Izberemo in namestimo vetrni generator za zasebno hišo

Svetovni proizvajalci vetrnih turbin

1. Suzlon Energy je vodilni proizvajalec vetrnih turbin ne le v Aziji, ampak po vsem svetu. Podjetje zaposluje trinajst tisoč strokovnjakov, ki delajo v desetih tovarnah v Indiji, Belgiji, ZDA in na Kitajskem. Prva vetrna turbina je bila izdelana leta 1996, že leta 2000 pa je bila zasnovana prva elektrarna. Rast obsega proizvodnje se je v skladu z zahtevami trga v letu 2006 začela močno povečevati. Trenutno je indijsko podjetje na šestem mestu glede na učinkovitost zadevnih izdelkov.
2. Od leta 2007 je nemški proizvajalec ENERCON GmbH vodilni v državah sveta in v Nemčiji, kjer je več kot petdeset odstotkov trga. Prvi izdelki so zašli s tekočega traku leta 1986. Trenutno se tovarne nahajajo v Indiji, na Švedskem in Portugalskem.
3. Sinovel spada med prvo podjetje na Kitajskem, ki razvija, načrtuje, proizvaja in prodaja vetrne elektrarne na kopnem in na morju. Sinovel proizvaja turbine za vetrne turbine z močjo od 1,5 do 6,0 megavatov. Izdelki so razdeljeni v štiri linije: SL1500, SL3000, SL5000, SL6000.
4. Proizvajalec vetrnih turbin Vestas Wind Systems ima tovarne na Danskem, v Nemčiji, Indiji, Romuniji, Veliki Britaniji, Španiji, na Švedskem, Norveškem, v Avstraliji, ZDA in na Kitajskem. Podjetje proizvaja vetrne turbine s premerom rotorja od sedeminštirideset do sto štiriinšestdeset metrov, z zmogljivostjo od 660 kW do 7 megavatov.

Izdelava mlina na veter z lastnimi rokami

Glavno delo, ki ga je treba opraviti, je izdelava in namestitev vrtljivega rotorja. Najprej morate izbrati vrsto strukture in njene dimenzije. Poznavanje zahtevane moči naprave in proizvodnih zmogljivosti bo pomagalo določiti to.

Večino vozlišč (če ne vseh) bo treba izdelati samostojno, zato bo na izbiro vplivalo, kakšno znanje ima ustvarjalec strukture, katere naprave in naprave najbolje pozna. Običajno se najprej izdela testna vetrnica, s pomočjo katere se preveri zmogljivost in določijo parametri konstrukcije, nato pa začnejo izdelovati delujoč vetrni generator.

Izbira vetrne turbine

Najkakovostnejše vetrnice proizvajajo v Nemčiji, Franciji in na Danskem. Te države izdelujejo vetrne turbine za oskrbo z električno energijo stanovanjskemu zasebnemu sektorju, kmetijam, šolam in majhnim prodajnim mestom.V Rusiji zaradi nizkih stroškov električne energije in neizrečenega monopola pri prodaji električne energije vetrne turbine, sončne celice in druge vrste alternativne energije niso zelo pogoste.

Mobilni vetrni generator je primeren za naftno industrijo ali montažne ekipe, ki gradijo na poljih (prototip)

Toda visoki stroški priklopa oddaljenih objektov na električno omrežje (še vedno obstajajo vasi, ki niso elektrificirane), nesramnost uradnikov, dolgotrajni postopki za naokoli in pridobivanje tehničnih specifikacij od monopolnih podjetij lastnike silijo v uporabo alternativne energije za svoje objekte.

Najprej morate razumeti, da je izkoristek vetrne turbine približno 60%, obstaja odvisnost od hitrosti vetra in bo potrebno redno vzdrževanje. Če se vseeno odločite za vetrno turbino, morate vedeti. Izbira vetrnega generatorja mora temeljiti na posebnih okoliščinah njegove uporabe. Obstajajo novi razvoji in modeli: s povečano učinkovitostjo, navpični, vodoravni, pravokotni, brez rezil.

Za podjetja ali zasebni dom so ti podatki lahko na računih za projekt ali elektriko. Če morate koči zagotoviti električno energijo, je izbran model vetrne turbine 1-3 kW, pretvornik potrebuje nizko moč in lahko brez baterij. Načelo vetrne turbine za dacha je preprosto: veter je - elektrika je, vetra ni - delamo na vrtu ali okoli hiše. Preprost vetrni generator lahko naredite sami, samo zberite potrebne materiale in jih povežite skupaj.

Za zasebno hišo stalnega prebivališča to načelo ne bo delovalo. Kadar pogosto ni vetra, je treba posebno pozornost posvetiti akumulatorju.To zahteva veliko zmogljivost. Da pa se hitreje polni, mora biti tudi sam generator električne energije velike moči. To pomeni, da so posamezna vozlišča namestitve med seboj tesno povezana. Bolj zanesljiva kombinacija je simbioza z dizelskim generatorjem in sončnimi kolektorji. To je 100-odstotno jamstvo za razpoložljivost električne energije v hiši, a tudi dražje.

Komercialne vetrne turbine se zdaj pogosto uporabljajo. Električno energijo, proizvedeno z njihovo pomočjo, prodajajo različnim podjetjem, ki nimajo oskrbe z energijo. Običajno so takšne elektrarne sestavljene iz več vetrnih turbin različnih zmogljivosti. Izmenična napetost 380 voltov, ki jih ustvarijo, se napaja neposredno v električno omrežje podjetja. Poleg tega se vetrne turbine lahko uporabljajo za polnjenje velikega števila baterij, iz katerih se energija, pretvorjena v izmenično napetost, dovaja tudi v električno omrežje.

Vetrne turbine ruske proizvodnje

V večini primerov lastniki podjetij vgrajujejo vetrne turbine, sončne kolektorje in dizelske generatorje za potrebe lastne proizvodnje. Pridobitev dovoljenja za prodajo električne energije v Rusiji je, recimo, druga zgodba. Po energetskem pregledu se moč sprosti, na primer z zamenjavo svetil z LED diodami. Obdobje vračila se izračuna, v odsotnosti proračuna pa lahko posodobitev razdelimo na stopnje.

Koliko stane vetrni generator

Cene vetrnih turbin ruske proizvodnje so nižje od nemških, danskih ali indijskih. Najcenejše kitajske vetrnice, čeprav je njihova kakovost precej nižja.Najpreprostejše vetrne turbine za zasebne domove stanejo do 500 $. Uporabljajo se lahko za lokalno proizvodnjo električne energije, vendar ne morejo rešiti problema polne oskrbe z električno energijo doma. Močnejši vetrni generatorji od 3 kW za popolno oskrbo doma z električno energijo bodo stali več.

Približni strošek kompleta vetrnih generatorjev za dom:

• za manjšo zasebno (podeželsko) hišo, moč 3 kW/72V, ekvivalent. 1700-1800 $;
• za oskrbo koče z električno energijo, moč 5 kW/120V, ekv. 4000 $;
• za oskrbo z električno energijo več hiš ali kmetije, moč 10 kW / 240V, ekv. 8500 $.

Vetrne turbine z navpično osjo vrtenja ruske proizvodnje so v posebnem povpraševanju. Med prednostmi te opreme:

1. majhne potrebne hitrosti vetra za gibanje rotorja;
2. neodvisnost od smeri vetra;
3. nizko zvočno ozadje, brez vibracij;
4. Zasnova, varna za ptice
5. ni potreben prisilni zagon;
6. deluje v vseh vremenskih razmerah, s katero koli močjo vetra.

Komponente in izračuni

Stroški gradnje se zelo razlikujejo, odvisno od zasnove mlina na veter in uporabljenih komponent. Obstajata dve glavni vrsti vetrnih turbin - z vodoravno osjo vrtenja (mora biti nameščena na višini, optimalno 25-35 m) in z navpično osjo, ki jo je mogoče postaviti preprosto na nivo tal.

Poleg samega generatorja so za vetrnice z vodoravno osjo vrtenja potrebni rotor z rezili, menjalnikom in vrtljivim repom ter zaščitno ohišje. Vse to je običajno nameščeno na visokem jamboru.Ker je jambor praviloma precej masivna in visoka konstrukcija, bo treba pod njim položiti temelj in ga pritrditi z dodatnimi raztegljivimi kabli.

Poleg skupne cene konstrukcije se doda še strošek vgradnje z žerjavom. Da bi se izognili konstrukciji visokega in dragega jambora, se pri majhnih vetrnih turbinah vse pogosteje uporabljajo možnosti oblikovanja z navpično osjo vrtenja rotorja, ki lahko delujejo na nižji višini pri hitrosti vetra 1 m/s. . Toda takšni sistemi so relativno novi, zato nedvoumne statistike o njihovem delovanju še niso zbrane. Dajo manj električne energije, vendar so veliko cenejši in niso tako hrupni, lažje jih je narediti z lastnimi rokami.

Na tleh, v zaprtih prostorih, je razsmernik za pretvorbo enosmernega toka iz generatorja v izmenični tok, komplet baterij, ločilnikov in odklopnikov, potrebnih za prerazporeditev prejete električne energije in izklop naprave v nujnih primerih ali za popravilo.

Približno količino energije, ki jo skozi vse leto proizvede mlin na veter z vodoravno osjo vrtenja, lahko izračunamo z naslednjo empirično formulo: E = 1,64 * D * D * V * V * V. Kje: E - električna energija na leto (kWh / leto), D - premer rotorja (v metrih), V - povprečna letna hitrost vetra (gospa). Po tem izračunamo količino in stroške električne energije, ki jo porabi vaša hiša na leto, nato pa pridobljene številke pomnožimo s 25-30 leti - ocenjeno življenjsko dobo mlina na veter. Na podlagi tega izračunamo potrebno velikost rezil in približne skupne stroške konstrukcije, odvisno od stroškov komponent.

Če je jambor mogoče zgraditi samostojno, je priporočljivo kupiti električno opremo in sam mlin na veter serijsko, tovarniško sestavljen. Čeprav so mojstri že večkrat prikazali primere samostojnih vetrnih turbin za dom na podlagi komponent iz drugih naprav (avtoelektrogeneratorji, industrijska oprema, uspejo celo uporabiti pretvorjene elektromotorje iz gospodinjskih aparatov), ​​uporabljajo domače rotorske lopatice in rep.

Sheme, metode in nasvete je enostavno najti na internetu ali v specializiranih tehničnih revijah, vendar bo v tem primeru vsa odgovornost za delovanje in varnost vgrajene vetrne turbine le na vas.

Očitno se s povečanjem premera lopatic rotorja in višine jambora ter s tem z večjo zbrano energijo vetra ustvarjena moč poveča, vendar se končni stroški konstrukcije sorazmerno povečajo.

Po različnih ocenah so stroški gradnje majhne vetrne turbine za dom v razponu od 2-8 tisoč dolarjev na 1 kW električne energije. Če doma nimate centraliziranega napajanja, bo vetrnica najverjetneje stala manj kot sama polaganje daljnovoda ali gorivo za dizelski generator.

Če je bil zasnovan kot varčevalno sredstvo, razmislite in sklepajte o njegovi nujnosti za dom. Mimogrede, električna energija, ki jo proizvedejo velike industrijske vetrne turbine na 1 kW, je že cenejša od električne energije, ki jo proizvajajo klasične termoelektrarne. Stroški električne energije pri malih vetrnih turbinah so nekoliko višji, a zadnja leta vztrajno padajo.

V vsakem primeru, če se danes vetrnica izkaže za nedonosno, ne zavrzite izračunov, ki ste jih naredili sami - čez nekaj časa lahko pojav novih modelov generatorjev z visokimi kazalniki učinkovitosti, spremembe tarif električne energije korenito spremenijo vašo prejšnjo odločitev. .

Bodite pozorni tudi na razmere z odkupno tarifo, ki se uporablja v mnogih državah. Po tej tarifi se lahko električna energija, proizvedena doma z alternativnimi viri, vključno z vetrno energijo, vrne v električno omrežje in za to prejme doplačilo. Pojav odkupne tarife v državi ali sprememba njene stopnje lahko bistveno vpliva na čas vračila vetrnice in prihranke, ki jih prinaša domu.

Najboljši načini uporabe

Veter piha neenakomerno, povečana proizvodnja električne energije z njegovo pomočjo pa bo le redko sovpadala z obdobji največje porabe v hiši. Zato je zaželeno, da imate možnost zagotoviti potrebno obremenitev in uporabiti vso odvečno električno energijo, ki jo proizvaja vetrni generator - za ogrevanje vode v kotlu, električni grelniki v hiši, ki dopolnjujejo ogrevalni sistem, črpalka v vodnjaku ki črpa vodo v rezervoar na strehi ali za še bolj eksotične naloge, kot je polnjenje baterij električnega vozila – vsi se morajo samodejno vklopiti ob močnem vetru in z nizko skupno porabo.

Na splošno je v razmerah ruskega podnebja z dolgimi mrzlimi zimami in relativno nizkimi hitrostmi vetra najbolj energetsko učinkovita in najcenejša shema vetrna turbina z navpično osjo vrtenja, nameščena na tleh ali na majhnem jamboru 5-10 m. visoko, jo dvigne nad streho hiše in kroni sadno drevje. Vetrnica je neposredno priključena na ločen električni grelec in kotel v zaprtih prostorih, brez tokovnih pretvornikov in baterij.

Takšno shemo je povsem mogoče izvesti z lastnimi rokami, ne da bi vključevali monterje. V tem primeru vetrni generator v bistvu proizvaja toploto za ogrevanje hiše, ki pa služi kot brezdimenzionalni akumulator toplote in vam omogoča, da ne skrbite preveč zaradi nepravilnih sprememb vetrne moči, pri čemer v celoti izkoristite vso električno energijo, ki jo proizvaja veter. generator. Poleg tega se tak sistem izkaže za samoregulirajočega - močan veter hitreje ohladi hišo, hkrati pa omogoča, da jo tandem vetrnega generatorja in električnega grelnika ogreje od znotraj.

Vrste vetrnih turbin

Uporabljata se dve glavni vrsti mlinov na veter, ki imata temeljne razlike:

• vodoravno
• navpično

V obeh primerih govorimo o osi vrtenja rotorja. Zasnova različnih modelov vodoravnih naprav se med seboj malo razlikuje in predstavlja nekakšen gospodinjski ventilator ali propeler. Navpične naprave imajo veliko več različnih oblik oblikovanja, ki se navzven bistveno razlikujejo med seboj. Poglejmo jih podrobneje:

Vodoravni mlini na veter

Horizontalne strukture so učinkovitejše, saj zaznavajo tok vetra samo z delovno stranjo lopatic.Najpogosteje se uporabljajo rotorji s tremi lopaticami, vendar se lahko pri majhnih izvedbah število rezil poveča.

Za izdelavo velikih industrijskih modelov z velikim razponom rezil (več kot 100 m) se uporabljajo horizontalne strukture, ki v kombinaciji tvorijo precej produktivne elektrarne. Države zahodne Evrope, kot so Danska, Nemčija, skandinavske države, aktivno uporabljajo mline na veter za oskrbo prebivalstva z energijo.

Naprave imajo eno pomanjkljivost - treba jih je usmeriti proti vetru. Pri majhnih vetrnih generatorjih se problem reši z vgradnjo repa kot letala, ki samodejno postavi konstrukcijo v veter. Veliki modeli imajo posebno napravo za vodenje, ki nadzoruje položaj rotorja glede na pretok.

Vertikalne strukture

Vetrni generatorji vertikalnega tipa imajo nižjo učinkovitost, zaradi česar se uporabljajo za oskrbo z energijo samo posameznim porabnikom - zasebni hiši, koči, skupini naprav itd. Za samoproizvodnjo so takšne naprave najbolj primerne, saj imajo široko izbiro možnosti oblikovanja, ni jim treba plezati na zelo visok jambor (čeprav to zanje ni kontraindicirano).

Vertikalne rotorje je mogoče sestaviti iz katerega koli materiala, ki je pri roki, kot vzorec lahko uporabite katero koli vrsto iz različnih dobro znanih:

• Rotorji Savonius ali Darier
• sodobnejši tretjakovski rotor
• ortogonalne zasnove
• helikoidne naprave itd.

Vseh vrst ni treba podrobno opisovati, saj se njihovo število nenehno povečuje.Skoraj vse novosti temeljijo na navpični osi vrtenja in so namenjene uporabi v zasebnih hišah ali posestvih. Večina razvoja ponuja lastno rešitev glavnega problema vertikalnih naprav - nizke učinkovitosti. Nekatere različice imajo precej visoke stopnje, vendar imajo zapleteno strukturo trupa (na primer Tretjakovljev dizajn).

Načela izbire

Za začetek formuliramo problem, ki ga bomo rešili: zakaj točno potrebujete vetrno energijo, kakšen proces bo zagotovila. Z drugimi besedami, kaj bo potrošnik. Nato sledi postopek izdelave projekta prihodnje vetrne turbine: odločiti se boste morali, kakšne vrste bo, kako natančno se bo energija prenašala do končnega porabnika (električni tok ali mehansko - v obliki navora, translacijskih premikov, nekako drugače).

V članku bomo govorili o vrstah najpomembnejšega elementa vetrne turbine - rotorja, analizirali bomo prednosti in slabosti vsake možnosti. Dotaknili se bomo tudi teme uporabe proizvedene energije. Upamo, da vam bodo te informacije pomagale pri načrtovanju enote.

Upamo, da vam bodo te informacije pomagale pri načrtovanju enote.

Koliko stane vetrni generator za hišo

Spodaj so cene vetrnih generatorjev za dom in vrt. Praviloma je moč takšnih naprav v območju 5-50 kW.

• 3 kW, 48 voltov. Uporabljata se tako pomožno kot glavno napajanje. Energija, ki jo ustvarijo takšni modeli, je dovolj, da zagotovi življenjsko dobo koče. Cena je približno 90 tisoč rubljev;
• 5 kW, 120 voltov.Ta vetrni generator bo brez težav napajal celotno hišo z velikim številom električnih naprav. Cena je 200-250 tisoč rubljev;
• 10 kW, 240 voltov. Takšni vetrni generatorji lahko zagotavljajo električno energijo kmetiji ali več stanovanjskim stavbam. Obstaja veliko primerov, ko se takšne naprave uporabljajo za proizvodnjo energije v majhnih supermarketih, garažah itd. Cena je približno 400 tisoč rubljev;
• 20 kW, 240 voltov. To je povsem dovolj za oskrbo z električno energijo v kakšni vodovodni postaji. Cena je približno 750 tisoč rubljev;
• 30 kW, 240 voltov. Takšen vetrni generator bo zagotavljal električno energijo stanovanjski hiši 5-7 nadstropij. Stroški namestitve so približno milijon rubljev;
• 50 kW, 380 voltov. Takšne naprave se uporabljajo v industriji. Niso primerni za domačo uporabo. Cena je več kot 3 milijone rubljev.

Polja vetrnih turbin

Prednosti in prednosti vetrnih elektrarn

• Brezplačna obnovljiva energija. Energija vetra je obnovljiva in brezplačna. Mline na veter ne oddajajo CO₂ ali druge škodljive snovi. Veter je idealen in neskončen vir energije. Gradnja več vetrnih elektrarn vodi k zmanjšanju pojavljanja elektrarn, ki v ozračje oddajajo škodljive snovi.
• Raznolikost. Uporaba vetrne energije spodbuja različne vire energije in zmanjšuje odvisnost od običajnih elektrarn ali drugih vrst proizvodnje energije.
• Prihodnost. Vetrna energija ima prihodnost! Ustvarjanje novih vetrnih elektrarn vodi v tehnološki razvoj, tehnične inovacije in ustvarjanje novih delovnih mest.
• Zmanjševanje stroškov.Stroški vetrne energije so se v zadnjih letih močno znižali. V zadnjih dvajsetih letih so se stroški znižali za kar 80 %, zaradi česar je ta vrsta energije trenutno najbolj donosna od vseh vrst elektrarn.
• Dodaten dobiček. Lastnik lokacije, na kateri se nahajajo vetrne elektrarne, lahko pričakuje dobiček od zakupa tega zemljišča, saj je dejanska površina, potrebna za elektrarno, majhna. Poleg tega se zemljišče, na katerem se nahaja elektrarna, lahko uporablja v kmetijstvu (za pridelavo različnih poljščin), saj postaje nimajo škodljivih emisij.
• Preudarnost. Življenjska doba takšne elektrarne je v povprečju 20-30 let, po njeni demontaži pa ne ostane nobenih sledi - ne v pokrajini ne v ozračju.
• Učinkovitost. Proces delovanja vetrnih elektrarn je precej preprost, čas montaže je zelo kratek, tudi stroški delovanja in vzdrževanja so precej nizki. Elektrarna proizvede 85-krat več energije, kot jo porabi. Ima tudi relativno majhne izgube med transportom energije.
• Posvojitev. Postavitev vetrne elektrarne je javno sprejeta. Velika večina ljudi razume in podpira prednosti uporabe te oblike energije.

Namestiti ali ne

Ko se odločite, ali boste namestili vetrno elektrarno, morate pridobiti naslednje začetne podatke:

• Povprečna hitrost vetra na mestu namestitve v metrih na sekundo. V prvem približku je slika podana z zemljevidom vetrov v Rusiji. Toda na določenem mestu namestitve lahko obstajajo različni dejavniki, ki vplivajo na hitrost vetra, na primer hribi, rečne struge.Za natančno določitev letne karte vetrov lahko uporabite vetrovko Wild, anemometer ali dnevno opazujete okoliško naravo.

• Razpoložljivost centraliziranega napajanja, stroški kilovatne ure in možnost polaganja daljnovoda.

Algoritem za oceno povračila mlina na veter je naslednji:

• Glede na zemljevid vetra in tehnične značilnosti naprave določite proizvedeno moč za poletno in zimsko obdobje ali mesečno. Na primer, za zgoraj obravnavano napravo z močjo 2 kW bo ustvarjena moč pri hitrosti 5 m / s 400 W;
• Na podlagi pridobljenih podatkov določi letno proizvedeno zmogljivost;
• Na podlagi stroška kilovatne ure določite ceno proizvedene električne energije;
• Razdelite stroške kompleta za vetrne turbine z dobljeno številko in dobite povračilo v letih.

Če želite prilagoditi izračun, upoštevajte:

• Baterije bo treba zamenjati vsaj enkrat na tri leta;
• Življenjska doba sodobnega vetrnega generatorja je 20 let;
• Napravo je treba servisirati. Stroške in pogoje storitve je treba pojasniti s prodajalcem opreme;
• Stroški kilovatne ure vsako leto rastejo, v zadnjih 10 letih so se povečali za več kot 3-krat. Za leto 2017 je načrtovano zvišanje tarif za najmanj 4 %, tako da lahko izhajamo iz te številke zvišanja stroškov električne energije.

Če dobljeni zneski vračila niso zadovoljivi, vendar želite imeti alternativni vir energije ali ni možnosti priključitve na centralizirano napajanje, potem razmislite o možnostih za povečanje učinkovitosti vetrnice in znižanje stroškov njene namestitev in vzdrževanje.

Možne so naslednje možnosti:

• Nameščanje več naprav manjše moči namesto ene velike.To bo znižalo ceno glavne opreme, zmanjšalo stroške namestitve in vzdrževanja ter povečalo produktivnost zaradi dejstva, da so majhne vetrne turbine učinkovitejše pri nizkih hitrostih vetra;
• Vgradnja posebnega sistema za upravljanje omrežne energije v kombinaciji s centralnim napajalnim sistemom. Takšne naprave so danes komercialno na voljo.