Małe generatory wiatrowe dla domu. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

 Komentarze do artykułu

Energia wiatru to energia przyjazna środowisku, niewyczerpalna. Elektrownie wiatrowe (młyny, turbiny wiatrowe) służą do zamiany energii wiatru na energię elektryczną.

Wiatraki wykorzystywane do wytwarzania energii elektrycznej mają różne rozmiary. Duże turbiny wiatrowe, które są powszechnie stosowane w farmach wiatrowych (elektrowniach), mogą generować duże ilości energii elektrycznej – setki megawatów, która może być dostarczana do setek domów. Małe wiatraki, które wytwarzają nie więcej niż 100 kW energii elektrycznej, są wykorzystywane w domach prywatnych, gospodarstwach rolnych, na działkach itp., służą jako źródło dodatkowej energii elektrycznej i pomagają obniżyć opłatę za główne źródło energii elektrycznej.

Bardzo małe wiatraki o mocy 20-500 W służą do ładowania akumulatorów i innych zastosowań, w których nie jest wymagana duża ilość energii elektrycznej.

Małe farmy wiatrowe będą opłacalne, jeśli zostaną spełnione następujące warunki:

• wiatr w Twojej lokalizacji wieje stabilnie przez wiele dni w roku;
• jest wystarczająco dużo miejsca na zainstalowanie wiatraka;
• władze lokalne zezwalają na instalację wiatraków;
• twoje koszty energii są wysokie;
• nie jesteś podłączony do zasilania lub jest daleko od ciebie;
• Czy jesteś gotowy zainwestować w turbinę wiatrową?
• aby uniknąć problemów z sąsiadami, wiatrak nie powinien znajdować się bliżej niż 250-300 m od nich.

wymagania wiatrowe

To, czy wiatrak do domu będzie opłacalny ekonomicznie, zależy przede wszystkim od jakości wiatru. W większości przypadków średnia roczna prędkość wiatru wynosząca 4.0-4.5 m/s (14.4-16.2 km/h) jest minimum, aby generator wiatrowy był ekonomicznie opłacalny. W analizie wiatru pomogą Ci strony, na których prezentowane są mapy wiatrów Rosji i innych krajów.

Pomoże Ci również lokalna stacja meteorologiczna, gdzie możesz zajrzeć do archiwum danych o sile wiatru. Ale powinieneś zwrócić uwagę na lokalizację stacji, ponieważ. różne przeszkody - drzewa, budynki, wzgórza mogą powodować zniekształcenie danych o wietrze.

Aby uzyskać dokładniejszą ocenę wiatru w Twojej okolicy, musisz kupić urządzenia mierzące prędkość wiatru. Jest to szczególnie ważne, jeśli twój obszar jest pagórkowaty lub ma nietypowy krajobraz.

Najważniejszą częścią przyrządu do pomiaru prędkości wiatru jest anemometr. Składa się z talerza obrotowego (lub łopatkowego) zamontowanego na osi, która jest połączona z mechanizmem pomiarowym. Łopatki anemometru obracają się i wytwarzają sygnał proporcjonalny do prędkości wiatru. Kupując anemometr, nie będzie zbyteczne kupowanie urządzenia rejestrującego z niego odczyty, a także statywu, wspornika itp., Na którym będzie on montowany.

Istnieją droższe urządzenia cyfrowe do pomiaru prędkości wiatru. Wykorzystuje się tam również anemometr, ale dane są przesyłane do komputera, gdzie są przetwarzane i przechowywane. W ostatnim czasie urządzenia te stają się coraz bardziej popularne i tańsze. Możesz zobaczyć przykład danych dotyczących prędkości wiatru pobranych i wyświetlonych w czasie rzeczywistym na stronie gdeduet.ru

Nie ma znaczenia, jakiego instrumentu użyjesz do oszacowania prędkości wiatru, ale przynajmniej raz w roku powinieneś porównać swoje dane z innymi. Ważne jest również umieszczenie sprzętu pomiarowego wystarczająco wysoko, aby uniknąć turbulencji powodowanych przez drzewa, budynki i inne przeszkody. Najbardziej optymalnym umieszczeniem urządzenia pomiarowego jest jego umieszczenie na poziomie środka wirnika turbiny wiatrowej.

Lokalizacja turbiny wiatrowej

Ogromne znaczenie ma miejsce, w którym zamierzasz postawić wiatrak. Pamiętaj, że nie powinieneś umieszczać go w pobliżu drzew, domów itp., ponieważ. nie uzyskasz pełnych korzyści z wiatraka.

Pamiętaj również, że:

• siła wiatru jest zawsze większa na szczytach wzgórz, wzdłuż wybrzeża, na stepach, w miejscach, gdzie nie ma drzew i budynków.
• drzewa mogą rosnąć, ale wiatrak nie.
• konieczne jest wcześniejsze poinformowanie sąsiadów o swoich planach, aby uniknąć problemów z nimi w przyszłości.
• wskazane jest umieszczenie wiatraka w wystarczającej odległości od sąsiadów. Zwykle wystarczy 250-300m.

Nie oczekuj, że Twoja farma wiatrowa będzie generować przez cały czas wystarczającą ilość energii elektrycznej. Prędkość wiatru w tym samym miejscu może się znacznie różnić, a co za tym idzie ilość wytwarzanej energii elektrycznej również będzie się zmieniać. A jeśli siła wiatru zmieni się w granicach 10%, to generowana energia elektryczna zmieni się o 25%!

Rodzaje turbin wiatrowych

Istnieją 2 główne typy turbin wiatrowych: z poziomą osią obrotu i pionową. Wiatraki poziome powinny być skierowane z wiatrem. W tym celu w ich konstrukcji przewidziano tak zwany „ogon”.

Pionowe generatory wiatrowe działają w dowolnym kierunku wiatru, ale wymagają więcej miejsca na ziemi, ponieważ. konieczne jest zapewnienie rozstępów dla stabilności wiatraka.

elementy farmy wiatrowej,

Poniższy rysunek przedstawia główne elementy składowe typowej farmy wiatrowej.

Zawierają:

• wirnik z ostrzami o aerodynamicznym kształcie.
• skrzynia biegów lub skrzynia biegów dopasowana do prędkości obrotowej między wirnikiem a generatorem. Małe wiatraki (do 10 kW) zwykle nie mają skrzyni biegów.
• pokrywa ochronna, który chroni skrzynię biegów, generator, elektronikę i inne elementy generatora wiatrowego przed wpływami zewnętrznymi.
• ogon wiatrak - konieczne, aby obrócić go na wietrze.

W przypadku turbin wiatrowych z poziomą osią obrotu wymagany jest maszt (turbiny wiatrowe pionowe są zwykle instalowane bezpośrednio na ziemi).

Istnieją różne rodzaje masztów: maszty z odciągami (które są sztywno zamocowane), obrotowe maszty z odciągami (mogą być podnoszone i opuszczane w celu konserwacji i naprawy), maszty wolnostojące bez odciągów (są ciężkie, ale nie zajmują dużo miejsca na ziemi).

Bardzo ważnym czynnikiem jest wysokość masztu. Energia wiatru jest proporcjonalna do prędkości wiatru do trzeciej potęgi (sześcian). To. jeśli prędkość wiatru podwoi się, to energia wiatru wzrośnie 8 razy (2x2x2=8) (Rysunek 6). Prędkość wiatru wzrasta wraz z wysokością, tj. Zwiększając wysokość masztu, możesz znacznie zwiększyć efektywność energetyczną wiatraka.

Zalecana wysokość montażu to 24-37 metrów. Zainstalowanie wiatraka na niższej wysokości jest tym samym, co umieszczenie paneli słonecznych w cieniu.

Aby być po bezpiecznej stronie, sprawdź lokalne przepisy dotyczące ograniczeń wysokości masztów turbin wiatrowych. Użyj konstrukcji masztu zatwierdzonej przez producenta wiatraka, w przeciwnym razie możesz unieważnić gwarancję. Pamiętaj, aby uziemić maszt i zapewnić piorunochron.

Ze względu na bezpieczeństwo elektryczne należy używać rozłączników i wyłączników automatycznych. Zapewnią również bezpieczny dostęp do wiatraka w celu konserwacji i modernizacji.

Potrzebne mogą być również inne elementy farmy wiatrowej. Baterie - będzie mógł gromadzić nadmiar energii elektrycznej z wiatraka. Ale ponieważ baterie wykorzystują prąd stały, aby przekształcić go w prąd przemienny, falownik.

Jeśli dom, gospodarstwo lub gospodarstwo domowe jest podłączone do wspólnego systemu zasilania, to w wietrzne dni nadmiar energii może być sprzedawany do sieci elektroenergetycznych (nieistotne dla naszego kraju). A kiedy wiatr jest słaby i nie ma wystarczającej ilości prądu z wiatraka, to trzeba będzie kupić prąd z ogólnej sieci energetycznej.

Koszt turbiny wiatrowej

Koszt małego wiatraka to 2000-8000 USD za 1 kW. To jednak tylko 12-48% kosztów wszystkich komponentów farmy wiatrowej: falowników, akumulatorów, ładowarek, SZR itp.

Ale dużym plusem turbiny wiatrowej jest to, że po jej zakupie prawie nigdy nie będziesz musiał płacić za nic innego, z wyjątkiem planowej konserwacji.

Wydajność turbiny wiatrowej jest zwykle opisywana przez producenta jako wykres mocy wyjściowej w funkcji prędkości wiatru.

Jednym z problemów przy wyborze i porównywaniu turbin wiatrowych jest brak jednego standardu pomiaru mocy wyjściowej.
Producenci sami wybierają, przy jakiej prędkości wiatru wskazywać moc wyjściową. Weźmy na przykład "Wind-o-matic" i "Mighty-wind" - oba mają deklarowaną moc 1000 watów. Ale „Wind-o-matic” to moc przy 5 m/s, podczas gdy „Mighty-wind” to moc przy 10 m/s. Ze względu na fakt, że energia wiatru jest proporcjonalna do sześcianu prędkości wiatru, wiatrak wytwarzający 1 kW przy 10 m/s da tylko 1/8 maksymalnej mocy przy 5 m/s. To. przy prędkości wiatru 5 m/s „Wind-o-matic” wyprodukuje uczciwe 1000 kW, podczas gdy „Potężny wiatr” to tylko 125 watów!

Bardziej poprawne jest porównywanie turbin wiatrowych według obszaru i wielkości łopat. Im większy obszar, tym więcej energii wiatrak może wygenerować. Podwojenie powierzchni paneli słonecznych – moc jest podwojona. Również w generatorze wiatrowym - wraz ze wzrostem powierzchni ostrzy wzrasta moc wyjściowa.

Jeśli nie znasz obszaru łopat wiatraka, możesz porównać średnicę wirnika. Niewielki wzrost średnicy wirnika prowadzi do znacznego wzrostu produkcji energii elektrycznej z turbiny wiatrowej (patrz rysunek). Wartości pokazane na rysunku są orientacyjne i nie należy na nich polegać, ponieważ Generowana moc turbiny wiatrowej zależy od wielu innych czynników.

Wybór rozmiaru turbiny wiatrowej

Aby określić odpowiedni rozmiar wiatraka, najpierw przyjrzyj się, ile energii elektrycznej zużywasz miesięcznie. Następnie pomnóż otrzymaną wartość przez 12 miesięcy.

Przybliżoną ilość energii elektrycznej wytworzonej przez wiatrak można uzyskać według wzoru:
AEO = 1.64 * D*D * V*V*V
gdzie: AEO – energia elektryczna rocznie (kWh/rok), D – średnica wirnika (w metrach), V – średnia roczna prędkość wiatru (m/s).

To. możesz wybrać optymalny rozmiar generatora wiatrowego, który wytwarza niezbędną energię dla Twojego domu lub farmy. I można zaoszczędzić na zakupie.

Relacje z sąsiadami

Wiele osób domaga się ostrożnego podejścia do otaczających ich rzeczy: krajobrazu, widoku, miejsc historycznych, ciszy, sąsiadów itp. Koniecznie porozmawiaj z sąsiadami o planach instalacji farmy wiatrowej. Musisz także zrozumieć, że ludzie boją się czegoś nowego i nieznanego.

Wiele osób uważa, że ​​wiatraki szkodzą ptakom. Ale w rzeczywistości drzwi przesuwne są bardziej niebezpieczne dla ptaków niż małe wiatraki. Również turbiny wiatrowe mają znikomy wpływ na transmisję radiową i telewizyjną. Łopaty wszystkich nowoczesnych wiatraków wykonane są z włókna szklanego lub drewna. Materiały te są przezroczyste dla fal elektromagnetycznych.

Hałas

Sąsiedzi nie akceptują hałasu turbiny wiatrowej. Zanim zainstalujesz farmę wiatrową, poinformuj sąsiadów o hałasie, jaki może ona wytwarzać:

• hałas aerodynamiczny - powstają w wyniku przepływów powietrza wytwarzanych przez łopatki. Hałasy narastają wraz z prędkością obrotową wirnika. Czasami, z powodu turbulencji powietrza, niektóre rodzaje łopatek mogą wydawać gwiżdżący dźwięk.
• hałas mechaniczny - może wystąpić w innych elementach wiatraka (generator, skrzynia biegów itp.)

W odległości 250 metrów od typowej farmy wiatrowej poziom ciśnienia akustycznego wynosi około 45 dB. Małe wiatraki nie wytwarzają więcej hałasu niż klimatyzatory.

Łopaty małego wiatraka obracają się ze średnią prędkością 175-500 obr./min, maksymalnie 1150 obr./min. Duże wiatraki obracają się ze stałą prędkością 50-15 obr/min

Serwis

Farmy wiatrowe wymagają stałej konserwacji – regularne przeglądy, smarowanie części trących itp. Połączenia śrubowe i styki elektryczne należy sprawdzać raz w roku iw razie potrzeby dokręcać. Sprawdź również wiatrak pod kątem korozji i usztywnienia masztu.

Jeśli ostrza są wykonane z drewna, nałóż farbę dla ochrony. Przyklej mocną taśmę do krawędzi ostrzy, aby chronić przed ściernym pyłem i latającymi owadami. Jeśli farba pęknie, a folia się złuszczy, niezabezpieczone drzewo szybko stanie się bezużyteczne. Wilgoć wnikająca w drewno łopatek może spowodować utratę równowagi wirnika. Sprawdzaj co roku łopaty wiatraka.

Po 10 latach eksploatacji noże i łożyska należy wymienić. Przy prawidłowej instalacji i eksploatacji farma wiatrowa może przetrwać 30 lat lub dłużej. Właściwa konserwacja zminimalizuje również poziom hałasu z wiatraka.

bezpieczeństwo

Wszystkie generatory wiatrowe mają maksymalną prędkość wiatru, powyżej której nie mogą pracować. Gdy prędkość wiatru przekroczy tę wartość, generator wiatrowy musi uruchomić mechanizm hamulcowy, który nie pozwoli na przekroczenie wartości krytycznej.

Używając wiatraka w zimnych miejscach, należy zadbać o problem oblodzenia i umieścić akumulator w odizolowanym miejscu.

Nie zaleca się instalowania wiatraka na dachu budynku. Ale jeśli ma małą moc (do 1 kW), można zrobić wyjątek. Faktem jest, że turbina wiatrowa może wytwarzać wibracje, które mogą być przenoszone na powierzchnię, na której jest zainstalowana.

Autor: Koltykov A.V.; Publikacja: cxem.net

Zobacz inne artykuły Sekcja Alternatywne źródła energii.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Wzmacniacze wysokiej prędkości typu LT1991 i LT1995 26.01.2005 LINEAR TECHNOLOGY wprowadziła szybkie wzmacniacze typu LT1991 i LT1995 z możliwością wyboru wzmocnienia. W konwencjonalnych wzmacniaczach wzmocnienie wybierane jest za pomocą zewnętrznych rezystorów, we wzmacniaczach LT1991 i LT1995 precyzyjne rezystory są już w środku. Wybór wzmocnienia odbywa się poprzez założenie zworek pomiędzy wyjściami. Układ LT1991 posiada osiem precyzyjnych rezystorów, które pozwalają na uzyskanie wzmocnienia z dokładnością do 0,04%. Dryf napięcia polaryzacji wynosi tylko 1 µV/°C, a zakres napięcia zasilania wynosi od 2,7 do 36 V. LT1995 posiada również 8 precyzyjnych rezystorów. Ale jest szybszy: szybkość zmian napięcia na wyjściu wynosi 1000 V/µs. Zakres napięcia zasilania od +2,5 do +15 V. Oba mikroukłady są produkowane w niewielkich opakowaniach MS0P-10.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ nadmuchiwany wiatrak

▪ O zaletach czekolady

▪ głos kukurydzy

▪ Mont Blanc znów się podniósł

▪ Problemy seksualne na Marsie

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ część witryny Firmware. Wybór artykułu

▪ artykuł Czy studiować, patrząc na starszych. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Którzy ludzie mogą odbierać promieniowanie ultrafioletowe iw jakiej formie? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Półwysep Kamczatka. Cud natury

▪ artykuł wykrywacz oscyloskopu mikrofalowego. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Zasilacz impulsowy Flyback. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024