Generador eòlic per a habitatge particular: dispositiu, tipus, revisió de les millors ofertes
Els molins de vent han deixat de ser una novetat exòtica des de fa temps, ara es consideren una de les possibles opcions d'estalvi.Els fluxos d'aire sobre la superfície terrestre transporten una gran quantitat d'energia, que actualment s'utilitza amb èxit en aerogeneradors industrials i petits aerogeneradors per a ús privat.
T'explicarem com triar la instal·lació correcta i tècnicament competent d'un generador eòlic per a una casa particular. El nostre article proposat descriu les regles per muntar i operar minicentrals elèctriques. Els compradors interessats reben recomanacions sobre la seva elecció i es fa una puntuació dels models populars.
El contingut de l'article:
Disseny i principi de funcionament d'aerogeneradors
Els generadors eòlics són dispositius especials que transformen l'energia cinètica del vent en energia elèctrica. Es tracta de fonts d'electricitat independents excel·lents per a la instal·lació en edificis residencials privats, granges petites i mitjanes i bases de producció.
El disseny d'una minicentral elèctrica estàndard per a ús domèstic inclou els següents elements funcionals:
- Fulles forma aerodinàmica per atrapar el vent.
- Generador per produir corrent altern.
- Controlador per al control automàtic d'un parc eòlic. Permet regular la càrrega de la bateria i distribuir els fluxos d'energia entre dispositius.
- Dispositiu d'emmagatzemament. Bateries especials per emmagatzemar l'electricitat generada.
- Inversor per portar els paràmetres de l'energia generada als estàndards de xarxa.
- Màstil, elevant les pales a una certa alçada sobre el nivell del terra.
Hi ha diferents tipus de pals: autònoms sense cables de tens, fixats rígidament i giratoris sobre els tipus. Aquest últim es pot baixar i pujar per al manteniment, així com per a treballs de reparació i restauració.
En realitat, l'energia d'un parc eòlic no flueix directament al consumidor. El sistema ha d'estar connectat a dispositius especials per convertir el corrent elèctric.
Un controlador es col·loca al circuit després del generador. Converteix el corrent altern en corrent continu. D'aquesta forma, l'electricitat s'acumula i s'emmagatzema en bateries, i després a partir d'elles mitjançant un inversor, que transforma el corrent continu en corrent altern, l'energia es subministra a la xarxa elèctrica privada.
Aquest esquema permet suavitzar la inestabilitat de tensió, així com acumular energia durant els períodes d'absència total de consum. I això, al seu torn, permet utilitzar aerogeneradors de potència inferior a la potència total dels electrodomèstics.
Juntament amb una estació eòlica autònoma, és possible instal·lar tant mòduls solars com generadors de combustible.
Si s'utilitzen diversos dispositius alhora per generar electricitat, el circuit es complementa amb un altre element: un interruptor automàtic (ABP). És necessari que quan s'apaga una font d'energia alternativa, en arrenqui una altra, una de reserva.
Els parcs eòlics moderns utilitzen diversos dissenys de rotors: peces giratòries. Tenen els seus avantatges i inconvenients, diferents eficiència i funcionalitat. Actualment, hi ha molts desenvolupaments de sistemes autònoms capaços d'interaccionar amb vents de diferents velocitats i intensitats.
Tipus de centrals eòliques
En funció del tipus de consumidor, es distingeix entre els generadors eòlics autònoms i les instal·lacions alimentades per xarxa. Els primers subministren energia als consumidors allunyats de les xarxes elèctriques centrals.
Els segons poden comptar amb diverses desenes/centenars d'aerogeneradors, que formen un únic sistema i subministren energia a una xarxa comuna. La potència de les unitats autònomes rarament supera els 75 kW, mentre que la potència de les instal·lacions de xarxa comença als 100 kW.
Segons el tipus de construcció, els aerogeneradors es distingeixen:
- Amb vertical eix de rotació;
- Amb horitzontal eix de rotació.
Aquests dispositius s'utilitzen per a diferents condicions de funcionament, però els més habituals són els models amb eix horitzontal. Funcionen com veletes regulars i tenen una estructura similar. L'eix del rotor gira paral·lel a la superfície terrestre.
Aquestes unitats es caracteritzen per una alta eficiència (al voltant del 40%), un ajust de potència senzill i un preu més assequible, però també es caracteritzen per alts nivells de soroll i vibració generada.A més, s'han d'orientar cap a la direcció del vent.
Els aerogeneradors amb eix de rotació vertical tenen un disseny més compacte i són menys susceptibles als factors ambientals.
En aparells d'aquest tipus, la turbina està situada perpendicularment al pla de la Terra. Aquestes estructures es llancen fins i tot des d'un vent feble i no depenen de la direcció del flux d'aire.
Tanmateix, també hi ha un desavantatge important: l'eficiència d'aquests generadors és només del 15%. A més, són més cars que els models d'eix horitzontal.
Els models de generadors eòlics difereixen entre si no només en la ubicació de l'eix de rotació, sinó també:
- nombre de fulles – hi ha molins de vent de dues i tres pales, i també hi ha modificacions multipals;
- materials per a la fabricació de peces funcionals – amb vela i pales rígides;
- pas de l'hèlix – ajustable o fixa.
Els molins de vent estacionaris de múltiples pales comencen a girar fins i tot amb vents baixos, però els dispositius de dues i tres pales requereixen vents més forts per funcionar. Al mateix temps, cada fulla addicional del disseny crea més resistència a la roda, cosa que fa que sigui més difícil assolir la velocitat de funcionament estàndard del generador.
Depenent del material de fabricació pales per a aerogeneradors, poden sorgir certes dificultats en el vostre treball. Els elements de vela són més fàcils de fabricar i per tant costen menys.
Però si cal garantir un funcionament fiable d'una turbina eòlica per al subministrament d'energia autònom, val la pena donar preferència a estructures amb fulles rígides fetes de metall o fibra de vidre reforçada.
Pel que fa al pas de l'hèlix, les coses tampoc són tan senzilles aquí. El pas variable us permet ampliar significativament el rang de velocitats efectives per operar un parc eòlic, i això és un gran avantatge. Però al mateix temps, aquest mecanisme redueix la fiabilitat general de la instal·lació estacionària i fa que la roda eòlica sigui més pesada, cosa que complica el funcionament de la unitat.
La viabilitat d'instal·lar un aerogenerador
Actualment, les petites centrals eòliques s'utilitzen àmpliament com a fonts alternatives d'electricitat, que permeten aconseguir un estalvi real.
Aquests dispositius solen instal·lar-se a les cases d'estiu, en zones allunyades de les xarxes elèctriques principals. Però aquesta no és l'única raó per la qual la gent prefereix cada cop més estructures d'aquest tipus.
Tanmateix, no totes les zones són adequades per instal·lar un aerogenerador. Perquè la minicentral funcioni completament durant la vida útil declarada pel fabricant, les condicions climàtiques de la zona han de complir els requisits d'equips especials.
La velocitat mitjana del vent no ha de ser inferior a 4,5-5 m/s. Només en aquest cas es justificarà econòmicament la instal·lació d'una estructura amb aerogenerador.
Per conèixer dades aproximades sobre la velocitat mitjana anual del vent per regió, cal que visualitzeu un mapa especial del vent.Es pot obtenir informació més precisa mitjançant un anemòmetre i un dispositiu de lectura de senyal.
El sistema de mesura s'ha d'instal·lar a gran alçada perquè els edificis i arbres propers no distorsionin els resultats.
Si decideixes instal·lar un miniparc eòlic per a casa teva, també hauries de pensar en l'espai disponible. Al mateix temps, cal tenir en compte que el vent ha de "caminar" amb absoluta llibertat per les pales i, sense obstacles al seu pas, arribar-hi des de diferents costats.
És per això que es considera que el lloc ideal per instal·lar un aerogenerador són els cims dels turons, on les masses d'aire es compacten amb el corresponent augment de pressió i velocitat del vent. Les regions marines i la zona estepa també es consideren adequades.
Qualsevol obstacle en un radi de 250 m afectarà funcionament del generador eòlic. Per obtenir indicadors d'eficiència màxima, cal instal·lar l'eix de la turbina per sobre del nivell d'obstacles almenys 4-5 m.
Normes de selecció d'equips
La selecció d'un generador eòlic per a la vostra llar s'ha de plantejar de manera responsable.
Heu de recopilar informació bàsica per endavant:
- Calcula la quantitat nominal i màxima d'electricitat per cobrir les necessitats de l'habitatge.
- Consulteu la velocitat mitjana anual del vent a la vostra zona per determinar quan el vostre molí de vent estarà inactiu.
- Tingueu en compte les característiques climàtiques de la zona. Si hi ha gelades severes a la temporada d'hivern, instal·lar un parc eòlic no valdrà la pena.
- Esbrineu la intensitat del soroll que es crea quan funcionen els aerogeneradors.
- Compara les característiques tècniques dels dispositius de diferents fabricants.
La selecció dels elements funcionals components d'una central eòlica es realitza d'acord amb el valor de potència nominal. En aquest cas, la velocitat nominal del vent també juga un paper: els valors als quals el generador eòlic genera la quantitat calculada d'energia elèctrica.
També cal centrar-se en el fet que la potència d'un aerogenerador depèn del diàmetre de la roda formada per les pales. Si es duplica la mida, el molí de vent produirà 4 vegades més electricitat a la mateixa velocitat del vent.
La capacitat de les bateries també és important. Si no hi ha vent, haurien de tenir prou energia per alimentar la casa.
Els models de generadors eòlics de baixa potència amb pals lleugers i baixos es poden instal·lar de manera independent. El suport central s'ha de muntar sobre una base de formigó armat. Per a l'estabilitat lateral de l'estructura, s'utilitzen 3-4 estries.
Preus aproximats i recuperació dels aerogeneradors
La popularitat dels aerogeneradors creix cada dia. Són beneficiosos per equipar cases de camp grans i cares, el manteniment de les quals requereix molta energia elèctrica.
S'aconsella instal·lar aerogeneradors en zones poblades on no hi hagi subministrament d'energia centralitzat o s'interromp constantment.
És en aquests casos que els generadors eòlics vindran al rescat, l'ús dels quals té una sèrie d'avantatges:
- transformació de l'energia del flux d'aire en electricitat lliure;
- seguretat ambiental de les turbines eòliques;
- absència de matèries primeres i residus en la producció d'electricitat;
- desgast mínim de les peces funcionals;
- llarga vida útil - 25-30 anys;
- no cal controlar constantment el funcionament del parc eòlic.
Els desavantatges inclouen la variabilitat i la impredictibilitat de la força del vent. Per minimitzar les pèrdues, heu de duplicar la font o instal·lar un buffer addicional per a l'emmagatzematge d'energia. A més, una roda eòlica giratòria suposa una amenaça potencial per als ocells voladors.
Un altre desavantatge important dels aerogeneradors per a ús domèstic és el seu alt cost. Aquestes estructures voluminoses estan fetes de materials cars i inclouen un controlador, bateries, una instal·lació d'inversor i un pal.
Cal assenyalar que els generadors eòlics domèstics de fabricants russos, així com els aerogeneradors d'alta qualitat produïts a la Xina, són molt més barats que els seus homòlegs europeus. El cost de les turbines eòliques domèstiques amb un eix vertical amb una potència nominal de fins a 2 kW varia entre 1300 i 2500 dòlars.
Però a aquest preu, el paquet només inclou un generador amb fulles.La resta d'equips s'haurà de comprar per separat o fes-ho tu. Les instal·lacions completes costen aproximadament un 40-50% més.
El preu dels parcs eòlics d'ús domèstic amb una potència de 3 kW a 7 kW és molt més elevat. Aquests generadors amb equips associats costaran al comprador entre 5.000 i 12.000 dòlars.
I fins i tot quan hi ha interrupcions en el subministrament d'electricitat de la xarxa, no sempre és aconsellable instal·lar un aerogenerador. Serà més fàcil i econòmic instal·lar un sistema d'alimentació ininterrompuda basat en bateries industrials en combinació amb un SAI.
Té sentit instal·lar una central eòlica en llocs on l'accés a un subministrament d'energia centralitzat és totalment absent. El període d'amortització en aquest cas és de 25 anys.
Abans d'adquirir components per al muntatge i instal·lació d'un generador d'energia eòlica, s'aconsella fer-ho càlculs mitjançant fórmulesdonat al nostre article recomanat. Aquí trobareu l'ordre i les regles per realitzar els càlculs.
Revisió de les millors marques i instal·lacions
El mercat rus de generadors eòlics ofereix dispositius fiables i relativament econòmics de marques nacionals i models d'aerogeneradors de fabricants estrangers que varien en funcionalitat. Per decidir l'elecció de la instal·lació per a la vostra llar, heu de comparar les característiques de les diferents unitats.
Núm. 1 - generadors eòlics Condor Home (Rússia)
Una sèrie d'aerogeneradors per a ús domèstic inclou dispositius amb una potència de 0,5-5 kW. Poden servir com a font principal d'electricitat o addicionals.Les estacions Condor Home estan adaptades per funcionar en condicions de baixa temperatura i són capaços de produir energia fins i tot amb vents baixos.
Segons el model, la carcassa del generador està feta de plàstic o alumini fos, les fulles són de fibra de vidre. Hi ha un sistema de frenada dual eficaç. El pal és compost, sobre cables tens, i té una alçada de 8-12 m. Per instal·lar aquestes unitats, necessiteu una pila o una base de formigó.
El paquet bàsic inclou un pal i cordes, un generador, un rotor i fulles, un controlador de càrrega i elements de fixació.
Núm. 2 - Minicentrals Falcon Euro (Rússia)
Són aerogeneradors d'eix vertical d'alta tecnologia amb una potència d'1-15 kW. S'utilitzen per a la font d'alimentació primària/de reserva als consumidors allunyats de les línies elèctriques. Es pot utilitzar com a part d'un complex amb plaques solars i un generador de combustible.
Els molins de vent estan equipats amb potents imants de neodimi. La velocitat del vent d'arrencada per iniciar la instal·lació és d'1,5 m/s, la velocitat nominal és d'11 m/s. El fre aerodinàmic instal·lat ajuda a limitar la velocitat de la roda. La vida útil declarada pel fabricant és de 20 anys, la garantia de fàbrica de la minicentral és de 36 mesos.
El kit d'instal·lació bàsic de Falcon Euro inclou diversos elements funcionals: una roda eòlica, un generador i controlador, un pal i peces encastades. La instal·lació de l'inversor i les bateries es seleccionen per separat.
Núm. 3 - aerogeneradors Sokol Air Vertical (Rússia)
Les petites centrals eòliques d'aquesta marca poden proporcionar electricitat tant a petites cases de camp com a empreses mitjanes. Per a ús domèstic, es produeixen dispositius SAV amb una potència de 0,5-15 kW.
Es caracteritzen per una alta eficiència en vents lleugers, funcionen sense problemes a temperatures baixes i altes en el rang de -50 °C a +50 °C, es caracteritzen per nivells de soroll baixos i resistència a influències externes.
La generació d'electricitat per les unitats Sokol Air Vertical no depèn de la direcció del vent. Les instal·lacions vertical-axials funcionen en mode automàtic sense personal de manteniment. El disseny proporciona un sistema de frenada electromagnètica i aerodinàmica per limitar la velocitat de la roda del vent.
Les fulles estan fetes de polièster reforçat o d'alumini de grau aeronàutic (segons el model) i tenen un perfil d'autodesbobinament. El generador és un generador trifàsic multipol amb excitació d'imants permanents.
El paquet bàsic d'una central eòlica inclou: una turbina eòlica amb un controlador de càrrega de la bateria, un pal amb panys i un kit d'instal·lació. L'inversor i les bateries es seleccionen per separat segons les especificacions tècniques.
Núm. 4 - generadors eòlics Energia eòlica (Rússia)
Els compradors tenen accés a models d'una i tres fulles de productes d'ús universal amb una potència d'1 a 10 kW. Aquests aerogeneradors són perfectes per crear projectes per subministrar electricitat a edificis residencials privats i cases rurals.
Les unitats Energy Wind es basen en pales duradores fetes de fibra de vidre reforçada, pintades amb esmalt automàtic i un sistema d'escapament de flux d'aire fiable. Aquestes unitats amb un eix de rotació horitzontal funcionen de manera estable a temperatures de -40 a +40 graus centígrads.
La velocitat mínima de funcionament del vent és de 2 m/s, en algunes posicions de les pales - 3 m/s, l'alçada recomanada del pal és de 8-20 m. La vida útil mitjana de les instal·lacions de la marca russa és de 25 anys, la garantia oficial del fabricant és 3 anys.
L'equipament bàsic de les instal·lacions inclou un generador elèctric d'imant permanent amb una unitat de muntatge per al pal i un mecanisme giratori, pales i un conjunt de fixacions per al muntatge d'un aerogenerador. El pal, així com el controlador, l'inversor i les bateries per emmagatzemar l'electricitat s'han de comprar per separat.
No. 5 - Aerogeneradors Altek EW (Xina)
Tipus d'aerogeneradors: amb un eix de rotació horitzontal. Els dispositius amb una potència nominal d'1 kW a 10 kW són ideals per resoldre els problemes de subministrament d'energia a cases de camp i cases rurals.
La carcassa protectora dels aerogeneradors Altek EW està feta d'aliatge d'alumini, cosa que facilita significativament el disseny. Les parts metàl·liques funcionals del generador estan recobertes de silici per a la resistència a la calor.
Les fulles estan fetes de plàstic reforçat amb fibra.La velocitat inicial del vent per llançar unitats domèstiques de la marca xinesa és de 2,5 m/s, la velocitat nominal és de 12 m/s.
El paquet bàsic inclou fulles, un generador i un controlador. S'han d'adquirir la resta d'elements funcionals del molí de vent.
Si el cost d'un kit produït en fàbrica us sembla massa alt, té sentit construir-lo Generador eòlic de bricolatge. L'article que recomanem descriu com fer un electrodomèstic útil amb una rentadora.
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
Perspectives d'ús de les centrals eòliques:
El principi de funcionament dels aerogeneradors moderns. Com es converteix l'energia eòlica en electricitat:
Encara avui, l'ús d'aerogeneradors requereix un desenvolupament constant. Les capacitats i les perspectives a llarg termini d'aquest mètode alternatiu de generació d'electricitat són prometedores. Tanmateix, calen determinades mesures tant dels fabricants d'equipaments com de les administracions locals.
La instal·lació de petits generadors eòlics per a llars privades no resoldrà completament el problema del subministrament d'energia a les regions. Però per a alguns propietaris de terres, aquesta opció pot ser una sortida.
Explica'ns la teva pròpia experiència en l'elecció o la instal·lació d'un aerogenerador en una parcel·la de camp. Si us plau, escriviu comentaris, publiqueu fotos i feu preguntes al bloc següent. Comparteix subtileses tecnològiques i informació útil que serà útil per als visitants del lloc.
Ara hi ha prou vent, els boscos han estat talats, hi bufen huracans. El soroll durant el funcionament i la possibilitat d'acumulació d'energia són confusos. El problema ara no és tant generar electricitat com acumular-la.
Per descomptat, no serà possible proveir completament l'electricitat de la casa, però treure almenys la meitat de la càrrega ja suposarà un alleujament per al pressupost; ara l'electricitat és molt cara.
En general, sorprèn per què no fem servir una alternativa, però depenem, força cars, de les empreses energètiques? El conservadorisme i la por a tot el nou dificulten el desenvolupament del progrés.
I amb quin pressupost es compraran generadors eòlics molt cars?
Els factors clau no són, per descomptat, la fiabilitat o l'estabilitat, sinó la recuperació de l'equip. Si funciona de manera eficient i amortitza la inversió en no més de cinc anys, llavors hi haurà una demanda d'aerogeneradors. I ara, els propietaris privats les instal·len per mostrar-se, res més. Alguns altres països, això no és un exemple, els governs simplement financen l'energia eòlica amb el pressupost, de nou un desig banal de destacar i diners extra.
Dmitry, tot el nou va començar amb un retorn mínim (per cert, d'on ve aquesta xifra - 5 anys?), i després, a mesura que va començar la producció en massa, l'equip es va abaratir. I, a més de la recuperació, no hem d'oblidar-nos del medi ambient. Sobretot quan es tracta de grans projectes que substitueixen les centrals elèctriques de carbó, la principal font de contaminació de l'aire.
El nostre veí del país va instal·lar un generador al terrat de casa seva i ara només el fa servir. És cert que no viu a la casa rural permanentment i només ve principalment els caps de setmana.Però almenys ja no depèn de la font d'alimentació, i això és un gran avantatge. A més, a la nostra zona, els talls de llum es produeixen amb força freqüència. Per tant, és una cosa força útil.
Qui pot aconsellar com fer una hèlix aerodinàmica Bondarev?
Pel que fa a un enginyer, el consell és analfabet. NO hi ha aerogeneradors d'axial vertical.
Per què, els enginyers competents ho saben.
Els molins de vent xinesos són de mala qualitat i produeixen molt poca energia.