Éolienne pour une maison privée: appareil, types, aperçu des meilleures offres

Les moulins à vent ont depuis longtemps cessé d'être une nouveauté exotique, maintenant ils sont considérés comme l'une des options possibles pour économiser. Les flux d'air au-dessus de la surface de la Terre transportent une énorme quantité d'énergie, qui est actuellement utilisée avec succès dans les éoliennes industrielles et les petites éoliennes à usage privé.

Nous vous dirons comment choisir le bon et installer techniquement correctement une éolienne pour une maison privée. Dans notre article proposé, les règles de montage et d'exploitation des mini-centrales sont décrites. Les acheteurs intéressés reçoivent des recommandations de sélection, compte tenu de la cote des modèles populaires.

Conception et principe de fonctionnement des éoliennes

Les éoliennes sont des dispositifs spéciaux qui transforment l'énergie cinétique du vent en énergie électrique. Ce sont des sources d'électricité indépendantes, excellentes pour l'installation dans les bâtiments résidentiels privés, dans les petites et moyennes exploitations agricoles et les bases de production.

La conception d'une mini-centrale standard à usage domestique comprend les éléments fonctionnels suivants:

1. Lames forme aérodynamique pour piéger le vent.
2. Générateur pour produire du courant alternatif.
3. Contrôleur pour le contrôle automatique d'une station éolienne. Permet de régler la recharge des batteries, répartit le flux d'énergie entre les appareils.
4. Conduire. Batteries spéciales pour l'accumulation d'électricité produite.
5. Onduleur pour amener les paramètres de l'énergie générée aux normes du réseau.
6. Mât, en soulevant les lames à une certaine hauteur au-dessus du niveau du sol.

Les mâts sont différents: autoportants sans vergetures, fixes et rotatifs sur vergetures.Ce dernier peut être abaissé et relevé pour l'entretien, ainsi que pour les travaux de réparation et de restauration.

Sous l'influence du vent, les pales montées sur l'arbre du générateur commencent à tourner, contribuant au démarrage du rotor. En conséquence, l'énergie cinétique des flux d'air est convertie en énergie mécanique puis électrique. Cela ressemble à un schéma très simplifié du moulin à vent

En fait, l'énergie du parc éolien n'est pas directement livrée au consommateur. Dans le système, des appareils spéciaux doivent être connectés pour convertir le courant électrique.

Le contrôleur est situé dans le circuit après le générateur. Il convertit le courant alternatif en courant continu. Sous cette forme, l'électricité est accumulée et stockée dans les batteries, puis à partir d'elles via l'onduleur, qui transforme le courant continu en courant alternatif, l'énergie est fournie à un réseau électrique privé.

Un tel schéma permet de lisser l'instabilité de la tension, ainsi que d'accumuler de l'énergie pendant les périodes d'absence totale de consommation. Et cela, à son tour, permet l'utilisation d'éoliennes de puissance inférieure à la puissance totale des appareils électroménagers.

Lors de la conversion du courant électrique selon le schéma variable-constant-variable, certaines pertes d'énergie se produisent, qui s'élèvent à environ 20%

Avec une éolienne autonome, il est possible d'installer à la fois des modules solaires et des générateurs de carburant.

Si plusieurs dispositifs de production d'électricité sont impliqués à la fois, le circuit est complété par un autre élément - un disjoncteur (ABP). Il est nécessaire que lorsque vous désactivez une source d'énergie alternative, une autre, celle de secours, soit lancée.

Dans le cadre des parcs éoliens modernes, diverses conceptions de rotors sont utilisées - des pièces tournantes. Ils ont leurs avantages et leurs inconvénients, une efficacité et des fonctionnalités différentes. Actuellement, il existe de nombreux développements de systèmes autonomes qui peuvent interagir avec des vents de vitesses et de forces différentes.

Types de parcs éoliens

Par type de consommateurs, les éoliennes autonomes et les installations de réseau sont distinguées. Les premiers fournissent de l'électricité aux consommateurs éloignés des réseaux électriques centraux.

Le second - peut compter plusieurs dizaines / centaines d'éoliennes, qui forment un seul système et transfèrent l'énergie vers un réseau commun. La puissance des unités autonomes dépasse rarement 75 kW, tandis que la puissance des installations de réseau démarre à partir de 100 kW.

Selon le type de construction, les éoliennes se distinguent:

• avec vertical axe de rotation;
• avec horizontal axe de rotation.

Ces appareils sont utilisés pour différentes conditions de fonctionnement, mais le plus souvent, il existe des modèles à axe horizontal. Ils fonctionnent comme des girouettes ordinaires et ont une structure similaire. L'axe du rotor tourne parallèlement à la surface de la Terre.

De telles unités se caractérisent par un rendement élevé (environ 40%), un contrôle de puissance simple et un prix plus abordable, mais elles se caractérisent également par un niveau élevé de bruit et de vibrations générés. De plus, ils doivent être orientés vers la direction du vent.

Pour installer une éolienne à rotor horizontal, il faut environ 120 m d'espace libre et un mât d'au moins 8 m de haut

Les éoliennes à axe de rotation vertical ont une conception plus compacte, elles sont moins sensibles aux facteurs environnementaux.

Dans les appareils de ce type, la turbine est perpendiculaire au plan de la Terre. De telles structures sont lancées même par des vents légers et ne dépendent pas de la direction du flux d'air.

Le faible niveau de bruit (jusqu'à 30 dB) permet d'installer des éoliennes verticales sur les toits des bâtiments

Cependant, il y a un inconvénient important - l'efficacité de ces générateurs n'est que de 15%. De plus, ils sont plus chers que les modèles à axe de rotation horizontal.

Les modèles d'éoliennes se différencient non seulement par l'emplacement de l'axe de rotation, mais aussi:

• nombre de lames - il y a des moulins à vent à deux et trois pales, il y a aussi des modifications à pales multiples;
• matériaux pour la fabrication de pièces fonctionnelles - avec voile et pales rigides;
• pas de vis - réglable ou fixe.

La rotation des éoliennes stationnaires à pales multiples commence même avec un vent faible, mais pour le fonctionnement des appareils à deux et trois pales, un vent plus fort est nécessaire. En même temps, chaque lame supplémentaire dans la structure crée une plus grande résistance de roue, ce qui rend plus difficile d'atteindre les vitesses de fonctionnement standard du générateur.

Selon le matériau de fabrication pales pour éolienne, il peut y avoir certaines difficultés dans le travail. Les éléments de voile sont plus faciles à fabriquer, c'est pourquoi ils sont moins chers.

Mais s'il est nécessaire d'assurer un fonctionnement fiable de l'éolienne pour une alimentation autonome, il convient de privilégier les conceptions à pales rigides en métal ou en fibre de verre renforcée.

Quant au pas de la vis, il n'est pas non plus si simple. L'étape variable vous permet d'élargir considérablement la gamme de vitesses efficaces pour le fonctionnement de la station éolienne et c'est un gros plus. Mais en même temps, un tel mécanisme réduit la fiabilité globale d'une installation fixe et complique considérablement l'éolienne, ce qui complique le fonctionnement de l'unité.

Faisabilité d'installer une éolienne

Les petits parcs éoliens sont aujourd'hui largement utilisés comme sources alternatives d'électricité, ce qui permet de réaliser de réelles économies.

De tels dispositifs sont généralement installés dans des chalets d'été, dans des zones éloignées des principaux réseaux d'alimentation électrique. Mais ce n'est pas la seule raison pour laquelle les gens préfèrent de plus en plus les constructions de ce type.

Les propriétaires fonciers utilisent avec succès des éoliennes pour atteindre une autonomie complète et des économies d'énergie importantes

Cependant, toutes les zones ne conviennent pas à l'installation d'une éolienne. Pour que la mini-centrale fonctionne pleinement pendant la période de fonctionnement déclarée par le constructeur, les conditions climatiques de la zone doivent être conformes aux exigences des équipements spéciaux.

La vitesse moyenne du vent ne doit pas être inférieure à 4,5-5 m / s. Seulement dans ce cas, l'installation d'une structure avec une éolienne sera économiquement justifiée.

Pour trouver des données approximatives sur la vitesse moyenne annuelle du vent par région, vous devez afficher une carte des vents spéciale. Des informations plus précises peuvent être obtenues à l'aide d'un anémomètre et d'un appareil de lecture des signaux.

Le système de mesure doit être installé à haute altitude afin que les bâtiments et les arbres à proximité ne faussent pas les résultats.

Si vous décidez d'installer un mini-parc éolien pour votre maison, vous devriez également considérer la disponibilité d'espace libre. Il ne faut pas oublier que le vent doit absolument «marcher» le long des pales, bien, et sans obstacles sur son chemin pour les atteindre de différentes directions.

C'est pourquoi les sommets des collines sont considérés comme l'endroit idéal pour installer une éolienne, où les masses d'air sont condensées avec une augmentation correspondante de la pression et de la vitesse du vent. Les régions marines et la zone steppique sont également considérées comme appropriées.

Pour tirer le meilleur parti d'un moulin à vent, vous devez l'installer dans un endroit où il n'y a pas d'arbres et de grands bâtiments

Tout obstacle dans un rayon de 250 m affectera générateur de vent. Pour obtenir des indicateurs d'efficacité maximale, il est nécessaire de régler l'axe de la turbine au-dessus du niveau des obstacles d'au moins 4-5 m.

Règles de choix de l'équipement

Le choix d'une éolienne pour la maison doit être abordé de manière responsable.

Vous devez collecter à l'avance les informations de base:

1. Calculez la quantité d'électricité nominale et maximale pour répondre aux besoins de la maison.
2. Consultez les données sur la vitesse moyenne annuelle du vent dans la zone de résidence pour déterminer les périodes pendant lesquelles le moulin à vent sera inactif.
3. Tenez compte des caractéristiques climatiques de la région. Si de fortes gelées sont observées en hiver, l'installation d'une éolienne ne se justifiera pas.
4. Découvrez l'intensité du bruit généré lors du fonctionnement des éoliennes.
5. Comparez les spécifications techniques des appareils de différents fabricants.

La sélection des composants des éléments fonctionnels d'une installation éolienne est effectuée en fonction de la valeur nominale de la puissance. Dans ce cas, la vitesse nominale du vent joue un rôle - les valeurs auxquelles l'éolienne génère une quantité calculée d'énergie électrique.

Si l'installation produit une puissance maximale à une vitesse de vent de 11 m / s, et dans votre région l'indicateur moyen atteint 4,5 m / s, l'éolienne ne générera pas la quantité d'énergie déclarée par le constructeur

Il faut également se concentrer sur le fait que la puissance d'une éolienne dépend du diamètre de la roue formée par les pales. Si vous augmentez la taille de 2 fois, le moulin à vent à la même vitesse produira 4 fois plus d'électricité.

La capacité de la batterie est également importante. En cas de calme, ils devraient avoir suffisamment d'énergie pour fournir un logement.

Il est préférable de confier l'installation d'une mini-centrale éolienne privée à une entreprise spécialisée dans ce type de travaux. L'objectif principal est d'assurer une sécurité maximale. La conception globale de l'éolienne doit être garantie pour rester stable même dans des conditions météorologiques extrêmes.

Les modèles d'éoliennes à faible puissance avec des mâts légers et bas peuvent être installés indépendamment. Le support central doit être monté sur une fondation en béton armé. Pour la stabilité latérale de la structure, 3-4 vergetures sont utilisées.

Prix ​​approximatifs et récupération des éoliennes

La popularité des éoliennes augmente chaque jour. Il est avantageux pour eux d'équiper de grands chalets chers dont le contenu nécessite beaucoup d'énergie électrique.

Il est conseillé d'installer des éoliennes dans les zones peuplées où il n'y a pas d'alimentation électrique centralisée ou où l'électricité est fournie par intermittence.

C'est dans de tels cas que les éoliennes viennent à la rescousse, dont l'utilisation présente plusieurs avantages:

• transformation de l'énergie des courants d'air en électricité gratuite;
• sécurité environnementale des éoliennes;
• manque de matières premières et de déchets dans la production d'électricité;
• usure minimale des pièces fonctionnelles;
• longue durée de fonctionnement - 25-30 ans;
• il n'est pas nécessaire de surveiller en permanence le fonctionnement du parc éolien.

Les inconvénients incluent la variabilité et l'imprévisibilité de l'énergie éolienne. Pour minimiser les pertes, vous devez dupliquer la source ou installer un tampon supplémentaire pour le stockage d'énergie. De plus, une roue éolienne en rotation représente une menace potentielle pour les oiseaux volants.

Les éoliennes produisent un bruit comparable au bruit des véhicules lorsqu'ils roulent à une vitesse d'environ 70 km / h. L'augmentation du niveau de bruit repousse non seulement les animaux, mais provoque également une gêne pour les personnes

Un autre inconvénient important des éoliennes à usage domestique est le coût élevé. Ces modèles volumineux sont fabriqués à partir de matériaux coûteux, livrés avec un contrôleur, des batteries, une installation d'onduleur et un mât.

Il convient de noter que les éoliennes domestiques des fabricants russes, ainsi que les éoliennes de haute qualité fabriquées en Chine, sont beaucoup moins chères que leurs homologues européens. Le coût des éoliennes domestiques à axe vertical d'une puissance nominale allant jusqu'à 2 kW varie entre 1300 et 2500 $.

Mais à ce prix, l'ensemble complet ne comprend qu'un générateur à pales. Le reste de l'équipement devra être acheté séparément ou fais-le toi-même. Les plantes complètes sont environ 40 à 50% plus chères.

Le prix des éoliennes à usage domestique avec une puissance de 3 kW à 7 kW est beaucoup plus élevé. Ces générateurs avec l'équipement connexe coûteront à l'acheteur entre 5 000 et 12 000 $.

À l'heure actuelle, l'utilisation d'éoliennes comme alternative à une alimentation électrique centralisée n'est pas rentable en raison du coût élevé des équipements

Et même en cas d'interruption de l'alimentation électrique du réseau, il n'est pas toujours conseillé d'installer une éolienne. Il est plus facile et moins cher d'installer un système d'alimentation sans coupure basé sur des batteries industrielles en combinaison avec un onduleur.

Il est logique de monter une installation éolienne dans des endroits où l'accès à une alimentation électrique centralisée est complètement absent. La période de récupération dans ce cas est de 25 ans.

Avant d'acheter des composants pour assembler et installer une éolienne, il est conseillé de calculs par formulesdonné dans notre article recommandé. Vous trouverez ici la procédure et les règles pour effectuer des calculs.

Aperçu des meilleures marques et installations

Sur le marché russe des éoliennes, des dispositifs fiables et peu coûteux de marques nationales et divers modèles d'éoliennes de fabricants étrangers sont présentés en termes de fonctionnalité. Pour déterminer le choix d'installation pour la maison, vous devez comparer les caractéristiques des différentes unités.

N ° 1 - éoliennes Condor Home (Russie)

Une série d'éoliennes à usage domestique comprend des appareils d'une capacité de 0,5 à 5 kW. Ils peuvent servir de source principale d'électricité ou supplémentaire. Les stations Condor Home sont adaptées pour fonctionner à basse température, capables de produire de l'énergie même par vent faible.

Selon le modèle, le boîtier du générateur est en plastique ou en fonte d'aluminium, les pales sont en fibre de verre. Il existe un système de freinage double efficace. Le mât est composé, sur des extensions, a une hauteur de 8-12 m. Pour installer ces unités, vous avez besoin d'un pieu ou d'une fondation en béton.

Les éoliennes Condor Home sont des produits entièrement finis qui ne nécessitent pas de connaissances ou de compétences techniques particulières. Les appareils sont destinés à l'électrification des bâtiments autonomes et des petites colonies dans le cadre des centrales éoliennes

L'équipement de base comprend un mât et des extensions, un générateur, un rotor et des pales, un contrôleur de charge et des fixations.

N ° 2 - mini-centrales Falcon Euro (Russie)

Ce sont des éoliennes à axe vertical de haute technologie d'une puissance de 1 à 15 kW. Ils sont utilisés pour l'alimentation principale / de secours des consommateurs éloignés des lignes électriques. Ils peuvent être utilisés dans le cadre d'un complexe avec des panneaux solaires et un générateur de carburant.

Les moulins à vent sont équipés de puissants aimants en néodyme. La vitesse du vent de départ pour démarrer l'installation est de 1,5 m / s, la vitesse nominale est de 11 m / s. Un frein aérodynamique installé aide à limiter la vitesse des roues. La durée de vie déclarée par le fabricant est de 20 ans, la garantie d'usine pour les mini-centrales électriques est de 36 mois.

Les éoliennes Falcon Euro sont fiables en fonctionnement et nécessitent peu d'entretien. Avec l'aide des appareils de cette série, il est facile de résoudre les problèmes d'alimentation électrique des installations locales et insulaires

L'ensemble de base Falcon Euro comprend plusieurs éléments fonctionnels: une éolienne, un générateur et un contrôleur, un mât, des pièces intégrées. L'installation de l'onduleur et les batteries sont sélectionnées séparément.

N ° 3 - Éoliennes verticales Sokol Air (Russie)

Les petites centrales éoliennes de cette marque peuvent fournir de l'électricité aux petits chalets et aux moyennes entreprises. Pour un usage domestique, des appareils SAV d'une puissance de 0,5 à 15 kW sont disponibles.

Ils se caractérisent par une efficacité élevée par vent léger, fonctionnent en douceur à des températures basses et élevées dans la plage de -50 ° C à +50 ° C, se caractérisent par un faible bruit et une résistance aux influences extérieures.

La production d'électricité par les unités verticales Sokol Air est indépendante de la direction du vent. Les unités à axe vertical fonctionnent automatiquement sans personnel de maintenance. La conception fournit un système de freinage électromagnétique et aérodynamique pour limiter la vitesse de l'éolienne.

Les pales sont en polyester renforcé ou en aluminium aviation (selon le modèle), ont un profil à déroulement automatique. Le générateur est une excitation triphasée multipolaire d'aimants permanents.

Les éoliennes Sokol Air Vertical fournissent une puissance nominale de 7 à 8 m / s, ce qui leur permet d'être utilisées dans des régions où la vitesse moyenne annuelle du vent est faible

L'équipement de base d'une centrale éolienne comprend: une éolienne avec un contrôleur de charge de batterie, un mât avec des extensions, un kit de montage. L'onduleur et les batteries sont sélectionnés selon les spécifications techniques séparément.

N ° 4 - éoliennes Energy Wind (Russie)

Les clients sont disponibles avec des modèles à une ou trois lames de produits d'application universelle d'une puissance de 1 à 10 kW. Ces moulins à vent sont parfaits pour créer des projets visant à fournir de l'électricité aux maisons et chalets privés.

Les unités Energy Wind sont basées sur des lames robustes en fibre de verre renforcée peintes avec émail automatique et un système fiable de retrait du flux d'air. Ces unités avec un axe de rotation horizontal fonctionnent de manière stable à des températures de -40 à +40 degrés Celsius.

La vitesse minimale du vent en fonctionnement est de 2 m / s, pour certaines positions de pales 3 m / s, la hauteur de mât recommandée est de 8-20 m. La durée de vie moyenne des installations de la marque russe est de 25 ans, la garantie officielle du fabricant est de 3 ans.

Les éoliennes ne nécessitent pas de soins ou d'entretien constants, ce qui contribue au réinvestissement rapide des fonds investis

L'équipement de base des installations comprend un générateur électrique à aimant permanent avec un montage sur le mât et un mécanisme rotatif, des pales, un ensemble de fixations pour assembler une éolienne. Le mât, ainsi que le contrôleur, l'onduleur et les batteries de stockage d'énergie, doivent être achetés séparément.

N ° 5 - Moulins à vent Altek EW (Chine)

Type d'éoliennes - avec un axe de rotation horizontal. Les appareils d'une puissance nominale de 1 kW à 10 kW sont excellents pour résoudre les problèmes d'alimentation électrique des bâtiments résidentiels suburbains et des chalets.

Le boîtier de protection des éoliennes Altek EW est en alliage d'aluminium, ce qui simplifie considérablement la conception. Les pièces métalliques fonctionnelles du générateur sont recouvertes de silicium pour résister à la chaleur.

Les lames sont en plastique renforcé de fibres. La vitesse du vent de départ pour le lancement des unités domestiques de la marque chinoise est de 2,5 m / s, la vitesse nominale - 12 m / s.

Les éoliennes Altek EW sont l'un des appareils les plus abordables pour produire de l'électricité, qui sont présentés sur le marché moderne des énergies alternatives

L'équipement de base comprend des pales, un générateur et un contrôleur. Les éléments fonctionnels restants du moulin à vent doivent être achetés.

Si le coût d'un kit fabriqué en usine semble inutilement élevé, il est logique de construire éolienne à faire soi-même. L'article que nous vous recommandons décrit la fabrication d'une unité utile dans le ménage à partir d'une machine à laver.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Perspectives d'utilisation des éoliennes:

Le principe de fonctionnement des éoliennes modernes. Comment l'énergie éolienne est convertie en électricité:

Aujourd'hui encore, l'utilisation d'éoliennes nécessite un développement constant. Les possibilités et les perspectives à long terme de ce mode alternatif de production d'électricité sont prometteuses.Cependant, certaines mesures sont nécessaires à la fois du côté des équipementiers et des administrations des colonies.

L'installation de petits éoliens pour les particuliers ne résoudra pas complètement le problème de l'approvisionnement énergétique des régions. Mais pour les propriétaires individuels de sites, cette option peut être une issue.

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