Popularni Postovi

Izbor Urednika - 2019

Autonomno napajanje energijom vjetra: izabrati generator vjetra

Opći koncept energije vjetra, principi izbora vjetroagregata - iskustvo korisnika portala.

U ovom članku otvara se tema o energiji vjetra i domaćim elektranama, koje rade na bazi vjetroturbina. U prvom dijelu ćemo reći:

  • O izgledima za korišćenje vetrogeneratora na parceli.
  • Na uređajima koji bi trebali biti opremljeni kućnom vjetroelektranom.
  • O vrstama vjetroturbina i njihovim karakteristikama.
  • O karakteristikama vjetroturbina, koje bi trebale odabrati uređaj za domaće napajanje.

Perspektive energije vjetra

Moguće je proizvoditi električnu energiju iz energije vjetra. Ali odmah ćemo napraviti rezervu: količina električne energije koja se može „ukloniti“ iz kućnog vetrogeneratora direktno zavisi od karakteristika područja u kojem živite.

Stoga, uzimajući u obzir autonomnu elektranu kao alternativu lokalnim elektroenergetskim mrežama, prvo proučite statističke podatke o prosječnoj godišnjoj brzini vjetra u vašem regionu. Tablice intenziteta vjetra koje se koriste u izgradnji vjetroelektrana (koje se mogu pronaći bilo kojom tražilicom) pomoći će u određivanju izgleda za izgradnju autonomnog sistema. Takođe, informacije o tehničkim karakteristikama postojećih vetrogeneratora i ličnim prosečnim dnevnim merenjima brzine vetra, napravljene pomoću anemometra - uređaja za merenje brzine vetra, pomoći će u vođenju pitanja.

Uz slab vjetar, generator uopće ne može proizvoditi električnu energiju, dok uređaj razvija svoju nominalnu snagu samo uz značajnu brzinu vjetra.

Snaga sa vetrom od 1 - 3 m / s - oko 3 W / h (kao normalan punjač iz telefona), i sa jačom snagom vetra. Vetroturbina proizvodi oko 30-60 W / h dnevno (na vetru od 1 - 3 m / s), a na vetru od 3 - 5 m / s - do 100 W / h. Energija se akumulira u maloj tampon bateriji, iz koje se napajaju uređaji i radi LED rasvjeta.

Dali smo primjer vjetroagregata male snage, koji je napravljen od standardnog dinamora. On jasno pokazuje da energija vjetra (čak i na nivou hobija) ima veoma realne izglede.

U principu, planirajući izgradnju kućne vjetroturbine, ne treba da postavljate nerealne zadatke za to. Ali ako je sve urađeno ispravno - za montažu instalacije opremljene baterijama, regulatorom i pretvaračem, onda možete dobiti sasvim zadovoljavajuće rezultate (posebno ako je vaš sajt udaljen od centraliziranih električnih mreža). Dodavanjem solarnog sistema u sistem, možete primati energiju čak iu odsustvu vjetra.

Sada živim u zemlji i imam struju iz domaćeg kombinovanog sistema: dvije vjetroturbine ukupnog kapaciteta 300 W / h i dva solarna panela ukupne snage 200 W / h. Mesečno trošim oko 10-15kW / h energije. Dosta mi je ove elektrane za osvetljenje, TV, Internet i komunikacije. Pa, ako želite više, onda će cena instalacije biti odgovarajuća.

Od čega se sastoji vetropark

Sam vetrogenerator (bez obzira na snagu i druge tehničke karakteristike) nikada ne može obezbediti neprekidno napajanje električnih uređaja koji su na njega priključeni.Brzina vjetra je neujednačena. Kao rezultat toga, količina energije proizvedene od strane vetrogeneratora tokom dana može veoma varirati (ponekad, vjetroturbina se potpuno zaustavlja). Stoga, klasična šema vetroparka, koja može da obezbedi energiju potrošačima čak iu mirnom i mirnom vremenu, treba da ima sledeći oblik:

Gde?

  • generator vjetra (VG) - instalacija koja pretvara energiju vjetra u električnu energiju (sastoji se od radnog vijka i alternatora);
  • kontroler je uređaj koji pretvara izmjeničnu struju koja dolazi iz generatora u konstantnu struju potrebnu za pravilno punjenje baterije (druga funkcija regulatora je podešavanje brzine glavnog generatora, ali o tome ćemo pričati malo kasnije);
  • baterija - omogućava vam da akumulirate električnu energiju dok je vjetrenjača u pogonu i dajete je potrošačima kada SH prestane proizvoditi električnu energiju;
  • inverter - uređaj koji služi za pretvaranje istosmjernog napona od 12V (koji se dovodi u mrežu iz baterije) u struju domaćinstva - 220V, koja ima unaprijed određenu frekvenciju.

S obzirom na to da je generator vjetra ključni element elektrane, prvo ćemo uzeti u obzir parametre po kojima bi trebalo izabrati.

Početak brzine i trenutka kretanja vjetroturbine

U regionima gdje su olujni tokovi vrlo rijetki, glavni zadatak je odabrati vjetroagregat koji može generirati električnu energiju i uz relativno slab vjetar (4 ... 5 m / s). Sposobnost instalacije da pokrene rotaciju sa malim vetrom karakteriše vrednost njegove početne brzine.

Brzina pokretanja direktno ovisi o početnom trenutku (momentu pomicanja) vjetrenjače - sili koja se mora primijeniti na radni vijak vjetrogeneratora, tako da se pokreće. Što je manja startna brzina vetra, više dana u godini generator će vas oduševiti alternativnom energijom. Većina vjetroelektrana koje se koriste u kući imaju početnu brzinu od 2 ... 3 m / s.

Istovremeno postoji i poseban tip uređaja (sa propelerom za jedrenje) koji su vrlo osjetljivi na kretanje zraka.

Počinju na znatno nižim brzinama vjetra (od 0,2 m / s), ali imaju izrazito nepouzdan dizajn. Stoga nećemo razmatrati izglede za njihovo korišćenje.

Početnu brzinu ne treba miješati s radnom i nazivnom brzinom, jer generator nije uvijek u stanju proizvesti dovoljno struje za punjenje baterije pri minimalnim brzinama rotora.

Radna brzina

Da generator ne bi rotirao "u praznom hodu" (na primjer, pri niskoj brzini vjetra), njegove performanse moraju odgovarati vremenskim uvjetima koji vladaju u vašem području.

Normalne vetrenjače velike brzine počinju puniti baterije pri brzinama vetra od 3 - 3,5 m / s.

Brzina vjetra pri kojoj vetrogenerator počinje da daje struju opterećenju je minimalna radna brzina. Nominalna (izračunata) brzina vjetra - brzina kojom elektrana dostiže svoju nazivnu snagu.

Glavni tipovi vjetroturbina

Danas su najpopularniji klasični brzi vjetroagregati sa horizontalnom osi rotacije i tri lopatice.

Brze vetrenjače su vetroturbine sa minimalnim brojem lopatica: 2, 3 ili, u celini, sa jednom (opremljenom protivtegom). Kod jakog vjetra, takvi generatori se vrlo brzo okreću i istovremeno stvaraju veliku buku. Ovo se posebno odnosi na uređaje s jednim nožem. Iako se problem buke može činiti manjim, treba ga shvatiti vrlo ozbiljno.

VG šušti: počevši od 5-6 m / s, vetar u ušima zviždi, utapajući sve zvukove. Počevši od 1 kW, kontroler počinje da usporava SH, nakon čega uređaj ne samo da šuška, već i zuji.

Forumchanin je predstavio opis robnog vjetroagregata velike brzine, čija je brzina (pri brzini vjetra 10 m / s) blizu 400 o / min. Iz nje se može zaključiti: sa vjetroagregatom u blizini stambenih prostorija, preporučljivo je razmotriti opciju sa SH-om male brzine (ako, naravno, ne želite da se prijateljski susjedi jednom pretvore u svoje nepopravljive neprijatelje). Zbog svojih aerodinamičkih karakteristika, takvi generatori ne razvijaju velike revolucije čak i kod jakog vjetra. Štaviše, sa relativno identičnom snagom, prečnik lopatica vetrenjače male brzine je uvek manji od prečnika uređaja velike brzine. To olakšava instalaciju i rad.

Horizontalna nisko-brzinska vjetroturbina je instalacija s više od tri lopatice u svojoj konstrukciji, a indikator velike brzine (Z) odgovara Z ≤ 5. Gdje je Z odnos periferne (krajnje) brzine lopatica vjetroturbina prema brzini vjetra.

Broj noževaBrzina indikatora, Z
19
27
35
63
121.2

U praksi, karakteristike male brzine vjetrenjače odgovaraju sljedećim parametrima:

Brzina okretanja od 400 o / min je daleko od vijka male brzine. 120 obrtaja u minuti, a izlazna snaga pri ovim brzinama je vjetroturbina male brzine.

Dodatna prednost instalacije male brzine je mala brzina kretanja. Zbog velikog obrtnog momenta koji lopatice prenose na radni vijak generatora, instalacija počinje čak i uz lagani vjetar. Visoki momenat nastaje zbog veće površine lopatica (u poređenju sa brzim vjetrenjačama).

Zbog velikog broja noževa u toku rada, ispred vijka generatora male brzine formiran je zračni jastuk (vjetar nema vremena za prolazak kroz lopatice). Ova karakteristika ima negativan uticaj na performanse instalacije, a to je rezultat glavnih nedostataka uređaja.

Glavni nedostaci niskih brzina vjetrenjača uključuju relativno nizak KIEV i visoku brzinu vjetra (što u olujnom vremenu može dovesti do fatalnih posljedica za ugradnju). U isto vreme, male vetrenjače opremljene su generatorima sa povećanim prečnikom rotora, a ponekad i dodatnim multiplikatorima koji olakšavaju lansiranje i rotaciju elektrane. Ova poboljšanja mogu povećati linearnu brzinu rotora i "ukloniti" više snage iz generatora na niskim okretajima. Ovaj dizajn generatora značajno povećava troškove cijele instalacije.

Što se tiče brzih horizontalnih generatora: zbog svoje jednostavnosti i relativno jeftine opreme, ovi uređaji su široko rasprostranjeni. A ako se u izgradnji takve instalacije realizuje zaštita od oluja (npr. Mehanizam za preklapanje repa sa jakim vjetrom), onda jedina neugodnost tokom njenog rada može biti jaka buka.

Na teritoriji privatnih domaćinstava rjeđe se koriste horizontalni vjetroagregati male brzine. To je uglavnom zbog karakterističnih karakteristika takvih instalacija.

Mali mali generatori brzine (snage do 600 W / h i sa vijčanim rasponom od 1,5 metara) se ne događaju! A ja nisam bio tako loš, čak ni ja nisam tako mislio. To su zakoni prirode. Ako želite laganu i "davanje" vjetrenjače - pogledajte vertikale. Ali i oni su veoma teški (čak i slabi) - imaju veliku potrošnju materijala.

Na našem forumu nema mnogo poruka koje govore u prilog vertikalnim vjetroturbinama. Neki se žale da je njihov dizajn preglomazan, drugi nisu zadovoljni niskim performansama uređaja (KIEV), mnogi se žale na nedostatak sposobnosti vertikalnih instalacija za samostalno pokretanje itd.

Najneproduktivniji su Savonijevi rotori. Njihov KIEV jedva dostiže vrijednost - 0,2.

Dok su prosječni KIEV rotori s aerodinamičkim krilima (rotori "Darya") jednaki 0,4 (što se podudara s prosječnom vrijednošću KIEV-ovih horizontalnih vjetroturbina).Daria rotori su najpopularniji među vertikalnim instalacijama koje se koriste u energiji vjetra.

Uprkos ovim nedostacima, ako je vetrogenerator dobio određenu distribuciju, odnosno ima svoje prednosti. Kod modela sa vertikalnom osi rotacije, oni su:

  • u bilo kom smjeru vjetra, lopatice vertikalnih instalacija su u radnom položaju;
  • lako se održava, jer se montiraju na maloj visini;
  • tokom rada ne stvaraju velike vibracije i stoga ne proizvode jaku buku;
  • jednostavan za proizvodnju.

Sada je završena vetrenjača od 500W. Ispitivanja su pokazala: na 4 m / s - 180W, 5m / s - 280W, 6m / s - 350W, 7m / s - 400W, 8 m / s - 470W, 9m / s - 520W, 10m / s - 600W . Što se tiče generatora: sada okrećem auto DBM185-6-0.4-2, broj polnih parova u njemu je 8, nominalni napon je 27V, brzina okretanja na idealnom praznom hodu je 390 ... 450 o / min, startni moment (N *) m) - ne manje od 21.8, fazni otpor - 0.28 ... 0.636 Ohm.

Prečnik dotične instalacije je 1,2 m, visina je 1 m. Izrađuje se prema tipu ortogonalnih H-Darya rotora.

Kao što vidimo, vertikalni dizajn vjetrogeneratora ima pravo na život. Odabir slične instalacije, vrlo je važno uzeti u obzir njegove performanse, a što je najvažnije - maksimalnu brzinu vjetra karakterističnu za vašu oblast. Uostalom, vertikalna vjetrenjača nema praktično nikakvu mehaničku zaštitu od oluja.

Izbor karakteristika snage vetrogeneratora

Odabirom vetrogeneratora koji razvija nominalnu snagu (pretpostavimo 800 W / h) pri brzini vetra od 8 m / s, ne treba očekivati ​​da sa vetrom od 4 m / s, instalacija dosledno isporučuje 400 W / h.

Vrijednost trenutne snage strujanja vjetra koja djeluje na lopatice generatora je proporcionalna brzini vjetra, podignuta na kubne metre. U praksi to znači sljedeće: ako se brzina vjetra smanji za faktor 2, tada se snaga koju stvara turbina na vjetar smanjuje za oko 8 puta.

U nastavku je prikazana zavisnost snage od zahvaćene površine radnog vijka i brzine vjetra.

Promjer kotača vjetra, mSnaga, kW, pri brzini vjetra, 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 moći: obično je raspored priložen uz opis vjetrogeneratora. Instalacioni kapacitet zavisi od snage vetra. Energija vjetra je proporcionalna brzini vjetra u kocki. Ali tačne parametre generatora je lakše vidjeti na rasporedu.

Grafikon snage vjetrogeneratora u početku uzima u obzir efikasnost instalacije, koja se izražava u korištenju energije vjetra (KIEV). Prosječna KIEV moderna električna instalacija je u rasponu od 0,3 do 0,4. Istražujući energetski dijagram, treba razmotriti nekoliko nominalnih karakteristika uređaja (mogu se dobiti samo sa vjetrom od 9-10 m / s), koliko je indikatora karakteristično za prosječne godišnje vrijednosti vjetra u vašem području (npr. 4-5 m / s). To je jedini način da se pravilno proceni potencijal vjetroagregata.

Prilikom izbora uređaja za napajanje potrebno je dodatno razmotriti gubitke konverzije energije (od izmjenične struje do istosmjerne struje, a zatim natrag na izmjeničnu struju kućne frekvencije). Gubici se izražavaju u energiji koju kontroler i pretvarač troše tokom rada.

Vjerojatno ćete raditi s udubljenjem uređaja - 220V. U tom slučaju, baterije daju stalnu struju i ona se mora pretvoriti u AC. A to je gubitak (do 10%). Još uvijek postoji gubitak u skladištenju energije u baterijama itd.

Shodno tome, tehničke karakteristike vetrogeneratora treba da budu u korelaciji ne samo sa sopstvenim potrebama za električnom energijom, već i sa neizbežnim gubicima koji nastaju tokom rada alternativne elektrane. Potrebno je uzeti u obzir karakteristike strujnih pretvarača, gubitke na otpornosti vodiča (posebno ako se generator nalazi na velikoj udaljenosti od krajnjih potrošača), itd.

Napon generatora

U idealnom slučaju, nazivni napon na izlazu generatora treba da odgovara parametrima vaših baterija. Na primjer, za dvije serijski spojene baterije (12 V) pogodan je generator vjetra nominalne vrijednosti 24V. Za četiri od tih baterija (također spojene u seriju) vjetroturbina nominalne vrijednosti 48 V, itd.

Nazivni napon baterija mora odgovarati nazivnom naponu vjetrenjače.

Neki moderni kontroleri mogu kompenzirati veliku razliku između izlaznog napona vjetrogeneratora i nominalne vrijednosti baterija. Ali o karakteristikama dodatnih uređaja koji su uključeni u set kućnih uređaja, raspravićemo u nastavku ovog članka.

Pregledali smo ključne parametre koje treba uzeti u obzir prilikom odabira instalacije za vlastitu elektranu. Ali, kako kaže popularna mudrost: "treba učiti na greškama drugih." Ništa nas ne sprečava da koristimo ovo pravilo u odnosu na uspjeh drugih ljudi.

Preporučujem vam da uzmete nekoliko adresa od prodavaca na kojima su instalirane vetroturbine i da ih pregledate. Nakon posjete, razgovarajte sa vlasnicima, pitajte - kako oni rade, koliko je kW / h uređaja razvijeno, itd. Na osnovu primljenih informacija, možete donijeti odluku, štedeći i živce i novac.

Vođeni tuđim iskustvom, moguće je djelimično riješiti problem elektrotehničkih proračuna, ili barem dobiti jasne smjernice u tom smjeru.

Cela tema je posvećena problemima izbora pogodnog vetrogeneratora na stranicama TheWicka. Pravo iskustvo naših korisnika će vam pomoći da se malo pomerite u postojećoj raznolikosti. Također možete saznati više o različitim načinima korištenja alternativne energije posjetom relevantne stranice našeg online projekta. Mnogi naši korisnici su već uspjeli formirati mišljenje o prednostima ili nedostacima vjetroagregata. Nakon pregleda njihovih stavova o problemu, možete objektivnije procijeniti koja će instalacija biti primjenjiva posebno na vaš slučaj. Pa ipak: alternativa može biti ne samo električna, već i toplinska energija. I naša video priča to jasno pokazuje.

Pogledajte video: Peter Joseph - Where Are We Going? (Novembar 2019).

Загрузка...

Ostavite Svoj Komentar