Šiandien, kylant elektros tarifams ir didėjant žmonių norui statyti kaimo kotedžus ir vasarnamius toliau nuo „civilizacijos“, daugelis privačių valdų savininkų vis dažniau kreipiasi į alternatyvius energijos š altinius. Pigiausia šiuo metu yra vėjo jėgainė. Jo naudojimui sukurti specialūs įrenginiai. Toliau straipsnyje mes apsvarstysime, kas yra vėjo generatorius.
Terminologija
Vėjo malūno elektros generatorius – tai įrenginys, kuris oro srauto kinetinę energiją paverčia mechanine. Ši jėga pradeda rotoriaus sukimąsi. Dėl jos darbo mechaninė energija vėliau paverčiama elektros energija.
Pramoninis naudojimas
Tokius įrenginius gamina didelės privačios arba valstybinės energetikos įmonės. Paprastai jie sujungiami į vadinamuosius tinklus. Rezultatas – vėjo jėgainės. Šie pramoniniai tinklai skiriasinuo branduolinės ar šiluminės, nes visiškai nėra žaliavų (kuro) ir atliekų. Kad vėjo jėgainių parko generatorius veiktų be gedimų, vidutinis metinis oro srautas turi būti didelis. Šiuolaikinių sistemų galia gali siekti 7,5 MW.
Kai kurie veiklos sunkumai
Pramoninis vėjo generatorius sumontuojamas specialiai paruoštoje vietoje per septynias ar dešimt dienų. O leidimų statinio statybai gavimas kai kuriais atvejais gali užtrukti ir ilgiau nei metus. Be to, toje vietoje, kur bus montuojami vėjo generatoriai, reikalingi ilgalaikiai tyrimai. Bent per metus tiriama oro srautų kryptis ir greitis. Visos šios veiklos žymiai padidina projektų įgyvendinimo laikotarpį.
Trumpas istorinis fonas
Verta pažymėti, kad žmonės vėjo energiją pradėjo naudoti senovėje. Paprastas pavyzdys – burė. Vėjo malūnai buvo statomi jau 200 metų prieš mūsų erą, o atradus elektrą žmonės ėmė bandyti panaudoti oro srovių galią jai gauti. Iki praėjusio amžiaus 50-ųjų Sovietų Sąjungoje buvo nuolatinis darbas kuriant ir projektuojant naują įrangą. Vėjo generatoriai šalyje buvo plačiai naudojami.
Taikymo sritis
Vėjo generatorius gali būti naudojamas tiesiogiai pagal paskirtį arba gali atlikti grynai dekoratyvines funkcijas. Propeleris gali būti aprūpintas reketu ir įdėtiįrenginį į bet kurią tinkamą vietą. Pramoniniais tikslais grūdams m alti anksčiau buvo naudojamas vėjo generatorius. Šiandien šiems tikslams, kaip taisyklė, naudojama kita įranga. Vėjo generatoriai dažnai naudojami namuose. Priemiesčio nekilnojamojo turto savininkų atsiliepimai liudija apie tokio dizaino efektyvumą siurbiant vandenį. Taigi, kai kurių vartotojų teigimu, įrenginys iš šulinio ar šulinio gali pakelti apie 30-50 litrų per valandą. Tokie generatoriai labai aktualūs dovanojimui. Vėjo konstrukcijos dažnai yra būtinos ten, kur nutrūksta srovės tiekimas tinklui. Jie taip pat naudojami šildymo sistemos paleidimui. Tačiau vėjo generatorius plačiausiai naudojamas elektrai gaminti.
Klasifikacija
Jei iškilo būtinybė įsigyti vėjo generatorių privačiam namui, tuomet turėtumėte daugiau sužinoti apie šio įrenginio tipus ir veikimo principą. Dizainas gali būti karuselės tipo. Šiuo atveju jis turi vertikalią sukimosi ašį. Be to, dizainas gali būti sparnuotas. Tai reiškia, kad įrenginio sukimosi ašis yra horizontali. Tada apsvarstykite kiekvieną tipą atskirai.
Karuselės dizainas
Toks vėjo generatorius neabejotinai turi savo privalumų. Didindamas oro srauto stiprumą, jis greitai įgauna trauką. Vėliau sukimosi greitis yra beveik tame pačiame lygyje. Ši konstrukcija nepriklausomai stebi vėjo kryptį. Tai reiškia, kad jai nereikia papildomųarmatūra. Karuselės tipo vėjo generatorius yra lėtas. Tai leidžia naudoti gana paprastas schemas. Tuo pačiu metu mažas greitis žymiai riboja konstrukcijų naudojimą. Taip yra dėl to, kad reikia papildomai naudoti pakopines pavarų dėžes. Daugikliai turi gana mažą efektyvumą. Be pavarų dėžės vėjo generatoriaus darbas yra žymiai sunkesnis.
Sparno dizainas
Kas yra toks generatorius (vėjas)? Daugelio vartotojų atsiliepimai kalba apie šį dizainą. Sparno tipo blokas turi daug privalumų, palyginti su aukščiau aprašytais. Prie neabejotinų privalumų, kuriuos turi toks vėjo generatorius, vartotojai priskiria gana didelį sukimosi greitį. Dėl to nereikia papildomai naudoti daugiklio. Mentės konstrukcijos mentės turi būti išdėstytos statmenai oro srautui, tai yra vertikaliai. Tam naudojamas stabilizatorius. Kitas privalumas, kurį naudotojai teigia turintis mentinis vėjo generatorius, yra didelis oro srauto energijos konversijos efektyvumas. Tuo pačiu metu sukimosi greitis tokiose konstrukcijose yra atvirkščiai proporcingas ašmenų skaičiui. Šiuo atžvilgiu vienetai, kaip taisyklė, turi ne daugiau kaip tris sparnus. Platų tokių įrenginių populiarumą lemia ir konstrukcijų gamybos paprastumas.
Įrenginio pasirinkimo kriterijai
Pirmiausia reikia tiksliai nustatyti vidutinį greitį irpageidaujamą oro srauto kryptį toje vietoje, kur įrenginys veiks. Turėtumėte žinoti kai kuriuos parametrus. Taigi, pradinis greitis, kuriuo prasideda menčių sukimasis, yra 2 m/s. Įrenginys pasiekia maksimalų efektyvumą, kai srautas yra 9-12 m / s. Generatoriaus galia priklauso nuo sraigto skersmens ir vėjo greičio.
Dizaino ypatybės
Iš ko susideda namų vėjo generatorius? Pats dizainas apima ratą su ašmenimis. Taip pat yra pavarų dėžė. Šis mechanizmas skirtas konvertuoti ir perduoti sukimo momentą. Taip pat dizaine yra stiebas. Ant jo sumontuotas pats įrenginys. Taip pat įrenginyje yra baterija ir keitiklis. Pastarosios pagalba nuolatinė srovė paverčiama efektyvia kintamąja srove.
Įrenginys ir tinklas
Dauguma šiandien egzistuojančių įrenginių veikia su centralizuotu arba vietiniu elektros š altiniu. Pavyzdžiui, tai gali būti dyzelinis generatorius. Būtinybė naudoti papildomą š altinį paaiškinama oro srautų nestabilumu. Šiuo atveju tinklas atlieka stabilizavimo užduotį. Yra tam tikros tokių konstrukcijų naudojimo sąlygos. Viena iš pagrindinių – tinklo galia būtinai turi būti didesnė nei vėjo generatoriaus, bent 1,8 karto.
Veikimo principas
Galingos oro srovės varo vėjo generatoriaus mentes. Jie pradeda suktis. Gauta energija per rotorių perduodama daugintuvui. kaipAukščiau buvo pasakyta, kad padaliniai gali veikti tiek individualiai, tiek grupėmis. Kai kuriuose modeliuose yra įdiegti daugikliai, siekiant pagerinti įrenginio veikimą. Reikia pasakyti, kad ne visi gali įsigyti tokį įrenginį. Šiuo atžvilgiu kai kurie žmonės savo rankomis stato vėjo generatorius savo namams. Kaip tai padaryti, svarstysime toliau.
Įrenginio tipas
Kas yra vėjo generatoriai namams? Yra dviejų tipų įrenginiai. Pirmasis yra horizontalus, o antrasis - vertikalus vėjo generatorius. Pastarąjį dizainą, pasak pačių vartotojų, lengviau surinkti ir sumontuoti – subalansuoti įrenginį gana paprasta. Be to, ši sistema turi didesnį efektyvaus vėjo veikimo koeficientą. Kuo galingesnis bus pasirinktas surinkimui įrenginys, tuo didesnis bus rato svoris ir skersmuo. Tai savo ruožtu apsunkins balansavimą ir montavimą.
Komponentai
Prieš gamindami vėjo generatorių, turėtumėte paruošti visus reikalingus elementus ir detales:
- 12 V baterija. Galite naudoti automobilinį įrenginį, bet geriau įsigyti alternatyvų. Tokia baterija bus saugesnė ir patvaresnė.
- Generatorius 12 V.
- Rotorius 1,5-2 m.
- Metalinė statinė arba kibiras (didelis). Pageidautina naudoti indą iš aliuminio arba nerūdijančio plieno.
- Akumuliatoriaus įkrovimo relė.
- Lempos įkrovimo relė (pvz., automobilių).
- Pusiau sandarus jungiklis.
- Sujungimo dėžutė.
- Voltmetras. Galite naudoti automobilį.
- Stiebas, kurio aukštis nuo 2 iki 10 metrų. Taip pat galite pasigaminti patys. Tam reikės PVC vamzdžių ir metalinių pagrindo dalių.
- 4 M6 varžtai.
- Laidai.
- Nerūdijanti viela arba spaustukai. Šie elementai bus pritvirtinti prie stiebo.
Jums taip pat reikės šių įrankių:
- Pjovėjai.
- Gręžkite ir gręžkite.
- Atsuktuvas.
- Raktai.
Stiebo montavimas
Prieš jo montavimą būtina užpilti pamatą pagal pagrindo tūrį ir vamzdžio skerspjūvį. Šiuo atveju reikia atsižvelgti į klimato ir dirvožemio savybes. Stiebo su vėjo jėgaine montavimas atliekamas skiediniui sukietėjus (praėjus mažiausiai savaitei po išpylimo). Galite tiesiog įkasti stulpą į žemę ir pritvirtinti laidus. Tačiau ši parinktis yra mažiau patikima.
Rotorius
Skersmuo parenkamas pagal vidutinį vėjo greitį. Pagamintas rotorius ir perdarytas skriemulys (specialus frikcinis ratas su ratlankiu arba grioveliu aplink perimetrą, skirtas judesiui perduoti pavaros diržui ar lynui). Tiesą sakant, esant vėjo greičiui iki 6-7 m/s, 3 m elemento galia bus didesnė.
Sparnai
Statinė padalinta į 4 lygias dalis. Tam naudojama matavimo juosta ir žymeklis. Ašmenys pjaustomi metalo žirklėmis. Tada sparnai pritvirtinami prie skriemulio ir dugno. Kaip tvirtinimo detalėsnaudojami varžtai. Vietos jiems turėtų būti išmatuotos labai tiksliai, kitaip ateityje dažnai teks reguliuoti sukimąsi. Ašmenys švelniai susilanksto protingai, kad būtų išvengta nereikalingų oro gūsių.
Surinkimas
Prie generatoriaus prijungiami laidai, o grandinė surenkama jungiklių dėžėje. Įrenginys pritvirtintas prie stiebo. Laidai tvirtinami ant stulpo ir generatoriaus. Tada įrenginys, o tada akumuliatorius yra prijungtas prie grandinės. Padedant laidams, kurių skerspjūvis yra iki 2,5 kW, pajungiama apkrova. Priklausomai nuo ašmenų lenkimo laipsnio, nustatomas sukimosi greitis. Tokio vieneto turėtų pakakti, kad būtų galima aprūpinti kaimo namą ar kotedžą energija.
Padidėjęs našumas
Pakėlus stiebą iki 20-25 metrų, oro srauto greitis padidės 30%. Tuo pačiu energijos gamyba taip pat bus padidinta iki 1,5 karto. Ši parinktis naudojama esant sumažintam vėjo greičiui (iki 4 m/s). Esant aukštam stiebui bus pašalinta medžių ir pastatų įtaka. Štai kaip pasigaminti savo vėjo turbiną.
Pramonės plėtra
Šiandien galite įsigyti namų vėjo generatorių už priimtiną kainą. Tai byloja apie nuolatinį ir aktyvų šios pramonės vystymąsi. Įsigiję arba patiems susimontuodami instaliaciją, savo būsto energetinę nepriklausomybę galite užtikrinti gana ilgam. Paprastai mažam pastatui pakanka įrenginio, kurio vardinė galia yra 1 kW. Tuo pačiu metu vėjo greitis prietaiso veikimo zonojeturėtų būti 8 m/s. Jei toje vietoje nėra stabilaus oro srauto arba jis silpnas, įrenginyje gali būti sumontuotas dyzelinis generatorius arba fotovoltiniai elementai. Šiandien Rusijoje pastebima tik tendencija montuoti vėjo generatorius. Vidaus rinkoje yra atstovaujama tik keletas mažos galios įrenginių, skirtų buitiniams poreikiams, gamintojų. Vėjo turbinų kaina 1 kW pilname komplekte prasideda nuo 35-40 tūkstančių rublių. Tai kainos prieš dvejus metus. Norint įdiegti įrenginį nereikia išduoti sertifikato.
Išnaudojimo trūkumai ir pranašumai
Nepaisant nuolat augančių energijos tarifų, pati elektros kaina nėra reikšminga daugelyje pramonės šakų su kitomis sąnaudomis. Šiandienos vartotojui pagrindiniai veiksniai yra stabilumas ir tiekimo saugumas. Pagrindinės priežastys, dėl kurių brangsta energija pramoniniam naudojimui, gaunama iš vėjo generatorių, yra šios:
- Savarankiško veikimo poreikis kurį laiką. Tokiais atvejais naudojamos baterijos.
- Pramoninės kokybės elektros energijos poreikis. Tam naudojamas keitiklis.
- Nepertraukiamo veikimo laiko poreikis. Tokiais atvejais papildomai naudojami dyzeliniai generatoriai.
Kalbant apie prietaisų naudojimą kasdieniame gyvenime, veikimo trūkumai turėtų būti:
- Didelė baterijų kaina. Ji yramaždaug 25 % paties įrenginio kainos.
- Palyginti didelė keitiklio kaina.
- Siekiant užtikrinti patikimą elektros energijos tiekimą, kai kuriais atvejais naudojamas dyzelinis generatorius. Jo kaina panaši į paties įrenginio kainą.
Tačiau reikia pažymėti, kad šie veiksniai praranda savo aktualumą naudojant šiuolaikinį dvigubos konversijos UPS ir bendrą tinklą. Šiandien ekonominiu požiūriu pramoniniais tikslais tikslingiausia vėjo generatoriaus pagalba gauti ne elektros, o nuolatinę ar kintamąją srovę. Vėliau jis paverčiamas šiluma karštam vandeniui ir namų šildymui. Tam naudojami šildymo elementai. Ši schema turi savo privalumų. Konkrečiai, šiuo atveju paprastas katilas su vandeniu gali veikti kaip energijos akumuliatorius, šilumos suvartojimui nėra tokių griežtų reikalavimų tiekimo tęstinumui ir kokybei.
