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風力タービン-風力タービンの選び方

電気代を節約するために、風力発電機は工場や民家に設置されています。この記事では、風力発電機の主な特性、タイプ、および動作原理について考察します。.

目次:

風力発電機の装置と動作原理

風力発電機の主なコンポーネント:

1.発電機-機械的エネルギーを電気エネルギーに変換します。発電機はバッテリーを充電しています。風速が高いほど、バッテリーの充電が速くなります.

2.風力タービンブレード-風の力にさらされ、発電機のシャフトに作用する風力タービンの部分.

3.マスト-発電機とブレードが取り付けられているデバイス。風力発電機の速度と安定性は、マストの高さに依存します。.

風力タービンの追加コンポーネント:

1.コントローラー-ブレードの方向、バッテリー充電機能、および風力発電機の保護を担当する風力発電機制御デバイス。コントローラの主な機能は、可変エネルギーを電気定数に変換することです。.

2.バッテリーは、風がないときに使用されるエネルギーを蓄えるための装置です。バッテリーのもう1つの機能は、発電機によって生成されるエネルギーを均等化して安定させることです。充電式電池は電力を供給します.

3.アネモスコープまたは風向測定装置-風の速度、方向、突風に関するデータを収集して処理します。アネモスコープは、大量のエネルギーを処理するように設計された、より強力な風力タービンに設置されています。.

4.自動電力調整器は、風力タービン、電力網、ディーゼル発電機、またはその他のエネルギー源を組み合わせるように設計されています.

5.インバーター-家庭用および電化製品の操作を目的とした、直流を交流に処理するためのデバイス.

風が風力発電機のブレードに当たると、デバイスが回転します。風力発電機の運転中に、交流が生成され、それがコントローラーに入り、直流に処理されます。直流はバッテリーを充電し、民家や大企業に電力を供給します。ただし、ほとんどの電化製品の動作には、インバーターで形成される単相または三相の交流電流が必要です。.

電源システムで風力発電機を使用するバリエーション:

  • 自律モードのバッテリーを備えた風車の作業。
  • バッテリーとソーラーパネルでの風力発電機の並列運転。
  • バックアップ(ディーゼル、ガソリン、またはガス)発電機を並行して使用する風力発電機の操作。
  • 風力発電機と従来の電力網の並列運転.

風力タービンを使用する利点:

  • 環境に優しく、安全で信頼できる電気を手に入れる,
  • 電気代のコストを削減します。
  • デバイスのノイズのない動作。

  • 風力発電機は、暖房設備への電力需要が高い秋または冬に最大量のエネルギーを生成します。
  • 風力発電機の価格は、代替電源のコストよりもはるかに安いです。
  • 他の電源と並行して動作する風力発電機の能力。
  • 地形のタイプと必要な電力量に応じて、風力タービンの出力を選択する機能。
  • ヨットや船で風力タービンを使用する可能性。
  • 風力タービンで1回過ごした後、少なくとも20年間は電力が供給されます.

風力タービンの種類

タービンの位置に応じて、風力発電機は区別されます。

  • 縦型,
  • 横型.

垂直型風力発電機は、地表に対して垂直に配置されたタービンと、逆に水平に配置されたタービンを備えています。垂直風力発電機は微風を簡単に捉え、水平風力発電機はエネルギー変換の点でより強力です.

垂直風力タービンの種類:

1.垂直風力タービンの発明は、スウェーデンの発明者サボニウスに帰属します。垂直風車は、垂直回転軸を持つ2つのシリンダーで構成されています。風の強さや方向に関係なく、垂直風車は常にその軸を中心に回転します。垂直風力タービンの主な欠点は、風力エネルギーの使用が不完全なことです。調査の結果、垂直風力タービンは風力エネルギーの3分の1しか使用していないことが明らかになりました。.

2.ダリウス風車を備えた垂直風車は、通常より数十年遅れて発明されました。回転式風力発電機には、2つまたは3つのブレードと1つのローターがあります。ローター付きの風力タービンは、製造と設置が簡単です。このような風力発電機の主な欠点は、ローターを手動で始動する必要があることです。.

3.垂直回転軸とヘリコイドローターを備えた風力タービンには、旋回ブレードがあります。風力タービンの均一な回転を保証します。利点:ベアリングの負荷が軽減されるため、デバイスの耐用年数が長くなります。短所:高コスト、インストールの複雑さ.

4.マルチローターを備えた垂直風力タービンは、風力エネルギーを処理するための最も効率的な装置です。多数のブレードで構成される複雑なローターを備えています.

5.直交風力発電機は高い風速を必要としません。このような装置の操作には、0.7 m / sの風速が適しています。直交垂直風力タービンは、高い技術的特性、モーターの静かな回転、そして興味深いデザインを備えています。直交風力発電機の装置は、垂直回転軸と、特定の距離で軸から取り外されたいくつかのブレードに基づいています。多数の利点にもかかわらず、直交風力タービンには欠点があります。

  • 参照ノードの小さなサービス文字列。
  • ブレードは、従来の風力タービンのブレードよりも重いです。
  • 設置重量が大きいため、デバイスの設置が困難です.

水平風力タービンはより高い効率を持っています。水平風力タービンの主な欠点は、装置とは別に設置されている風見鶏を使用して常に風を探す必要があることです。.

水平風力タービンは次のように分けられます。

  • シングルブレードタイプのデバイス-高速回転、軽量、軽量設計が特徴です。
  • 2ブレードタイプの風力発電機-構造はシングルブレードのものと似ていますが、ブレードの数が異なるだけです。
  • 3枚羽根タイプの風力タービンの最大出力は約7MWで、家庭用の風力発電機の中で最も人気のあるものの1つと見なされています。
  • マルチブレード風力発電機には4〜50枚のブレードがあり、これらのデバイスは水設備の操作を確実にするために使用されます.

ブレードの数に関連して、すべての風力発電機は次のように分けられます。

  • シングルブレード,
  • 2枚刃,
  • 3枚刃,
  • マルチブレード.

風力タービンを構成する材料によると:

  • 帆型風力タービン,
  • ガラス繊維または金属製の剛性タイプの風力タービン.

プロペラのピッチに応じて、風力発電機は次のように分けられます。

  • ステップ装置の測定,
  • 固定ピッチデバイス.

可変ピッチに基づく風力発電機は、かなり複雑な設計ですが、同時に、回転速度が向上しています。固定ピッチ風力タービンは信頼性が高くシンプルです.

すべての風力発電機は、従来、2つのタイプに分けられます。

  • 産業用風力タービン;
  • 家庭用風力タービン.

産業用風力タービンは、大量の電力を生成するために使用されます。数十から数百の風力発電機で構成されるウィンドパークの建設には、地域の徹底的な調査が必要であり、それは1、2年にわたって実施されます。産業用風力タービンを使用すると、電気を受け取って数十の家や特定の生産物に電力を供給することができます.

家庭用風力発電機-電力コストを大幅に削減し、一般的な電力網の運用からの独立性を提供します.

風力発電機を選択するための推奨事項

1.風力発電機を選択する前に、このデバイスの電力と機能を決定する必要があります.

2.風力タービンの種類を注意深く研究し、風力発電機の設置が計画されている地域の気候条件をよく理解してください。.

3.コンバーター(インバーター)の出力に直接依存する風力タービンの出力出力を決定します。出力電力の2番目の名前は、ピーク負荷です。これは、風力発電機と同時に動作するデバイスの数の合計です。つまり、出力は風力タービンの総出力として定義されます。まれではありますが、電力消費量が多い場合でも、大容量の風力発電機を選択する必要があります。出力電力を上げるには、いくつかのインバーターを設置する必要があります.

4.デバイスの連続動作時間-風力タービンに取り付けられているバッテリーの容量によって決まります。穏やかな天候では、電池が部屋に電気を供給します.

5.バッテリーの充電率は、デバイスの電力、風速、設置高さ、および風力発電機が設置されているエリアの起伏によって決まります。風力発電機の電力が高いほど、バッテリーの充電が速くなります。一定の電力消費または弱い風で、より強力な風力タービンを選択してください。バッテリーの充電率を上げるには、いくつかの発電機を風力タービンに接続する必要があります。.

6.風力発電機はすべてのバッテリーを充電する時間がないため、風が弱いときは充電式バッテリーをたくさん購入しないでください。バッテリーが完全に充電されていない場合、これは急速な故障につながるため、バッテリーの数は、家の中のすべての電化製品の消費電力から計算する必要があります。.

7.風車を購入するには、主な要因であるデバイスの生成エネルギーに注意を払う必要があります。この基準は、風力タービンの技術仕様で指定されています。.

8.風力タービンが設置される家の電力消費量を決定するには、過去12か月の電気料金を調べて、最小、平均、および最大のエネルギー消費係数を表示する必要があります。.

9.最寄りの気象観測所の調査の助けを借りて、風力タービンの設置が提案されている場所での平均年間風速について調べます。風力タービンの最適な動作は、5 m / sの風で保証されます.

10.風力タービンは、ディーゼルまたはガソリン発電機と組み合わせた追加の電源として設置することをお勧めします.

11.風力タービンをテストし、騒音レベルと風力タービンのメンテナンスの必要性に注意を払います。一部の強力な風力タービンは十分に高い騒音レベルを持っているため、隣人に不快感や問題を引き起こします。.

12.風力タービンの平均寿命は6年から7年です。.

13.ブレードがガラス繊維または金属などの硬い材料でできている風力発電機を優先することをお勧めします。.

14.この地域で一般的な平均風速での風力発電機の最適な動作に注意してください。.

15.ギアレス風力発電機は、設置がはるかに簡単で、組み立てが簡単で、追加のメンテナンスを必要としません。一方、ギアレスは、設置の複雑さにもかかわらず、風力タービンのより多くの電力とより良い動作品質を提供します。.

16.風力タービンの設計が改善されている、磁気浮上、または大型コントローラーなどの広告スローガンに注意を払わないでください。ほとんどの場合、このような広告は通常の風力タービンでより多くのお金を稼ぐことを目的としています。.

17.風力タービンを購入するときは、購入者に対する風力発電機メーカーのすべての義務の保証と履行を求めてください。たとえば、留め具の存在は、インバーター、発電機、バッテリーなどのすべてのコンポーネントを含む風力発電機のセットです。これらのデバイスをさまざまなメーカーから購入すると、風力発電機が正しく動作しないリスクが高まります。.

18.風力発電機の電力を計算するための式:Р= 0.5 * rho * S *Ср* V3 * ng * nb。 Pは風力発電機の出力、rhoは空気密度の指定値、Sはローター投球面積の値、Cpは空力作用係数、Vは風速の値、ngはラジエーター効率、nbはギアボックスの存在下にあります。ギアボックスの効率.

19.風力発電機のコストは、次の要因に直接依存します。

  • ブレードの数,
  • バッテリー電源,
  • 発電機電力,
  • インバーターの数,
  • 刃物,
  • レデューサーの存在,
  • 風力タービンの定格出力,
  • 風力タービンタイプ:水平、垂直,
  • ユニットの素材,
  • 追加コンポーネントの可用性.

風力タービンメーカーの概要

風力発電機を購入するには、最初に風力発電機の電力と消費電力を計算する必要があります。計算後、風力タービンのコストに注意してください.

風力タービンの生産における最初のポジションは、ドイツ、デンマーク、フランスによって占められています。数十年前、ロシアの風力タービンの製造が始まりましたが、外国のモデルと比較して、改善が必要です。.

家庭用風力タービンの主な人気メーカーを考えてみましょう。

1. AEOLOS(デンマーク)

AEOLOS風力タービンの特徴:

  • 同社は35年以上にわたって風力タービンを開発してきました。
  • 垂直風力発電機の電力は500Wから500kWの範囲です。
  • 水平風力タービンの出力-300-10000W;
  • 風力発電機の範囲:民間部門、農業、村や学校への電力供給。
  • 高レベルの発電;
  • ギアボックスなしで発電機を使用すると、風力タービンの高レベルの信頼性が得られます。
  • 低メンテナンスコスト;
  • 風力発電機の位置を監視する機能により、高い安全性が確保されています。
  • 電子ブレーキシステムの存在.

仕様AEOLOSH 1kW:

  • 定格電力値:1 kW;
  • 最大電力値:1.5 kW;
  • 出力電圧:48 V;
  • ブレードの特徴:3個、素材-グラスファイバー;
  • 発電機の特徴:定電流を供給する三相磁電タイプの発電機。
  • 効率:0.95未満;
  • 保証ライン:5年;
  • 最大サービスライン:20年.

2. ENERCON(ドイツ)

特殊性:

  • 330Wから7.58MWまでのENERCON風力発電機の電力。
  • リングジェネレーターの存在;
  • 感染の欠如;
  • 世界の品質基準への準拠:信頼性と耐久性.

ENERCON E80の技術的特徴:

  • 定格電力値:80 kW;
  • 塔の高さ:53 m;
  • 定格風速の値:12 m / s;
  • 最小風速:3 m / s;
  • 最大風速:30 m / s;
  • ブレード数:3個;
  • ローター径:18m.

3. AMPAIR(英国)

使用範囲の特徴:

  • ボート;
  • ボート;
  • リモート自律電力システム.

特殊性:

  • 小さいサイズ;
  • 簡単インストール;
  • 限られたスペースに設置する機能。
  • 高品質と信頼性.

Ampair 100の技術的特徴:

  • 定格電力値:100 W;
  • 発電機電圧値:12 W;
  • ブレードの特徴:6個;
  • 必要な風速:3 m / sから;
  • 費用:2700ドル.

4.フェアウィンド(ベルギー)

特殊性:

  • 民家、ホテル、ガソリンスタンド、農場での使用の可能性。
  • 高レベルのヨーロッパ品質;
  • ブレードの製造-ベルギー;
  • 発電機の起源はフィンランド語です。
  • ドイツの会社がインバーターとコントローラーの製造に従事しています。
  • 各風力タービンのテストとチェック。
  • 最大突風55m / s;
  • セキュリティシステムは完全に自動化されています。
  • パッシブ空力ブレーキがあります。
  • フェアウィンド風力タービンは、ソーラーパネルと組み合わせて使用​​されます。
  • 幅広い容量により、サイトごとに風力タービンを個別に選択できます.

フェアウィンドF16の技術的特徴:

  • 定格電力値:10 kW;
  • 風車の直径のサイズ:4 m;
  • 定格風速の値:15 m / s;
  • 最小風速:3 m / s;
  • ブレードの数:航空機のアルミニウム製の3個。
  • ローター直径のサイズ:18 m;
  • 費用:$ 20,000.

5.フラーウィンド(USA)

特殊性:

  • ブレードの完全な欠如;
  • 使用のコンパクトさ;
  • 従来の風力タービンと比較して低コスト。
  • 風力発電機の基本はテスラタービンであり、環状スペーサーで分離された多数の金属ディスクで構成されています。
  • 高レベルの電力効率.

6.フォルティス(オランダ)

特殊性:

  • 用途:住宅の電力供給、通信機器の供給、浄水システム。
  • 産業用電力源からの完全な独立を確保する。
  • 風力タービンと従来の電源の共同使用が可能です。
  • 安定した電力供給とより低い電力コスト。
  • 設計の単純さと風力タービンの設置の容易さ。
  • ソーラーパネルまたはディーゼル発電機を使用する可能性。
  • 低騒音レベル;
  • 高レベルのセキュリティ.

Fortiss Montana 5.8の技術的特徴:

  • 発電機の特性:同期磁気型発電機;
  • 最大風速:55 m / s;
  • ブレード数:3個;
  • 必要な風速:2.5 m / sから;
  • ブレーキシステムのオプション:機械的、電気的;
  • 費用:$ 20,000.