Windgenerator voor een privéwoning: apparaat, typen, overzicht van de beste aanbiedingen

Windmolens zijn al lang geen exotische nieuwigheid meer, nu worden ze beschouwd als een van de mogelijke besparingsopties. De luchtstromen boven het aardoppervlak bevatten een enorme hoeveelheid energie, die momenteel met succes wordt gebruikt in industriële windturbines en kleine windturbines voor privégebruik.

We zullen u vertellen hoe u de juiste kiest en technisch correct installeert een windgenerator voor een privéwoning. In ons voorgestelde artikel worden de regels voor de montage en bediening van minicentrales beschreven. Geïnteresseerde kopers krijgen aanbevelingen voor selectie, gezien de beoordeling van populaire modellen.

Ontwerp en werkingsprincipe van windturbines

Windgeneratoren zijn speciale apparaten die de kinetische energie van de wind omzetten in elektrische energie. Dit zijn onafhankelijke elektriciteitsbronnen, die uitstekend geschikt zijn voor installatie in particuliere woongebouwen, op kleine en middelgrote boerderijen en productiebases.

Het ontwerp van een standaard mini-energiecentrale voor huishoudelijk gebruik omvat de volgende functionele elementen:

1. Bladen aerodynamische vorm voor het vangen van wind.
2. Generator voor het produceren van wisselstroom.
3. Controller voor automatische besturing van een windstation. Hiermee kunt u het opladen van de batterijen aanpassen, de stroom van energie over apparaten verdelen.
4. Rijd. Speciale batterijen voor de accumulatie van opgewekte elektriciteit.
5. Omvormer om de parameters van de opgewekte energie naar netwerknormen te brengen.
6. Mast, het heffen van de messen tot een bepaalde hoogte boven het maaiveld.

Masten zijn anders: vrijstaand zonder striae, stevig bevestigd en roterend op striae.Deze laatste kan worden verlaagd en verhoogd voor onderhoud, maar ook voor reparatie- en restauratiewerkzaamheden.

Onder invloed van wind beginnen de op de generatoras gemonteerde bladen te draaien, wat de rotor helpt starten. Hierdoor wordt de kinetische energie van de luchtstromen omgezet in mechanische en vervolgens in elektrische energie. Het ziet eruit als een heel vereenvoudigd schema van de windmolen

De energie van het windpark wordt namelijk niet direct aan de consument geleverd. In het systeem moeten speciale apparaten worden aangesloten om elektrische stroom om te zetten.

De controller bevindt zich in het circuit na de generator. Het zet wisselstroom om in gelijkstroom. In deze vorm wordt elektriciteit geaccumuleerd en opgeslagen in de batterijen en vervolgens via de omvormer, die gelijkstroom omzet in wisselstroom, wordt de energie geleverd aan een particulier elektriciteitsnet.

Een dergelijk schema maakt het mogelijk om instabiliteit van de spanning weg te werken en om energie te verzamelen tijdens perioden van volledig gebrek aan verbruik. En dit maakt op zijn beurt het gebruik mogelijk van windgeneratoren met een lager vermogen dan het totale vermogen van elektrische huishoudelijke apparaten.

Tijdens de conversie van elektrische stroom volgens het variabel-constant-variabel schema treden bepaalde energieverliezen op, die ongeveer 20% bedragen

Samen met een autonoom windstation is het mogelijk om zowel zonnepanelen als brandstofgeneratoren te installeren.

Als er meerdere apparaten voor het opwekken van elektriciteit tegelijk zijn betrokken, wordt het circuit aangevuld met een ander element - een stroomonderbreker (ABP). Het is noodzakelijk dat wanneer u de ene bron van alternatieve energie uitschakelt, een andere, de back-up, wordt gestart.

Als onderdeel van moderne windparken worden verschillende ontwerpen van rotoren gebruikt - roterende onderdelen. Ze hebben hun voor- en nadelen, verschillende efficiëntie en functionaliteit. Momenteel zijn er veel ontwikkelingen van autonome systemen die kunnen interageren met winden met verschillende snelheden en sterktes.

Soorten windparken

Per type verbruiker worden autonome windgeneratoren en netwerkinstallaties onderscheiden. De eerste leveren stroom aan consumenten op afstand van de centrale elektrische netwerken.

De tweede - kan enkele tientallen / honderden windmolens tellen, die een enkel systeem vormen en energie overdragen aan een gemeenschappelijk netwerk. Het vermogen van autonome units overschrijdt zelden 75 kW, terwijl het vermogen van netwerkinstallaties begint vanaf 100 kW.

Afhankelijk van het type constructie worden windgeneratoren onderscheiden:

• met verticaal rotatie-as;
• met horizontaal as van rotatie.

Deze apparaten worden gebruikt voor verschillende bedrijfsomstandigheden, maar meestal zijn er modellen met een horizontale as. Ze werken als gewone weerhanen en hebben een vergelijkbare structuur. De rotoras draait evenwijdig aan het aardoppervlak.

Dergelijke units worden gekenmerkt door een hoog rendement (ongeveer 40%), eenvoudige vermogensregeling en een meer betaalbare prijs, maar ze worden ook gekenmerkt door een hoog niveau van gegenereerd geluid en trillingen. Bovendien moeten ze gericht zijn op de windrichting.

Om een ​​windturbine met een horizontale rotor te installeren, heeft u ongeveer 120 m vrije ruimte en een mast van minimaal 8 m hoog nodig

Windgeneratoren met een verticale rotatieas hebben een compacter ontwerp, ze zijn minder gevoelig voor omgevingsfactoren.

Bij apparaten van dit type staat de turbine loodrecht op het aardoppervlak. Dergelijke structuren worden zelfs bij lichte wind gelanceerd en zijn niet afhankelijk van de richting van de luchtstroom.

Laag geluidsniveau (tot 30 dB) maakt het mogelijk om verticale windturbines op de daken van gebouwen te plaatsen

Er is echter een aanzienlijk minpunt: de efficiëntie van dergelijke generatoren is slechts 15%. Bovendien zijn ze duurder dan modellen met een horizontale rotatieas.

Modellen van windgeneratoren verschillen onderling niet alleen door de locatie van de rotatieas, maar ook:

• aantal bladen - er zijn windmolens met twee en drie bladen, er zijn ook modificaties met meerdere bladen;
• materialen voor de vervaardiging van functionele onderdelen - met zeilen en stijve bladen;
• schroef pitch - verstelbaar of vast.

De rotatie van stationaire windmolens met meerdere bladen begint zelfs bij een zwakke wind, maar voor de werking van apparaten met twee en drie bladen is een sterkere wind nodig. Tegelijkertijd zorgt elk extra blad in de structuur voor een grotere wielweerstand, waardoor het moeilijker wordt om standaard generatorsnelheden te bereiken.

Afhankelijk van het fabricagemateriaal bladen voor windturbinekunnen er bepaalde moeilijkheden zijn in het werk. Zeilelementen zijn gemakkelijker te vervaardigen en daarom goedkoper.

Maar als het nodig is om een ​​betrouwbare werking van de windturbine te garanderen voor autonome stroomvoorziening, is het de moeite waard om de voorkeur te geven aan ontwerpen met stijve bladen gemaakt van metaal of glasvezelversterkt.

Wat betreft de steek van de schroef, het is ook niet zo eenvoudig. Met de variabele stap kunt u het bereik van effectieve snelheden voor de werking van het windstation aanzienlijk uitbreiden en dit is een groot pluspunt. Maar tegelijkertijd vermindert een dergelijk mechanisme de algehele betrouwbaarheid van een stationaire installatie en compliceert het het windwiel aanzienlijk, wat de werking van de eenheid bemoeilijkt.

Haalbaarheid van het installeren van een windgenerator

Kleine windmolenparken worden tegenwoordig veel gebruikt als alternatieve elektriciteitsbronnen, die reële besparingen kunnen opleveren.

Dergelijke apparaten worden in de regel geïnstalleerd in zomerhuisjes, in gebieden die ver verwijderd zijn van de belangrijkste voedingsnetwerken. Maar dit is niet de enige reden waarom mensen steeds meer de voorkeur geven aan dit soort constructies.

Landeigenaren gebruiken met succes windgeneratoren om volledige autonomie en aanzienlijke energiebesparingen te bereiken

Maar niet elke zone is geschikt voor het plaatsen van een windturbine. Om ervoor te zorgen dat de mini-energiecentrale volledig functioneert tijdens de door de fabrikant opgegeven bedrijfsperiode, moeten de klimatologische omstandigheden van het gebied voldoen aan de vereisten van speciale apparatuur.

De gemiddelde windsnelheid mag niet lager zijn dan 4,5-5 m / s. Alleen in dit geval is de installatie van een constructie met een windturbine economisch verantwoord.

Om geschatte gegevens over de gemiddelde jaarlijkse windsnelheid per regio te vinden, moet u een speciale windkaart bekijken. Nauwkeuriger informatie kan worden verkregen met behulp van een windmeter en een apparaat voor het uitlezen van signalen.

Het meetsysteem moet op grote hoogte worden geïnstalleerd, zodat nabijgelegen gebouwen en bomen de resultaten niet verstoren.

Als u besluit een mini-windpark voor uw huis te installeren, moet u ook rekening houden met de beschikbaarheid van vrije ruimte. Houd er rekening mee dat de wind absoluut langs de wieken moet “lopen”, wel en zonder obstakels op zijn pad om ze vanuit verschillende richtingen te bereiken.

Daarom worden de toppen van de heuvels beschouwd als de ideale plek om een ​​windturbine te installeren, waar de luchtmassa's worden gecondenseerd met een overeenkomstige toename van druk en windsnelheid. Ook mariene regio's en de steppe-zone worden geschikt geacht.

Om het meeste uit een windmolen te halen, moet je hem installeren op een plek waar geen bomen en hoge gebouwen staan

Eventuele obstakels binnen een straal van 250 m zijn van invloed windgenerator. Om maximale efficiëntie-indicatoren te verkrijgen, moet de as van de turbine minimaal 4-5 m boven het niveau van obstakels worden ingesteld.

Regels voor het kiezen van apparatuur

De keuze van een windgenerator voor thuis moet verantwoord worden benaderd.

U moet van tevoren basisinformatie verzamelen:

1. Bereken de nominale en maximale hoeveelheid elektriciteit om aan de behoeften van de woning te voldoen.
2. Bekijk gegevens over de gemiddelde jaarlijkse windsnelheid in het woongebied om de periodes te bepalen waarin de windmolen inactief zal zijn.
3. Houd rekening met de klimatologische kenmerken van het gebied. Als er in het winterseizoen strenge vorst wordt waargenomen, rechtvaardigt de installatie van een windstation zichzelf niet.
4. Ontdek de intensiteit van het gegenereerde geluid tijdens de werking van windgeneratoren.
5. Vergelijk de technische specificaties van apparaten van verschillende fabrikanten.

De selectie van componenten van functionele elementen voor een windenergie-installatie wordt uitgevoerd volgens de nominale waarde van het vermogen. In dit geval speelt de nominale windsnelheid een rol - de waarden waarbij de windgenerator een berekende hoeveelheid elektrische energie opwekt.

Als de installatie maximaal vermogen produceert bij een windsnelheid van 11 m / s, en in uw omgeving de gemiddelde indicator 4,5 m / s bereikt, zal de windturbine niet de door de fabrikant opgegeven hoeveelheid energie genereren.

Er moet ook op worden gelet dat het vermogen van een windgenerator afhangt van de diameter van het wiel dat door de bladen wordt gevormd. Als je de maat 2 keer vergroot, zal de windmolen bij dezelfde windsnelheid 4 keer meer elektriciteit produceren.

Accucapaciteit is ook belangrijk. In het geval van rust zouden ze voldoende energie moeten hebben om een ​​thuis te bieden.

De installatie van een eigen mini-energiecentrale voor windmolens kan het beste worden toevertrouwd aan een bedrijf dat gespecialiseerd is in het uitvoeren van dit soort werk. Het belangrijkste doel is om maximale veiligheid te garanderen. Het algehele ontwerp van de windturbine moet gegarandeerd blijven, zelfs onder extreme weersomstandigheden.

Modellen met laag vermogen van windgeneratoren met lichte, lage masten kunnen onafhankelijk worden geïnstalleerd. De centrale steun moet op een gewapende betonnen fundering worden gemonteerd. Voor zijdelingse stabiliteit van de structuur worden 3-4 striae gebruikt.

Geschatte prijzen en terugverdientijd van windgeneratoren

De populariteit van windturbines groeit met de dag. Het is voordelig voor hen om grote en dure huisjes uit te rusten, waarvan de inhoud veel elektrische energie vereist.

Het is raadzaam om windmolens te installeren in bevolkte gebieden waar geen centrale stroomtoevoer is of met tussenpozen elektriciteit wordt geleverd.

Het is in dergelijke gevallen dat windgeneratoren te hulp schieten, waarvan het gebruik verschillende voordelen heeft:

• transformatie van energie van luchtstromen in gratis elektriciteit;
• milieuveiligheid van windturbines;
• gebrek aan grondstoffen en afval bij de productie van elektriciteit;
• minimale slijtage van functionele onderdelen;
• langdurige werking - 25-30 jaar;
• het is niet nodig om constant de werking van het windpark te bewaken.

De nadelen zijn onder meer de variabiliteit en onvoorspelbaarheid van windenergie. Om verliezen te minimaliseren, moet u de bron dupliceren of een extra buffer installeren voor energieopslag. Ook vormt een draaiend windwiel een potentiële bedreiging voor vliegende vogels.

Windenergie-installaties produceren geluid dat vergelijkbaar is met het geluid van voertuigen bij het rijden met een snelheid van ongeveer 70 km / u. Het verhoogde geluidsniveau stoot niet alleen dieren af, maar veroorzaakt ook ongemak voor mensen

Een ander belangrijk minpunt van windturbines voor huishoudelijk gebruik zijn de hoge kosten. Deze omvangrijke ontwerpen zijn gemaakt van dure materialen, worden geleverd met een controller, batterijen, installatie van de omvormer en mast.

Opgemerkt moet worden dat binnenlandse windgeneratoren van Russische fabrikanten en hoogwaardige windturbines die in China worden vervaardigd, veel goedkoper zijn dan Europese tegenhangers. De kosten van windturbines voor huishoudelijk gebruik met een verticale as met een nominaal vermogen van maximaal 2 kW variëren in het bereik van $ 1300-2500.

Maar voor deze prijs bevat de complete set alleen een generator met bladen. De rest van de apparatuur moet apart worden gekocht of doe het zelf. Complete planten zijn ongeveer 40-50% duurder.

De prijs van windstations voor thuisgebruik met een vermogen van 3 kW tot 7 kW is veel hoger. Dergelijke generatoren met bijbehorende apparatuur kosten de koper $ 5000-12.000.

Momenteel is het gebruik van windturbines als alternatief voor gecentraliseerde stroomvoorziening niet rendabel vanwege de hoge kosten van apparatuur

En zelfs als er onderbrekingen zijn in de levering van netwerkstroom, is het niet altijd raadzaam om een ​​windgenerator te installeren. Het is eenvoudiger en goedkoper om een ​​noodstroomsysteem te installeren op basis van industriële batterijen in combinatie met een UPS.

Het is logisch om een ​​windenergie-installatie te plaatsen op plaatsen waar de toegang tot een centrale voeding volledig ontbreekt. De terugverdientijd is in dit geval 25 jaar.

Voordat u componenten aanschaft voor het monteren en installeren van een windenergie-generator, is het raadzaam om dit te doen berekeningen door formulesgegeven in ons aanbevolen artikel. Hier vindt u de procedure en regels voor het uitvoeren van berekeningen.

Overzicht van de beste merken en installaties

Op de Russische markt van windgeneratoren worden zowel betrouwbare relatief goedkope apparaten van binnenlandse merken als verschillende modellen windturbines van buitenlandse fabrikanten gepresenteerd in termen van functionaliteit. Om de keuze van de installatie voor thuis te bepalen, moet u de kenmerken van verschillende units vergelijken.

Nr. 1 - windturbines Condor Home (Rusland)

Een reeks windmolens voor thuisgebruik omvat apparaten met een capaciteit van 0,5-5 kW. Ze kunnen dienen als de belangrijkste elektriciteitsbron of als extra. Condor huisstations zijn aangepast voor gebruik bij lage temperaturen en kunnen zelfs bij lichte wind energie produceren.

Afhankelijk van het model is de generatorbehuizing gemaakt van kunststof of gegoten aluminium, de bladen zijn gemaakt van glasvezel. Er is een effectief dubbel remsysteem. De mast is samengesteld, op uitbreidingen heeft een hoogte van 8-12 m. Om deze units te installeren heeft u een paal of betonnen fundering nodig.

Condor Home windturbines zijn volledig afgewerkte producten waarvoor geen speciale kennis of technische vaardigheden vereist zijn. De apparaten zijn bedoeld voor elektrificatie van zowel vrijstaande gebouwen als kleine nederzettingen als onderdeel van windenergie-installaties

De basisuitrusting omvat een mast en uitbreidingen, een generator, een rotor en bladen, een laadregelaar en bevestigingsmiddelen.

Nr. 2 - mini-energiecentrales Falcon Euro (Rusland)

Het zijn hightech windgeneratoren met verticale assen met een vermogen van 1-15 kW. Ze worden gebruikt voor hoofd- / back-upvoeding van consumenten op afstand van hoogspanningslijnen. Ze kunnen worden gebruikt als onderdeel van een complex met zonnepanelen en een brandstofgenerator.

Windmolens zijn uitgerust met krachtige neodymiummagneten. De startwindsnelheid om de installatie te starten is 1,5 m / s, de nominale snelheid is 11 m / s. Een geïnstalleerde aerodynamische rem helpt de wielsnelheid te beperken. De opgegeven levensduur van de fabrikant is 20 jaar, de fabrieksgarantie voor mini-energiecentrales is 36 maanden.

Windturbines Falcon Euro zijn betrouwbaar in gebruik en onderhoudsarm. Met behulp van apparaten uit deze serie is het eenvoudig om de problemen met de stroomvoorziening van zowel lokale als eilandvoorzieningen op te lossen

De Falcon Euro basisset bevat verschillende functionele elementen: een windwiel, een generator en een controller, een mast, ingebouwde onderdelen. Installatie van omvormer en batterijen worden afzonderlijk geselecteerd.

Nr.3 - Sokol Air verticale windturbines (Rusland)

Kleine windenergie-installaties van dit merk kunnen zowel kleine huisjes als middelgrote bedrijven van stroom voorzien. Voor huishoudelijk gebruik zijn SAV-apparaten met een vermogen van 0,5-15 kW beschikbaar.

Ze worden gekenmerkt door een hoge efficiëntie bij lichte wind, werken soepel bij lage en hoge temperaturen in het bereik van -50 ° C tot +50 ° C, worden gekenmerkt door een laag geluidsniveau en weerstand tegen invloeden van buitenaf.

Stroomopwekking door Sokol Air Verticale units is onafhankelijk van de windrichting. Verticale assen werken automatisch zonder onderhoudspersoneel. Het ontwerp biedt een elektromagnetisch en aerodynamisch remsysteem om de snelheid van het windwiel te beperken.

De bladen zijn gemaakt van versterkt polyester of luchtvaartaluminium (afhankelijk van het model), hebben een zelfontwikkelend profiel. De generator is een meerpolige driefasige excitatie van permanente magneten.

Sokol Air verticale windturbines geven een nominaal vermogen van 7-8 m / s, waardoor ze kunnen worden gebruikt in regio's met een lage gemiddelde jaarlijkse windsnelheid

De basisuitrusting van een windenergiecentrale omvat: een windturbine met een acculaadcontroller, een mast met uitbreidingen, een montagekit. De omvormer en batterijen worden afzonderlijk geselecteerd volgens de technische specificaties.

Nr. 4 - windgeneratoren Energy Wind (Rusland)

Klanten zijn beschikbaar met modellen met één en drie bladen van producten met een universele toepassing met een capaciteit van 1-10 kW. Deze windmolens zijn geweldig voor het maken van projecten om elektriciteit te leveren aan particuliere huizen en huisjes.

De Energy Wind-units zijn gebaseerd op robuuste, met glasvezel beschilderde glasvezelmessen en een betrouwbaar luchtstroomverwijderingssysteem. Deze units met een horizontale rotatieas werken stabiel bij temperaturen van -40 tot +40 graden Celsius.

De minimale windsnelheid is 2 m / s, bij sommige bladposities 3 m / s is de aanbevolen masthoogte 8-20 m. De gemiddelde levensduur van de Russische merkeenheden is 25 jaar, de officiële garantie van de fabrikant is 3 jaar.

Energy Wind-generatoren hebben geen constante zorg of onderhoud nodig, wat bijdraagt ​​aan de snelle herinvestering van geïnvesteerde fondsen

De basisuitrusting van de installaties omvat een elektrische generator met permanente magneet met montage aan de mast en een roterend mechanisme, schoepen, een set bevestigingsmiddelen voor het monteren van een windturbine. De mast, evenals de controller, omvormer en batterijen voor energieopslag moeten apart worden aangeschaft.

Nr.5 - Altek EW-windmolens (China)

Type windturbines - met een horizontale rotatieas. Apparaten met een nominaal vermogen van 1 kW tot 10 kW zijn uitstekend geschikt voor het oplossen van de problemen met de stroomvoorziening van woongebouwen en huisjes in de voorsteden.

De beschermende behuizing van Altek EW-windmolens is gemaakt van een aluminiumlegering, wat het ontwerp aanzienlijk vereenvoudigt. Functionele metalen onderdelen van de generator zijn bekleed met siliconen voor hittebestendigheid.

De messen zijn gemaakt van vezelversterkt kunststof. Start windsnelheid voor het lanceren van huishoudelijke eenheden van het Chinese merk is 2,5 m / s, nominale snelheid - 12 m / s.

Altek EW-windgeneratoren zijn een van de meest betaalbare apparaten voor het opwekken van elektriciteit, die worden gepresenteerd op de moderne alternatieve energiemarkt

De basisuitrusting omvat bladen, een generator en een controller. De resterende functionele elementen voor de windmolen moeten worden gekocht.

Als de kosten van een in de fabriek gemaakte kit onnodig hoog lijken, is het logisch om te bouwen doe-het-zelf windgenerator. Het door ons aanbevolen artikel beschrijft de vervaardiging van een apparaat dat nuttig is in het huishouden vanuit een wasmachine.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Vooruitzichten voor het gebruik van windenergie-installaties:

Het werkingsprincipe van moderne windturbines. Hoe windenergie wordt omgezet in elektriciteit:

Zelfs vandaag de dag vereist het gebruik van windgeneratoren een constante ontwikkeling. De mogelijkheden en langetermijnvooruitzichten van deze alternatieve manier van opwekken van elektriciteit zijn veelbelovend.Er zijn echter bepaalde maatregelen nodig, zowel van de kant van de fabrikanten van apparatuur als van de administraties van nederzettingen.

De installatie van kleine windgeneratoren voor particuliere huishoudens zal het probleem van de energievoorziening in de regio's niet volledig oplossen. Maar voor individuele eigenaren van sites kan deze optie een uitweg zijn.

Vertel ons over uw ervaringen met het kiezen of installeren van een windturbine in een buitenwijk. Schrijf opmerkingen, plaats een foto en stel vragen in het onderstaande blok. Deel technologische fijne kneepjes en nuttige informatie die nuttig zal zijn voor sitebezoekers.