Generator eolian pentru o casă privată: dispozitiv, tipuri, prezentare generală a celor mai bune oferte

Morile de vânt au încetat de mult să fie o noutate exotică, acum sunt considerate una dintre opțiunile posibile de economisire. Fluxurile de aer deasupra suprafeței terestre transportă o cantitate uriașă de energie, care este folosită în prezent cu succes în turbine eoliene industriale și mici turbine eoliene pentru uz privat.

Vă vom spune cum să alegeți corect și instalați corect un generator eolian pentru o casă privată. În articolul propus, sunt descrise regulile pentru asamblarea și funcționarea mini-centrale. Cumpărătorilor interesați li se oferă recomandări de selecție, având în vedere ratingul modelelor populare.

Proiectarea și principiul funcționării turbinelor eoliene

Generatoarele eoliene sunt dispozitive speciale care transformă energia cinetică a vântului în energie electrică. Acestea sunt surse independente de electricitate, care sunt excelente pentru instalarea în clădiri rezidențiale private, în fermele mici și mijlocii, baze de producție.

Proiectarea unei mini-centrale standard pentru uz casnic include următoarele elemente funcționale:

1. lame formă aerodinamică pentru prinderea vântului.
2. generator pentru producerea curentului alternativ.
3. controlor pentru control automat al unei stații eoliene. Vă permite să reglați reîncărcarea bateriilor, distribuie fluxurile de energie între dispozitive.
4. conduce. Baterii speciale pentru acumularea de electricitate generată.
5. invertor pentru a aduce parametrii energiei generate la standardele de rețea.
6. catarg, ridicând lamele la o anumită înălțime deasupra nivelului solului.

Catargurile sunt diferite: independent, fără vergeturi, fixate rigid și rotative pe vergeturi.Acestea din urmă pot fi reduse și ridicate pentru întreținere, precum și pentru lucrări de reparație și restaurare.

Sub influența vântului, lamele montate pe arborele generatorului încep să se rotească, ajutând la pornirea rotorului. Ca urmare, energia cinetică a fluxurilor de aer este transformată în energie mecanică și apoi în energie electrică. Pare o schemă foarte simplificată a morii de vânt

De fapt, energia de la parcul eolian nu este livrată direct consumatorului. În sistem trebuie conectate dispozitive speciale pentru a converti curentul electric.

Controlerul este amplasat în circuit după generator. Convertește curent alternativ în curent continuu. În această formă, energia electrică este acumulată și stocată în baterii, iar apoi de la ele prin invertor, care transformă curentul direct în curent alternativ, energia este furnizată unei rețele private de energie.

O astfel de schemă face posibilă reducerea instabilității tensiunii, precum și acumularea de energie în perioadele de absență completă a consumului. Și, la rândul său, permite utilizarea generatoarelor eoliene de putere mai mică decât puterea totală a aparatelor electrice de uz casnic.

În timpul conversiei curentului electric în conformitate cu schema variabilă-constantă-variabilă, apar anumite pierderi de energie, care se ridică la aproximativ 20%

Împreună cu o stație eoliană autonomă, este posibil să instalați atât module solare, cât și generatoare de combustibil.

Dacă mai multe dispozitive pentru generarea de energie electrică sunt implicate simultan, circuitul este completat cu un alt element - un întreruptor (ABP). Este necesar ca atunci când opriți o sursă de energie alternativă, alta, cea de rezervă, să fie lansată.

Ca parte a parcurilor eoliene moderne, sunt utilizate diverse modele de rotori - piese rotative. Au avantajele și dezavantajele lor, eficiență și funcționalitate diferite. În prezent, există multe dezvoltări ale sistemelor autonome care pot interacționa cu vânturi cu viteze și tari diferite.

Tipuri de parcuri eoliene

În funcție de tipul consumatorilor, se disting generatoarele eoliene autonome și instalațiile de rețea. Primele furnizează energie consumatorilor îndepărtați de rețelele electrice centrale.

Al doilea - poate număra câteva zeci / sute de mori, care formează un singur sistem și transferă energia într-o rețea comună. Puterea unităților autonome depășește rar 75 kW, în timp ce puterea instalațiilor de rețea pornește de la 100 kW.

În funcție de tipul de construcție, se disting generatoarele eoliene:

• cu vertical axa de rotație;
• cu orizontală axa de rotație.

Aceste dispozitive sunt utilizate pentru diferite condiții de funcționare, dar cel mai adesea există modele cu axa orizontală. Funcționează ca cioburile meteorologice obișnuite și au o structură similară. Axa rotorului se rotește paralel cu suprafața pământului.

Astfel de unități se caracterizează printr-o eficiență ridicată (aproximativ 40%), un control simplu al puterii și un preț mai accesibil, dar sunt, de asemenea, caracterizate printr-un nivel ridicat de zgomot și vibrații generate. În plus, acestea trebuie să fie orientate spre direcția vântului.

Pentru a instala o turbină eoliană cu rotor orizontal, aveți nevoie de aproximativ 120 m spațiu liber și un catarg de cel puțin 8 m înălțime

Generatoarele eoliene cu axa de rotație verticală au un design mai compact, sunt mai puțin sensibile la factorii de mediu.

În dispozitivele de acest tip, turbina este perpendiculară pe planul Pământului. Astfel de structuri sunt lansate chiar și din vânturi ușoare și nu depind de direcția fluxului de aer.

Nivelul redus de zgomot (până la 30 dB) face posibilă instalarea de turbine eoliene verticale pe acoperișurile clădirilor

Cu toate acestea, există un minus semnificativ - eficiența acestor generatoare este de doar 15%. În plus, sunt mai scumpe decât modelele cu o axă de rotație orizontală.

Modelele generatoarelor eoliene diferă între ele nu numai prin amplasarea axei de rotație, ci și:

• număr de lame - există mori de vânt cu două și trei lame, există și modificări cu mai multe lame;
• materiale pentru fabricarea pieselor funcționale - cu lame de navigație și rigide;
• pas cu șurub - reglabil sau fix.

Rotația de vânt staționare cu mai multe lame începe chiar cu un vânt slab, însă pentru funcționarea dispozitivelor cu două și trei lame este nevoie de un vânt mai puternic. În același timp, fiecare lamă suplimentară din structură creează o rezistență mai mare la roți, ceea ce face mai dificilă atingerea vitezei de funcționare standard a generatorului.

În funcție de materialul de fabricație lame pentru turbina eoliana, pot exista anumite dificultăți în muncă. Elementele de navigație sunt mai ușor de fabricat, motiv pentru care sunt mai ieftine.

Dar dacă este necesar să se asigure funcționarea fiabilă a turbinei eoliene pentru alimentarea autonomă a energiei, merită să se acorde preferință proiectărilor cu lame rigide din metal sau fibră de sticlă întărită.

În ceea ce privește pasul șurubului, acesta nu este, de asemenea, atât de simplu. Etapa variabilă vă permite să extindeți în mod semnificativ gama de viteze eficiente pentru funcționarea stației eoliene și acesta este un mare avantaj. Dar, în același timp, un astfel de mecanism reduce fiabilitatea generală a unei instalații staționare și complică semnificativ roata de vânt, complicând funcționarea unității.

Fezabilitatea instalării unui generator eolian

Fermele eoliene mici astăzi sunt utilizate pe scară largă ca surse alternative de electricitate, ceea ce poate realiza economii reale.

Astfel de dispozitive, de regulă, sunt instalate în cabane de vară, în zone îndepărtate de rețelele principale de alimentare. Dar acesta nu este singurul motiv pentru care oamenii preferă din ce în ce mai mult construcțiile de acest tip.

Proprietarii de terenuri folosesc cu succes generatoarele eoliene pentru a obține o autonomie completă și economii semnificative de energie

Cu toate acestea, nu fiecare zonă este potrivită pentru instalarea unei turbine eoliene. Pentru ca mini-centrala să funcționeze pe deplin în perioada de funcționare declarată de producător, condițiile climatice din zonă trebuie să respecte cerințele echipamentelor speciale.

Viteza medie a vântului nu trebuie să fie mai mică de 4,5-5 m / s. Doar în acest caz, instalarea unei structuri cu o turbină eoliană va fi justificată economic.

Pentru a găsi date aproximative cu privire la viteza anuală medie a vântului pe regiune, trebuie să vizualizați o hartă specială a vântului. Informații mai precise pot fi obținute folosind un anemometru și un dispozitiv pentru citirea semnalelor.

Sistemul de măsurare trebuie instalat la o altitudine mare, astfel încât clădirile și copacii din apropiere să nu denatureze rezultatele.

Dacă decideți să instalați o fermă mini-eoliană pentru casa dvs., ar trebui să luați în considerare și disponibilitatea de spațiu liber. Trebuie avut în vedere faptul că vântul trebuie să „umble” absolut de-a lungul lamelor, bine, și fără obstacole în calea sa pentru a le ajunge din direcții diferite.

De aceea, vârfurile dealurilor sunt considerate locul ideal pentru instalarea unei turbine eoliene, unde masele de aer sunt condensate cu o creștere corespunzătoare a presiunii și a vitezei vântului. Regiunile marine și zona de stepă sunt de asemenea considerate adecvate.

Pentru a beneficia la maxim de o moară de vânt, trebuie să o instalați într-un loc unde nu există copaci și clădiri înalte

Orice obstacole pe o rază de 250 m vor afecta generator eolian. Pentru a obține indicatori de eficiență maximă, este necesar să setați axa turbinei peste nivelul obstacolelor cu cel puțin 4-5 m.

Reguli pentru alegerea echipamentului

Selectarea unui generator eolian pentru locuință trebuie abordată în mod responsabil.

Trebuie să colectați informații de bază în avans:

1. Calculați cantitatea nominală și maximă de energie electrică pentru a răspunde nevoilor casei.
2. Vizualizați date despre viteza medie anuală a vântului în zona de reședință pentru a determina perioadele în care moara de vânt va fi inactivă.
3. Țineți cont de caracteristicile climatice ale zonei. Dacă în sezonul de iarnă sunt observate înghețuri severe, instalarea unei stații eoliene nu se va justifica.
4. Aflați intensitatea zgomotului generat în timpul funcționării generatoarelor eoliene.
5. Comparați specificațiile tehnice ale dispozitivelor de la diverși producători.

Selecția componentelor elementelor funcționale pentru o instalație eoliană se realizează în funcție de valoarea nominală a puterii. În acest caz, viteza nominală a vântului joacă un rol - valorile la care generatorul eolian generează o cantitate calculată de energie electrică.

Dacă instalația produce o putere maximă la o viteză a vântului de 11 m / s, iar în zona dvs. indicatorul mediu atinge 4,5 m / s, turbina eoliană nu va genera cantitatea de energie declarată de producător

De asemenea, este necesar să ne concentrăm asupra faptului că puterea unui generator eolian depinde de diametrul roții formate de lame. Dacă măriți dimensiunea de 2 ori, moara de vânt la aceeași viteză a vântului va produce de 4 ori mai multă energie electrică.

Capacitatea bateriei este de asemenea importantă. În caz de calm, ar trebui să aibă suficientă energie pentru a-și asigura o casă.

Instalarea unei mini-centrale electrice pentru mori eoliene este încredințată cel mai bine unei companii specializate în efectuarea acestui tip de lucrări. Scopul principal este asigurarea securității maxime. Proiectarea generală a turbinei eoliene trebuie să fie garantată să rămână stabilă chiar și în condiții meteorologice extreme.

Modelele cu putere redusă de generatoare eoliene cu catarguri ușoare și joase pot fi instalate independent. Suportul central trebuie montat pe o fundație din beton armat. Pentru stabilitatea laterală a structurii, se folosesc 3-4 extensii.

Prețuri aproximative și rambursare a generatoarelor eoliene

Popularitatea turbinelor eoliene crește în fiecare zi. Este avantajos să echipeze căsuțe mari și scumpe, al căror conținut necesită multă energie electrică.

Este recomandabil să instalați mori de vânt în zone populate unde nu există o sursă de alimentare centralizată sau furnizarea de energie electrică în mod intermitent.

În astfel de cazuri, generatoarele eoliene vin în salvare, a căror utilizare are mai multe avantaje:

• transformarea energiei curenților de aer în electricitate gratuită;
• siguranța mediului a turbinelor eoliene;
• lipsa materiilor prime și a deșeurilor în producția de energie electrică;
• uzura minimă a pieselor funcționale;
• pe termen lung de funcționare - 25-30 ani;
• nu este necesară monitorizarea constantă a funcționării parcului eolian.

Dezavantajele includ variabilitatea și imprevizibilitatea energiei eoliene. Pentru a reduce la minimum pierderile, trebuie să dublați sursa sau să instalați un tampon suplimentar pentru stocarea energiei. De asemenea, o roată de vânt învârtind reprezintă o amenințare potențială pentru păsările zburătoare.

Centralele eoliene produc zgomot comparabil cu zgomotul vehiculelor atunci când conduc cu o viteză de aproximativ 70 km / h. Nivelul crescut de zgomot nu numai că respinge animalele, dar provoacă și disconfort oamenilor

Un alt minus semnificativ de turbine eoliene pentru uz casnic este costul ridicat. Aceste modele voluminoase sunt realizate din materiale scumpe, sunt livrate cu un controler, baterii, instalație invertor și catarg.

Trebuie menționat că generatoarele eoliene interne ale producătorilor ruși, precum și turbinele eoliene de înaltă calitate fabricate în China, sunt mult mai ieftine decât omologii europeni. Costul turbinelor eoliene interne cu o axă verticală cu o putere nominală de până la 2 kW variază în intervalul 1300-2500 USD.

Dar la acest preț, setul complet include doar un generator cu lame. Restul echipamentului va trebui achiziționat separat sau fă-o singur. Plantele complete sunt cu aproximativ 40-50% mai scumpe.

Prețul stațiilor eoliene pentru uz casnic cu putere de la 3 kW la 7 kW este mult mai mare. Astfel de generatoare cu echipamente conexe vor costa cumpărătorului 5000-12.000 USD.

În prezent, utilizarea turbinelor eoliene ca alternativă la alimentarea centralizată nu este profitabilă datorită costurilor ridicate ale echipamentelor

Și chiar și atunci când există întreruperi în furnizarea energiei electrice din rețea, nu este întotdeauna recomandabil să instalați un generator eolian. Este mai ușor și mai ieftin să instalați un sistem de alimentare neîntreruptibil bazat pe baterii industriale în combinație cu un UPS.

Este logic să montați o instalație de energie eoliană în locuri în care accesul la o sursă de alimentare centralizată este complet absent. Perioada de rambursare în acest caz este de 25 de ani.

Înainte de a cumpăra componente pentru asamblarea și instalarea unui generator de energie eoliană, este recomandabil să calcule după formuledată în articolul nostru recomandat. Aici veți găsi procedura și regulile pentru efectuarea calculelor.

Prezentare generală a celor mai bune mărci și instalații

Pe piața rusă a generatoarelor eoliene, sunt prezentate atât dispozitive fiabile relativ ieftine, cât și diverse modele de turbine eoliene de la producători străini în ceea ce privește funcționalitatea. Pentru a determina alegerea instalației pentru locuință, trebuie să comparați caracteristicile diferitelor unități.

Nr. 1 - Turbine eoliene Condor Home (Rusia)

O serie de mori de vânt pentru uz casnic include dispozitive cu o capacitate de 0,5-5 kW. Pot servi ca sursă principală de energie electrică sau suplimentar. Stațiile Condor Home sunt adaptate pentru funcționare la temperaturi scăzute, capabile să producă energie chiar și pe vânturile ușoare.

În funcție de model, carcasa generatorului este din plastic sau aluminiu turnat, lamele sunt din fibră de sticlă. Există un sistem eficient de frânare dublă. Catargul este compus, pe extensii, are o înălțime de 8-12 m. Pentru a instala aceste unități, aveți nevoie de o grămadă sau fundație de beton.

Turbinele eoliene Condor Home sunt produse complet finite care nu necesită cunoștințe speciale sau abilități tehnice. Dispozitivele sunt destinate electrificării atât a clădirilor individuale, cât și a așezărilor mici, ca parte a centralelor eoliene

Echipamentul de bază include un catarg și extensii, un generator, un rotor și lame, un controler de încărcare și elemente de fixare.

Nr. 2 - mini-centrale electrice Falcon Euro (Rusia)

Sunt generatoare eoliene cu axă verticală de înaltă tehnologie, cu o capacitate de 1-15 kW. Acestea sunt utilizate pentru alimentarea principală / de rezervă a consumatorilor la distanță de la liniile electrice. Acestea pot fi utilizate ca parte a unui complex cu panouri solare și un generator de combustibil.

Morile de vânt sunt echipate cu magneți puternici de neodim. Viteza de pornire a vântului pentru începerea instalării este de 1,5 m / s, viteza nominală este de 11 m / s. O frână aerodinamică instalată ajută la limitarea vitezei roților. Durata de viață declarată de la producător este de 20 de ani, garanția fabricii pentru mini-centrale este de 36 de luni.

Turbinele eoliene Falcon Euro sunt fiabile în funcționare și întreținere redusă. Cu ajutorul dispozitivelor din această serie, este ușor să rezolvați problemele de alimentare cu energie ale instalațiilor locale, precum și ale insulelor

Setul de bază Falcon Euro include mai multe elemente funcționale: o roată de vânt, un generator și un controler, un catarg, piese încorporate. Instalarea invertorului și bateriile sunt selectate separat.

Nr. 3 - Turbine eoliene verticale Sokol Air (Rusia)

Centralele eoliene mici ale acestui brand pot furniza energie electrică atât pentru căsuțele mici, cât și pentru întreprinderile mijlocii. Pentru uz casnic, sunt disponibile dispozitive SAV cu o putere de 0,5-15 kW.

Se caracterizează prin eficiență ridicată a vânturilor ușoare, funcționează lin la temperaturi scăzute și ridicate în intervalul de la -50 ° C la +50 ° C, sunt caracterizate de zgomot redus și rezistență la influențe externe.

Generarea de energie de către unitățile Sokol Air Vertical este independentă de direcția vântului. Unitățile cu axe verticale funcționează automat fără personal de întreținere. Proiectarea oferă un sistem de frânare electromagnetic și aerodinamic pentru a limita viteza roții vântului.

Lamele sunt confecționate din poliester armat sau aluminiu de aviație (în funcție de model), au un profil auto-desfășurat. Generatorul este o excitație trifazată cu mai mulți poli din magneții permanenți.

Sokol Air Turbine eoliene verticale oferă o putere nominală la 7-8 m / s, ceea ce le permite să fie utilizate în regiuni cu o viteză medie anuală a vântului anuală

Echipamentul de bază al unei centrale eoliene include: o turbină eoliană cu un regulator de încărcare a bateriei, un catarg cu extensii, un kit de montare. Convertorul și bateriile sunt selectate separat conform specificațiilor tehnice.

Nr. 4 - generatoare eoliene Energy Wind (Rusia)

Clienții sunt disponibili cu modele simple și cu trei lame ale produselor cu aplicație universală cu o capacitate de 1-10 kW. Aceste mori de vânt sunt excelente pentru crearea de proiecte pentru furnizarea de energie electrică pentru case private și cabane.

Unitățile Energy Wind se bazează pe lame robuste de fibră de sticlă armate vopsite cu smalț auto și un sistem fiabil de îndepărtare a fluxului de aer. Aceste unități cu o axă de rotație orizontală funcționează stabil la temperaturi de la -40 până la +40 de grade Celsius.

Viteza minimă de funcționare a vântului este de 2 m / s, pentru unele poziții ale lamei 3 m / s, înălțimea recomandată a catargului este de 8-20 m. Durata de viață medie a instalațiilor brandului rusesc este de 25 de ani, garanția oficială a producătorului este de 3 ani.

Energie Generatoare eoliene nu necesită îngrijire sau întreținere constantă, ceea ce contribuie la reinvestirea rapidă a fondurilor investite

Echipamentul de bază al instalațiilor include un generator electric cu magnet permanent, cu un suport pe catarg și un mecanism rotativ, lame, un set de elemente de fixare pentru asamblarea unei turbine eoliene. Catargul, precum și controlerul, invertorul și bateriile pentru stocarea energiei trebuie achiziționate separat.

Nr. 5 - Moline de vânt Altek EW (China)

Tip de turbine eoliene - cu o axă de rotație orizontală. Dispozitivele cu o putere nominală de la 1 kW la 10 kW sunt excelente pentru rezolvarea problemelor de alimentare cu clădiri rezidențiale și cabane suburbane.

Carcasa de protecție a morilor de vânt Altek EW este realizată din aliaj de aluminiu, ceea ce simplifică foarte mult designul. Piesele funcționale din metal ale generatorului sunt acoperite cu siliciu pentru rezistență la căldură.

Lamele sunt fabricate din plastic armat cu fibre. Viteza de pornire a vântului pentru lansarea unităților casnice ale mărcii chineze este de 2,5 m / s, viteza nominală - 12 m / s.

Generatoarele eoliene Altek EW sunt unul dintre cele mai accesibile dispozitive pentru generarea de energie electrică, care sunt prezentate pe piața modernă a energiei alternative

Echipamentul de bază include lame, un generator și un controler. Elementele funcționale rămase pentru moara de vânt trebuie achiziționate.

Dacă costul unui kit fabricat pare inutil de mare, are sens să se construiască generator eolian de la tine. Articolul recomandat de noi descrie fabricarea unei unități utile în gospodărie de la o mașină de spălat.

Concluzii și video util pe această temă

Perspective pentru utilizarea centralelor eoliene:

Principiul funcționării turbinelor eoliene moderne. Cum se transformă energia eoliană în energie electrică:

Chiar și astăzi, utilizarea generatoarelor eoliene necesită o dezvoltare constantă. Posibilitățile și perspectivele pe termen lung ale acestui mod alternativ de a produce energie electrică sunt promițătoare.Cu toate acestea, anumite măsuri sunt necesare atât din partea producătorilor de echipamente, cât și din partea administrațiilor de așezări.

Instalarea micilor generatoare eoliene pentru gospodăriile private nu va rezolva complet problema alimentării cu energie în regiuni. Dar pentru proprietarii individuali de site-uri, această opțiune poate fi o cale de ieșire.

Povestiți-ne despre experiența dvs. în alegerea sau instalarea unei turbine eoliene într-o zonă suburbană. Vă rugăm să scrieți comentarii, să postați o fotografie și să puneți întrebări în blocul de mai jos. Partajați complicații tehnologice și informații utile care vor fi utile vizitatorilor site-ului.