Generatory wiatru: projekt, zasada działania

Technologie wytwarzania energii alternatywnej od dawna zostały opracowane przez największe firmy z całego świata. Wybrane kraje europejskie zapewniają oszczędności dzięki wprowadzeniu podobnych zmian w sieciach energetycznych w nadchodzących latach. Jednym z najbardziej obiecujących obszarów tego obszaru jest energia wiatrowa, która nie jest tak popularna w porównaniu z bateriami słonecznymi, ale ma swoje zalety. W szczególności generatory wiatrowe dla domu charakteryzują się wydajnością energetyczną i bezwzględną nieszkodliwością dla środowiska podczas pracy.

Generator turbiny wiatrowej

Budowa domowej elektrowni wiatrowej obejmuje generator elektryczny i turbinę, która jest instalowana na specjalnym maszcie z przedłużeniami i nieskręconymi ostrzami. Aby przetworzyć otrzymaną energię, dostarczono kontroler ładowania akumulatora podłączony do baterii. Z reguły komponenty nieprzereagowalne 24 V są wykorzystywane jako elementy mocy. Ponadto w projekcie dostarczany jest falownik podłączony do sieci energetycznej. Bardziej skomplikowanym urządzeniem są przemysłowe generatory wiatrowe, reprezentujące cały zespół urządzeń. Możemy powiedzieć, że są to stacje pełnoprawne, w tym szafka sterownicza z elementami sterującymi, węzły komunikacyjne, generatory elektryczne, systemy monitorowania prędkości wiatru, urządzenia do sterowania łopatkami, środki gaśnicze, ochrona przed piorunami i inne elementy.

Zasada działania

Każdy generator wiatru działa na zasadzie konwersji energii. Obrót składników aktywnych (łopatki lub wirniki) powoduje siłę podnoszenia i impulsową, dzięki czemu koło zamachowe wchodzi w grę. W procesie odwijania koła zamachowego wirnik tworzy pole magnetyczne na nieruchomej części instalacji. W rezultacie prąd doprowadza się do przewodów. Taki model jest powszechny i dotyczy praktycznie wszystkich stacji tego typu. Inną sprawą jest to, że w praktyce generatory wiatru mogą podlegać korektom z powodu warunków pogodowych. Chociaż twórcy konstrukcji tego samego ostrza zmierzają maksymalnie do różnych wskaźników i sił wiatru, zjawisko to jest nieprzewidywalne i może im towarzyszyć wiele innych czynników.

Zainstalowana moc

Na tym etapie rozwoju regionu następuje wczesne mówienie o znormalizowanych formatach danych wyjściowych takich agregatów, jednakże niektóre prawidłowości w wskaźnikach głównych cech są śledzone. Na przykład moc generatora wiatrowego do potrzeb domowych wynosi zazwyczaj nie więcej niż 100 kW. Dziwne, jak się wydaje, modele o mocy do 1 kW są na żądanie, takie instalacje są określane jako mikroenergetyka. Są one wykorzystywane do wyposażenia jachtów, gospodarstw rolnych itp.

Bardziej poważny sprzęt przemysłowy i handlowy jest produkowany nie tyle firm, ale pojemność takich instalacji może osiągnąć 5 MW. Z reguły są to masywne turbiny, których masa sięga kilku ton. Jednocześnie producenci starają się uczynić urządzenie mobilnym, a przynajmniej przewidzieć możliwość transportu. Jeśli mówimy o modelach do użytku domowego, w większości przypadków generatory wiatrowe na 220V, których łączna moc może wynosić około 4 kW.

Cechy małych generatorów wiatrowych

Ta klasa sprzętu cieszy się największym zainteresowaniem firm handlowych i zwykłych konsumentów zainteresowanych wykorzystaniem energii wiatrowej. Instalacje tego typu mają standardowy wygląd, w tym łopatki, wirnik, turbiny, środki orientacyjne, generator z masztem, falownik i baterie. Funkcje takich urządzeń obejmują niezależność od centralnych sieci energetycznych – oznacza to, że małe generatory wiatrowe dla domu mogą działać w trybie autonomicznym. Ten format eksploatacji jest najbardziej atrakcyjny dla właścicieli podmiejskich nieruchomości, gdzie nie ma stałej podaży z centralnej sieci energetycznej. Ponadto twórcy takich instalacji w niektórych modelach dążą do połączyć koncepcję generatora wiatrowego i akumulatora słonecznego. W rezultacie mini-stacja domowa jest wyposażona w moduł DC do komunikacji z panelami słonecznymi.

Odmiany generatorów

Główne oddzielenie takich instalacji doprowadziło do klasyfikacji wzdłuż osi obrotu. W szczególności jest pionowy generator wiatru i jego poziomy analog typu typu skrzydłowego. Jednostki pierwszej grupy są wrażliwe na pośpiech i nie potrzebują specjalnej orientacji. Jednak podobne modele mają poważną wadę – w porównaniu do poziomych instalacji, ich powierzchnia robocza jest o połowę mniejsza. Oznacza to, że pionowa oś wirnika rotacji turbin jest lepiej zorientowana na charakterystykę wiatru, ale początkowo zapewnia mniejszą ilość energii.

Z kolei skrzydłowe modele o osi poziomej mogą współdziałać z prądami wiatru większego obszaru. Oczywiście występuje problem z kierunkiem elementów roboczych, ale ten problem rozwiązuje się za pomocą konwencjonalnej weathervane. W związku z powyższym, przy wielu zaletach, instalacje łopatkowe są obecnie bardziej obiecujące niż generator wiatrowy typu karuzeli pionowej. Jednak projekty są poprawiane, a możliwe jest, że środek znajdzie się na czole pomiędzy tymi opcjami.

Producenci generatorów wiatrowych

Rynek generatorów wiatrowych jest podejmowany przez europejskich i chińskich producentów. W szczególności największy sukces pokazują duńska firma Vestas, jak również chińscy producenci Goldwind i Sinovel.

Co do przedsiębiorstw krajowych, mają też coś do powiedzenia. Na rynku są dostępne modele Sapsan-Energia. Do tej pory użytkownicy są dostępni w dwóch wersjach tej marki – na 1000 i 5000 W. Przedsiębiorstwo Chelyabinsk GRC-Vertical produkuje tylko pionowe instalacje o nominalnej mocy od 1500 do 30 000 W. Rosyjskie generatory wiatrowe można dostarczać niewielkich ilości energii. Na przykład firma "Stroyinzhservis" oferuje generator wiatrowy dla 500 watów. Ważne jest, aby pamiętać, że prawie każdy rosyjski producent dostarcza i serwisuje urządzenia, więc problemy z technologią nie powinny powstać.

Wydanie ceny

Każdy producent, pomimo stosowania ogólnych zasad wdrażania instalacji, nadal prowadzi swoją własną drogę. W rezultacie uzyskujemy agregaty o niepowtarzalnych cechach, a tym samym cenach. W pierwszym segmencie można znaleźć generator wiatru, którego cena będzie się wahać od 40 do 70 tysięcy rubli. Jest to mini-stacja z autonomicznym trybem działania, która najlepiej nadaje się do potrzeb małego domku. Następnie postępuj zgodnie z propozycjami kosztem 100-150 tysięcy rubli. Z reguły są to jednostki o mocy 5000 W, które mogą być wykorzystywane do celów komercyjnych.

Możliwość wykorzystania generatorów wiatrowych

Zdaniem ekspertów takie instalacje nie zawsze są korzystne dla prywatnych potrzeb. Wynika to z wysokich cen baterii, falowników i instalacji. Ponadto czasami konieczne jest zainstalowanie generatora diesla jako dodatku, co również zwiększa koszty organizacji takiego sposobu dostarczania energii. Niemniej jednak, generatory wiatru mogą uzasadniać siebie, jeśli konwersja jest przeprowadzana bezpośrednio w ciepło. W tym przypadku realizowana jest funkcja generatora jako systemu ogrzewania, którego możliwości można wykorzystać zarówno do zaopatrzenia w ciepłą wodę, jak i do podstawowego ogrzewania domu.

Wnioski

Ze względu na wszystkie niedociągnięcia, instalacje wiatrowe są aktywnie promowane na rynku, przyciągając wszystkich nowych użytkowników. Wynika to z perspektywy segmentu i atrakcyjności tych możliwości zapewniających bezpłatne źródła energii. Już dziś generatory wiatrowe mogą w pełni zaopatrywać się w prywatne domy. Oczywiście nie we wszystkich regionach wykorzystanie tych urządzeń uzasadnia się ze względu na warunki klimatyczne. Ale nawet w tych przypadkach eksperci zalecają, aby nie zrezygnować z takich propozycji, uzupełniając instalacje o elementy fotoelektryczne , generatory paliwa i inne pomocnicze źródła energii.