V dnešní době, kdy rostou tarify za elektřinu a roste touha lidí stavět venkovské chalupy a chaty daleko od „civilizace“, se mnoho majitelů soukromých pozemků stále více obrací k alternativním zdrojům energie. Nejlevnější je momentálně větrná energie. Pro jeho použití jsou navržena speciální zařízení. Dále v článku zvážíme, co je větrný generátor.
Terminologie
Generátor elektřiny větrný mlýn je zařízení, které přeměňuje kinetickou energii proudu vzduchu na mechanickou. Tato síla spustí rotaci rotoru. V důsledku jeho práce se mechanická energie následně přeměňuje na elektrickou energii.
Průmyslové použití
Taková zařízení vyrábí velké soukromé nebo veřejné energetické společnosti. Obvykle se spojují do tzv. sítí. Výsledkem jsou větrné elektrárny. Tyto průmyslové sítě jsou různéz jaderné nebo tepelné naprostou absencí jak surovin (paliva), tak odpadu. Aby generátor větrné farmy fungoval bez poruch, musí být průměrný roční průtok vzduchu vysoký. Výkon moderních systémů může dosáhnout 7,5 MW.
Některé provozní potíže
Průmyslový větrný generátor je namontován na speciálně připravené místo během sedmi nebo deseti dnů. A získání povolení pro stavbu stavby může v některých případech trvat déle než rok. Kromě toho jsou zapotřebí dlouhodobé studie v místě, kde bude instalace větrných generátorů provedena. Minimálně během roku se studuje směr a rychlost proudění vzduchu. Všechny tyto aktivity výrazně prodlužují dobu realizace projektů.
Stručné historické pozadí
Za zmínku stojí, že lidé začali využívat větrnou energii již ve starověku. Jednoduchým příkladem je plachta. Větrné mlýny se stavěly již 200 let před naším letopočtem a po objevu elektřiny se lidé začali pokoušet k jejímu získání využít sílu vzdušných proudů. Až do 50. let minulého století se v Sovětském svazu nepřetržitě pracovalo na návrhu a konstrukci nového zařízení. Větrné generátory jsou v zemi široce používány.
Rozsah aplikace
Větrný generátor lze použít přímo k zamýšlenému účelu nebo může plnit čistě dekorativní funkce. Vrtuli lze vybavit ráčnou a nasaditzařízení na jakékoli vhodné místo. Pro průmyslové účely se dříve k mletí obilí používal větrný generátor. Dnes se pro tyto účely používá zpravidla jiná zařízení. Větrné generátory se často používají pro domácnost. Recenze majitelů příměstských nemovitostí svědčí o účinnosti takového návrhu v procesu čerpání vody. Takže podle některých uživatelů je jednotka schopna zvednout asi 30-50 litrů / hodinu ze studny nebo studny. Takové generátory jsou velmi důležité pro dávání. Větrné stavby jsou často nepostradatelné tam, kde dochází k přerušení dodávky proudu do sítě. Používají se také ke spuštění topného systému. Nejvíce se však pro výrobu elektřiny používá větrný generátor.
Klasifikace
Pokud bylo nutné zakoupit větrný generátor pro soukromý dům, měli byste se dozvědět více o typech této jednotky a principu fungování. Design může být karuselového typu. V tomto případě má vertikální osu otáčení. Také design může být okřídlený. To znamená, že osa otáčení jednotky je vodorovná. Dále zvažte každý typ zvlášť.
Carousel design
Takový větrný generátor má nepochybně své přednosti. Rychle získává trakci v procesu zvyšování síly proudění vzduchu. Následně je rychlost otáčení téměř na stejné úrovni. Tato konstrukce nezávisle sleduje směr větru. To znamená, že nepotřebuje dalšípříslušenství. Větrný generátor kolotočového typu se pohybuje pomalu. To umožňuje použití poměrně jednoduchých schémat. Nízká rychlost přitom výrazně omezuje využití konstrukcí. Je to dáno tím, že je potřeba dodatečně použít stupňovité převodovky. Multiplikátory mají poměrně nízkou účinnost. Bez převodovky je provoz větrného generátoru výrazně obtížnější.
Design křídla
Co je to takový generátor (vítr)? Recenze mnoha uživatelů hovoří ve prospěch tohoto designu. Jednotka křídlového typu má oproti výše popsaným řadu výhod. K nepochybným výhodám, které takový větrný generátor má, uživatelé připisují poměrně vysokou rychlost otáčení. Díky tomu není potřeba další použití násobiče. Lopatky konstrukce lopatek musí být umístěny kolmo na proudění vzduchu, to znamená svisle. K tomu se používá stabilizátor. Další výhodou, kterou uživatelé říkají, že lopatkový větrný generátor má, je vysoká účinnost přeměny energie proudění vzduchu. Současně je rychlost otáčení v takových konstrukcích nepřímo úměrná počtu lopatek. V tomto ohledu mají jednotky zpravidla ne více než tři křídla. Široká popularita těchto instalací je také způsobena snadnou výrobou konstrukcí.
Kritéria výběru zařízení
Především je nutné přesně určit průměrnou rychlost apreferovaný směr proudění vzduchu v místě, kde bude jednotka pracovat. Měli byste si být vědomi některých parametrů. Počáteční rychlost, při které začíná rotace lopatek, je tedy 2 m/s. Jednotka dosahuje maximální účinnosti s průtokem 9-12 m/s. Výkon generátoru závisí na průměru vrtule a rychlosti větru.
Designové prvky
Z čeho se skládá domácí větrný generátor? Samotný design obsahuje kolo s lopatkami. Má i převodovku. Tento mechanismus je určen k přeměně a přenosu točivého momentu. V designu je také stožár. Na něm je nainstalováno samotné zařízení. Jednotka je také vybavena baterií a invertorem. Pomocí posledně jmenovaného se stejnosměrný proud přeměňuje na účinný střídavý proud.
Zařízení a síť
Většina jednotek, které dnes existují, pracuje s centralizovaným nebo místním elektrickým zdrojem. Může to být například dieselagregát. Nutnost použití dodatečného zdroje se vysvětluje nestabilitou proudění vzduchu. V tomto případě síť plní stabilizační úlohu. Pro použití takových struktur existují určité podmínky. Jedním z hlavních je, že výkon sítě musí být nutně vyšší než výkon větrného generátoru, alespoň 1,8krát.
Funkční princip
Silné proudy vzduchu pohánějí lopatky větrného generátoru. Začnou se točit. Přijatá energie je přenášena do násobiče přes rotor. jakVýše bylo řečeno, že jednotky mohou fungovat jak samostatně, tak ve skupinách. V některých provedeních jsou pro zlepšení výkonu zařízení instalovány násobiče. Je třeba říci, že ne každý si takovou jednotku může pořídit. V tomto ohledu někteří lidé staví větrné generátory pro svůj domov vlastníma rukama. Jak to udělat, budeme dále zvažovat.
Typ jednotky
Co jsou větrné generátory pro domácnost? Existují dva typy zařízení. První je horizontální a druhý je vertikální větrný generátor. Posledně jmenované provedení se podle samotných uživatelů snadněji montuje a instaluje - vyvážení zařízení je poměrně snadné. Tento systém má navíc vyšší koeficient efektivního působení větru. Čím výkonnější je zařízení zvolené pro montáž, tím větší bude hmotnost a průměr kola. To zase ztíží vyvážení a instalaci.
Components
Než vyrobíte větrný generátor, měli byste si připravit všechny potřebné prvky a detaily:
- 12 V baterie. Můžete použít zařízení do auta, ale je lepší koupit alternativní. Taková baterie bude bezpečnější a odolnější.
- Generátor 12 V.
- Rotor 1,5-2 m.
- Kovový sud nebo kbelík (velký). Je žádoucí použít nádobu vyrobenou z hliníku nebo nerezové oceli.
- Relé nabíjení baterie.
- Relé pro nabíjení lampy (například automobilový).
- Polotěsný spínač.
- Spojovací skříňka.
- Voltmetr. Můžete použít auto.
- Stěžeň, jehož výška je od 2 do 10 metrů. Můžete si ho vyrobit i sami. To bude vyžadovat PVC trubky a kovové části základny.
- 4 šrouby M6.
- Wires.
- Nerezový drát nebo svorky. Tyto prvky budou připevněny ke stožáru.
Budete také potřebovat následující nástroje:
- Cuttery.
- Vrtání a vrtání.
- Šroubovák.
- Klíče.
Montáž stožáru
Před jeho instalací je nutné vyplnit základ v souladu s objemem základny a průřezem potrubí. V tomto případě je třeba vzít v úvahu klimatické a půdní vlastnosti. Instalace stožáru s větrnou turbínou se provádí po ztuhnutí m alty (nejméně týden po nalití). Můžete jednoduše zakopat tyč do země a připevnit kotevní dráty. Tato možnost je však méně spolehlivá.
Rotor
Průměr se volí podle průměrné rychlosti větru. Vyrobí se rotor a předělá se kladka (speciální třecí kolo s ráfkem nebo drážkou po obvodu, určené k přenosu pohybu na hnací řemen nebo lano). Ve skutečnosti při rychlosti větru až 6-7 m/s bude výkon 3m prvku vyšší.
Wings
Hlaveň je rozdělena na 4 stejné části. K tomu se používá svinovací metr a fix. Čepele se stříhají nůžkami na kov. Křídla jsou pak připevněna ke kladce a dnu. Jako spojovací materiáljsou použity šrouby. Místa pro ně by měla být měřena velmi přesně, jinak budete v budoucnu často muset upravit rotaci. Lopatky se skládají jemně, v rozumných mezích, aby se zabránilo zbytečným poryvům proudění vzduchu.
Montáž
Vodiče jsou připojeny ke generátoru a obvod je sestaven ve spínací skříňce. Jednotka je připevněna ke stožáru. Dráty jsou upevněny na sloupu a generátoru. Dále je k obvodu připojena jednotka a poté baterie. Pomocí vodičů, jejichž průřez je až 2,5 kW, je připojena zátěž. V závislosti na stupni ohybu lopatek se nastavuje rychlost otáčení. Taková jednotka by měla stačit k zajištění energie pro venkovský dům nebo chatu.
Zvýšená produktivita
Když se stožár zvedne až na 20-25 metrů, rychlost proudění vzduchu se zvýší o 30%. Současně se také až 1,5krát zvýší výroba energie. Tato možnost se používá při snížené rychlosti větru (do 4 m/s). S vysokým stožárem bude eliminován vliv stromů a budov. Zde je návod, jak si vyrobit vlastní větrnou turbínu.
Vývoj průmyslu
Dnes si můžete koupit domácí větrný generátor za rozumnou cenu. To vypovídá o neustálém a aktivním rozvoji tohoto odvětví. Vlastní koupí nebo montáží instalace si můžete zajistit energetickou nezávislost vlastního domova na poměrně dlouhou dobu. Pro malý objekt zpravidla stačí jednotka o jmenovitém výkonu 1 kW. Současně rychlost větru v oblasti provozu zařízeníby měla být 8 m/s. Pokud v prostoru není stabilní proudění vzduchu, nebo je slabé, lze zařízení vybavit dieselagregátem nebo fotovoltaickými články. V Rusku je dnes zaznamenán pouze vznik tendence instalovat větrné generátory. Na tuzemském trhu je zastoupeno pouze několik výrobců nízkoenergetických jednotek pro domácí potřebu. Náklady na větrné turbíny za 1 kW v kompletní sadě začínají od 35 do 40 tisíc rublů. To jsou ceny před dvěma lety. K instalaci zařízení není potřeba vydávat certifikát.
Nevýhody a výhody vykořisťování
Navzdory neustálému růstu energetických tarifů nejsou náklady na elektřinu jako takové v žádném rozsahu významnou hodnotou ve většině odvětví s jinými náklady. Pro dnešního spotřebitele jsou klíčovými faktory stabilita a bezpečnost dodávek. Hlavní důvody, které vyvolávají nárůst nákladů na energii pro průmyslové využití získanou z větrných generátorů, jsou:
- Potřeba autonomního provozu po určitou dobu. V těchto případech se používají baterie.
- Potřeba elektrické energie průmyslové kvality. K tomu slouží invertor.
- Potřeba nepřetržité provozuschopnosti. V takových případech se navíc používají dieselové generátory.
Pokud jde o používání zařízení v každodenním životě, nevýhody provozu by měly zahrnovat:
- Vysoká cena baterií. Jepřibližně 25 % z ceny samotného zařízení.
- Relativně vysoké náklady na střídač.
- Pro zajištění spolehlivé dodávky elektřiny se v některých případech používá dieselový generátor. Jeho cena je srovnatelná s cenou samotného zařízení.
Je však třeba poznamenat, že tyto faktory ztrácejí na významu s moderním UPS s dvojitou konverzí a společnou sítí. Dnes je z ekonomického hlediska pro průmyslové účely nejúčelnější přijímat pomocí větrného generátoru nikoli elektřinu, ale stejnosměrný nebo střídavý proud. Následně se přeměňuje na teplo pro ohřev vody a vytápění domu. K tomu se používají topná tělesa. Toto schéma má své výhody. Zejména v tomto případě může běžný kotel s vodou fungovat jako akumulátor energie, na spotřebu tepla nejsou tak přísné požadavky na plynulost a kvalitu dodávek.
