Alt om vindturbiner

For å forbedre levekårene bruker menneskeheten vann og ulike mineraler. Nylig har alternative energikilder blitt populære, spesielt vindkraft. Takket være sistnevnte har folk lært å motta energiforsyning til både husholdnings- og industribehov.

På grunn av at behovet for energiressurser øker daglig, og lagrene av vanlige energibærere synker, blir bruken av alternative energikilder mer og mer aktuelt for hver dag som går. Nylig har forskere og designingeniører laget nye modeller av vindturbiner. Bruken av de nyeste teknologiene forbedrer kvalitetsegenskapene til enhetene og reduserer antallet negative aspekter i strukturene.

En vindgenerator er en type teknisk enhet som konverterer kinetisk vindenergi til elektrisk energi.

Vindgeneratorer brukes på forskjellige steder, vanligvis åpne områder, hvor vindpotensialet er størst. Stasjoner med alternative energikilder er installert i fjellet, på grunt vann, øyer og åker. Moderne installasjoner kan generere strøm selv med lav vindstyrke. På grunn av denne muligheten brukes vindgeneratorer til å levere elektrisk energi til objekter med forskjellig kapasitet.

• Stasjonær en vindpark kan gi strøm til et privat hus eller et lite industrianlegg. Under fravær av vind vil energireserven bli akkumulert, og deretter brukt fra batteriet.

• Middels kraftig vindturbiner kan brukes på gårder eller i hus som ligger fjernt fra varmeanlegg. I dette tilfellet kan denne strømkilden brukes til romoppvarming.

Vindgeneratoren drives av vindkraft. Utformingen av denne enheten bør inneholde følgende elementer:

• turbinblader eller propell;
• turbin;
• elektrisk generator;
• aksen til den elektriske generatoren;
• en inverter, hvis funksjon er konvertering av vekselstrøm til likestrøm;
• en mekanisme som roterer bladene;
• en mekanisme som roterer turbinen;
• batteri;
• mast;
• roterende bevegelseskontroller;
• demper;
• vind sensor;
• vindmåler skaft;
• gondol og andre elementer.

Industrielle enheter har et strømskap, lynbeskyttelse, en svingmekanisme, et pålitelig fundament, en enhet for brannslukking og telekommunikasjon.

En vindgenerator anses å være en enhet som konverterer vindenergi til elektrisitet. Forgjengerne til moderne enheter er møller som produserer mel fra korn. Imidlertid har koblingsskjemaet og prinsippet for drift av generatoren praktisk talt ikke endret seg.

1. Takket være vindens kraft begynner bladene å rotere, hvis dreiemoment overføres til generatorakselen.
2. Rotasjonen av rotoren skaper en trefaset vekselstrøm.
3. Gjennom kontrolleren sendes en vekselstrøm til batteriet. Batteriet er nødvendig for å skape en stabil drift av vindgeneratoren. Hvis det er vind, lader enheten batteriet.
4. For å beskytte mot en orkan i vindkraftproduksjonssystemet er det elementer for å avlede vindhjulet fra vinden. Dette skjer ved å folde halen eller bremse hjulet ved hjelp av en elektrisk brems.
5. For å lade batteriet må du installere en kontroller. Funksjonene til sistnevnte inkluderer sporing av ladingen av batteriet for å forhindre sammenbrudd. Om nødvendig kan denne enheten dumpe overflødig energi på ballasten.
6. Batterier har konstant lav spenning, men den skal nå forbrukeren med en effekt på 220 volt. Av denne grunn er omformere installert i vindgeneratorer. Sistnevnte er i stand til å konvertere vekselstrøm til likestrøm, og øke strømindikatoren til 220 volt. Hvis omformeren ikke er installert, vil det være nødvendig å bruke bare de enhetene som er klassifisert for lav spenning.
7. Den transformerte strømmen sendes til forbrukeren for å drive oppvarmingsbatterier, rombelysning og husholdningsapparater.

Klassifiseringen av vindparker er basert på følgende kriterier.

1. Antall blader. For øyeblikket på salg kan du finne en vindmølle med ett blad, lavt blad og flere blader. Jo færre blader en generator har, jo høyere vil motorhastigheten være.
2. Indikator for merkeeffekt. Husholdningsstasjoner genererer opptil 15 kW, semi-industrielle - opptil 100, og industrielle - mer enn 100 kW.
3. Akseretning. Vindturbiner kan være både vertikale og horisontale, hver type har sine fordeler og ulemper.

De som ønsker å skaffe seg en alternativ energikilde kan kjøpe en vindgenerator med rotor, kinetisk, vortex, seil, mobil.

Det er også en klassifisering av vindkraftgeneratorer i henhold til deres plassering. I dag finnes det 3 typer enheter.

1. Terrestrisk. Slike vindmøller regnes som de vanligste; de ​​er montert på åser, høyder, steder forberedt på forhånd. Installasjonen av slike installasjoner utføres ved bruk av dyrt utstyr, siden konstruksjonselementene må festes i høy høyde.
2. Det bygges kyststasjoner i kystdelen av hav og hav. Driften av generatoren påvirkes av havbrisen, på grunn av hvilken den roterende enheten produserer energi døgnet rundt.
3. Offshore. Vindturbiner av denne typen er installert til sjøs, vanligvis i en avstand på rundt 10 meter fra land. Slike enheter genererer energi fra vanlig havvind. Deretter går energien til land gjennom en spesiell kabel.

Vertikale vindturbiner er preget av en vertikal rotasjonsakse i forhold til bakken. Denne enheten er på sin side delt inn i 3 typer.

• Med Savounis-rotor. Strukturen inkluderer flere halvsylindriske elementer. Rotasjonen av enhetsaksen skjer konstant og er ikke avhengig av vindens styrke og retning. Fordelene med denne generatoren inkluderer et høyt nivå av produksjonsevne, startmoment av høy kvalitet, samt evnen til å fungere selv med en liten vindstyrke. Ulemper med enheten: laveffektiv drift av bladene, behovet for en stor mengde materialer i produksjonsprosessen.

• Med Darrieus rotor. Flere blader er plassert på rotasjonsaksen til enheten, som sammen har form av en stripe.Fordelene med generatoren anses å være fraværet av behovet for å fokusere på luftstrømmen, fraværet av vanskeligheter i produksjonsprosessen og enkelt og praktisk vedlikehold. Ulempene med enheten er lav effektivitet, kort overhalingssyklus og dårlig selvstart.

• Med spiralformet rotor. Vindgeneratoren av denne typen er en modifikasjon av den forrige versjonen. Fordelene ligger i en lang driftsperiode og lav belastning på mekanismer og støtteenheter. Ulempene med enheten er de høye kostnadene for strukturen, den vanskelige og komplekse prosessen med å produsere bladene.

Aksen til den horisontale rotoren i denne enheten er parallell med jordens overflate. De er enkeltbladede, dobbeltbladede, trebladede og også flerbladede, der antallet kniver når 50 stykker. Fordelene med denne typen vindgeneratorer er høy effektivitet. Ulempene med enheten er som følger:

• behovet for orientering i henhold til luftstrømmenes retning;
• behovet for installasjon av høye strukturer - jo høyere installasjonen er, jo kraftigere vil den være;
• behovet for et fundament for den påfølgende installasjonen av masten (dette bidrar til en økning i kostnadene for prosessen);
• høyt støynivå;
• fare for fugler som flyr forbi.

Bladkraftgeneratorer har form av en propell. I dette tilfellet mottar bladene energien fra luftstrømmen og behandler den til roterende bevegelse.

Horisontale vindturbiner har løpehjul med blader, som det kan være et visst antall av. Vanligvis er det 3 av dem. Avhengig av antall blader kan kraften til enheten enten øke eller reduseres. En klar fordel med denne typen vindturbiner er den jevne fordelingen av belastninger på trykklageret. Ulempen med enheten er at installasjonen av en slik struktur krever mye ekstra materialer og arbeidskostnader.

Vindturbingeneratorer anses for tiden som de mest effektive. Grunnen til dette er den optimale kombinasjonen av bladområder med deres konfigurasjon. Fordelene med en bladløs design inkluderer et høyt effektivitetsnivå, lav støy, som er forårsaket av enhetens små dimensjoner. I tillegg kollapser ikke disse enhetene i sterk vind og utgjør ingen fare for andre og fugler.

En vindmølle av turbintypen brukes i byer og tettsteder; den kan brukes til å gi belysning til et privat hus og en sommerhytte. Det er praktisk talt ingen ulemper med en slik generator.

De viktigste fordelaktige egenskapene til vindturbiner er følgende:

• miljøsikkerhet - driften av installasjonene skader ikke miljøet og levende organismer;
• mangel på kompleksitet i designet;
• brukervennlighet og administrasjon;
• uavhengighet fra elektriske nettverk.

Blant ulempene med disse enhetene skiller eksperter følgende:

• høy kostnad;
• muligheten til å betale av først etter 5 år;
• lav effektivitet, lav effekt;
• behovet for dyrt utstyr.

Enheter for å generere kraft fra vind kan være av forskjellige størrelser. Kraften deres avhenger av størrelsen på vindhjulet, høyden på masten og vindhastigheten. Den største enheten har en søyle på 135 m, mens rotordiameteren er 127 m. Dermed når dens totale høyde 198 meter. Store vindturbiner med høye høyder og lange blad er egnet for å gi energi til små industribedrifter, gårder. Mer kompakte modeller kan installeres hjemme eller i landet.

For tiden produserer de en marsjerende vindmølle med blader i diameter fra 0,75 og 60 meter. Ifølge eksperter bør dimensjonene til generatoren ikke være grandiose, siden en liten bærbar installasjon er egnet for å generere en liten mengde energi. Den minste modellen av enheten er 0,4 meter høy og veier mindre enn 2 kilo.

I dag er produksjonen av vindturbiner etablert i mange land i verden. På markedet kan du finne russiskproduserte modeller og enheter fra Kina. Av de innenlandske produsentene er de mest populære følgende firmaer:

• "Vind-Lys";
• Rkraft;
• SKB Iskra;
• Sapsan-Energia;
• "Vindkraft".

Utenlandske produsenter av kraftgeneratorer er også veldig populære:

• Goldwind - Kina;
• Vestas - Danmark;
• Gamesa - Spania;
• Suzion - India;
• GE Energy - USA;
• Siemens, Enercon - Tyskland.

Imidlertid er det verdt å huske at bruken av slike vindgeneratorer innebærer bruk av dyre reparasjoner, samt reservedeler, som er nesten umulig å finne i innenlandske butikker. Kostnaden for kraftproduksjonsenheter avhenger vanligvis av designfunksjonene, kapasiteten og produsenten.

For å velge riktig vindgenerator for en sommerhytte eller hjem, må du ta hensyn til følgende.

1. Beregning av kraften til installerte elektriske apparater som skal kobles til i rommet.
2. Kraften til den fremtidige enheten, tatt i betraktning sikkerhetsfaktoren. Sistnevnte vil ikke tillate overbelastning av generatoren i en toppsituasjon.
3. Klimaet på territoriet. Nedbør har en negativ innvirkning på ytelsen til enheten.
4. Utstyrseffektivitet, som regnes som en av de viktigste indikatorene.
5. Støyindikatorer som karakteriserer vindturbinen under drift.

I tillegg til alt det ovennevnte, bør forbrukeren vurdere alle parametrene til installasjonen, samt lese anmeldelsene om den.

For å øke effektiviteten av driften av vindgeneratoren, vil det være nødvendig å endre dens driftsevner og egenskaper i positiv retning. For det første er det verdt å øke effektiviteten til løpehjulets følsomhet for relativt svak og ustabil vind.

Dette er en slags ensidig membran for luftstrøm, som fritt passerer vinden i én retning. Membranen er en ugjennomtrengelig barriere for bevegelse av luftmasser i motsatt retning.

En annen metode for å øke effektiviteten til en vindturbin er bruken av diffusorer eller beskyttelseshetter, som avskjærer strømmen fra den motsatte overflaten. Hvert av alternativene har både fordeler og ulemper. Imidlertid er de uansett mer effektive enn den tradisjonelle modellen.

En vindgenerator er dyr. Hvis du vil installere den på ditt territorium, er det verdt å vurdere følgende punkter:

• tilgjengelighet av egnet terreng;
• utbredelse av hyppige og sterke vinder;
• mangel på andre alternative energikilder.

Ellers vil ikke vindparken gi forventet resultat. Siden etterspørselen etter alternativ energi øker hvert år, og kjøpet av en vindmølle er et håndgripelig slag for familiebudsjettet, kan du prøve å lage en enhet med egne hender med påfølgende installasjon. Produksjonen av en vindturbin kan være basert på neodymmagneter, en girkasse, blader og deres fravær.

Vindturbinen har mange fordeler. Derfor, med et stort ønske og tilstedeværelsen av elementære designerevner, kan nesten enhver håndverker bygge en stasjon for å generere strøm på nettstedet hans. Den enkleste versjonen av enheten anses å være en vindturbin med en vertikal akse. Sistnevnte krever ikke støtte og høy mast, og installasjonsprosedyren er preget av enkelhet og hastighet.

For å lage en vindgenerator, må du forberede alle nødvendige elementer og fikse modulen på det valgte stedet. Som en del av en hjemmelaget vertikal energigenerator anses tilstedeværelsen av slike elementer som obligatorisk:

• rotor;
• blader;
• aksial mast;
• stator;
• batteri;
• inverter;
• kontrolleren.

Bladene kan være laget av lett, elastisk plast, da andre materialer kan bli skadet og deformert under påvirkning av høy belastning. Først av alt må 4 like deler kuttes fra PVC-rør. Etter det må du kutte ut et par halvsirkelformede fragmenter fra tinnet og fikse dem langs kantene på rørene. I dette tilfellet bør bladets radius være 69 cm. I dette tilfellet vil bladets høyde nå 70 cm.

For å sette sammen rotorsystemet må du ta 6 neodymmagneter, 2 ferrittskiver med en diameter på 23 cm, lim for liming. Magneter skal plasseres på den første platen, under hensyntagen til en vinkel på 60 grader og en diameter på 16,5 cm.I henhold til samme skjema er den andre platen satt sammen, og magnetene helles med lim. For statoren må du forberede 9 spoler, på hver av dem vikler du 60 omdreininger med kobberledninger med en diameter på 1 mm. Lodding må utføres i følgende rekkefølge:

• begynnelsen av den første spolen med slutten av den fjerde;
• begynnelsen av den fjerde spolen med slutten av den syvende.

Den andre fasen er satt sammen på lignende måte. Deretter lages en form av en kryssfinerplate, hvis bunn er dekket med glassfiber. Faser fra loddede spoler er montert på toppen. Strukturen fylles med lim og lar stå i flere dager for å lime alle delene. Etter det kan du begynne å koble de enkelte elementene til vindgeneratoren til en enkelt helhet.

For å sette sammen strukturen i den øvre rotoren bør det lages 4 hull for tappene. Den nedre rotoren er installert med magneter oppover på braketten. Etter det må du plassere statoren med hullene som kreves for montering av braketten. Pinnene skal hvile på aluminiumsplaten, og dekke deretter med den andre rotoren med magnetene ned.

Ved hjelp av en skiftenøkkel er det nødvendig å rotere pinnene slik at rotoren faller jevnt og uten rykk. Når rett plass er okkupert, er det verdt å skru av tappene og fjerne aluminiumsplatene. På slutten av arbeidet må strukturen festes med muttere og ikke strammes tett.

Et sterkt metallrør med en lengde på 4 til 5 meter egner seg som mast. En forhåndsmontert generator er skrudd til den. Etter det er rammen med bladene festet til generatoren, og maststrukturen er installert på plattformen, som er forberedt på forhånd. Posisjonen til systemet er festet med en bøyle.

Følgende video gir en oversikt over en hjemmelaget vindmølle.