Šodien, pieaugot elektrības tarifiem un pieaugot cilvēku vēlmei būvēt lauku kotedžas un vasarnīcas prom no "civilizācijas", daudzi privātīpašumu īpašnieki arvien vairāk pievēršas alternatīviem enerģijas avotiem. Lētākā šobrīd ir vēja enerģija. Tās lietošanai ir paredzētas īpašas ierīces. Tālāk rakstā mēs apsvērsim, kas ir vēja ģenerators.
Terminoloģija
Vējdzirnavu elektroenerģijas ģenerators ir ierīce, kas gaisa plūsmas kinētisko enerģiju pārvērš mehāniskā. Šis spēks sāk rotora griešanos. Tā darba rezultātā mehāniskā enerģija pēc tam tiek pārvērsta elektroenerģijā.
Rūpnieciskai lietošanai
Šādas ierīces ražo lieli privāti vai valsts energouzņēmumi. Parasti tos apvieno tā sauktajos tīklos. Rezultāts ir vēja parki. Šie rūpnieciskie tīkli ir atšķirīgiizejvielu (degvielas) un atkritumu pilnīga trūkuma dēļ. Lai vēja parka ģenerators strādātu bez traucējumiem, gada vidējam gaisa plūsmas ātrumam jābūt lielam. Mūsdienu sistēmu jauda var sasniegt 7,5 MW.
Dažas darbības grūtības
Industriālais vēja ģenerators tiek uzstādīts uz īpaši sagatavotas vietas septiņu vai desmit dienu laikā. Un atļauju saņemšana būves celtniecībai dažos gadījumos var aizņemt vairāk nekā gadu. Turklāt objektā, kur tiks veikta vēja ģeneratoru uzstādīšana, ir nepieciešami ilgtermiņa pētījumi. Vismaz gada laikā tiek pētīts gaisa plūsmu virziens un ātrums. Visas šīs aktivitātes būtiski palielina projektu īstenošanas periodu.
Īss vēsturiskais fons
Ir vērts atzīmēt, ka cilvēki vēja enerģiju sāka izmantot senos laikos. Vienkāršs piemērs ir bura. Vējdzirnavas tika celtas jau 200 gadus pirms mūsu ēras, un pēc elektrības atklāšanas cilvēki sāka mēģināt izmantot gaisa straumju spēku, lai to iegūtu. Līdz pagājušā gadsimta 50. gadiem Padomju Savienībā notika nepārtraukts darbs pie jaunu iekārtu projektēšanas un projektēšanas. Valstī plaši izmantoti vēja ģeneratori.
Lietošanas joma
Vēja ģeneratoru var izmantot tieši paredzētajam mērķim, vai arī tas var veikt tīri dekoratīvas funkcijas. Propelleri var aprīkot ar sprūdratu un liktierīci jebkurā piemērotā vietā. Rūpnieciskiem nolūkiem graudu malšanai agrāk tika izmantots vēja ģenerators. Mūsdienās šiem nolūkiem parasti tiek izmantots cits aprīkojums. Mājās bieži izmanto vēja ģeneratorus. Piepilsētas nekustamo īpašumu īpašnieku atsauksmes liecina par šāda dizaina efektivitāti ūdens sūknēšanas procesā. Tātad, pēc dažu lietotāju domām, iekārta spēj pacelt apmēram 30-50 litrus stundā no akas vai akas. Šādi ģeneratori ir ļoti aktuāli dāvināšanai. Vēja konstrukcijas bieži ir neaizstājamas vietās, kur tīklam ir strāvas padeves pārtraukumi. Tos izmanto arī apkures sistēmas iedarbināšanai. Tomēr vēja ģeneratoru visplašāk izmanto elektroenerģijas ražošanai.
Klasifikācija
Ja radās nepieciešamība iegādāties vēja ģeneratoru privātmājai, tad vajadzētu uzzināt vairāk par šī agregāta veidiem un darbības principu. Dizains var būt karuseļa tipa. Šajā gadījumā tai ir vertikāla rotācijas ass. Arī dizains var būt spārnots. Tas nozīmē, ka vienības rotācijas ass ir horizontāla. Pēc tam apsveriet katru veidu atsevišķi.
Karuseļa dizains
Šādam vēja ģeneratoram neapšaubāmi ir savi nopelni. Gaisa plūsmas stipruma palielināšanas procesā tas ātri iegūst vilkmi. Pēc tam griešanās ātrums ir gandrīz tajā pašā līmenī. Šis dizains neatkarīgi uzrauga vēja virzienu. Tas nozīmē, ka viņai nav nepieciešams papilduarmatūru. Karuseļveida vēja ģenerators ir lēns. Tas ļauj izmantot diezgan vienkāršas shēmas. Tajā pašā laikā mazs ātrums ievērojami ierobežo konstrukciju izmantošanu. Tas ir saistīts ar faktu, ka ir nepieciešams papildus izmantot pakāpju pārnesumkārbas. Reizinātājiem ir diezgan zema efektivitāte. Bez ātrumkārbas vēja ģeneratora darbība ir ievērojami grūtāka.
Spārnu dizains
Kas ir tāds ģenerators (vējš)? Daudzu lietotāju atsauksmes runā par labu šim dizainam. Spārnu tipa blokam ir daudz priekšrocību salīdzinājumā ar iepriekš aprakstītajām. Šāda vēja ģeneratora neapšaubāmajām priekšrocībām lietotāji piedēvē diezgan lielu rotācijas ātrumu. Pateicoties tam, nav nepieciešams papildus izmantot reizinātāju. Lāpstiņas konstrukcijas asmeņiem jāatrodas perpendikulāri gaisa plūsmai, tas ir, vertikāli. Šim nolūkam tiek izmantots stabilizators. Vēl viena priekšrocība, ko lietotāji apgalvo, ka lāpstiņu vēja ģeneratoram ir, ir augsta gaisa plūsmas enerģijas pārveidošanas efektivitāte. Tajā pašā laikā griešanās ātrums šādās konstrukcijās ir apgriezti proporcionāls asmeņu skaitam. Šajā sakarā vienībām, kā likums, ir ne vairāk kā trīs spārni. Šādu instalāciju plašā popularitāte ir saistīta arī ar konstrukciju izgatavošanas vienkāršību.
Ierīces atlases kritēriji
Vispirms precīzi jānosaka vidējais ātrums unvēlamais gaisa plūsmas virziens vietā, kur iekārta darbosies. Jums jāzina daži parametri. Tātad sākotnējais ātrums, ar kādu sākas asmeņu griešanās, ir 2 m/s. Iekārta sasniedz maksimālo efektivitāti ar plūsmu 9-12 m / s. Ģeneratora jauda ir atkarīga no dzenskrūves diametra un vēja ātruma.
Dizaina funkcijas
No kā sastāv mājas vēja ģenerators? Pats dizains ietver riteni ar asmeņiem. Tam ir arī pārnesumkārba. Šis mehānisms ir paredzēts griezes momenta pārveidošanai un pārvadīšanai. Arī dizainā ir masts. Uz tā ir uzstādīta pati ierīce. Tāpat iekārta ir aprīkota ar akumulatoru un invertoru. Ar pēdējo palīdzību līdzstrāva tiek pārvērsta efektīvā maiņstrāvā.
Ierīce un tīkls
Lielākā daļa pašlaik esošo iekārtu darbojas ar centralizētu vai lokālu elektrības avotu. Piemēram, tas var būt dīzeļa ģenerators. Nepieciešamība izmantot papildu avotu tiek skaidrota ar gaisa plūsmu nestabilitāti. Šajā gadījumā tīkls veic stabilizējošu uzdevumu. Šādu konstrukciju izmantošanai ir noteikti nosacījumi. Viens no galvenajiem ir tas, ka tīkla jaudai obligāti jābūt lielākai par vēja ģeneratora jaudu, vismaz 1,8 reizes.
Darba princips
Spēcīgas gaisa plūsmas virza vēja ģeneratora lāpstiņas. Viņi sāk griezties. Saņemtā enerģija caur rotoru tiek pārnesta uz reizinātāju. kāIepriekš tika teikts, ka vienības var darboties gan individuāli, gan grupās. Dažos dizainos ir uzstādīti reizinātāji, lai uzlabotu ierīces veiktspēju. Jāsaka, ka ne visi var iegādāties šādu vienību. Šajā sakarā daži cilvēki savām rokām būvē vēja ģeneratorus savām mājām. Kā to izdarīt, mēs apsvērsim tālāk.
Vienības veids
Kas ir vēja ģeneratori mājām? Ir divu veidu ierīces. Pirmais ir horizontāls, bet otrais ir vertikāls vēja ģenerators. Pēdējais dizains, pēc pašu lietotāju domām, ir vieglāk montējams un uzstādāms - ierīces balansēšana ir diezgan vienkārša. Turklāt šai sistēmai ir augstāks efektīvās vēja iedarbības koeficients. Jo jaudīgāka ierīce ir izvēlēta montāžai, jo lielāks būs riteņa svars un diametrs. Tas savukārt apgrūtinās balansēšanu un uzstādīšanu.
Komponentes
Pirms vēja ģeneratora izgatavošanas jāsagatavo visi nepieciešamie elementi un detaļas:
- 12 V akumulators. Varat izmantot automašīnas ierīci, taču labāk ir iegādāties alternatīvu. Šāds akumulators būs drošāks un izturīgāks.
- Ģenerators 12 V.
- Rotors 1,5-2 m.
- Metāla muca vai spainis (liels). Vēlams izmantot konteineru, kas izgatavots no alumīnija vai nerūsējošā tērauda.
- Akumulatora uzlādes relejs.
- Relejs lampu uzlādēšanai (piemēram, automobiļiem).
- Daļēji noslēgts slēdzis.
- Savienojuma kārba.
- Voltmetrs. Jūs varat izmantot automašīnu.
- Masts, kura augstums ir no 2 līdz 10 metriem. To var pagatavot arī pats. Tam būs nepieciešamas PVC caurules un metāla daļas pamatnei.
- 4 M6 skrūves.
- Vadi.
- Nerūsējošā stieple vai skavas. Šie elementi tiks piestiprināti pie masta.
Jums būs nepieciešami arī šādi rīki:
- griezēji.
- Urbji un urbji.
- Skrūvgriezis.
- Atslēgas.
Masta montāža
Pirms tā uzstādīšanas nepieciešams aizbērt pamatu atbilstoši pamatnes tilpumam un caurules šķērsgriezumam. Šajā gadījumā jāņem vērā klimata un augsnes īpašības. Masta ar vēja turbīnu uzstādīšanu veic pēc javas sacietēšanas (vismaz nedēļu pēc ieliešanas). Jūs varat vienkārši izrakt stabu zemē un salabot puiša vadus. Tomēr šī opcija ir mazāk uzticama.
Rotors
Diametrs tiek izvēlēts atbilstoši vidējam vēja ātrumam. Tiek izgatavots rotors un pārtaisīts skriemelis (īpašs berzes ritenis ar loku vai rievu pa apkārtmēru, kas paredzēts kustības pārnešanai uz piedziņas siksnu vai virvi). Faktiski ar vēja ātrumu līdz 6-7 m/s 3 m elementa jauda būs lielāka.
Spārni
Stobra ir sadalīta 4 vienādās daļās. Šim nolūkam tiek izmantota mērlente un marķieris. Asmeņi tiek griezti ar metāla šķērēm. Pēc tam spārni tiek piestiprināti pie skriemeļa un apakšas. Kā stiprinājumitiek izmantotas skrūves. Vietas tām vajadzētu izmērīt ļoti precīzi, pretējā gadījumā nākotnē bieži būs jāpielāgo rotācija. Lāpstiņas maigi salokās saprātīgi, lai novērstu nevajadzīgas brāzmas gaisa plūsmā.
Asambleja
Vadi ir pievienoti ģeneratoram, un ķēde ir salikta slēdžu kārbā. Ierīce ir piestiprināta pie masta. Vadi ir piestiprināti pie staba un ģeneratora. Tālāk ierīce un akumulators ir pievienots ķēdei. Ar vadu palīdzību, kuru šķērsgriezums ir līdz 2,5 kW, tiek pieslēgta slodze. Atkarībā no asmeņu lieces pakāpes tiek iestatīts griešanās ātrums. Ar šādu vienību vajadzētu pietikt, lai nodrošinātu enerģiju lauku mājai vai kotedžai.
Paaugstināta produktivitāte
Paceļot mastu līdz 20-25 metriem, gaisa plūsmas ātrums palielināsies par 30%. Vienlaikus līdz 1,5 reizēm tiks palielināta arī enerģijas ražošana. Šo iespēju izmanto pie samazināta vēja ātruma (līdz 4 m/s). Ar augstu mastu tiks novērsta koku un ēku ietekme. Lūk, kā izveidot savu vēja turbīnu.
Nozares attīstība
Šodien jūs varat iegādāties mājas vēja ģeneratoru par saprātīgu cenu. Tas liecina par pastāvīgu un aktīvu šīs nozares attīstību. Iegādājoties vai pašam saliekot instalāciju, jūs varat nodrošināt sava mājokļa enerģētisko neatkarību diezgan ilgu laiku. Parasti mazai ēkai pietiek ar iekārtu ar nominālo jaudu 1 kW. Tajā pašā laikā vēja ātrums ierīces darbības zonājābūt 8 m/s. Ja apgabalā nav stabilas gaisa plūsmas vai tā ir vāja, ierīci var aprīkot ar dīzeļģeneratoru vai fotoelementiem. Mūsdienās Krievijā tiek atzīmēta tikai tendence uzstādīt vēja ģeneratorus. Vietējā tirgū ir pārstāvēti tikai daži mazjaudas bloku ražotāji iekšzemes vajadzībām. Vēja turbīnu izmaksas par 1 kW pilnā komplektācijā sākas no 35-40 tūkstošiem rubļu. Tās ir cenas pirms diviem gadiem. Lai instalētu ierīci, nav jāizsniedz sertifikāts.
Ekspluatācijas trūkumi un priekšrocības
Neskatoties uz pastāvīgo enerģijas tarifu pieaugumu, elektroenerģijas pašizmaksa vairumā nozaru ar citām izmaksām nebūt nav nozīmīga vērtība. Mūsdienu patērētājam stabilitāte un piegādes drošība ir galvenie faktori. Galvenie iemesli, kas izraisa enerģijas izmaksu pieaugumu rūpnieciskai izmantošanai, ko iegūst no vēja ģeneratoriem, ir:
- Nepieciešamība pēc autonomas darbības kādu laiku. Šādos gadījumos tiek izmantotas baterijas.
- Nepieciešamība pēc rūpnieciskas kvalitātes elektroenerģijas. Šim nolūkam tiek izmantots invertors.
- Nepieciešamība pēc nepārtrauktas darbības laika. Šādos gadījumos papildus tiek izmantoti dīzeļģeneratori.
Kas attiecas uz ierīču lietošanu ikdienā, pie darbības trūkumiem vajadzētu būt:
- Akumulatoru augstās izmaksas. Viņa iraptuveni 25% no pašas ierīces cenas.
- Invertora salīdzinoši augstās izmaksas.
- Lai nodrošinātu drošu elektroenerģijas piegādi, dažos gadījumos tiek izmantots dīzeļģenerators. Tās izmaksas ir salīdzināmas ar pašas ierīces cenu.
Tomēr jāņem vērā, ka šie faktori zaudē savu aktualitāti ar modernu dubultās konversijas UPS un kopēju tīklu. Mūsdienās no ekonomiskā viedokļa rūpnieciskiem nolūkiem vislietderīgāk ar vēja ģeneratora palīdzību saņemt nevis elektrību, bet gan līdzstrāvu vai maiņstrāvu. Pēc tam to pārvērš siltumā karstā ūdens un mājas apkurei. Šim nolūkam tiek izmantoti sildelementi. Šai shēmai ir savas priekšrocības. Jo īpaši šajā gadījumā parasts apkures katls ar ūdeni var darboties kā enerģijas akumulators, siltuma patēriņam nav tik stingras prasības piegādes nepārtrauktībai un kvalitātei.
