Generatore eolico per una casa privata: dispositivo, tipi, panoramica delle migliori offerte

I mulini a vento hanno smesso da tempo di essere una novità esotica, ora sono considerati una delle possibili opzioni per il salvataggio. I flussi d'aria sopra la superficie terrestre trasportano un'enorme quantità di energia, che viene attualmente utilizzata con successo nelle turbine eoliche industriali e nelle piccole turbine eoliche per uso privato.

Ti diremo come scegliere il giusto e tecnicamente installare correttamente un generatore eolico per una casa privata. Nel nostro articolo proposto, sono descritte le regole per l'assemblaggio e il funzionamento di mini centrali elettriche. Gli acquirenti interessati ricevono consigli per la selezione, data la valutazione dei modelli più diffusi.

Progettazione e principio di funzionamento delle turbine eoliche

I generatori eolici sono dispositivi speciali che trasformano l'energia cinetica del vento in energia elettrica. Queste sono fonti indipendenti di elettricità, che sono eccellenti per l'installazione in edifici residenziali privati, in piccole e medie aziende agricole e basi di produzione.

La progettazione di una mini centrale elettrica standard per uso domestico comprende i seguenti elementi funzionali:

1. lame forma aerodinamica per intrappolare il vento.
2. generatore per la produzione di corrente alternata.
3. controllore per il controllo automatico di una stazione del vento. Consente di regolare la ricarica delle batterie, distribuisce il flusso di energia tra i dispositivi.
4. drive. Batterie speciali per l'accumulo di elettricità generata.
5. inverter portare i parametri dell'energia generata agli standard di rete.
6. albero, sollevando le pale a una certa altezza dal livello del suolo.

Gli alberi sono diversi: indipendenti senza smagliature, rigidamente fissi e rotanti su smagliature.Quest'ultimo può essere abbassato e sollevato per la manutenzione, nonché per i lavori di riparazione e restauro.

Sotto l'influenza del vento, le pale montate sull'albero del generatore iniziano a ruotare, contribuendo all'avvio del rotore. Di conseguenza, l'energia cinetica dei flussi d'aria viene convertita in meccanica e quindi in energia elettrica. Sembra uno schema molto semplificato del mulino a vento

In effetti, l'energia proveniente dal parco eolico non viene fornita direttamente al consumatore. Nel sistema, dispositivi speciali devono essere collegati per convertire la corrente elettrica.

Il controller si trova nel circuito dopo il generatore. Converte corrente alternata in corrente continua. In questa forma, l'elettricità viene accumulata e immagazzinata nelle batterie, e quindi da esse attraverso l'inverter, che trasforma la corrente continua in corrente alternata, l'energia viene fornita a una rete elettrica privata.

Tale schema consente di appianare l'instabilità di tensione, nonché di accumulare energia durante i periodi di totale assenza di consumo. E questo, a sua volta, consente l'uso di generatori eolici di potenza inferiore rispetto alla potenza totale degli elettrodomestici.

Durante la conversione della corrente elettrica secondo lo schema variabile-costante-variabile, si verificano determinate perdite di energia, che ammontano a circa il 20%

Insieme a una stazione eolica autonoma, è possibile installare sia moduli solari che generatori di carburante.

Se sono coinvolti più dispositivi per la generazione di elettricità contemporaneamente, il circuito viene integrato con un altro elemento: un interruttore automatico (ABP). È necessario che quando si spegne una fonte di energia alternativa, ne venga lanciata un'altra, quella di backup.

Come parte dei moderni parchi eolici, vengono utilizzati vari design di rotori: parti rotanti. Hanno i loro vantaggi e svantaggi, diversa efficienza e funzionalità. Attualmente, ci sono molti sviluppi di sistemi autonomi che possono interagire con venti di velocità e intensità diverse.

Tipi di parchi eolici

Per tipo di consumatori si distinguono generatori eolici autonomi e installazioni di rete. I primi forniscono energia ai consumatori remoti dalle reti elettriche centrali.

Il secondo - può contare diverse decine / centinaia di mulini a vento, che formano un unico sistema e trasferiscono energia a una rete comune. La potenza delle unità autonome supera raramente 75 kW, mentre la potenza delle installazioni di rete inizia da 100 kW.

A seconda del tipo di costruzione, i generatori eolici si distinguono:

• con verticale asse di rotazione;
• con orizzontale asse di rotazione.

Questi dispositivi sono utilizzati per diverse condizioni operative, ma il più delle volte ci sono modelli con un asse orizzontale. Funzionano come i normali weathercocks e hanno una struttura simile. L'asse del rotore ruota parallelamente alla superficie terrestre.

Tali unità sono caratterizzate da un'alta efficienza (circa il 40%), un semplice controllo della potenza e un prezzo più conveniente, ma sono anche caratterizzate da un elevato livello di rumore e vibrazioni generati. Inoltre, devono essere orientati verso la direzione del vento.

Per installare una turbina eolica con un rotore orizzontale, sono necessari circa 120 m di spazio libero e un albero alto almeno 8 m

I generatori eolici con un asse di rotazione verticale hanno un design più compatto, sono meno sensibili ai fattori ambientali.

Nei dispositivi di questo tipo, la turbina è perpendicolare al piano terrestre. Tali strutture sono lanciate anche da venti leggeri e non dipendono dalla direzione del flusso d'aria.

Il basso livello di rumore (fino a 30 dB) consente di installare turbine eoliche verticali sui tetti degli edifici

Tuttavia, c'è un aspetto negativo negativo: l'efficienza di tali generatori è solo del 15%. Inoltre, sono più costosi dei modelli con un asse di rotazione orizzontale.

I modelli di generatori eolici differiscono tra loro non solo per la posizione dell'asse di rotazione, ma anche:

• numero di pale - ci sono mulini a vento con due e tre pale, ci sono anche modifiche multi-lama;
• materiali per la fabbricazione di parti funzionali - con vela e pale rigide;
• passo della vite - regolabile o fisso.

La rotazione dei mulini a vento fissi a più pale inizia anche con un vento debole, ma per il funzionamento di dispositivi a due e tre pale, è necessario un vento più forte. Allo stesso tempo, ogni lama aggiuntiva nella struttura crea una maggiore resistenza della ruota, rendendo più difficile raggiungere le velocità operative standard del generatore.

A seconda del materiale di fabbricazione pale per turbine eoliche, potrebbero sorgere alcune difficoltà nel lavoro. Gli elementi velici sono più facili da fabbricare, motivo per cui sono più economici.

Ma se è necessario garantire un funzionamento affidabile della turbina eolica per l'alimentazione autonoma, vale la pena dare la preferenza a design con pale rigide in metallo o fibra di vetro rinforzate.

Per quanto riguarda il passo della vite, non è anche così semplice. Il passaggio variabile consente di espandere significativamente la gamma di velocità effettive per il funzionamento della stazione del vento e questo è un grande vantaggio. Allo stesso tempo, un tale meccanismo riduce l'affidabilità complessiva di un'installazione fissa e complica in modo significativo la ruota del vento, complicando il funzionamento dell'unità.

Possibilità di installare un generatore eolico

I piccoli parchi eolici oggi sono ampiamente utilizzati come fonti alternative di elettricità, che possono ottenere risparmi reali.

Tali dispositivi, di norma, sono installati in cottage estivi, in aree remote dalle principali reti di alimentazione. Ma questo non è l'unico motivo per cui le persone preferiscono sempre più costruzioni di questo tipo.

I proprietari terrieri utilizzano con successo i generatori eolici per ottenere una completa autonomia e un notevole risparmio energetico

Tuttavia, non tutte le zone sono adatte per l'installazione di una turbina eolica. Affinché la mini-centrale elettrica funzioni completamente durante il periodo di funzionamento dichiarato dal produttore, le condizioni climatiche dell'area devono soddisfare i requisiti delle attrezzature speciali.

La velocità media del vento non dovrebbe essere inferiore a 4,5-5 m / s. Solo in questo caso, l'installazione di una struttura con una turbina eolica sarà giustificata economicamente.

Per trovare dati approssimativi sulla velocità media annuale del vento per regione, è necessario visualizzare una mappa del vento speciale. Informazioni più accurate possono essere ottenute utilizzando un anemometro e un dispositivo per la lettura dei segnali.

Il sistema di misurazione deve essere installato ad alta quota in modo che edifici e alberi vicini non distorcano i risultati.

Se decidi di installare un mini parco eolico per la tua casa, dovresti anche considerare la disponibilità di spazio libero. Va tenuto presente che il vento deve assolutamente "camminare" lungo le pale, beh, e senza ostacoli sul suo cammino per raggiungerli da direzioni diverse.

Ecco perché le cime delle colline sono considerate il luogo ideale per installare una turbina eolica, dove le masse d'aria vengono condensate con un corrispondente aumento della pressione e della velocità del vento. Anche le regioni marine e la zona della steppa sono considerate idonee.

Per ottenere il massimo da un mulino a vento, è necessario installarlo in un luogo dove non ci sono alberi e edifici alti

Eventuali ostacoli nel raggio di 250 m influiranno generatore eolico. Per ottenere gli indicatori di massima efficienza, è necessario impostare l'asse della turbina al di sopra del livello degli ostacoli di almeno 4-5 m.

Regole per la scelta dell'attrezzatura

La selezione di un generatore eolico per la casa dovrebbe essere affrontata in modo responsabile.

È necessario raccogliere in anticipo le informazioni di base:

1. Calcola la quantità nominale e massima di elettricità per soddisfare le esigenze della casa.
2. Visualizza i dati sulla velocità media annuale del vento nell'area di residenza per determinare i periodi in cui il mulino a vento sarà inattivo.
3. Prendi in considerazione le caratteristiche climatiche della zona. Se si osservano forti gelate nella stagione invernale, l'installazione di una stazione del vento non si giustificherà da sola.
4. Scopri l'intensità del rumore generato durante il funzionamento dei generatori eolici.
5. Confronta le specifiche tecniche dei dispositivi di diversi produttori.

La selezione dei componenti degli elementi funzionali per un'installazione di energia eolica viene effettuata in base al valore nominale della potenza. In questo caso, la velocità del vento nominale gioca un ruolo: i valori a cui il generatore eolico genera una quantità calcolata di energia elettrica.

Se l'installazione produce la massima potenza a una velocità del vento di 11 m / s e nella tua zona l'indicatore medio raggiunge 4,5 m / s, la turbina eolica non genererà la quantità di energia dichiarata dal produttore

È inoltre necessario concentrarsi sul fatto che la potenza di un generatore eolico dipende dal diametro della ruota formata dalle pale. Se aumenti le dimensioni di 2 volte, il mulino a vento alla stessa velocità del vento produrrà 4 volte più elettricità.

Anche la capacità della batteria è importante. In caso di calma, dovrebbero avere abbastanza energia per fornire una casa.

L'installazione di una mini centrale eolica privata è affidata al meglio a un'azienda specializzata nello svolgimento di questo tipo di lavoro. L'obiettivo principale è garantire la massima sicurezza. Il design generale della turbina eolica deve essere garantito per rimanere stabile anche in condizioni meteorologiche estreme.

I modelli a bassa potenza di generatori eolici con alberi leggeri e bassi possono essere installati indipendentemente. Il supporto centrale deve essere montato su una fondazione in cemento armato. Per la stabilità laterale della struttura, vengono utilizzate 3-4 smagliature.

Prezzi indicativi e rimborso dei generatori eolici

La popolarità delle turbine eoliche sta crescendo ogni giorno. È vantaggioso per loro fornire cottage grandi e costosi, il cui contenuto richiede molta energia elettrica.

Si consiglia di installare mulini a vento in aree popolate in cui non è presente un alimentatore centralizzato o l'elettricità viene fornita in modo intermittente.

È in questi casi che i generatori eolici vengono in soccorso, il cui utilizzo ha diversi vantaggi:

• trasformazione dell'energia delle correnti d'aria in elettricità gratuita;
• sicurezza ambientale delle turbine eoliche;
• mancanza di materie prime e rifiuti nella produzione di elettricità;
• minima usura delle parti funzionali;
• funzionamento a lungo termine - 25-30 anni;
• non è necessario monitorare costantemente il funzionamento del parco eolico.

Gli svantaggi includono la variabilità e l'imprevedibilità dell'energia eolica. Per ridurre al minimo le perdite, è necessario duplicare la fonte o installare un buffer aggiuntivo per l'accumulo di energia. Inoltre, una ruota del vento che gira rappresenta una potenziale minaccia per gli uccelli in volo.

Le centrali eoliche producono rumore paragonabile al rumore dei veicoli durante la guida a una velocità di circa 70 km / h. L'aumento del livello di rumore non solo respinge gli animali, ma provoca anche disagio alle persone

Un altro svantaggio significativo delle turbine eoliche per uso domestico è l'alto costo. Questi ingombranti design sono realizzati con materiali costosi, sono dotati di controller, batterie, installazione dell'inverter e montante.

Va notato che i generatori eolici domestici di produttori russi, nonché le turbine eoliche di alta qualità fabbricati in Cina, sono molto più economici delle controparti europee. Il costo delle turbine eoliche domestiche con un asse verticale con una potenza nominale fino a 2 kW varia nell'intervallo di 1300-2500 dollari.

Ma a questo prezzo, il set completo include solo un generatore con pale. Il resto dell'attrezzatura dovrà essere acquistato separatamente o fallo da solo. Gli impianti completi costano circa il 40-50% in più.

Il prezzo delle stazioni del vento per uso domestico con una potenza da 3 kW a 7 kW è molto più alto. Tali generatori con apparecchiature correlate costeranno all'acquirente $ 5000-12.000.

Allo stato attuale, l'uso di turbine eoliche in alternativa all'alimentazione centralizzata non è redditizio a causa dell'elevato costo delle attrezzature

E anche quando ci sono interruzioni nella fornitura di elettricità di rete, non è sempre consigliabile installare un generatore eolico. È più facile ed economico installare un sistema di alimentazione ininterrotto basato su batterie industriali in combinazione con un UPS.

Ha senso montare un'installazione di energia eolica in luoghi in cui l'accesso a un alimentatore centralizzato è completamente assente. Il periodo di rimborso in questo caso è di 25 anni.

Prima di acquistare componenti per il montaggio e l'installazione di un generatore eolico, è consigliabile calcoli per formuleindicato nel nostro articolo raccomandato. Qui troverai la procedura e le regole per eseguire i calcoli.

Panoramica delle migliori marche e installazioni

Sul mercato russo dei generatori eolici, in termini di funzionalità sono presentati sia dispositivi affidabili relativamente economici di marchi nazionali sia vari modelli di turbine eoliche di produttori stranieri. Per determinare la scelta dell'installazione per la casa, è necessario confrontare le caratteristiche delle diverse unità.

N. 1 - turbine eoliche Condor Home (Russia)

Una serie di mulini a vento per uso domestico comprende dispositivi con una capacità di 0,5-5 kW. Possono servire come fonte principale di energia elettrica o aggiuntiva. Le stazioni Condor Home sono adattate per funzionare a basse temperature, in grado di produrre energia anche con venti deboli.

A seconda del modello, l'alloggiamento del generatore è realizzato in plastica o in fusione di alluminio, le pale sono in vetroresina. Esiste un efficace sistema di doppia frenata. L'albero è composto, su prolunghe, ha un'altezza di 8-12 m. Per installare queste unità, è necessario un palo o una fondazione in cemento.

Le turbine eoliche Condor Home sono prodotti completamente finiti che non richiedono conoscenze o abilità tecniche particolari. I dispositivi sono destinati all'elettrificazione di edifici autonomi e piccoli insediamenti come parte delle centrali eoliche

L'equipaggiamento di base include un montante e prolunghe, un generatore, un rotore e pale, un controller di carica e dispositivi di fissaggio.

N. 2 - mini-centrali elettriche Falcon Euro (Russia)

Sono generatori eolici di alta tecnologia ad asse verticale con una capacità di 1-15 kW. Sono utilizzati per l'alimentazione principale / di riserva dei consumatori remoti dalle linee elettriche. Possono essere utilizzati come parte di un complesso con pannelli solari e un generatore di carburante.

I mulini a vento sono dotati di potenti magneti al neodimio. La velocità del vento iniziale per avviare l'installazione è 1,5 m / s, la velocità nominale è 11 m / s. Un freno aerodinamico installato aiuta a limitare la velocità della ruota. La durata dichiarata dal produttore è di 20 anni, la garanzia di fabbrica per le mini centrali elettriche è di 36 mesi.

Le turbine eoliche Falcon Euro sono affidabili nel funzionamento e richiedono poca manutenzione. Utilizzando i dispositivi di questa serie, è facile risolvere i problemi di alimentazione delle strutture locali e dell'isola

Il set base Falcon Euro comprende diversi elementi funzionali: una ruota del vento, un generatore e un controller, un albero, parti integrate. L'installazione dell'inverter e le batterie sono selezionate separatamente.

N. 3 - Turbine eoliche verticali Sokol Air (Russia)

I piccoli impianti eolici di questo marchio possono fornire elettricità sia ai piccoli cottage che alle medie imprese. Per uso domestico sono disponibili dispositivi SAV con una potenza di 0,5-15 kW.

Sono caratterizzati da un'elevata efficienza in presenza di venti leggeri, funzionano senza problemi a basse e alte temperature nell'intervallo da -50 ° C a +50 ° C, sono caratterizzati da bassa rumorosità e resistenza alle influenze esterne.

La generazione di energia da parte delle unità verticali Sokol Air è indipendente dalla direzione del vento. Le unità ad asse verticale funzionano automaticamente senza personale di manutenzione. Il design offre un sistema di frenatura elettromagnetico e aerodinamico per limitare la velocità della ruota del vento.

Le lame sono realizzate in poliestere rinforzato o alluminio aeronautico (a seconda del modello), hanno un profilo a svolgimento automatico. Il generatore è un'eccitazione trifase multipolare da magneti permanenti.

Le turbine eoliche verticali Sokol Air erogano una potenza nominale di 7-8 m / s, che consente di utilizzarle in regioni con una bassa velocità media annuale del vento

L'equipaggiamento di base di una centrale eolica comprende: una turbina eolica con un controller di carica della batteria, un albero con prolunghe, un kit di montaggio. L'inverter e le batterie sono selezionati separatamente secondo le specifiche tecniche.

N. 4 - generatori eolici Energy Wind (Russia)

I clienti sono disponibili con modelli a una o tre pale di prodotti di applicazione universale con una potenza di 1-10 kW. Questi mulini a vento sono l'ideale per creare progetti per fornire elettricità a case e cottage privati.

Le unità Energy Wind si basano su robuste pale rinforzate in fibra di vetro verniciate con smalto automatico e un affidabile sistema di rimozione del flusso d'aria. Queste unità con un asse di rotazione orizzontale lavorano stabilmente a temperature da -40 a +40 gradi Celsius.

La velocità minima del vento operativo è di 2 m / s, in alcune posizioni della pala 3 m / s, l'altezza del montante consigliata è di 8-20 m. La vita operativa media delle unità del marchio russo è di 25 anni, la garanzia ufficiale del produttore è di 3 anni.

I generatori di energia eolica non richiedono cure o manutenzioni costanti, il che contribuisce al rapido reinvestimento dei fondi investiti

L'equipaggiamento di base delle installazioni include un generatore elettrico a magneti permanenti con un supporto all'albero e un meccanismo rotante, lame, una serie di elementi di fissaggio per l'assemblaggio di una turbina eolica. L'albero, nonché il controller, l'inverter e le batterie per l'accumulo di energia, devono essere acquistati separatamente.

N. 5 - Mulini a vento Altek EW (Cina)

Tipo di turbine eoliche - con un asse di rotazione orizzontale. I dispositivi con una potenza nominale da 1 kW a 10 kW sono eccellenti per risolvere i problemi di alimentazione di edifici residenziali e cottage suburbani.

L'involucro protettivo dei mulini a vento Altek EW è realizzato in lega di alluminio, il che semplifica notevolmente il design. Le parti metalliche funzionali del generatore sono rivestite con silicone per resistere al calore.

Le lame sono realizzate in plastica rinforzata con fibre. La velocità del vento iniziale per il lancio di unità domestiche del marchio cinese è di 2,5 m / s, velocità nominale - 12 m / s.

I generatori eolici Altek EW sono uno dei dispositivi più convenienti per la generazione di elettricità, che vengono presentati nel moderno mercato delle energie alternative

L'attrezzatura di base comprende lame, un generatore e un controller. Gli elementi funzionali rimanenti per il mulino a vento devono essere acquistati.

Se il costo di un kit realizzato in fabbrica sembra inutilmente elevato, ha senso costruirlo generatore eolico fai-da-te. L'articolo da noi raccomandato descrive la fabbricazione di un'unità utile in casa da una lavatrice.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Prospettive per l'uso delle centrali eoliche:

Il principio di funzionamento delle moderne turbine eoliche. Come l'energia eolica viene convertita in elettricità:

Ancora oggi, l'uso di generatori eolici richiede uno sviluppo costante. Le possibilità e le prospettive a lungo termine di questo modo alternativo di generare elettricità sono promettenti.Tuttavia, sono necessarie alcune misure da parte dei produttori di apparecchiature e delle amministrazioni degli insediamenti.

L'installazione di piccoli generatori eolici per le famiglie non risolverà completamente il problema dell'approvvigionamento energetico nelle regioni. Ma per i singoli proprietari di siti, questa opzione potrebbe essere una via d'uscita.

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