Generátor vetra pre súkromný dom: zariadenie, typy, prehľad najlepších ponúk

Veterné mlyny už dávno prestali byť exotickou novinkou, teraz sa považujú za jednu z možných možností úspory. Vzduchové toky nad zemským povrchom nesú obrovské množstvo energie, ktorá sa v súčasnosti úspešne používa v priemyselných veterných turbínach a malých veterných turbínach na súkromné ​​použitie.

Povieme vám, ako zvoliť správny a technicky správne nainštalovaný veterný generátor pre súkromný dom. Článok, ktorý sme navrhli, popisuje pravidlá montáže a prevádzky malých elektrární. Záujemcovia dostanú odporúčania na výber vzhľadom na hodnotenie populárnych modelov.

Návrh a princíp činnosti veterných turbín

Veterné generátory sú špeciálne zariadenia, ktoré transformujú kinetickú energiu vetra na elektrickú energiu. Jedná sa o nezávislé zdroje elektrickej energie, ktoré sú vynikajúce pre inštaláciu v súkromných obytných budovách, na malých a stredných farmách a na výrobných základniach.

Konštrukcia štandardnej mini-elektrárne na použitie v domácnosti zahŕňa tieto funkčné prvky:

1. nože aerodynamický tvar pre zachytenie vetra.
2. generátor na výrobu striedavého prúdu.
3. kontrolór na automatické riadenie veternej stanice. Umožňuje nastaviť nabíjanie batérií a rozdeľuje tok energie medzi zariadeniami.
4. pohon, Špeciálne batérie na akumuláciu vyrobenej elektriny.
5. menič prispôsobiť parametre vyrábanej energie normám siete.
6. stožiar, zdvihnite nože do určitej výšky nad úrovňou zeme.

Stožiare sú rôzne: voľne stojace bez strií, pevne pripevnené a otočné na striách.Ten je možné spustiť a zdvihnúť na účely údržby, ako aj na opravy a reštaurátorské práce.

Pod vplyvom vetra sa čepele namontované na hriadeli generátora začnú otáčať, čo pomáha spustiť rotor. V dôsledku toho sa kinetická energia prúdov vzduchu premení na mechanickú a potom na elektrickú energiu. Vyzerá to ako veľmi zjednodušená schéma veterného mlyna

Energia z veternej farmy sa v skutočnosti nedodáva priamo spotrebiteľovi. V systéme musia byť pripojené špeciálne zariadenia na premenu elektrického prúdu.

Regulátor je umiestnený v obvode za generátorom. Konvertuje striedavý prúd na jednosmerný prúd. V tejto forme sa elektrina hromadí a ukladá do batérií a potom z nich cez menič, ktorý premieňa jednosmerný prúd na striedavý prúd, sa energia dodáva do súkromnej elektrickej siete.

Takáto schéma umožňuje vyrovnať nestabilitu napätia a akumulovať energiu v obdobiach úplnej absencie spotreby. A to zase umožňuje použitie veterných generátorov s menšou spotrebou energie, ako je celková energia domácich elektrospotrebičov.

Pri premene elektrického prúdu podľa schémy s premenlivou konštantnou premennou sa vyskytujú určité energetické straty, ktoré dosahujú približne 20%

Spolu s autonómnou veternou stanicou je možné nainštalovať solárne moduly aj generátory paliva.

Ak je zapojených niekoľko zariadení na výrobu elektriny súčasne, obvod je doplnený ďalším prvkom - ističom (ABP). Je potrebné, aby ste pri vypnutí jedného zdroja alternatívnej energie spustili iný záložný zdroj.

V rámci moderných veterných fariem sa používajú rôzne konštrukcie rotorov - rotujúce časti. Majú svoje výhody a nevýhody, rôznu účinnosť a funkčnosť. V súčasnosti existuje veľa vývoja autonómnych systémov, ktoré môžu interagovať s vetrom rôznych rýchlostí a síl.

Druhy veterných fariem

Podľa typu spotrebiteľov sa rozlišujú autonómne veterné generátory a sieťové zariadenia. Prvý z nich poskytuje energiu zákazníkom vzdialeným od centrálnych elektrických sietí.

Druhý - môže mať niekoľko desiatok / stoviek veterných mlynov, ktoré tvoria jeden systém a prenášajú energiu do spoločnej siete. Výkon autonómnych jednotiek zriedka prekračuje 75 kW, zatiaľ čo výkon sieťových inštalácií začína od 100 kW.

V závislosti od typu konštrukcie sa veterné generátory rozlišujú:

• s vertikálne os otáčania;
• s horizontálne os otáčania.

Tieto zariadenia sa používajú pre rôzne prevádzkové podmienky, najčastejšie však existujú modely s vodorovnou osou. Pracujú ako obyčajné meteorologické kamery a majú podobnú štruktúru. Os rotora sa otáča rovnobežne s zemským povrchom.

Takéto jednotky sa vyznačujú vysokou účinnosťou (asi 40%), jednoduchou reguláciou výkonu a dostupnejšou cenou, ale vyznačujú sa tiež vysokou úrovňou generovaného hluku a vibrácií. Okrem toho musia byť nasmerované na smer vetra.

Na inštaláciu veternej turbíny s horizontálnym rotorom potrebujete asi 120 m voľného priestoru a stožiar vysoký najmenej 8 m

Veterné generátory so zvislou osou rotácie majú kompaktnejšiu konštrukciu, sú menej citlivé na faktory prostredia.

V zariadeniach tohto typu je turbína kolmá na rovinu Zeme. Takéto štruktúry sú vypustené dokonca aj od ľahkého vetra a nezávisia od smeru prúdenia vzduchu.

Nízka hladina hluku (do 30 dB) umožňuje inštaláciu vertikálnych veterných turbín na strechy budov

Existuje však významné mínus - účinnosť takýchto generátorov je iba 15%. Okrem toho sú drahšie ako modely s vodorovnou osou otáčania.

Modely veterných generátorov sa medzi sebou líšia nielen umiestnením osi rotácie, ale tiež:

• počet čepelí - existujú veterné mlyny s dvoma a tromi lopatkami, sú tu aj modifikácie s viacerými lopatkami;
• materiály na výrobu funkčných častí - s plachtami a pevnými lamelami;
• rozstup skrutiek - nastaviteľné alebo pevné.

Rotácia viaclistých stacionárnych veterných mlynov sa začína dokonca pri slabom vetre, ale na prevádzku dvoj- a trojlistových zariadení je potrebný silnejší vietor. Zároveň každá ďalšia čepeľ v konštrukcii vytvára väčší odpor kolies, čo sťažuje dosiahnutie štandardných prevádzkových rýchlostí generátora.

V závislosti od materiálu výroby lopatky veternej turbíny, v práci môžu byť určité ťažkosti. Výroba plachetníc sa ľahšie vyrába, a preto sú lacnejšie.

Ak je však potrebné zaistiť spoľahlivú prevádzku veternej turbíny pre autonómne zásobovanie energiou, je vhodné uprednostniť návrhy s tuhými lopatkami vyrobenými z kovu alebo zo sklenených vlákien vystužených.

Pokiaľ ide o rozstup skrutky, nie je to také jednoduché. Variabilný krok umožňuje výrazne rozšíriť rozsah efektívnych rýchlostí prevádzky veternej stanice, čo je veľké plus. Zároveň však takýto mechanizmus znižuje celkovú spoľahlivosť stacionárneho zariadenia a výrazne komplikuje veternú kolesu, čo komplikuje činnosť jednotky.

Realizovateľnosť inštalácie veterného generátora

Malé veterné farmy sa dnes široko využívajú ako alternatívne zdroje elektrickej energie, ktoré môžu dosiahnuť skutočné úspory.

Takéto zariadenia sa spravidla inštalujú v letných chatkách v oblastiach vzdialených od hlavných energetických sietí. Nie je to však jediný dôvod, prečo ľudia stále viac uprednostňujú konštrukcie tohto typu.

Majitelia pôdy úspešne využívajú veterné generátory na dosiahnutie úplnej autonómie a výrazných úspor energie

Nie každá zóna je však vhodná na inštaláciu veternej turbíny. Na to, aby minielektráreň bola plne funkčná počas doby uvádzanej výrobcom, musia klimatické podmienky oblasti spĺňať požiadavky špeciálneho vybavenia.

Priemerná rýchlosť vetra by nemala byť nižšia ako 4,5 - 5 m / s. Iba v tomto prípade bude inštalácia konštrukcie s veternou turbínou ekonomicky opodstatnená.

Ak chcete nájsť približné údaje o priemernej ročnej rýchlosti vetra podľa regiónu, musíte zobraziť špeciálnu mapu vetra. Presnejšie informácie možno získať pomocou anemometra a zariadenia na čítanie signálov.

Merací systém musí byť inštalovaný vo vysokej nadmorskej výške tak, aby výsledky v blízkosti budov a stromov neklesli.

Ak sa rozhodnete pre inštaláciu mini veternej farmy pre svoj domov, mali by ste zvážiť aj dostupnosť voľného miesta. Malo by sa pamätať na to, že vietor musí úplne „chodiť“ pozdĺž čepelí, dobre a bez prekážok v ceste, aby sa k nim dostal z rôznych smerov.

Preto sa vrcholy kopcov považujú za ideálne miesto na inštaláciu veternej turbíny, kde sa vzduchové masy kondenzujú so zodpovedajúcim zvýšením tlaku a rýchlosti vetra. Morské oblasti a stepná zóna sa tiež považujú za vhodné.

Aby ste mohli čo najlepšie využiť veterný mlyn, musíte ho nainštalovať na miesto, kde nie sú žiadne stromy ani vysoké budovy

Ovplyvnia všetky prekážky v okruhu 250 m veterný generátor, Na získanie indikátorov maximálnej účinnosti je potrebné nastaviť os turbíny nad úroveň prekážok najmenej o 4 - 5 m.

Pravidlá pre výber vybavenia

K výberu veterného generátora pre domácnosť by sa malo pristupovať zodpovedne.

Základné informácie musíte vopred zhromaždiť:

1. Vypočítajte nominálne a maximálne množstvo elektrickej energie, aby ste vyhoveli potrebám domu.
2. Prezerajte si údaje o priemernej ročnej rýchlosti vetra v oblasti bydliska, aby ste určili obdobia, kedy bude veterný mlyn neaktívny.
3. Zohľadnite klimatické vlastnosti oblasti. Ak sa v zimnom období vyskytnú silné mrazy, inštalácia veternej stanice sa sama osebe neospravedlní.
4. Zistite intenzitu generovaného hluku počas prevádzky veterných generátorov.
5. Porovnajte technické špecifikácie zariadení od rôznych výrobcov.

Výber komponentov funkčných prvkov pre veterné elektrárne sa vykonáva podľa nominálnej hodnoty výkonu. V tomto prípade hrá úlohu menovitá rýchlosť vetra - hodnoty, pri ktorých generátor vetra generuje vypočítané množstvo elektrickej energie.

Ak zariadenie produkuje maximálny výkon pri rýchlosti vetra 11 m / s a ​​vo vašej oblasti priemerný ukazovateľ dosiahne 4,5 m / s, veterná turbína nebude generovať množstvo energie deklarované výrobcom.

Je tiež potrebné zamerať sa na skutočnosť, že sila veterného generátora závisí od priemeru kolesa tvoreného lopatkami. Ak zväčšíte veľkosť dvakrát, veterný mlyn pri rovnakej rýchlosti vetra vyprodukuje 4krát viac elektriny.

Dôležitá je aj kapacita batérie. V prípade pokoja by mali mať dostatok energie na zabezpečenie domu.

Inštalácia súkromnej veternej elektrárne je najlepšie zverená spoločnosti, ktorá sa špecializuje na vykonávanie tohto druhu práce. Hlavným cieľom je zabezpečiť maximálnu bezpečnosť. Musí byť zaručené, že celková konštrukcia veternej turbíny zostane stabilná aj za extrémnych poveternostných podmienok.

Nízkoenergetické modely veterných generátorov s ľahkými a nízkymi stožiarmi môžu byť inštalované nezávisle. Centrálna podpera musí byť namontovaná na železobetónovom základe. Pre bočnú stabilitu konštrukcie sa používajú 3-4 predĺženia.

Orientačné ceny a návratnosť veterných generátorov

Popularita veterných turbín rastie každý deň. Je pre nich výhodné vybaviť veľké a drahé chaty, ktorých obsah si vyžaduje veľa elektrickej energie.

Odporúča sa inštalovať veterné mlyny v obývaných oblastiach, kde nie je centralizované napájanie alebo je dodávaná elektrina prerušovane.

V takých prípadoch sa veterné generátory dostanú k záchrane, ktorých využitie má niekoľko výhod:

• premena energie vzdušných prúdov na voľnú elektrinu;
• environmentálna bezpečnosť veterných turbín;
• nedostatok surovín a odpadu pri výrobe elektriny;
• minimálne opotrebenie funkčných častí;
• dlhodobá prevádzka - 25-30 rokov;
• Nie je potrebné neustále monitorovať fungovanie veternej farmy.

Medzi nevýhody patrí variabilita a nepredvídateľnosť veternej energie. Ak chcete minimalizovať straty, musíte duplikovať zdroj alebo nainštalovať ďalší nárazník na ukladanie energie. Rotujúce veterné koleso tiež predstavuje potenciálne nebezpečenstvo pre lietajúce vtáky.

Veterné elektrárne produkujú hluk porovnateľný s hlukom vozidiel pri jazde rýchlosťou približne 70 km / h. Zvýšená hladina hluku nielen odpudzuje zvieratá, ale tiež spôsobuje nepohodlie ľuďom

Ďalším významným mínus veterných turbín pre použitie v domácnosti sú vysoké náklady. Tieto objemné konštrukcie sú vyrobené z drahých materiálov, dodávané s ovládačom, batériami, inštaláciou meniča a stožiarom.

Je potrebné poznamenať, že domáce veterné generátory od ruských výrobcov, ako aj vysoko kvalitné veterné turbíny vyrábané v Číne, sú oveľa lacnejšie ako európske náprotivky. Náklady na domáce veterné turbíny so zvislou osou s menovitým výkonom do 2 kW sa pohybujú v rozmedzí od 1300 do 2500 USD.

Za túto cenu však kompletná sada obsahuje iba generátor s čepeľami. Zvyšok vybavenia bude potrebné zakúpiť samostatne alebo Urob to sám, Kompletné rastliny sú o 40-50% drahšie.

Cena veterných staníc pre domácnosť s výkonom od 3 kW do 7 kW je oveľa vyššia. Takéto generátory s príslušenstvom budú stáť kupujúceho 5 000 - 12 000 dolárov.

V súčasnosti je využívanie veterných turbín ako alternatívy k centralizovanému zásobovaniu energiou nerentabilné z dôvodu vysokých nákladov na vybavenie.

A aj keď dôjde k prerušeniu dodávky elektrickej energie v sieti, nie je vždy vhodné inštalovať veterný generátor. Je jednoduchšie a lacnejšie inštalovať neprerušiteľný energetický systém založený na priemyselných batériách v kombinácii s UPS.

Je zmysluplné namontovať inštaláciu veternej energie na miesta, kde prístup k centralizovanému zdroju energie úplne chýba. V tomto prípade je doba návratnosti 25 rokov.

Pred zakúpením komponentov na montáž a inštaláciu generátora veternej energie je vhodné výpočty podľa vzorcovuvedené v našom odporúčanom článku. Tu nájdete postup a pravidlá pre vykonávanie výpočtov.

Prehľad najlepších značiek a inštalácií

Na ruskom trhu veterných generátorov sú prezentované spoľahlivé relatívne lacné zariadenia domácich značiek, ako aj rôzne modely veterných turbín od zahraničných výrobcov. Ak chcete určiť výber inštalácie pre domácnosť, musíte porovnať vlastnosti rôznych jednotiek.

1 - veterné turbíny Condor Home (Rusko)

Séria veterných mlynov pre domáce použitie obsahuje zariadenia s kapacitou 0,5 - 5 kW. Môžu slúžiť ako hlavný zdroj elektriny alebo ako doplnok. Domáce stanice Condor sú prispôsobené na prevádzku pri nízkych teplotách, schopné vyrábať energiu aj pri slabom vetre.

V závislosti od modelu je kryt generátora vyrobený z plastu alebo z liateho hliníka, čepele sú vyrobené zo sklenených vlákien. Existuje účinný dvojitý brzdový systém. Stožiar je zložený, na predĺženiach, má výšku 8 - 12 m. Na inštaláciu týchto jednotiek potrebujete hromadu alebo betónový základ.

Veterné elektrárne Condor Home sú úplne hotové výrobky, ktoré nevyžadujú špeciálne znalosti alebo technické zručnosti. Zariadenia sú určené na elektrifikáciu samostatných budov a malých sídiel ako súčasť veterných elektrární

Základné vybavenie zahŕňa stožiar a nástavce, generátor, rotor a lopatky, regulátor nabíjania a upevňovacie prvky.

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

Sú to vyspelé veterné generátory s vertikálnou osou s výkonom 1-15 kW. Používajú sa na hlavné / záložné napájanie spotrebiteľov vzdialených od elektrického vedenia. Môžu byť použité ako súčasť komplexu so solárnymi panelmi a palivovým generátorom.

Veterné mlyny sú vybavené výkonnými neodýmovými magnetmi. Počiatočná rýchlosť vetra na spustenie inštalácie je 1,5 m / s, menovitá rýchlosť je 11 m / s. Nainštalovaná aerodynamická brzda pomáha obmedzovať rýchlosť kolesa. Deklarovaná životnosť výrobcu je 20 rokov, výrobná záruka na malé elektrárne je 36 mesiacov.

Veterné turbíny Falcon Euro sú spoľahlivé v prevádzke a pri nízkej údržbe. Pomocou zariadení tejto série je ľahké vyriešiť problémy s napájaním miestnych, ako aj ostrovných zariadení

Základná sada Falcon Euro obsahuje niekoľko funkčných prvkov: veterné koleso, generátor a ovládač, stožiar, vstavané časti. Inštalácia meniča a batérie sa vyberajú osobitne.

Č. 3 - Vertikálne veterné turbíny Sokol Air (Rusko)

Malé veterné elektrárne tejto značky môžu poskytovať elektrinu malým domkom a stredným podnikom. Pre použitie v domácnosti sú k dispozícii zariadenia SAV s výkonom 0,5 - 15 kW.

Vyznačujú sa vysokou účinnosťou pri ľahkom vetre, pracujú hladko pri nízkych a vysokých teplotách v rozsahu od -50 ° C do +50 ° C, vyznačujú sa nízkou hlučnosťou a odolnosťou voči vonkajším vplyvom.

Výroba energie jednotkami Sokol Air Vertical je nezávislá od smeru vetra. Jednotky vertikálnej osi pracujú automaticky bez personálu údržby. Konštrukcia poskytuje elektromagnetický a aerodynamický brzdový systém, ktorý obmedzuje rýchlosť veterného kolesa.

Čepele sú vyrobené z vystuženého polyesteru alebo leteckého hliníka (v závislosti od modelu), majú samonavíjací profil. Generátor je viacpólová trojfázová excitácia z permanentných magnetov.

Vertikálne veterné turbíny Sokol Air poskytujú menovitý výkon pri 7-8 m / s, čo umožňuje ich použitie v regiónoch s nízkou priemernou ročnou rýchlosťou vetra

Medzi základné vybavenie veternej elektrárne patrí: veterná turbína s regulátorom nabíjania batérie, stožiar s nástavecmi, montážna súprava. Menič a batérie sa vyberajú podľa technických špecifikácií osobitne.

Č. 4 - veterné generátory Energy Wind (Rusko)

Zákazníci sú k dispozícii s jedno a trojlistými modelmi produktov univerzálnej aplikácie s výkonom 1-10 kW. Tieto veterné mlyny sú vynikajúce na vytváranie projektov na dodávku elektriny do súkromných domov a chát.

Jednotky Energy Wind sú založené na robustných vystužených listoch zo sklenených vlákien, ktoré sú natierané auto-smaltom a spoľahlivým systémom odvodu vzduchu. Tieto jednotky s horizontálnou osou rotácie pracujú stabilne pri teplotách od -40 do +40 stupňov Celzia.

Minimálna prevádzková rýchlosť vetra je 2 m / s, pre niektoré polohy lopatiek 3 m / s, odporúčaná výška stožiaru je 8 - 20 m. Priemerná životnosť inštalácií ruskej značky je 25 rokov, oficiálna záruka výrobcu je 3 roky.

Generátory Energy Wind nevyžadujú stálu starostlivosť alebo údržbu, čo prispieva k rýchlemu reinvestovaniu investovaných prostriedkov

Základné vybavenie zariadení zahŕňa elektrický generátor s permanentným magnetom s držiakom na stožiari a rotačným mechanizmom, lopatky, súpravu upevňovacích prvkov na zostavenie veternej turbíny. Zdvíhacia plošina, ako aj regulátor, menič a batérie na skladovanie energie sa musia kupovať osobitne.

Č. 5 - Veterné mlyny Altek EW (Čína)

Typ veterných turbín - s horizontálnou osou rotácie. Zariadenia s menovitým výkonom od 1 kW do 10 kW sú vynikajúce na riešenie problémov s napájaním prímestských obytných budov a chát.

Ochranné puzdro veterných mlynov Altek EW je vyrobené zo zliatiny hliníka, čo výrazne zjednodušuje konštrukciu. Funkčné kovové časti generátora sú kvôli tepelnej odolnosti potiahnuté kremíkom.

Čepele sú vyrobené z plastu vystuženého vláknami. Počiatočná rýchlosť vetra na spustenie domácich jednotiek čínskej značky je 2,5 m / s, menovitá rýchlosť - 12 m / s.

Veterné generátory Altek EW sú jedným z najdostupnejších zariadení na výrobu elektriny, ktoré sú prezentované na modernom trhu s alternatívnymi energiami

Medzi základné vybavenie patria čepele, generátor a ovládač. Zostávajúce funkčné prvky veterného mlyna sa musia kúpiť.

Ak sa zdá, že náklady na súpravu vyrobenú vo výrobe sú zbytočne vysoké, má zmysel stavať veterný generátor do-it-yourself, V našom odporúčanom článku sa opisuje výroba jednotky použiteľnej v domácnosti z práčky.

Závery a užitočné video na túto tému

Vyhliadky na využívanie veterných elektrární:

Princíp činnosti moderných veterných turbín. Ako sa veterná energia mení na elektrinu:

Dokonca aj dnes si využívanie veterných generátorov vyžaduje neustály vývoj. Možnosti a dlhodobé vyhliadky tohto alternatívneho spôsobu výroby elektrickej energie sú sľubné.Určité opatrenia sú však potrebné tak zo strany výrobcov zariadení, ako aj zo strany správ sídiel.

Inštalácia malých veterných generátorov pre súkromné ​​domácnosti nevyrieši problém dodávky energie v regiónoch úplne. Pre individuálnych vlastníkov stránok však môže byť táto možnosť východiskom.

Povedzte nám o svojich skúsenostiach s výberom alebo inštaláciou veternej turbíny v prímestskej oblasti. Prosím, napíšte komentár, uverejnite fotografiu a položte otázky do nižšie uvedeného bloku. Zdieľajte technologické komplikácie a užitočné informácie, ktoré budú užitočné pre návštevníkov stránok.