Priljubljene Objave

Izbira Urednika - 2020

Avtonomno napajanje iz vetrne energije: izberite vetrni generator

Splošni koncept vetrne energije, načela izbire vetrnega generatorja - izkušnja uporabnikov portala.

V tem članku odpiramo temo vetrne energije in domačih elektrarn, ki delujejo na podlagi vetrnih turbin. V prvem delu bomo povedali:

  • O možnostih za uporabo vetrnih generatorjev na ploskvi.
  • Na napravah, ki morajo biti opremljene z domačo vetrno elektrarno.
  • O vrstah vetrnih turbin in njihovih značilnostih.
  • O značilnostih vetrnih turbin, ki bi morale izbrati napravo za domače napajanje.

Perspektive moči vetra

Električno energijo lahko pridobivamo iz vetrne energije. Ampak takoj bomo naredili pridržek: količina električne energije, ki jo lahko »odstranimo« iz domačega vetrnega generatorja, je neposredno odvisna od značilnosti območja, v katerem živite.

Zato, če upoštevamo avtonomno elektrarno kot alternativo lokalnim električnim omrežjem, najprej preučimo statistične podatke o povprečni letni hitrosti vetra v vaši regiji. Tabele intenzivnosti vetra, ki se uporabljajo pri gradnji vetrnih elektrarn (ki jih lahko najdemo s katerim koli iskalnikom), bodo pomagale določiti možnosti za izgradnjo avtonomnega sistema. Informacije o tehničnih značilnostih obstoječih vetrnih generatorjev in osebne povprečne dnevne meritve hitrosti vetra, izdelane z anemometrom - napravo za merjenje hitrosti vetra, bodo pomagale pri usmerjanju vprašanja.

Pri šibkem vetru generator morda sploh ne proizvaja električne energije, medtem ko naprava razvija svojo nazivno moč le pri močni hitrosti vetra.

Moč z vetrom 1 - 3 m / s - približno 3 W / h (kot običajen polnilec iz telefona) in z močnejšo močjo vetra. Vetrna turbina proizvede približno 30-60 W / h na dan (pri vetru od 1 do 3 m / s) in pri vetru 3 - 5 m / s - do 100 W / h. Energija se nabira v majhni blažilni bateriji, iz katere so napolnjene naprave in LED osvetlitev deluje.

Prikazali smo primer nizkonapetostnega vetrnega generatorja, ki je izdelan iz standardnega dinama. Jasno dokazuje, da ima vetrna energija (tudi na ravni hobija) resnične možnosti.

Na splošno, načrtovanje za izgradnjo domače vetrne turbine, ne bi smeli določiti nerealne naloge za to. Ampak, če je vse narejeno pravilno - za sestavljanje naprave, opremljene z baterijami, krmilnikom in pretvornikom, lahko dobite dokaj zadovoljive rezultate (še posebej, če je vaše mesto oddaljeno od centraliziranih električnih omrežij). Z dodajanjem sončnega sistema v sistem lahko dobite energijo tudi v odsotnosti vetra.

Zdaj živim v državi in ​​imam elektriko iz doma narejenega kombiniranega sistema: dve vetrni turbini s skupno zmogljivostjo 300 W / h in dvema solarnima ploščama s skupno močjo 200 W / h. Porabim približno 10-15kW / h energije na mesec. Imam dovolj te elektrarne za razsvetljavo, TV, internet in komunikacije. No, če želite več, bo cena namestitve ustrezna.

Kaj je vetrna elektrarna

Vetrni generator sam (ne glede na moč in druge tehnične lastnosti) ne more nikoli zagotoviti neprekinjenega napajanja električnih naprav, priključenih nanj.Hitrost vetra je neenakomerna. Posledično se lahko količina energije, ki jo proizvede vetrni generator, zelo razlikuje (včasih se vetrna turbina popolnoma ustavi). Zato bi morala klasična shema vetrne elektrarne, ki potrošnikom zagotavlja moč tudi v mirnem in mirnem vremenu, imeti naslednjo obliko:

Kje?

  • vetrni generator (VG) - naprava, ki pretvarja energijo vetra v elektriko (sestavljena je iz delovnega vijaka in alternatorja);
  • krmilnik je naprava, ki pretvarja izmenični tok, ki prihaja iz generatorja, v konstantni tok, ki je potreben za pravilno polnjenje baterije (druga funkcija krmilnika je prilagoditi hitrost glavnega generatorja, vendar bomo o tem malo kasneje govorili);
  • baterija - omogoča kopičenje električne energije, medtem ko je mlin na veter aktiviran, in ga dati potrošnikom, ko SH preneha proizvajati elektriko;
  • inverter - naprava, ki služi za pretvorbo enosmerne napetosti 12V (napajane iz omrežja iz akumulatorja) v gospodinjski tok - 220V, ki ima vnaprej določeno frekvenco.

Glede na to, da je vetrni generator ključni element elektrarne, najprej upoštevamo parametre, po katerih ga je treba izbrati.

Začetna hitrost vetra in trenutek gibanja vetrne turbine

V regijah, kjer so nevihtni zračni tokovi zelo redki, je glavna naloga izbira vetrnega generatorja, ki lahko proizvaja elektriko tudi pri relativno šibkem vetru (4 ... 5 m / s). Zmogljivost naprave, da začne vrtenje z rahlim vetrom, je označena z vrednostjo njegove začetne hitrosti.

Hitrost zagona je neposredno odvisna od začetnega trenutka (trenutek gibanja) vetrnice - sile, ki jo je treba uporabiti na delovnem vijaku vetrnega generatorja, tako da začne vrteti. Nižje kot je začetna hitrost vetra, več dni na leto vas bo generator navdušil z alternativno energijo. Večina vetrnih generatorjev, ki se uporabljajo doma, imajo začetno hitrost 2 ... 3 m / s.

Hkrati pa obstaja ločena vrsta naprav (z jadralnim propelerjem), ki so zelo občutljive na gibanje zraka.

Začnejo se pri precej nižjih hitrostih vetra (od 0,2 m / s), vendar imajo zelo nezanesljivo zasnovo. Zato ne bomo upoštevali možnosti za njihovo uporabo.

Začetne hitrosti ne smete zamenjevati z delovno in nazivno hitrostjo, saj generator ni vedno zmožen proizvesti dovolj toka za polnjenje akumulatorja pri minimalnih hitrostih rotorja.

Delovna hitrost

Da se generator ne vrti "v prostem teku" (na primer pri nizki hitrosti vetra), se mora njegova zmogljivost ujemati z vremenskimi razmerami, ki prevladujejo na vašem območju.

Običajni hitri vetrni motorji začnejo polniti baterije pri hitrosti vetra 3 - 3,5 m / s.

Hitrost vetra, pri kateri vetrni generator začne davati tok obremenitvi, je najmanjša obratovalna hitrost. Nominalna (izračunana) hitrost vetra - hitrost, pri kateri elektrarna doseže svojo nazivno moč.

Glavni tipi vetrnih turbin

Klasični hitri vetrni generatorji s horizontalno osjo vrtenja in tremi rezili so danes najbolj priljubljeni.

Hitri vetrni motorji so vetrne turbine z najmanjšim številom rezil: 2, 3 ali skupaj z eno (opremljeno s protiutežjo). Z močnim vetrom se ti generatorji vrtijo zelo hitro in hkrati zelo hrupno. To še posebej velja za enojne rezilne naprave. Čeprav se lahko zdi, da je hrup manjši, ga je treba jemati zelo resno.

VG šušti: od 5-6 m / s veter piha v ušesih, potaplja vse zvoke. Od 1 kW se krmilnik prične upočasnjevati SH, nato pa se naprava ne samo šušlja, temveč tudi piha.

Forumchanin je predstavil opis visoko zmogljivega vetrnega generatorja, katerega hitrost (pri hitrosti vetra 10 m / s) je blizu 400 vrt / min. Iz nje lahko sklepamo: z vetrnim generatorjem v bližini stanovanjskih prostorov je priporočljivo razmisliti o možnosti z nizko hitrostjo SH (če seveda ne želite, da bi se prijazni sosedje nekoč spremenili v vaše nepopustljive sovražnike). Zaradi svojih aerodinamičnih lastnosti taki generatorji ne razvijejo velikih vrtljajev tudi pri močnem vetru. Poleg tega je s sorazmerno enako močjo premer lopatic nizkotempernega vetrnega motorja vedno manjši od premera naprave za visoke hitrosti. To olajša namestitev in delovanje.

Horizontalna turbina z nizko hitrostjo je naprava z več kot tremi lopaticami v svoji konstrukciji, kazalec visoke hitrosti (Z) pa ustreza Z ≤ 5. Če je Z razmerje med obodno (končno) hitrostjo lopatic vetrne turbine in hitrostjo vetra.

Število rezilHitrost indikatorja, Z
19
27
35
63
121.2

V praksi znaćilnosti nizkotempernega vetrnega motorja ustrezajo naslednjim parametrom:

Hitrost vrtenja 400 vrt / min je daleč od vijaka z nizko hitrostjo. 120 vrt / min in izhodna moč pri teh hitrostih je turbina z nizko hitrostjo.

Dodatna prednost namestitve pri nizki hitrosti je nizka hitrost premikanja. Zaradi velikega navora, ki ga lopatice prenašajo na delovni vijak generatorja, se namestitev začne tudi z rahlim vetrom. Visok trenutek nastane zaradi večjega območja lopatic (v primerjavi z visoko hitrostnimi vetrnicami).

Zaradi velikega števila lopatic med delovanjem se pred vijakom generatorja nizke hitrosti tvori zračna blazina (veter nima časa, da bi šel skozi lopatice). Ta značilnost ima negativen vpliv na zmogljivost naprave in iz nje izhajajo glavne pomanjkljivosti naprave.

Glavne slabosti nizkotempernega vetrnega motorja so razmeroma nizka KIEV in velika vetrovnost (ki lahko v nevihtnem vremenu povzroči smrtne posledice za vgradnjo). Istočasno so nizkotemperaturne vetrnice opremljene z generatorji s povečanim premerom rotorja in včasih z dodatnimi multiplikatorji, ki omogočajo lansiranje in vrtenje elektrarne. Te izboljšave lahko povečajo linearno hitrost rotorja in "odstranijo" večjo moč iz generatorja pri nizkih vrtljajih. Ta konstrukcija generatorja znatno poveča stroške celotne instalacije.

Kot za visokohitrostne horizontalne generatorje: zaradi svoje preprostosti in relativno poceni so te naprave zelo razširjene. In če je pri gradnji takšne instalacije izvedena zaščita pred nevihtami (na primer mehanizem za prevrnitev repa z močnim vetrom), je lahko edina nevšečnost med delovanjem močan hrup.

Na ozemlju zasebnih gospodinjstev se veliko manj pogosto uporabljajo horizontalni vetrni generatorji nizke hitrosti. To je v veliki meri posledica značilnosti teh naprav.

Majhni generatorji majhne hitrosti (moč do 600 W / h in z razponom vijaka 1,5 metra) se ne dogajajo! In jaz nisem bil tisti, ki je izgledal tako slabo, in tudi jaz nisem mislil tako. To so zakoni narave. Če hočeš počasen in "daje nekaj" mlin na veter - poglej vertikale. Toda preveč tehtajo (tudi šibke) - imajo veliko porabo materialov.

Na našem forumu ni toliko sporočil, ki govorijo v prid navpičnih vetrnih generatorjev. Nekateri se pritožujejo, da je njihova zasnova preveč okorna, drugi pa niso zadovoljni z nizko zmogljivostjo naprav (KIEV), mnogi se pritožujejo zaradi pomanjkanja sposobnosti vertikalnih instalacij za samozaposlitev, itd

Najbolj neproduktivni so Savonijevi rotorji. Njihov KIEV skoraj ne dosega vrednosti - 0,2.

Medtem ko so povprečni KIEV rotorji z aerodinamičnimi krili (rotorji "Darya") enaki 0,4 (kar sovpada s povprečno vrednostjo KIEV horizontalnih vetrnih turbin).Rotatorji Daria so najbolj priljubljeni med navpičnimi napravami, ki se uporabljajo pri vetrni energiji.

Kljub tem pomanjkljivostim, če je vetrni generator prejel določeno distribucijo, torej ima svoje prednosti. Pri modelih z navpično osjo vrtenja so:

  • v vsaki smeri vetra so rezila navpičnih instalacij v delovnem položaju;
  • enostavna za vzdrževanje, saj so nameščeni na majhni višini;
  • med delovanjem ne ustvarja velikih vibracij in zato ne povzroča močnega hrupa;
  • enostavna za izdelavo.

Zdaj sem končal z 500W vetrnico. To so testi pokazali: pri 4 m / s - 180W, 5m / s - 280W, 6m / s - 350W, 7m / s - 400W, 8m / s - 470W, 9m / s - 520W, 10m / s - 600W . Kot za generator: zdaj zavrtim avtomobil DBM185-6-0.4-2, število parov polov v njem je 8, nazivna napetost je 27V, vrtilna hitrost pri idealnem prostem teku je 390 ... 450 vrt / min, začetni navor (N *) m) - ne manj kot 21,8, fazna upornost - 0,28 ... 0,636 Ohm.

Premer zadevne naprave je 1,2 m, višina je 1 m. Izdelana je po tipu pravokotnega rotorja H-Darya.

Kot vidimo, ima vertikalna zasnova vetrnega generatorja pravico do življenja. Izbira podobne namestitve je zelo pomembna, če upoštevamo njeno zmogljivost in kar je najpomembnejše - maksimalno hitrost vetra, ki je značilna za vaše območje. Navsezadnje navpična vetrnica nima mehanske zaščite pred nevihtami.

Izbira moči vetrnih generatorjev

Izbira vetrnega generatorja, ki razvija nazivno moč (predpostavimo 800 W / h) pri hitrosti vetra 8 m / s, ne pričakuje, da bo z vetrom 4 m / s sistem dosledno zagotavljal 400 W / h.

Vrednost trenutne moči toka vetra, ki deluje na lopatice generatorja, je sorazmerna s hitrostjo vetra, dvignjeno na kubične metre. V praksi to pomeni naslednje: če se hitrost vetra zmanjša za faktor 2, se moč, ki jo proizvede turbina, zmanjša za približno 8-krat.

Spodaj je prikazana odvisnost moči od pometalne površine delovnega vijaka in hitrosti vetra.

Premer vetrnega kolesa, mMoč, kW, pri hitrosti vetra, m / s
45678910
20,0420,0830,1450,230,3450,3450,345
40,170,330,580,921,381,381.38
80,691,342,323,75,55,55,5
121,553.035,258,2512,412,412,4
183,486,611,818,627,839,554.6
309,618,932,651,677,3110,1151,1

O moči: običajno je urnik priložen opisu vetrnega generatorja. Instalacijska zmogljivost je odvisna od vetrne energije. Energija vetra je sorazmerna s hitrostjo vetra v kocki. Toda natančne parametre generatorja je lažje videti po urniku.

Graf moči vetrnega generatorja najprej upošteva učinkovitost instalacije, ki se izraža v izkoriščanju vetrne energije (KIEV). Povprečne KIEV moderne električne inštalacije so v razponu od 0,3 do 0,4. Pri raziskovanju grafikona moči upoštevajte številne nominalne značilnosti naprave (dosežete jih lahko le pri vetru 9-10 m / s), koliko indikatorjev je značilnih za povprečne letne vrednosti vetra na vašem območju (npr. 4-5 m / s). Le tako lahko pravilno ocenimo potencial vetrne turbine.

Pri izbiri naprave za napajanje je treba upoštevati tudi izgube pri pretvorbi energije (od izmeničnega toka do enosmernega toka in nato nazaj v izmenični tok gospodinjske frekvence). Izgube so izražene v energiji, ki jo med obratovanjem porabi regulator in pretvornik.

Verjetno boste delali z vdolbino naprave - 220V. V tem primeru akumulatorji dajejo konstantni tok in ga je treba pretvoriti v izmenični tok. In to je izguba (do 10%). Še vedno prihaja do izgube energije v baterijah itd.

Zato je treba tehnične značilnosti vetrnega generatorja povezati ne le z lastnimi potrebami po električni energiji, temveč tudi z neizogibnimi izgubami, ki nastanejo med obratovanjem alternativne elektrarne. Upoštevati je treba značilnosti tokovnih pretvornikov, izgube odpornosti vodnikov (še posebej, če se generator nahaja na veliki razdalji od končnih porabnikov) itd.

Napetost generatorja

Idealno bi bilo, da nazivna napetost na izhodu generatorja ustreza parametrom vaših baterij. Na primer, za dve zaporedno priključeni akumulatorji (12 V) bo primeren vetrni generator z nominalno vrednostjo 24V. Za štiri od teh baterij (priključenih tudi zaporedno) vetrne turbine z nominalno vrednostjo 48 V itd.

Nazivna napetost akumulatorjev mora ustrezati nazivni napetosti vetrnice.

Nekateri sodobni krmilniki lahko kompenzirajo velike razlike med izhodno napetostjo vetrnega generatorja in nominalno vrednostjo baterij. Toda o značilnostih dodatnih naprav, ki so vključene v komplet domače moči, bomo razpravljali v nadaljevanju tega članka.

Preučili smo ključne parametre, ki jih je treba upoštevati pri izbiri namestitve za lastno elektrarno. Ampak, kot pravi ljudska modrost: "človek se mora učiti iz napak drugih." Nič nam ne preprečuje, da bi to pravilo uporabili v odnosu do uspeha drugih ljudi.

Priporočam, da vzamete nekaj naslovov od prodajalcev, pri katerih so nameščene vetrne turbine, in jih nadaljujete. Po obisku se pogovorite z lastniki, vprašajte - kako delujejo, koliko naprav na kW / h so razvili, itd. Na podlagi prejetih informacij se lahko odločite in si prihranite živce in denar.

S pomočjo tujih izkušenj je mogoče delno rešiti problem elektrotehničnih izračunov ali vsaj dobiti jasne smernice v tej smeri.

Celotna tema je namenjena problemom izbire primernega vetrnega generatorja na straneh TheWicka. Resnične izkušnje naših uporabnikov vam bodo pomagale pri navigaciji v obstoječi raznolikosti. O različnih uporabah alternativne energije se lahko seznanite tudi na ustrezni strani našega spletnega projekta. Veliko naših uporabnikov je že uspelo oblikovati mnenje o prednostih ali slabostih vetrnega generatorja. Po pregledu njihovih pogledov na problem lahko bolj objektivno presodite, katera namestitev bo veljala posebej za vaš primer. In vendar: alternativa je lahko ne samo električna, temveč tudi toplotna energija. In naša video zgodba to jasno kaže.

Oglejte si video: The Choice is Ours (2016) Official Full Version (April 2020).

Загрузка...

Pustite Komentar