenzitu generovaného hluku během provozu větrných generátorů.
5. Porovnejte technické specifikace zařízení od různých výrobců.

Výběr komponent funkčních prvků pro větrnou elektrárnu se provádí podle jmenovité hodnoty výkonu. V tomto případě hraje roli jmenovitá rychlost větru - hodnoty, při nichž generátor větru generuje vypočítané množství elektrické energie.

Pokud zařízení produkuje maximální výkon při rychlosti větru 11 m / s a ​​ve vaší oblasti průměrný ukazatel dosáhne 4,5 m / s, nebude větrná turbína generovat množství energie deklarované výrobcem

Rovněž je nutné se zaměřit na skutečnost, že výkon generátoru větru závisí na průměru kola tvořeného lopatkami. Pokud zvětšíte velikost dvakrát, větrný mlýn při stejné rychlosti větru vytvoří 4krát více elektřiny.

Důležitá je také kapacita baterie. V případě klidu by měli mít dostatek energie k zajištění domova.

Instalace soukromé větrné elektrárny je nejlépe svěřena společnosti, která se specializuje na provádění tohoto druhu práce. Hlavním cílem je zajistit maximální bezpečnost. Musí být zaručeno, že celková konstrukce větrné turbíny zůstane stabilní i za extrémních povětrnostních podmínek.

Nízkoenergetické modely větrných generátorů s lehkými a nízkými stěžněmi mohou být instalovány samostatně. Centrální podpěra musí být namontována na železobetonovém základu. Pro laterální stabilitu konstrukce se používají 3-4 strie.

Přibližné ceny a návratnost větrných generátorů

Popularita větrných turbín roste každý den. Je pro ně výhodné vybavit velké a drahé chaty, jejichž obsah vyžaduje hodně elektrické energie.

Je vhodné instalovat větrné mlýny v obydlených oblastech, kde není centralizované napájení nebo je přerušovaná dodávka elektřiny.

V takových případech přicházejí k záchraně větrné generátory, jejichž použití má několik výhod:

• přeměna energie vzdušných proudů na volnou elektřinu;
• environmentální bezpečnost větrných turbín;
• nedostatek surovin a odpadu při výrobě elektřiny;
• minimální opotřebení funkčních částí;
• dlouhodobý provoz - 25-30 let;
• není třeba neustále sledovat provoz větrné farmy.

Nevýhody zahrnují variabilitu a nepředvídatelnost větrné energie. Abyste minimalizovali ztráty, musíte duplikovat zdroj nebo nainstalovat další vyrovnávací paměť pro ukládání energie. Také točivé větrné kolo představuje potenciální hrozbu pro létající ptáky.

Větrné elektrárny produkují hluk srovnatelný s hlukem vozidel při jízdě rychlostí asi 70 km / h. Zvýšená hladina hluku nejen odpuzuje zvířata, ale také způsobuje nepohodlí lidem

Dalším významným minus větrných turbín pro domácí použití jsou vysoké náklady. Tyto objemné konstrukce jsou vyrobeny z drahých materiálů, přicházejí s ovladačem, bateriemi, instalací střídače a stožárem.

Je třeba poznamenat, že domácí větrné generátory od ruských výrobců, jakož i vysoce kvalitní větrné turbíny vyrobené v Číně, jsou mnohem levnější než evropské protějšky. Náklady na domácí větrné turbíny se svislou osou se jmenovitým výkonem až 2 kW se pohybují v rozmezí 1300–2500 USD.

Ale za tuto cenu zahrnuje kompletní sada pouze generátor s lopatkami. Zbytek zařízení bude nutné zakoupit samostatně nebo udělej to sám. Kompletní rostliny jsou o 40-50% dražší.

Cena větrných stanic pro domácí použití s ​​výkonem od 3 kW do 7 kW je mnohem vyšší. Takové generátory s příslušným vybavením budou stát kupujícího 5 000–12 000 $.

V současné době je použití větrných turbín jako alternativy k centralizovanému zásobování energií nerentabilní z důvodu vysokých nákladů na vybavení

A i když dojde k přerušení dodávky síťové elektřiny, není vždy vhodné instalovat větrný generátor. Je jednodušší a levnější instalovat nepřerušitelný energetický systém založený na průmyslových bateriích v kombinaci s UPS.

Má smysl instalovat větrnou elektrárnu na místech, kde přístup k centralizovanému napájení zcela chybí. Doba návratnosti je v tomto případě 25 let.

Před zakoupením komponent pro montáž a instalaci generátoru větrné energie je vhodné výpočty pomocí vzorcůuvedené v našem doporučeném článku. Zde najdete postup a pravidla pro provádění výpočtů.

Přehled nejlepších značek a instalací

Na ruském trhu větrných generátorů jsou z hlediska funkčnosti prezentována jak spolehlivá relativně levná zařízení domácích značek, tak různé modely větrných turbín od zahraničních výrobců. Chcete-li určit výběr instalace pro domácnost, musíte porovnat vlastnosti různých jednotek.

Č. 1 - větrné turbíny Condor Home (Rusko)

Řada větrných mlýnů pro domácí použití zahrnuje zařízení s kapacitou 0,5-5 kW. Mohou sloužit jako hlavní zdroj elektřiny nebo jako další. Domácí stanice Condor jsou přizpůsobeny pro provoz při nízkých teplotách, schopné produkovat energii i za slabého větru.

V závislosti na modelu je skříň generátoru vyrobena z plastu nebo litého hliníku, čepele jsou vyrobeny ze skelného vlákna. Existuje účinný duální brzdový systém. Stožár je složený, na nástavcích, má výšku 8-12 m. K instalaci těchto jednotek potřebujete hromadu nebo betonový základ.

Větrné turbíny Condor Home jsou plně hotové výrobky, které nevyžadují zvláštní znalosti ani technické dovednosti. Zařízení jsou určena k elektrifikaci samostatných budov i malých sídel v rámci větrných elektráren

Základní vybavení zahrnuje stožár a nástavce, generátor, rotor a lopatky, regulátor nabíjení a upevňovací prvky.

Č. 2 - mini-elektrárny Falcon Euro (Rusko)

Jedná se o špičkové větrné generátory s vertikální osou o výkonu 1-15 kW. Používají se pro hlavní / záložní napájení spotřebitelů vzdálených od elektrického vedení. Mohou být použity jako součást komplexu se solárními panely a palivovým generátorem.

Větrné mlýny jsou vybaveny silnými neodymovými magnety. Počáteční rychlost větru pro zahájení instalace je 1,5 m / s, jmenovitá rychlost je 11 m / s. Instalovaná aerodynamická brzda pomáhá omezit rychlost kola. Deklarovaná životnost výrobce je 20 let, tovární záruka na malé elektrárny je 36 měsíců.

Větrné turbíny Falcon Euro jsou spolehlivé při provozu a nízké údržbě. Pomocí zařízení této řady je snadné řešit problémy s napájením místních i ostrovních zařízení

Základní sada Falcon Euro obsahuje několik funkčních prvků: větrné kolo, generátor a ovladač, stožár, vestavěné části. Instalace střídače a baterie jsou vybírány samostatně.

Č. 3 - Vertikální větrné turbíny Sokol Air (Rusko)

Malé větrné elektrárny této značky mohou dodávat elektřinu malým domkům i středním podnikům. Pro domácí použití jsou k dispozici zařízení SAV s výkonem 0,5-15 kW.

Vyznačují se vysokou účinností při slabém větru, hladce fungují při nízkých a vysokých teplotách v rozsahu od -50 ° C do +50 ° C, vyznačují se nízkou hlučností a odolností vůči vnějším vlivům.

Výroba energie jednotkami Sokol Air Vertical je nezávislá na směru větru. Jednotky svislé osy pracují automaticky bez personálu údržby. Konstrukce poskytuje elektromagnetický a aerodynamický brzdový systém, který omezuje rychlost větru.

Čepele jsou vyrobeny z vyztuženého polyesteru nebo leteckého hliníku (v závislosti na modelu), mají samonavíjecí profil. Generátor je vícepólové třífázové buzení z permanentních magnetů.

Vertikální větrné turbíny Sokol Air poskytují jmenovitý výkon při 7-8 m / s, což umožňuje jejich použití v regionech s nízkou průměrnou roční rychlostí větru

Mezi základní vybavení větrné elektrárny patří: větrná turbína s regulátorem nabíjení baterie, stožár s nástavci, montážní sada. Střídač a baterie jsou vybírány podle technických specifikací samostatně.

Č. 4 - větrné generátory Energy Wind (Rusko)

Zákazníci jsou k dispozici s jednodílnými a třílistými modely produktů univerzální aplikace s výkonem 1-10 kW. Tyto větrné mlýny jsou skvělé pro vytváření projektů na dodávku elektřiny do soukromých domů a chat.

Jednotky Energy Wind jsou založeny na robustních vyztužených čepelích ze skleněných vláken, které jsou natřeny autoamalem a spolehlivým systémem odvádění vzduchu. Tyto jednotky s vodorovnou osou rotace pracují stabilně při teplotách od -40 do +40 stupňů Celsia.

Minimální provozní rychlost větru je 2 m / s, pro některé polohy lopatek 3 m / s je doporučená výška stožáru 8-20 m. Průměrná životnost instalací ruské značky je 25 let, oficiální záruka výrobce je 3 roky.

Generátory Energy Wind nevyžadují stálou péči nebo údržbu, což přispívá k rychlé reinvestici investovaných prostředků

Základní vybavení zařízení zahrnuje elektrický generátor s permanentními magnety s držákem na stožáru a rotačním mechanismem, lopatkami, sadou upevňovacích prvků pro sestavení větrné turbíny. Stožár, jakož i regulátor, střídač a baterie pro skladování energie je třeba zakoupit samostatně.

Č. 5 - větrné mlýny Altek EW (Čína)

Typ větrných turbín - s vodorovnou osou otáčení. Zařízení s jmenovitým výkonem od 1 kW do 10 kW jsou vynikající pro řešení problémů s napájením příměstských obytných budov a chat.

Ochranné pouzdro větrných mlýnů Altek EW je vyrobeno ze slitiny hliníku, což výrazně zjednodušuje konstrukci. Funkční kovové části generátoru jsou z důvodu tepelné odolnosti potaženy křemíkem.

Čepele jsou vyrobeny z plastu vyztuženého vlákny. Startovací rychlost větru pro spuštění domácích jednotek čínské značky je 2,5 m / s, jmenovitá rychlost - 12 m / s.

Větrné generátory Altek EW jsou jedním z nejdostupnějších zařízení pro výrobu elektřiny, která jsou uvedena na moderním trhu s alternativní energií

Mezi základní vybavení patří čepele, generátor a ovladač. Zbývající funkční prvky pro větrný mlýn musí být zakoupeny.

Pokud se zdá, že náklady na tovární soupravu jsou zbytečně vysoké, má smysl stavět větrný generátor do-it-yourself. Náš doporučený článek popisuje výrobu jednotky užitečné v domácnosti z pračky.

Závěry a užitečné video na toto téma

Vyhlídky na použití větrných elektráren:

Princip fungování moderních větrných turbín. Jak se větrná energie přeměňuje na elektřinu:

Dokonce i dnes vyžaduje použití větrných generátorů neustálý vývoj. Možnosti a dlouhodobé vyhlídky tohoto alternativního způsobu výroby elektřiny jsou slibné.Některá opatření jsou však nutná jak ze strany výrobců zařízení, tak ze strany správ sídel.

Instalace malých větrných generátorů pro soukromé domácnosti nevyřeší problém dodávek energie v regionech úplně. Ale pro jednotlivé majitele stránek může být tato možnost východiskem.

Řekněte nám o svých zkušenostech s výběrem nebo instalací větrné turbíny v příměstské oblasti. Prosím, napište komentáře, vložte fotografii a zeptejte se do bloku níže. Sdílejte technologické komplikace a užitečné informace, které budou užitečné pro návštěvníky webu.