Instrumenti

Vetrna turbina – kako izbrati vetrno turbino

Zaradi prihranka pri stroških električne energije so vetrni generatorji nameščeni v tovarnah in zasebnih hišah. V tem članku bomo obravnavali glavne značilnosti, vrste in načelo delovanja vetrnih generatorjev..

Kazalo:

Naprava in načelo delovanja vetrnega generatorja

Glavni sestavni deli vetrnega generatorja:

1. Generator – pretvornik mehanske energije v električno energijo. Generator polni baterije. Višja kot je hitrost vetra, hitreje se polnijo baterije.

2. Lopatice vetrnih turbin – del vetrne turbine, ki je izpostavljen sili vetra in nato deluje na gred generatorja.

3. Jambor – naprava, na kateri sta nameščena generator in rezila. Hitrost in stabilnost vetrnega generatorja sta odvisna od višine jambora..

Dodatni sestavni deli vetrne turbine:

1. Krmilniki – krmilna naprava vetrnega generatorja, ki je odgovorna za smer rezil, funkcije polnjenja baterije in zaščito vetrnega generatorja. Glavna funkcija regulatorja je pretvorba spremenljive energije v električno konstanto..

2. Baterije so naprave za shranjevanje energije, ki se uporabljajo, kadar ni vetra. Druga funkcija baterije je izenačevanje in stabilizacija energije, ki jo proizvaja generator. Polnilne baterije zagotavljajo moč.

3. Anemoskopi ali naprave za merjenje smeri vetra – zbirajo in obdelujejo podatke o hitrosti, smeri in sunkih vetra. Anemoskopi so nameščeni na močnejših vetrnih turbinah, namenjenih predelavi velikih količin energije..

4. Samodejni regulatorji moči so zasnovani tako, da združujejo vetrno turbino, električno omrežje, dizelski generator ali druge vire energije.

5. Razsmerniki – naprave za pretvorbo enosmernega toka v izmenični tok, namenjene delovanju gospodinjskih in električnih aparatov.

Ko veter zadene lopatice vetrnega generatorja, se naprava vrti. Med delovanjem vetrnega generatorja nastane izmenični tok, ki vstopi v krmilnik in se pretvori v enosmerni tok. Enosmerni tok polni baterije, ki zagotavljajo električno energijo za zasebno hišo ali veliko podjetje. Toda za delovanje večine električnih naprav je potreben izmenični enofazni ali trifazni tok, ki nastane v pretvorniku..

Različice uporabe vetrnega generatorja v sistemu oskrbe z električno energijo:

  • delo vetrnice z baterijo v avtonomnem načinu;
  • vzporedno delovanje vetrnega generatorja na baterije in sončne celice;
  • delovanje vetrnega generatorja z vzporedno uporabo rezervnega (dizelskega, bencinskega ali plinskega) generatorja;
  • vzporedno delovanje vetrnega generatorja in običajnega električnega omrežja.

Prednosti uporabe vetrne turbine:

  • pridobivanje okolju prijazne, varne in zanesljive električne energije,
  • zmanjšanje stroškov plačevanja električne energije;
  • brezšumno delovanje naprave;

  • vetrni generator največ energije proizvede jeseni ali pozimi, ko je za ogrevanje prostorov več povpraševanja po električni energiji;
  • cena vetrnih generatorjev je veliko nižja od stroškov alternativnih virov električne energije;
  • sposobnost vetrnega generatorja, da deluje vzporedno z drugimi viri električne energije;
  • možnost izbire moči vetrne turbine, odvisno od vrste terena in količine zahtevane električne energije;
  • možnost uporabe vetrnih turbin na jahtah ali ladjah;
  • ko ste enkrat preživeli na vetrni turbini, je elektrika zagotovljena vsaj 20 let.

Sorte vetrnih turbin

Glede na lokacijo turbin ločimo vetrne generatorje:

  • navpični tip,
  • vodoravni tip.

Napajalni vetrni generator ima navpično postavljeno turbino glede na zemeljsko površino in vodoravno, nasprotno. Navpični vetrni generator zlahka ujame najmanjši vetrič, vodoravni pa je močnejši v smislu pretvorbe energije.

Vrste vertikalnih vetrnih turbin:

1. Izum vertikalne vetrne turbine pripada švedskemu izumitelju Savoniusu. Navpična vetrnica je sestavljena iz dveh valjev, ki imata navpično os vrtenja. Ne glede na moč in smer vetra se navpična vetrnica nenehno vrti okoli svoje osi. Glavna pomanjkljivost vertikalne vetrne turbine je nepopolna uporaba vetrne energije. Med raziskavo je bilo ugotovljeno, da navpična vetrna turbina porabi le tretjino energije vetra..

2. Vertikalna vetrnica z Darrieusovim rotorjem je bila izumljena nekaj desetletij kasneje kot običajno. Rotacijski vetrni generator ima dve ali tri lopatice in rotor. Vetrne turbine z rotorjem so enostavne za izdelavo in enostavne za namestitev. Glavna pomanjkljivost takega vetrnega generatorja je, da je treba rotor zagnati rotor..

3. Vetrna turbina z navpično osjo vrtenja in s helikoidnim rotorjem – ima vrtljive lopatice. ki zagotavljajo enakomerno vrtenje vetrne turbine. Prednost: Zmanjšana obremenitev ležaja, s čimer se podaljša življenjska doba naprave. Slabosti: visoki stroški, zapletenost namestitve.

4. Navpična vetrna turbina z več rotorjem je najučinkovitejša naprava za obdelavo energije vetra. Ima zapleten rotor, ki je sestavljen iz velikega števila rezil.

5. Ortogonalni vetrni generatorji ne potrebujejo velike hitrosti vetra. Za delovanje takšne naprave je primerna hitrost vetra 0,7 m / s. Ortogonalne navpične vetrne turbine imajo visoke tehnične lastnosti, tiho vrtenje motorja in zanimivo zasnovo. Naprava ortogonalnega vetrnega generatorja temelji na navpični osi vrtenja in na več lopaticah, ki so na določeni razdalji odmaknjene od osi. Kljub velikemu številu prednosti ima ortogonalna vetrna turbina pomanjkljivosti:

  • majhni nizi storitev referenčnih vozlišč;
  • rezila so bolj masivna kot pri običajnih vetrnih turbinah;
  • velika teža namestitve otežuje namestitev naprave.

Vodoravne vetrne turbine imajo večjo učinkovitost. Glavna pomanjkljivost vodoravnih vetrnih turbin je potreba po nenehnem iskanju vetra s pomočjo vremenske lopute, ki je nameščena ločeno od naprave..

Vodoravne vetrne turbine delimo na:

  • naprave z enim rezilom – značilne so visoke hitrosti vrtenja, majhna teža in lahka oblika;
  • vetrni generatorji z dvema reziloma-po strukturi so podobni enokrilnim, le da se razlikujejo po številu lopatic;
  • vetrne turbine s tremi lopaticami imajo največjo moč približno 7 MW, veljajo za eno najbolj priljubljenih med vetrnimi generatorji, namenjenimi za dom;
  • vetrni generatorji z več rezili imajo od štiri do petdeset lopatic, te naprave se uporabljajo za zagotavljanje delovanja vodnih instalacij.

Glede na število lopatic so vsi vetrni generatorji razdeljeni na:

  • enojno rezilo,
  • dvokrilni,
  • tri lopatice,
  • več rezila.

Glede na materiale, iz katerih je sestavljena vetrna turbina:

  • vetrne turbine jadralnega tipa,
  • vetrne turbine togega tipa iz steklenih vlaken ali kovine.

Odvisno od višine propelerja se vetrni generatorji delijo na:

  • merilne koračne naprave,
  • naprave s fiksno višino.

Vetrni generator s spremenljivim korakom ima precej zapleteno zasnovo, hkrati pa povečano hitrost vrtenja. Vetrna turbina s fiksnim korakom je zanesljiva in enostavna.

Vsi vetrni generatorji so običajno razdeljeni na dve vrsti:

  • vetrne turbine industrijskega tipa;
  • domače vetrne turbine.

Industrijske vetrne turbine se uporabljajo za proizvodnjo velikih količin električne energije. Za izgradnjo vetrnega parka, ki ga sestavlja več deset ali sto vetrnih generatorjev, je potreben temeljit pregled območja, ki se izvaja leto ali dve. Industrijske vetrne turbine omogočajo prejem električne energije za oskrbo z električno energijo za več deset hiš ali določeno proizvodnjo.

Vetrni generator za dom – vam omogoča znatno zmanjšanje stroškov električne energije in zagotavlja neodvisnost od delovanja splošnega električnega omrežja.

Priporočila za izbiro vetrnega generatorja

1. Preden izberete vetrni generator, se odločite za moč in funkcionalnost te naprave.

2. Natančno preučite vrste vetrnih turbin in se seznanite s podnebnimi razmerami v regiji, v kateri je predvidena namestitev vetrnega generatorja..

3. Določite izhodno moč vetrne turbine, ki je neposredno odvisna od moči pretvornika (pretvornika). Drugo ime izhodne moči je največja obremenitev – skupno število naprav, ki bodo hkrati delovale z vetrnim generatorjem. To pomeni, da je izhodna moč definirana kot skupna moč vetrne turbine. Tudi pri redki, a visoki porabi električne energije bi morali izbrati vetrni generator z veliko zmogljivostjo. Za povečanje izhodne moči je treba namestiti več pretvornikov.

4. Čas za neprekinjeno delovanje naprave – določen z zmogljivostjo baterije, ki so nameščene na vetrni turbini. V mirnem vremenu baterije oskrbujejo prostor z električno energijo.

5. Hitrost polnjenja baterije je določena z močjo naprave, hitrostjo vetra, višino vgradnje in reliefom območja, kjer je nameščen generator vetra. Večja kot je moč vetrnega generatorja, hitreje se polnijo baterije. Ob stalni porabi energije ali šibkem vetru izberite močnejše vetrne turbine. Za povečanje polnjenja baterij je treba na vetrno turbino priključiti več generatorjev..

6. Pri šibkem vetru ne smete kupovati veliko baterij za ponovno polnjenje, saj vetrni generator ne bo imel časa napolniti vseh baterij. Če baterije niso popolnoma napolnjene, pride do njihove hitre okvare, zato je treba število baterij izračunati iz porabe energije vseh električnih naprav v hiši..

7. Za nakup vetrnice bodite pozorni na glavni dejavnik – ustvarjeno energijo naprave. To merilo je določeno v tehničnih specifikacijah vetrne turbine..

8. Za določitev porabe električne energije hiše, v kateri bo vgrajena vetrna turbina, si oglejte račune za električno energijo za zadnjih 12 mesecev in prikažite minimalni, povprečni in največji koeficient porabe energije.

9. S pomočjo raziskovanja najbližje meteorološke postaje ugotovite povprečno letno hitrost vetra na predlaganem mestu za namestitev vetrne turbine. Optimalno delovanje vetrne turbine je zagotovljeno z vetrom 5 m / s.

10. Bolje je vgraditi vetrno turbino kot dodaten vir energije v paru z dizelskim ali bencinskim generatorjem.

11. Preizkusite vetrno turbino, bodite pozorni na raven hrupa in potrebo po vzdrževanju vetrne turbine. Nekatere močne vetrne turbine imajo dovolj visoko raven hrupa, kar vodi v nelagodje in težave s sosedi..

12. Povprečna življenjska doba vetrne turbine je šest do sedem let..

13. Bolje je dati prednost vetrnemu generatorju, katerega rezila so iz trdih materialov: steklenih vlaken ali kovine.

14. Bodite pozorni na optimalno delovanje vetrnega generatorja pri povprečni hitrosti vetra, ki je značilna za regijo..

15. Vetrni generatorji brez gonila so veliko lažje nameščeni, enostavni za montažo in ne zahtevajo dodatnega vzdrževanja, medtem ko usmerjeni kljub zapletenosti namestitve zagotavljajo večjo moč in boljšo kakovost delovanja vetrne turbine.

16. Ne bodite pozorni na take reklamne slogane, da ima vetrna turbina izboljšano zasnovo, magnetno levitacijo ali velik krmilnik, saj je v večini primerov takšno oglaševanje namenjeno pridobivanju več denarja za navadno vetrno turbino.

17. Pri nakupu vetrne turbine zahtevajte garancijo in izpolnitev vseh obveznosti proizvajalca vetrnega generatorja do kupca. Na primer, prisotnost pritrdilnih elementov je niz vetrnega generatorja, ki vključuje vse komponente: pretvornike, generatorje, baterije. Pri nakupu teh naprav pri različnih proizvajalcih se poveča tveganje za nepravilno delovanje vetrnega generatorja..

18. Formula za izračun moči vetrnega generatorja: Р = 0,5 * rho * S * Ср * V3 * ng * nb. P je moč vetrnega generatorja, rho je vrednost oznake gostote zraka, S je vrednost območja metanja rotorja, Cp je aerodinamični koeficient delovanja, V je vrednost hitrosti vetra, ng je učinkovitost radiatorja, nb je v prisotnosti menjalnika. Učinkovitost menjalnika.

19. Stroški vetrnega generatorja so neposredno odvisni od naslednjih dejavnikov:

  • število rezil,
  • moč baterije,
  • moč generatorja,
  • število pretvornikov,
  • material rezila,
  • prisotnost reduktorja,
  • nazivna moč vetrne turbine,
  • vrsta vetrnih turbin: vodoravna, navpična,
  • material, iz katerega je enota izdelana,
  • razpoložljivost dodatnih komponent.

Pregled proizvajalcev vetrnih turbin

Če želite kupiti vetrni generator, morate najprej izračunati moč vetrnega generatorja in porabljeno električno energijo. Po izračunih bodite pozorni na stroške vetrne turbine.

Prva mesta v proizvodnji vetrnih turbin zasedajo Nemčija, Danska in Francija. Pred nekaj desetletji se je začela proizvodnja ruskih vetrnih turbin, ki jih je treba v primerjavi s tujimi modeli izboljšati..

Razmislite o glavnih priljubljenih proizvajalcih vetrnih turbin za dom:

1. AEOLOS (Danska)

Značilnosti vetrnih turbin AEOLOS:

  • podjetje razvija vetrne turbine že več kot 35 let;
  • moč vertikalnih vetrnih generatorjev se giblje od 500 W do 500 kW;
  • moč vodoravnih vetrnih turbin – 300-10000 W;
  • področje uporabe vetrnih generatorjev: zasebni sektor, kmetijstvo, oskrba vasi in šol z električno energijo;
  • visoka raven proizvodnje električne energije;
  • uporaba generatorja brez menjalnika zagotavlja visoko stopnjo zanesljivosti vetrne turbine;
  • nizki stroški vzdrževanja;
  • visoka raven varnosti je zagotovljena s funkcijo spremljanja položaja vetrne naprave;
  • prisotnost elektronskega zavornega sistema.

Tehnični podatki AEOLOS H 1kW:

  • nazivna vrednost moči: 1 kW;
  • največja vrednost moči: 1,5 kW;
  • izhodna napetost: 48 V;
  • značilnost rezil: 3 kosi, material – steklena vlakna;
  • značilnosti generatorja: generator trifaznega magnetoelektričnega tipa, ki zagotavlja stalen tok;
  • učinkovitost: manj kot 0,95;
  • garancijske roke: 5 let;
  • največje dovoljeno število storitev: 20 let.

2. ENERCON (Nemčija)

Posebnosti:

  • moč vetrnih generatorjev ENERCON od 330 W do 7,58 MW;
  • prisotnost generatorja obročev;
  • pomanjkanje prenosa;
  • skladnost s svetovnimi standardi kakovosti: zanesljivost in vzdržljivost.

Tehnične značilnosti ENERCON E80:

  • nazivna vrednost moči: 80 kW;
  • višina stolpa: 53 m;
  • vrednost nazivne hitrosti vetra: 12 m / s;
  • najmanjša hitrost vetra: 3 m / s;
  • največja hitrost vetra: 30 m / s;
  • število rezil: 3 kosi;
  • premer rotorja: 18 m.

3. AMPAIR (UK)

Značilnosti področja uporabe:

  • čolni;
  • čolni;
  • oddaljeni avtonomni sistemi napajanja.

Posebnosti:

  • majhna velikost;
  • enostavna namestitev;
  • možnost namestitve v omejenem prostoru;
  • visoka kakovost in zanesljivost.

Tehnične značilnosti Ampair 100:

  • nazivna vrednost moči: 100 W;
  • vrednost napetosti generatorja: 12 W;
  • značilnost rezil: 6 kosov;
  • zahtevana hitrost vetra: od 3 m / s;
  • cena: 2700 dolarjev.

4. Lep veter (Belgija)

Posebnosti:

  • možnost uporabe v zasebni hiši, hotelu, bencinski črpalki, na kmetiji;
  • visoka raven evropske kakovosti;
  • proizvodnja rezil – belgijska;
  • izvor generatorjev je finski;
  • nemško podjetje se ukvarja s proizvodnjo pretvornikov in krmilnikov;
  • preskušanje in preverjanje vsake vetrne turbine;
  • največji sunki vetra 55 m / s;
  • varnostni sistem je popolnoma avtomatiziran;
  • obstaja pasivno aerodinamično zaviranje;
  • Vetrne turbine Fair Wind se uporabljajo skupaj s sončnimi celicami;
  • širok nabor zmogljivosti vam bo pomagal izbrati vetrno turbino za vsako lokacijo posebej.

Tehnične značilnosti Fair Wind F16:

  • nazivna vrednost moči: 10 kW;
  • velikost premera vetrnega kolesa: 4 m;
  • vrednost nazivne hitrosti vetra: 15 m / s;
  • najmanjša hitrost vetra: 3 m / s;
  • število rezil: 3 kosi, izdelani iz letalskega aluminija;
  • velikost premera rotorja: 18 m;
  • cena: 20.000 USD.

5. Fuller Wind (ZDA)

Posebnosti:

  • popolna odsotnost rezil;
  • kompaktnost uporabe;
  • nizki stroški v primerjavi s klasičnimi vetrnimi turbinami;
  • osnova vetrnega generatorja je Tesla turbina, ki jo sestavlja veliko število kovinskih diskov, ki so ločeni z obročastimi distančniki;
  • visoka stopnja energetske učinkovitosti.

6. Fortiss (Nizozemska)

Posebnosti:

  • uporaba: napajanje hiš, dobava telekomunikacijske opreme, sistemi za čiščenje vode;
  • zagotavljanje popolne neodvisnosti od industrijskih virov električne energije;
  • možna je skupna uporaba vetrnih turbin in tradicionalnih virov energije;
  • stabilno napajanje in nižji stroški električne energije;
  • enostavnost oblikovanja in enostavnost vgradnje vetrnih turbin;
  • možnost uporabe sončnih kolektorjev ali dizelskih generatorjev;
  • nizka raven hrupa;
  • visoka raven varnosti.

Tehnične značilnosti Fortiss Montana 5.8:

  • značilnosti generatorja: sinhroni generator magnetnega tipa;
  • največja hitrost vetra: 55 m / s;
  • število rezil: 3 kosi;
  • zahtevana hitrost vetra: od 2,5 m / s;
  • možnosti zavornega sistema: mehanske, električne;
  • cena: 20.000 USD.