kategória: Najlepšie články » Autonómne napájanie
Počet zobrazení: 20109
Komentáre k článku: 3
Veterné generátory v Rusku: ako si vybrať, nainštalovať a vyhnúť sa sklamaniu
Schopnosť prijímať elektrinu zadarmo vetrom oslovuje mnohých majiteľov jednotlivých domov, ale určitá časť z nich zlyhá, je touto metódou sklamaná a píše negatívne recenzie na rôznych fórach. Pri vytváraní takýchto inštalácií sa však môžete vyhnúť chybám a vyťažiť z nich maximum.
Generátor vetra s elektrickým obvodom a konštrukčnými princípmi sa podobá všetkým iným elektrický generátor, Hlavný rozdiel spočíva v metóde rotácie rotora v dôsledku kinetickej energie prúdov vzduchu zachytených aerodynamickými lopatkami.
Odhadované miestne podmienky
Rýchlosť a sila vetra by mali spoľahlivo otáčať obežné koleso motora, ktorého energiu spotrebúva generátor. Ak sa tak nestane, zostane vám bez elektriny.
Približný odhad pravdepodobnosti aktívneho vetra bude podporený priemerným ročným plánom distribúcie vetra. Nezabudnite, že je navrhnutý pre výšku 50 metrov od zemského povrchu. Pre skutočné podmienky je potrebné zaviesť opravy.
Priemerná ročná distribučná mapa vetra pre územie Ruska definovaná pre výšky 50 metrov (pre zväčšenie kliknite na obrázok):
Konkrétnejšie informácie pre každú oblasť možno objasniť so zamestnancami regionálnej meteorologickej stanice a zohľadniť plánovanú výšku inštalácie. Nie je potrebné ich žiadať o smery vetra: generátor vetra sa otáča automaticky.
Vplyv terénu a ročného obdobia
V závislosti od ročného obdobia vietor fúka rôznymi spôsobmi. V niektorých oblastiach môže byť dlhá prestávka.
Okrem toho sa výrazne znižuje tlak vetra:
-
les a blízke stromy;
-
susedné domy a budovy;
-
umiestnenie stavby v nížine alebo za vyvýšeninou.
Na inštaláciu veterných elektrických inštalácií sú najvhodnejšie kopce otvorené zo všetkých strán. Je vhodné zdvihnúť veternú turbínu do maximálnej povolenej výšky. Je lepšie používať samostatný, pevný základ a vežu so bezpečne pripevnenými nástavcami, ktoré zvyšujú stabilitu: pri silnom tlaku vetra môžu vzniknúť obrovské prevrátené sily.
Jednotliví majitelia montujú veterné elektrárne na strechu alebo stenu domu. Toto nie je najlepšia možnosť. Uplatňuje sa na motory s nízkym výkonom: štruktúra budovy sa bude neustále meniť otrasmi zmenou dynamického zaťaženia a hluk rotujúceho rotora sa bude prenášať cez stavebné prvky do obytných priestorov.
Príklad: na plochej streche budovy susedného obchodného domu - dvojposchodovej budovy z železobetónových dosiek na dva roky, pracovala veža s anténou mobilného operátora MTS. Keď sa medzi panelmi objavili praskliny a strecha začala unikať, anténa bola odstránená a budova bola opravená.
Výber dizajnu veterného kolesa
V celej histórii ľudstva sa testovalo veľké množstvo zariadení poháňaných vetrovou energiou. Maximálna účinnosť (vysoká účinnosť) je obsiahnutá v štruktúrach, ktoré tvoria zdvíhaciu silu, ako sú zakrivené lopatky vrtuľových motorov leteckých motorov (nezabudnite na slávny výraz „z vrtule“) alebo lodné / lodné motory umiestnené v ostrom uhle k prichádzajúcim prúdom vzduchu / kvapaliny.
Pri výbere modelu veterného kolesa je potrebné poznať nielen rýchlosť vetra (V), ale tiež určiť konštrukciu lopatiek ventilátora. Ich hlavným ukazovateľom je plocha zametaného povrchu (S), ktorá je ovplyvnená prúdením vetra.
Na odhadnutie výkonu (N), ktorý môže ventilátor odstrániť, sa použije vzorec: N = (SρV3)/2.
Hodnota ρ je hustota vzduchových hmôt.
Niektorí predajcovia tvrdia, že účinnosť jednotlivých veterných elektrární pri rýchlosti vzduchu do 3 m / s alebo veľkosti lopatiek, ktoré opisujú kruh s polomerom ≤ 1,3 metra počas prevádzky. Nahraďte vlastnosti svojich zariadení do vyššie uvedeného vzorca: spoľahlivosť takýchto reklamných vyhlásení kontrolujete podľa základných fyzikálnych zákonov.
Vietor s rýchlosťou ≤ 3 m⁄sec nemôže spoľahlivo prenášať energiu do konvenčného veterného generátora. Ale za týchto podmienok môžete použiť čepele zväčšenej plochy, ktorá sa vytvára zväčšením ich rozmerov - najmä dĺžky 2 metre. Takéto štruktúry sú však vďaka štvormetrovému rozpätiu vhodnejšie pre priemyselné zariadenia.
Ak sa vrátime k harmonogramu distribúcie vetrov a vezmeme do úvahy ich špecifický účinok na veterné koleso (nie vo výške 50 metrov), potom ak sa povaha vetrov zhoduje s oranžovou zónou (od 5 m / s) alebo vyššou, štátna univerzita Voronezh odôvodní náklady na jej výrobu a inštaláciu.
Pri vysokých rýchlostiach vetra sa generovaný výkon prudko zvyšuje. V takýchto prípadoch je nakonfigurovaný iba akýkoľvek veterný generátor. V iných situáciách nemusí splniť svoje očakávania.
Úvod do špecifikácií výrobcu
Testovanie a kontrola výkonu veterného generátora sa vykonáva v továrni: aerodynamický tunel s nastaviteľným prietokom vzduchu zo stacionárnych ventilátorov. Týmto sa kontrolujú aerodynamické vlastnosti lietadla a všetkých karosérií automobilov. Táto metóda však neodráža skutočné prevádzkové podmienky veternej elektrickej inštalácie.
V aerodynamickom tuneli vietor fúka jedným smerom s konštantným úsilím, ale v skutočnosti sa vždy trochu mení v rýchlosti aj smere. Sledujte správanie pravidelnej lopatky. A veterný generátor sa od neho veľmi líši od účinkov zrýchlenia a brzdenia.
Aby ste tomu porozumeli, stačí sa pokúsiť rukou uvoľniť jednoduché ložisko (lopatkové lopatky) a potom rotor elektrického generátora (alebo motora) vyplnený vinutiami obklopenými elektromagnetickými poľami. Vytvorenú opozíciu bude potrebné prekonať aj pri voľnobehu. Pri pripájaní bremena (kvôli tomu je všetko hotové) je potrebné vyvinúť viac energie.
Zmena tlaku vetra
Mierne poryvy vetra (silnejšie / slabšie) majú malý vplyv na rýchlosť rotora a šoky vetra - výrazne. Na ich pôsobenie sa používajú rôzne schémy tlmenia, vrátane brzdenia a skladania konštrukčných prvkov.
Príkladom sú veterné generátory s vysokou polohou kýlu (koniec chvosta). Počas nárazu búrok sa celá štruktúra náhle nakloní späť na pomerne veľkú hmotnosť.
Po znížení tlaku sa vráti na svoje miesto. Veže poryvu vetra zdvojnásobili veže veže energiu búrky. A ak je taký veterný generátor upevnený na budove, potom takéto šoky vníma. Ako na to?
Elektromagnetický brzdový systém pracuje lepšie a mäkšie, čo uzatvára vinutia pri kritických rýchlostiach. Je to však oveľa komplikovanejšie a drahšie.
Zmena smeru vetra
Vietor môže vytvárať nárazy z rôznych strán vo vodorovnej rovine. Mnoho konštrukcií veterných generátorov je na takéto zaťaženie veľmi citlivé kvôli veľkej ploche zametaného povrchu pracovných čepelí.
Generátory vetra začínajú opakovať pohyb zaťaženia vetrom, ale so značnou hmotnosťou prechádza os smeru vetra zotrvačnou hmotnosťou a vedie k oveľa väčším uhlom vychýlenia.
Pri výrazných nárazoch vetra môže dosiahnuť kolmý smer, alebo ním skĺznuť a zastaviť sa v opačnom stave ako vietor. Veterné koleso sa zastaví, vráti sa do pôvodnej polohy a vráti sa do prevádzkového režimu. V týchto situáciách systém tlmenia vibrácií (ak existuje) nefunguje správne.
Vetrák na poveternostné podmienky nie je okamžite inštalovaný v tomto smere, ale jeho hmotnosť je omnoho menšia a úsilie vynaložené na elektromagnetické procesy sa nevynakladá.
Ochrana pred bleskom
Z nejakého dôvodu na to zabudnú alebo si ich pamätajú ako posledné. Ale márne. Umiestnenie kovových štruktúr vo vysokých nadmorských výškach a dokonca aj výroba elektrickej energie počas búrky vytvára predpoklady na prilákanie bleskových potenciálov.
Je jednoduchšie premýšľať nad návrhom ochrany pred bleskom a vytvoriť ho spolu s inštaláciou veterného generátora, ako neskôr vykonať zmeny.
Typické veterné obvody domácej stanice
Je potrebné určiť konečnú konštrukciu veterného generátora s prihliadnutím na úlohy spotreby elektrickej energie. Pomôcť by mal diagram pripojenia záťaže.
Zjednodušená schéma domácej elektrárne so solárnou batériou a veterným generátorom (kliknutím na obrázok ho zväčšíte):
Je potrebné začať s výberom veterného generátora podľa generovaného výkonu na princípoch opísaných v článku „Solárne elektrárne pre domácnosť“, Prečítajte si tento článok a pochopíte, že veterné a solárne stanice pracujú na rovnakých algoritmoch.
Upozorňujeme, že takéto stanice sa dokonale zmestia do celkovej schémy a vzájomne sa dopĺňajú a pracujú spolu na rovnakom výkonovom zariadení: menič, ovládač a batérie môže pracovať z ľubovoľného zdroja: solárne panely, vietor.
Za určitých podmienok je to ekonomicky uskutočniteľné. I keď môžete opustiť solárnu batériu a pracovať iba od veterného generátora. Voľba je na vás.
Niektoré zdroje odporúčajú použitie veterného generátora bez ovládača a batérií na napájanie vykurovacích telies, ktoré ohrievajú vodu z kotlov alebo žiaroviek. V tejto myšlienke je zrelé zrno: schéma je výrazne zjednodušená. Ale nichromové vlákna v studenom stave majú nízky aktívny odpor, ktorý jednoducho posunuje výstupné svorky generátora. Tento bod by sa mal vziať do úvahy pri každom spustení takého okruhu: zapnite predhrievacie zariadenie.
Možné problémy
Pri prevádzke veterného generátora sa môžu vyskytnúť:
-
porušenie pevnosti upevnenia základu alebo mechanických úsekových značiek. Mali by sa pravidelne kontrolovať;
-
námraza tela a lopatiek v chladnom počasí vedie k vzniku dodatočnej hmotnosti, ktorá spôsobuje zvýšené zaťaženie a znižuje účinnosť systému;
-
zhoršenie stability v dôsledku porušenia rýchlosti otáčania (zmena rýchlosti vetra), ktorá je najtypickejšia pre asynchrónne generátory;
-
požiar v elektrickom obvode s poškodením izolácie.
Najlepší svetoví výrobcovia veterných generátorov
Vybavenie týchto spoločností sa spoľahlivo osvedčilo, a preto má vysoké náklady. Avšak v počiatočnej fáze vývoja veternej energie sa môžete pokúsiť vytvoriť podobný dizajn vlastnými rukami. Zručnosti získané pri jeho implementácii pomôžu posúdiť potenciál zaťaženia vetrom vo vašej oblasti bez veľkých finančných nákladov.
Pozri tiež na electro-sk.tomathouse.com
: