Nyitólap »Cikkek» Szélturbinák

42272 2 Feladva 2017. január 7-én

Egyszerűsített formában a szélgenerátor működésének elve a következőképpen ábrázolható.

A szél ereje mozgásba hozza a lapátokat, amelyek egy speciális meghajtáson keresztül forgatják a rotort. Az állórész tekercselésének köszönhetően a mechanikai energia elektromos árammá alakul. A légcsavarok aerodinamikai tulajdonságai lehetővé teszik a generátor turbinájának gyors elfordítását.

A szélerőművek eszköze és típusai

A szélerőművek (WPP-k) szélenergiát használnak villamos energia előállítására. A nagy állomások szélgenerátorok sokaságából állnak, egyetlen hálózatba egyesítve, és nagy területeket – falvakat, városokat, régiókat – táplálva. A kisebbek képesek kis lakóövezeteket vagy egyedi házakat biztosítani. Az állomásokat különféle szempontok szerint osztályozzák, például funkcionalitás szerint:

Lásd még: Erkély a téglaház verandája felett. Erkély a ház tetején saját kezűleg

• Mobil,
• helyhez kötött.

Hely szerint:

• parti
• offshore
• földi
• úszó.

Építési típus szerint:

• forgó,
• lapát.

A lapátállomások a legelterjedtebbek a világon. Hatékonyabbak és képesek elég nagy mennyiségű villamos energiát előállítani ahhoz, hogy a fogyasztókat az egész energiaiparban ellátják. Ugyanakkor az ilyen állomások elosztása sajátos konfigurációjú, és nem mindenhol található meg.

Eszköz és a működés elve

Bármely szélgenerátor több tipikusan nagyított blokkból áll. Az egység szükségszerűen tartalmaz egy turbinát, amely légáram hatására forog, közvetlenül vagy leggyakrabban egy fokozatos sebességváltón keresztül juttatja el a létrehozott forgatónyomatékot egy elektromos generátor tengelyéhez. A rotor az állórész belsejében neodímium mágnesek alapján forog, ennek eredményeként elektromos energia keletkezik.

A kis teljesítményű szélturbina kialakítását az 1. ábra mutatja.

Ábra. 1. Házi szélgenerátor kialakítása

A szélgenerátor által generált elektromos energiát egy köztes tárolóba vezetik, amelynek funkcióit általában egy akkumulátor veszi át. Az akkumulátor által szolgáltatott áram táplálja az invertert, amelynek kimenetéről a háztartási frekvencia normál 220 voltos váltakozó feszültsége megszűnik.

Az akkumulátor jelenléte szükséges, mert lehetővé teszi a turbinától elvett teljesítmény ingadozásainak elsimítását. Ebben szerepet játszik az a tény, hogy a háztartási szélgenerátor stabilan működik a 6 m / s vagy annál nagyobb szélsebesség mellett, míg ennek a paraméternek az átlagos éves értéke Oroszország nagy részében megközelítőleg másfélszer alacsonyabb.

A szükséges kapcsolást, beállításokat és egyéb funkciókat az automatizálási egység végzi.

Megfelelő szintű üzembiztonság érhető el az erőtartalékok jelenlétével a szerkezetben (általában 10 – 20%).

Működés elve

Mint már említettük, a WPP-k rotációs vagy lapátos kialakításúak. A forgóállomások általában függőleges forgástengellyel rendelkeznek. Sok szempontból kényelmesebbek, mint a lapát típusúak, mivel működés közben nem bocsátanak ki erős zajt, és nem igénylik a szél irányába történő beépítést. Ugyanakkor a rotációs szerkezetek kevésbé hatékonyak, és kis magánállomásokon is használhatók.

A lapátos készülékek maximális hatást képesek produkálni. Sokkal hatékonyabban használják fel a kapott energiát, mint a rotációs minták, de helyesen kell őket orientálni az áramláshoz, ami további felszerelések vagy berendezések jelenlétét jelenti.

Minden típus ugyanazon elv szerint működik – a széláram megforgatja a mozgó részt, amely átadja a forgást a generátornak, amelynek eredményeként a rendszerben elektromos áram képződik. Tölti az invertereket tápláló elemeket, a kapott áramot a fogyasztói készülékek számára megfelelő szokásos feszültséggé és frekvenciává alakítja.

A nagyszámú fogyasztó biztosítása érdekében az egyes szélgenerátorok egy rendszerbe vannak kapcsolva, amely állomást képez – WPP.

Lásd még: Brjanszki házak teraszos habtömbökből

A szélgenerátor működési elve

A szélgenerátor működése a szél mozgási energiájának átalakulásán alapszik a rotor mechanikai energiájává, amelyet aztán villamos energiává alakítanak át.

A működési elv meglehetősen egyszerű: a készülék tengelyén rögzített lapátok forgása a rotorgenerátor körmozgásaihoz vezet, amelyek miatt áram keletkezik.

A szélenergia az egyik legígéretesebb megújuló energia ágazat. A modern kialakítások lehetővé teszik a légáramok erejének költséghatékony felhasználását, felhasználva azt villamos energia előállítására

Az így létrejövő instabil váltakozó áram a vezérlőbe áramlik, ahol egyenáramú feszültséggé alakítják, amely képes feltölteni az elemeket. Innen az áram az inverterbe kerül, ahol váltakozó feszültséggé alakítják át 220/380 V indikátorral, amelyet a fogyasztóknak táplálnak.

A szélgenerátor teljesítménye közvetlenül függ az N = pSV3 / 2 képlet alapján kiszámított légáram teljesítményétől (N), ahol V a szélsebesség, S a munkaterület, p a légsűrűség.

A szélerőművek előnyei és hátrányai

A WPP előnyei:

• függetlenség a fosszilis erőforrásoktól;
• abszolút ingyenes energiaforrást használnak;
• a módszer ökológiai tisztasága – a környezetet nem károsítják.

Ugyanakkor vannak hátrányai:

• a szél egyenetlen volta bizonyos nehézségeket okoz az energiatermelésben, és nagyszámú felhasználást kényszerít rá; ujratölthető elemek;
• a szélturbinák működés közben zajt okoznak;
• A szélerőművek hatékonysága alacsony, nagyon nehéz növelni;
• a berendezések és ennek megfelelően a villamos energia költsége jóval magasabb, mint a hálózati áram ára;
• a berendezések megtérülése a kapacitás növekedésével jelentősen csökken. A legeredményesebb állomások nem térülnek meg teljesen.

A kis állomások használata korlátozott számú fogyasztó számára képes energiát szolgáltatni, ezért a nagy településekhez vagy régiókhoz nagy eszközökre van szükség. Ugyanakkor a nagy teljesítményű szélmalmoknak megfelelő széláramokra és mozgásuk egységességére van szükség, ami nem jellemző hazánk viszonyaira. Ez a fő oka a szélerőművek alacsony elterjedésének az európai országokkal összehasonlítva.

A szélturbinák használatának árnyalatai

Jelenleg a szélturbinákat a nemzetgazdaság különböző területein használják. Különböző kapacitású ipari modelleket alkalmaznak az olaj és a gáz, a telekommunikációs vállalatok, a fúró- és kutatóállomások, a termelő létesítmények és a kormányzati szervek.

A szélturbina kiegészítő energiaforrásként használható a kórházakban és más intézményekben, hogy sürgősségi helyzetekben folyamatos áramellátást biztosítson

Különösen meg kell említeni a szélturbinák használatának fontosságát katasztrófák és természeti katasztrófák esetén a zavart áram gyors helyreállításában. Erre a célra a szélgenerátorokat gyakran használják a Vészhelyzeti Minisztérium osztályai.

A háztartási szélturbinák tökéletesek a nyaralótelepek és magánházak világításához és fűtéséhez, valamint háztartási célokra a gazdaságokban.

Lásd még: Jelzőfények kiválasztása és felszerelése különböző típusú padló esztrichekhez

Ebben az esetben néhány szempontot figyelembe kell venni:

• Az 1 kW-ig terjedő eszközök csak szeles helyeken képesek elegendő mennyiségű áramot biztosítani. Általában az általuk generált energia csak a LED-es világításhoz és a kis elektronikai eszközök áramellátásához elegendő.
• A dacha (vidéki ház) teljes áramellátásához 1 kW-ot meghaladó teljesítményű szélgenerátorra lesz szükség. Ez a mutató elegendő a világítóeszközök, valamint a számítógép és a TV áramellátásához, de kapacitása nem elegendő az éjjel-nappal működő modern hűtőszekrény áramellátásához.
• A ház energiaellátásához 3-5 kW-os szélerőműre lesz szükség, de még ez a szám sem elegendő a házak fűtésére. Az ilyen funkció előnyeinek kihasználásához erőteljes változatra van szükség, 10 kW-tól kezdve.

A modell kiválasztásakor figyelembe kell venni, hogy a készüléken feltüntetett teljesítményjelző csak a maximális szélsebesség mellett érhető el. Így egy 300 V-os egység csak 10-12 m / s légáram mellett képes előállítani a meghatározott mennyiségű energiát.

Azok számára, akik saját kezűleg szeretnének szélgenerátort építeni, ajánljuk a következő cikket, amely részletesen hasznos információkat tartalmaz.

Gazdasági megvalósíthatósági tanulmány a szélerőmű építéséhez

Gazdasági szempontból a szélerőmű építésének csak az energiaellátás egyéb módszereinek hiányában van értelme. A berendezés nagyon drága, a karbantartás és a javítás állandó költségeket igényel, és az élettartama 20 évre korlátozódik, és ez Európában van. Oroszország számára ez az időszak legalább harmadával csökkenthető. Ezért a WPP használata gazdaságilag eredménytelen.

Másrészt alternatív lehetőségek teljes hiányában, vagy a szélturbinák magas színvonalú és egységes működését biztosító optimális feltételek megléte esetén a szélerőművek használata az energiaellátás teljesen elfogadható módjává válik.

Fontos! Kifejezetten az egész régiókat ellátó nagy állomásokról beszélünk. A hazai vagy magánállomásokkal kapcsolatos helyzet vonzóbbnak tűnik.

Ipari állomások kapacitása

Az ipari szélerőműparkok nagyon nagy kapacitásúak, képesek nagy települések vagy régiók ellátására. Például a kínai Gansu szélerőműpark 7965 MW, az Enercon E-126 7,58 MW , és ez nem a határ.

Azonnal meg kell jegyezni, hogy a szélenergia vezetőiről beszélünk, más modellek sokkal kevesebb energiát termelnek. Ennek ellenére, nagy állomásokon kombinálva a szélturbinák elegendő mennyiségű villamos energiát képesek előállítani. Az egyesített komplexek teljes kapacitása 400-500 MW, ami jól összehasonlítható egy vízerőmű kapacitásával.

A kisüzemek szerényebb mutatókkal rendelkeznek, és csak korlátozott számú fogyasztót ellátó pontforrásoknak tekinthetők.

Az alkalmazás földrajza

A szélenergia az Atlanti-óceán nyugati partvidékén a legelterjedtebb, különösen Németországban. Ott vannak a legjobb körülmények – egyenletes és erős szél, optimális éghajlati mutatók. De a szélerőművek széles körű elterjedésének fő oka ebben a régióban a vízerőművek építésének lehetőségeinek hiánya volt, ami arra kényszerítette a régió országainak kormányait, hogy alkalmazzák az elérhető villamosenergia-termelési módszereket. Ugyanakkor vannak telepítések a balti régióban, Dániában, Hollandiában.

Oroszország ebben a kérdésben még mindig lemaradt: az elmúlt évtizedben alig tucatnyi szélerőművet állítottak üzembe. E lemaradás oka a vízerőművek nagy fejlődésében és az ipari szélerőművek működéséhez szükséges megfelelő feltételek hiányában rejlik. Az egyes birtokok energiaellátására képes kis létesítmények gyártása azonban megnőtt.

A szélturbina kialakításának kiválasztása

A szélturbina tervezésénél a fő probléma a vízszintes és függőleges forgástengelyű szélturbinák közötti választás. Arra a kérdésre, hogy melyik szélturbina jobb, mint vízszintes vagy függőleges, nincs egyértelmű válasz.

A klasszikus szélgenerátor vízszintes forgástengellyel és szélkereső mechanizmussal rendelkezik, amely a szélkakas elvén működik. Ennek felpörgetéséhez 7 – 8 m / s sebességgel fújó szélre van szükség.

Míg a függőleges forgástengellyel rendelkező spirális szélmalmok nem annyira függenek a szél sebességétől és irányától.

De a szélerőművek legszélesebb körű eloszlása ​​a Krím-félsziget területén történt. Földrajzi elhelyezkedése miatt a Krím a szélenergia maximális hasznosítására képes. A krími szélmalmok szinte mindenhol megtalálhatók, a terep lehetővé teszi. Számos nagy szélerőmű található itt. Közülük a legnagyobb 127 szélgenerátorral rendelkezik.

Tavaly 14 szélturbinából álló komplexum indult útjára 30 MW feletti teljes kapacitással Uljanovszkban. Szélerőmű építése az Adigeai Köztársaságban is megkezdődött. A tervek szerint az Adigeabe telepített szélturbinák 150 MW teljesítményt nyújtanak.

Szintén tavaly kezdte meg munkáját egy orosz-spanyol vegyes vállalat a szélturbinák gyártására Taganrogban. A termelés megszervezése.

Tények és tévhitek

A szélerőművek kicsi eloszlása ​​és a velük való kommunikáció tapasztalatának hiánya sok tévhitet eredményezett a szélerőművek emberi testre gyakorolt ​​tulajdonságairól és hatásairól. Például széles körben úgy gondolják, hogy a szélturbina szokatlanul magas zajszint mellett működik. Valóban van egy bizonyos mennyiségű zaj, de a szintje sokkal alacsonyabb, mint azt általában gondolják. Tehát a 200-300 m távolságban lévő ipari modellek zaját a fül ugyanúgy érzékeli, mint egy működő háztartási hűtőszekrény hangját.

Egy másik probléma, amelyet a tudatlan emberek indokolatlanul felfújnak, az a rádió- és televíziójelek leküzdhetetlen interferenciájának létrehozása. Ezt a kérdést már azelőtt megoldották, hogy a felhasználók rájöttek volna rá – minden nagy teljesítményű ipari szélturbinát kiváló minőségű rádiózavar-szűrővel látnak el, amely teljesen kiküszöböli a készülék levegőre gyakorolt ​​hatását.

A turbinák közelében élő emberek folyamatosan az árnyék villódzó zónájában lesznek. Ez a kifejezés a villogó fény megnyilvánulásainak kellemetlen érzését jelenti. A forgó pengék létrehozzák ezt a hatást, de jelentősége erősen eltúlzott. A legérzékenyebb emberek is mindig egyszerűen elfordulhatnak a turbinától, ha véletlenül a közelében vannak.

Olvassa el még: Hogyan válasszunk kerti gally- és fűaprítót – A legjobb modellek

A WPP-k működésével, azoknak az emberi testre és a környező természetre gyakorolt ​​hatásával kapcsolatban más, messzire visszavezetett és valósághű tények is találhatók. Közülük közönséges pletyka, mások annyira eltúlzottak, hogy nem is érdemelnek vitát. A szélenergia egy teljes értékű ipar, amely képes megoldani az energiaellátás problémáit mind szilárd léptékben, mind pedig egy kis vidéki házban.

Árak és gyártók

A szélerőmű kiválasztását alaposan meg kell közelíteni. A fő kritérium a berendezés teljesítménye, a tengely típusa (vízszintes vagy függőleges) és a gyártó. Vásárlás előtt alaposan tanulmányoznia kell a műszaki jellemzőket, és össze kell hasonlítania a különböző gyártók termékeit.

Az orosz gyártmányú szélturbinák ára:

GyártóÁr, ezer rubelSzélerőmű társaság30-300Rkraft65-908Szélenergia78-130Sapsan-Energy149-319GRC-függőleges204-600

Ezen szervezetek közül sokan egyedi gyártású berendezéseket gyártanak, valamint tervezési és számítási segítséget nyújtanak.

A külföldi gyártású házi szélturbinák ára jóval magasabb. A telepítések minimális költsége 120 ezer rubel. A külföldi vállalatok termékeit magas minőség jellemzi, mivel a csúcstechnológiás berendezéseket használják a gyártásban. Az ilyen berendezések javítása azonban drága lesz, és a pótalkatrészek beszerzése nehézkes lehet.

Egy orosz gyártmányú gyári szélturbina költsége 30-600 ezer rubelen belül változhat.

A gyárilag gyártott szélturbinák előnyei:

• képesség egy teljes eszköz megvásárlására, sőt annak professzionális telepítésének megrendelésére is;
• gyártók és változatok széles választéka különféle jellemzőkkel;
• minőségbiztosítás;
• képesítéssel rendelkező szakember hívása javítási munkák elvégzésére.

Tekintettel a gyári berendezések magas költségeire, a külvárosi területek sok tulajdonosa inkább a „csináld magad” struktúrákat. Körülbelül 3000-5000 rubel szükséges egy házi szélgenerátor elkészítéséhez. Ennek az összegnek a nagy részét olyan minőségi akkumulátor vásárlására fordítják, amely hosszú ideig képes tölteni.

A DIY szélerőművek előnyei:

• jelentős pénzmegtakarítás;
• házi készítésű szélmalom létrehozásakor a tervező ismeri felépítésének minden jellemzőjét;
• az a képesség, hogy a szélgenerátor fő alkatrészeit és lapátjait saját kezűleg készítse el hulladékanyagokból.

A házi építmények, a gyári szélerőművekkel ellentétben, sokkal gyakrabban buknak meg.

Jegyzet! Jobb szakembert hívni a gyári tervezés telepítéséhez. Ellenkező esetben a telepítési folyamat során elkövetett hibák érvénytelenítik a garanciát.

A szélturbinák házi készítésű tervei minőségben és megbízhatóságban alacsonyabbak, mint az ipari modellek

Magán szélerőművek

Oroszország számára a legsürgetőbb kérdés pontosan az egy házat vagy birtokot adó kis állomások forgalmazása. A nagy szélerőművek építése hazánk éghajlati viszonyai között nem praktikus és veszteséges. A szélturbinák legnagyobb értéke abban rejlik, hogy megteremtik az energiát a hátramaradt vagy távoli települések számára, ahol nincs hálózati kapcsolat.

Ilyen területeken a kis magánállomások használata a legjobb megoldás a probléma megoldására, mivel a szélturbina működtetése nem igényel üzemanyagot, a készülék egyszerű és könnyen javítható. Sokkal könnyebb és olcsóbb kiegészítő felszereléseket biztosítani az ilyen régiók számára, mint nagy összegeket elkülöníteni az elektromos vezetékek építéséhez, különösen ha hegyvidéki területekről van szó. A kis szélturbinák elegendő energiát képesek előállítani karbantartás vagy üzemanyagköltség nélkül, ami nagyon ígéretes és vonzó megoldást jelent a problémára.

A népszerű modellek árainak áttekintése

A szélturbinák költsége magas. Ezt a pillanatot a legnehezebb leküzdeni a szélenergia-technológiák elterjedése szempontjából. Sok háztulajdonos örömmel telepítene szélturbinákat ingatlanjaira, de nincs pénzük a vásárláshoz. A telep megvilágítására alkalmas telepítés körülbelül 100 ezer rubelbe kerül.

Egy erőteljesebb konstrukció, amely lehetővé teszi a ház elektromos áramellátását, 250 ezerbe fog kerülni.

Egy kis gazdaság támogatására alkalmas szélerőműpark körülbelül 500 ezer rubelbe kerül. És ez nem a határ. Ilyen árak mellett nincs ok a szélturbinák gyors elterjedésére számítani, ezért minden remény olyan hazai modellek megjelenésére vonatkozik, amelyek megoldhatják a berendezések magas költségének problémáját. Alternatív megoldásként viszonylag olcsó kínai modellt vásárolhat. Az ilyen eszközök nem javíthatók, valójában eldobhatóak, de az áruk jóval alacsonyabb, mint a hasonló teljesítményű nyugati modellek költségei.

Hogyan készítsünk szélerőműparkot?

Az ipari modellek magas költségei arra kényszerítik az embereket, akik szerszámokkal és némi ismerettel rendelkeznek saját készítésű szélturbinák létrehozására. Egy ilyen eszköz költségei összehasonlíthatatlanok a gyári modellek költségeivel, és a házi termékekből származó hatás gyakran meghaladja a híres külföldi termékek mutatóit.

Az állomás elkészítéséhez szüksége lesz:

• felszerelés – töltésszabályozó, inverter, akkumulátor;
• kis sebességgel működő generátor. Leggyakrabban gépjármű- vagy traktorgenerátorokat használnak, amelyek némi korszerűsítésen estek át;
• szélturbina – forgó rotor, amely az előírt méretű árbocra vagy alapra van felszerelve.

Az állomás felszerelései önállóan összeállíthatók, vagy készen megvásárolhatók. Generátor kész kész eszközről történő elkészítése egy napot vesz igénybe (ha van elképzelése arról, hogy mit kell tennie). A szélturbina hulladékanyagokból készül – fémhordókból, fémlemezből stb.
Minden szerkezeti elemet összeállítanak, elindítják a rendszert, felmérik annak jellemzőit és szükség esetén elvégzik a szükséges változtatásokat. Az önállóan összeszerelt szélmalmot teljesen gond nélkül megjavítják, mivel teljes kialakítását a mester ismeri, ahogy mondani szokták, az utolsó csavarig.

A WPP üzemeltetése nem igényel különösebb kiadásokat, minden beruházás egyszerre történik. A rendszer élettartamát 20 évre számolják, de kézzel készítve gyakorlatilag korlátlan, mivel a szerkezet bármikor frissíthető vagy javítható.

Következtetések és hasznos videó a témáról

Az alábbi videó részletes információkat nyújt a szélgenerátor működési elvéről és a háztartási modell eszközéről:

A szélgenerátor kiváló villamosenergia-termelési forrás, amelyet különösen a távoli területek lakói értékelnek. Különböző orosz és külföldi vállalkozások szélkonstrukciók széles skáláját kínálják, emellett a háztartási modellek saját kezűleg is elkészíthetők.

Kérjük, írja meg észrevételeit az alábbi blokkba. Meséljen arról, hogyan épült szélgenerátor a webhelyén, vagy hogyan működik a szélturbina a szomszédainak. Tegyen fel kérdéseket, osszon meg hasznos információkat és fotókat a témáról.