A kimeríthetetlen energia, amelyet a légtömegek magukkal hordoznak, mindig felhívta az emberek figyelmét. Dédapáink megtanulták a szél felhasználását a szélmalmok vitorláiba és kerekeibe, majd két évszázadon át céltalanul rohant a Föld hatalmas kiterjedésén.

Ma ismét hasznos állást találtak számára. Egy magánház szélgenerátora a technikai újítások kategóriájába válik valódi tényezőként az életünkben.

Vizsgáljuk meg közelebbről a szélerőműveket, értékeljük azok költséghatékony felhasználásának feltételeit, és vegyük figyelembe a meglévő fajtákat. Az otthoni kézművesek cikkünkben információkat kapnak a szélmalom önszerelésének témájáról és a hatékony működéséhez szükséges eszközökről.

Mi az a szélturbina?

A háztartási szélerőmű működési elve egyszerű: a légáramlás elforgatja a generátor tengelyére szerelt rotorlapátokat, és tekercsében váltakozó áramot hoz létre. A keletkező villamos energiát akkumulátorokban tárolják, és szükség esetén a háztartási gépek fogyasztják. Természetesen ez egy egyszerűsített ábra arról, hogyan működik egy otthoni szélturbina. Gyakorlati szempontból elektromos áramot átalakító eszközök egészítik ki.

Az energialáncban közvetlenül a generátor mögött található a vezérlő. A háromfázisú váltakozó áramot egyenárammá alakítja, és az akkumulátorok töltésére irányítja. A legtöbb háztartási készülék nem képes állandóan működni, ezért az elemek mögé egy másik eszközt helyeznek – invertert. Ellenkező műveletet hajt végre: az egyenáramot háztartási váltóárammá alakítja 220 V feszültséggel. Nyilvánvaló, hogy ezek az átalakulások nem múlnak el nyom nélkül, és a kezdeti energia meglehetősen tisztességes részét veszik fel (15-20%).

Ha a szélturbinát szolár akkumulátorral vagy más áramtermelővel (benzin, dízel) párosítják, akkor az áramkört automatikus kapcsolóval (ATS) egészítik ki. Amikor a fő tápegység lekapcsol, aktiválja a tartalékot.

A maximális teljesítmény érdekében a szélgenerátort a széláram mentén kell elhelyezni. Az egyszerű rendszerekben a szélkakas elv érvényesül. Ehhez egy függőleges pengét rögzítenek a generátor túlsó végén, amely a szél felé fordítja.

Nagyobb teljesítményű létesítményekben van egy rotoros villanymotor, amelyet irányérzékelő vezérel.

A szélturbinák fő típusai és jellemzői

Kétféle szélturbina létezik:

1. Vízszintes rotorral.
2. Függőleges rotorral.

Az első típus a leggyakoribb. Magas hatásfok (40-50%) jellemzi, de megnövekedett zaj- és rezgésszinttel rendelkezik. Ezenkívül telepítéséhez nagy szabad hely szükséges (100 méter) vagy magas oszlop (6 méterről).

A függőleges rotorral rendelkező generátorok kevésbé energiatakarékosak (a hatékonyság majdnem háromszor alacsonyabb, mint a vízszinteseké).

Előnyeik közé tartozik az egyszerű telepítés és a szerkezeti megbízhatóság. Az alacsony zajszint lehetővé teszi a függőleges generátorok telepítését a háztetőkre és akár a földszintre is. Ezek az installációk nem félnek a jegesedéstől és a hurrikánoktól. Gyenge széltől (1,0-2,0 m / s) indulnak, míg a vízszintes szélturbinának közepes erősségű (3,5 m / s vagy nagyobb) légáramra van szüksége. A járókerék (rotor) formájában a függőleges szélgenerátorok nagyon változatosak.

Függőleges szélturbinák forgókerekei

Az alacsony rotorsebesség (akár 200 ford / perc) miatt az ilyen berendezések mechanikai erőforrása jelentősen meghaladja a vízszintes szélgenerátorok teljesítményét.

Hogyan lehet kiszámítani és kiválasztani a szélturbinát?

A szél nem a csöveken keresztül szivattyúzott földgáz, és nem is a vezetéken keresztül áramolt áram az otthonunkba megszakítás nélkül. Szeszélyes és ingatag. Ma egy hurrikán letépi a tetőket és fákat tör, holnap pedig átengedi a teljes nyugalmat. Ezért mielőtt megvásárolná vagy elkészítené saját szélturbináját, értékelnie kell a környéken lévő levegő potenciálját. Ehhez meg kell határoznia az átlagos éves szélerősséget. Ez az érték kérésre megtalálható az interneten.

Miután megkaptuk egy ilyen táblázatot, megkeressük lakóhelyünk területét, és megnézzük annak színének intenzitását, összehasonlítva a minősítési skálával. Ha az átlagos éves szélsebesség kevesebb, mint 4,0 méter / másodperc, akkor nincs értelme szélturbinát telepíteni. Nem biztosítja a szükséges energiamennyiséget.

Ha a szélerősség elegendő egy szélerőmű telepítéséhez, akkor folytassa a következő lépéssel: a generátor teljesítményének kiválasztásával.

Ha otthoni autonóm áramellátásról beszélünk, akkor 1 család átlagos villamosenergia-fogyasztását vesszük figyelembe. Havi 100-300 kWh. Azokban a régiókban, ahol az éves szélpotenciál alacsony (5-8 m / s), akkora mennyiségű villamos energiát lehet előállítani egy 2-3 kW-os szélturbinával. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy télen az átlagos szélsebesség magasabb, ezért az energiatermelés ebben az időszakban nagyobb lesz, mint nyáron.

Szélgenerátor kiválasztása. Becsült árak

Az opciók összehasonlításakor javasoljuk, hogy az orosz gyártmányú szélturbinákra, valamint a Kínában gyártott kiváló minőségű berendezésekre koncentráljon. Jelentősen olcsóbbak, mint európai társaik.

Az 1,5-2,0 kW teljesítményű függőleges háztartási szélgenerátorok ára 90 és 110 ezer rubel között mozog. A teljes készlet ezen az áron csak generátorokat tartalmaz pengékkel, árboc nélkül és további felszerelésekkel (vezérlő, inverter, kábel, akkumulátorok). Egy komplett erőmű a telepítéssel együtt 40-60% -kal kerül többe.

Az erősebb szélerőművek (3-5 kW) költsége 350 és 450 ezer rubel között mozog (kiegészítő berendezésekkel és szerelési munkákkal).

DIY szélmalom. Szórakozás vagy igazi megtakarítás?

Mondjuk rögtön, hogy a szélgenerátort saját kezűleg teljessé és hatékonyabbá tenni nem könnyű. Külön témakör a szélkerék, az átviteli mechanizmus, a teljesítményre és a sebességre alkalmas generátor kiválasztása. Csak rövid ajánlásokat fogunk adni a folyamat fő szakaszaira vonatkozóan.

Generátor

A gépi generátorok és a közvetlen meghajtású mosógépek elektromos motorjai nem alkalmasak erre a célra. Képesek energiát előállítani a szélkerékből, de ez elhanyagolható lesz. A hatékony működéshez az autogenerátoroknak nagyon nagy sebességre van szükségük, amelyet egy szélturbina nem tud fejleszteni.

Az alátétmotoroknak más problémájuk van. Vannak ferritmágnesek, és egy szélgenerátorhoz produktívabbakra van szükség – niodimiumra. Az önhordó tekercsek önszerelésének és tekercselésének türelme és nagy pontossága szükséges.

Az önállóan összeállított eszköz teljesítménye általában nem haladja meg a 100-200 wattot.

A közelmúltban a kerékpárok és robogók motoros kerekei népszerűvé váltak az otthoni építők körében. Szélerő szempontjából ezek a nagy teljesítményű neodímium generátorok, amelyek optimálisan alkalmazhatók a függőleges szélkerékekhez és az akkumulátorok töltéséhez. Egy ilyen generátorból legfeljebb 1 kW szélenergia távolítható el.

Motor-kerék – kész generátor egy házi szélerőmű számára

Csavar

A legkönnyebben a vitorla és a rotor propellereit lehet elkészíteni. Az első könnyű, ívelt csövekből áll, amelyek egy központi lemezhez vannak rögzítve. Minden csövön tartós szövetből készült pengéket húznak. A légcsavar nagy szélessége a lapátok csuklós rögzítését igényli, hogy egy hurrikán során összecsukódjanak és ne deformálódjanak.

Szélturbina vitorlás propeller

A forgó szélkerék szerkezetét függőleges generátorokhoz használják. Könnyen előállítható és megbízható működésben.

A saját készítésű, vízszintes forgástengelyű szélturbinákat egy propellercsavar hajtja. A házimunkások 160-250 mm átmérőjű PVC csövekből állítják össze. A pengék egy kerek acéllemezre vannak felszerelve, amelynek furata van a generátor tengelyéhez.

Műanyag cső lapát konfiguráció