kategorier: Utvalgte artikler » Autonom strømforsyning
Antall visninger: 20109
Kommentarer til artikkelen: 3
Vindgeneratorer i Russland: hvordan velge, installere og unngå skuffelse
Muligheten til å motta gratis strøm fra vinden appellerer til mange eiere av enkelthus, men en viss del av dem mislykkes, er skuffet over denne metoden og skriver negative anmeldelser i forskjellige fora. Men du kan unngå feil i å lage slike installasjoner og få mest mulig ut av dem.
Vindgeneratoren med sin elektriske krets og designprinsipper ligner alle andre elektrisk generator. Hovedforskjellen ligger i metoden for å snurre rotoren på grunn av den kinetiske energien i luftstrømmene fanget av de aerodynamiske bladene.
Estimerte lokale forhold
Vindens hastighet og kraft skal pålitelig rotere pumpehjulet til motoren, hvis energi forbrukes av generatoren. Hvis dette ikke er gjort, vil du sitte igjen uten strøm.
Et omtrentlig estimat av sannsynligheten for en aktiv vind vil bli hjulpet av den gjennomsnittlige årlige vindfordelingsplanen. Bare husk at den er designet for en høyde på 50 meter fra jordoverflaten. For reelle forhold er det nødvendig å innføre korreksjoner.
Gjennomsnittlig årlig distribusjonsdiagram over vinder for Russlands territorium, definert for høyder på 50 meter (for økning, klikk på bildet):
Mer spesifikk informasjon for hvert område kan avklares med de ansatte på den regionale værstasjonen, og ta hensyn til den planlagte installasjonshøyden. Det er ikke nødvendig å be dem om vindretninger: vindgeneratoren roterer automatisk.
Effekt av terreng og sesong
Avhengig av årstid, blåser vinden på forskjellige måter. I noen områder kan det være en lang stillhet.
I tillegg reduseres vindtrykket kraftig:
-
skog og nærliggende trær;
-
nabohus og bygninger;
-
plasseringen av strukturen i en lav eller forhøyet stilling.
For installasjon av vindelektriske installasjoner er bakketopp som er åpne fra alle retninger best egnet. Det anbefales å heve vindturbinen til maksimal tillatt høyde. Det er bedre å bruke et separat, solid fundament og et tårn med sikkert festede forlengelser som øker stabiliteten: med kraftig vindtrykk kan det oppstå enorme veltekrefter.
Individuelle eiere monterer vindkraftanlegg på taket eller veggen i huset. Dette er ikke det beste alternativet. Det er aktuelt for laveffektmotorer: bygningskonstruksjonen vil stadig ristes ved å endre dynamiske belastninger, og støyen fra en roterende rotor vil bli overført gjennom bygningselementer til boliglokaler.
Eksempel: på et flatt tak i bygningen til et nærliggende varehus - et to-etasjers bygg laget av armert betongplater i to år, fungerte et tårn med en antenne fra mobiloperatøren MTS. Etter at det oppsto sprekker mellom panelene og taket begynte å lekke, ble antennen fjernet og bygningen ble overhalt.
Velge en vindhjuldesign
I hele menneskehetens historie er et stort antall enheter drevet av vindenergi testet. Maksimal effektivitet (høy virkningsgrad) er iboende i strukturer som danner en løftekraft som buede blader av flymotorpropeller (husk det berømte uttrykket “Fra propellen”) eller båt- / skipsmotorer som ligger i skarpe vinkler til møtende luft / væskestrømmer.
For å velge en modell av et vindhjul, er det nødvendig ikke bare å vite vindhastigheten (V), men også for å bestemme utformingen av viftebladene. Deres viktigste indikator er området med den feide overflaten (S), som påvirkes av vindstrømmen.
For å estimere effekten (N) som viften kan fjerne, brukes formelen: N = (SρV3)/2.
Verdien ρ er tettheten av luftmasser.
Noen selgere hevder effektiviteten til individuelle vindkraftverk ved lufthastigheter på opptil 3 m / s eller størrelsen på bladene som beskriver en sirkel med en radius på ≤ 1,3 meter under drift. Erstatt egenskapene til enhetene deres i formelen ovenfor: Du sjekker påliteligheten til slike reklameerklæringer i henhold til fysikkens elementære lover.
Vind med en hastighet på <3m⁄sek kan ikke pålitelig overføre energi til en konvensjonell vindgenerator. Men for slike forhold kan du bruke bladene med økt areal, som er skapt ved å øke dimensjonene deres - spesielt lengden på 2 meter. Slike konstruksjoner er imidlertid på grunn av det fire meter store spennet mer egnet for industrianlegg.
Hvis vi går tilbake til tidsplanen for distribusjon av vind og tar hensyn til deres spesifikke virkning på vindhjulet (ikke i en høyde på 50 meter), så hvis vindens natur stemmer overens med den oransje sonen (fra 5 m / s) eller høyere, vil Voronezh State University begrunne kostnadene for produksjon og installasjon.
Ved høye vindhastigheter øker den genererte kraften kraftig. I slike tilfeller er bare en hvilken som helst vindgenerator konfigurert. I andre situasjoner kan det hende at han ikke lever opp til forventningene.
Introduksjon til produsentens spesifikasjoner
Testing og kontroll av kraften til vindgeneratoren utføres på fabrikken: en vindtunnel med en justerbar luftstrøm fra stasjonære vifter. Dette sjekker de aerodynamiske egenskapene til fly og alle bilkarosserier. Men denne metoden gjenspeiler ikke de faktiske driftsforholdene for et vindelektrisk anlegg.
I en vindtunnel blåser vinden i en retning med konstant innsats, men i virkeligheten endrer den seg alltid noe både i fart og retning. Observer atferden til en vanlig værbakke. Og vindgeneratoren fra den er veldig forskjellig fra effekten av akselerasjon og bremsing.
For å forstå dette er det nok å prøve å slappe av med hånden et enkelt lager (vingeblad), og deretter rotoren til en elektrisk generator (eller motor) fylt med viklinger omgitt av elektromagnetiske felt. Den opprettede opposisjonen må overvinnes selv på tomgang. Når du kobler lasten (av hensyn til dette er alt gjort), kreves det at du bruker mer strøm.
Endring i vindtrykk
Lite vindkast (sterkere / svakere) har liten effekt på rotorhastigheten, og vindsjokk - betydelig. For å motvirke dem brukes forskjellige dempningsordninger, inkludert bremsing og bretting av konstruksjonselementer.
Et eksempel er vindgeneratorer med høy kjølposisjon (bakenden). Under en stormpåvirkning vippes hele strukturen brått tilbake til en ganske stor vekt.
Etter å ha redusert trykket, kommer den tilbake til sin plass. I ett vindpust dobler tårnets tårn stormens energi. Og hvis en slik vindgenerator er festet på bygningen, oppfatter den slike sjokk. Bare hvordan?
Det elektromagnetiske bremsesystemet fungerer bedre og mykere, som lukker viklingene i kritiske hastigheter. Men det er mye mer komplisert og dyrt.
Vindretningsendring
Vind kan skape vindkast fra forskjellige sider i et horisontalt plan. Mange design av vindgeneratorer reagerer veldig følsomt på slike belastninger på grunn av det store området av den feide overflaten til arbeidsbladene.
Vindgeneratorer begynner å gjenta bevegelsen av vindbelastningen, men med en betydelig masse passerer vindretningens akse med treghet og går til mye større bøyningsvinkler.
Med betydelige vindkast kan den nå en vinkelrett retning eller skli gjennom den og stoppe i motsatt tilstand av vinden. Vindhjulet vil stoppe, gå tilbake til sin opprinnelige posisjon og gå ut til driftsmodus. I disse situasjonene fungerer ikke vibrasjonsdempingssystemet (hvis noen) godt.
Værvingen monteres heller ikke umiddelbart i retningen, men massen er mye mindre, og innsatsen som brukes på elektromagnetiske prosesser blir ikke brukt.
Lynbeskyttelse
Av en eller annen grunn glemmer de det eller husker det sist. Men forgjeves. Plasseringen av metallkonstruksjoner i stor høyde, og til og med genererer strøm under tordenvær, skaper forutsetningene for å tiltrekke lynpotensialer.
Det er enklere å tenke over utformingen av lynbeskyttelsen og lage den sammen med installasjonen av en vindgenerator enn senere for å gjøre modifiseringene.
Typisk hjemmestasjons vindkrets
Det er nødvendig å bestemme den endelige utformingen av vindgeneratoren under hensyntagen til oppgavene til det elektriske energiforbruket. Lasttilkoblingsskjemaet skal hjelpe.
Et forenklet diagram over et hjemmekraftverk med et solbatteri og en vindgenerator (klikk på bildet for å forstørre):
Det er nødvendig å begynne å velge en vindgenerator i samsvar med den genererte kraften på prinsippene beskrevet i artikkelen “Solkraftverk for hjemmet”. Les denne artikkelen, så vil du forstå at vind- og solstasjoner opererer på samme algoritmer.
Vær oppmerksom på at slike stasjoner kan passe perfekt inn i det generelle opplegget og utfylle hverandre, og arbeide sammen med samme kraftutstyr: inverter, kontrolleren og batterier kan fungere fra alle kilder: solcellepaneler, vind.
Under visse forhold er det økonomisk gjennomførbart. Selv om du kan forlate solbatteriet og bare jobbe fra en vindgenerator. Valget er ditt.
Noen kilder anbefaler bruk av en vindgenerator uten en kontroller og batterier for å drive varmeelementene som varmer opp vannet i kjeler eller glødepærer. Det er et modent korn i denne ideen: ordningen er sterkt forenklet. Men nikrome filamenter i kald tilstand har lav aktiv motstand, noe som ganske enkelt skifter ut terminalene til generatoren. Dette punktet bør tas i betraktning ved hver start av en slik krets: slå på forvarmingsenheten.
Mulige problemer
Når du bruker en vindgenerator, kan du oppleve:
-
brudd på styrken til fundamentfestingen eller mekaniske strekkmerker. De bør inspiseres med jevne mellomrom;
-
isdannelse av kroppen og bladene i kaldt vær fører til utseendet på ekstra vekt, noe som skaper økte belastninger og reduserer systemets effektivitet;
-
forringelse av stabiliteten på grunn av brudd på rotasjonshastigheten (skiftende vindhastighet), som er mest typisk for asynkrone generatorer;
-
brann i den elektriske kretsen med isolasjonsskader.
De beste globale produsentene av vindgeneratorer
Utstyret til disse selskapene har bevist seg pålitelig, derfor har det høye kostnader. På det første stadiet av utviklingen av vindenergi kan du imidlertid prøve å lage et slikt design med egne hender. Kompetansen som er oppnådd ved implementeringen av den, vil bidra til å vurdere potensialet for vindmengder i ditt område uten store økonomiske kostnader.
Se også på elektrohomepro.com
: