Tänapäeval, kui elektritariifid tõusevad ja inimeste soov "tsivilisatsioonist" eemale maamaju ja suvilaid ehitada, pöörduvad paljud erakinnistute omanikud üha enam alternatiivsete energiaallikate poole. Odavaim on hetkel tuuleenergia. Selle kasutamiseks on ette nähtud spetsiaalsed seadmed. Artiklis käsitleme edasi, mis on tuulegeneraator.
Terminoloogia
Tuuleveski elektrigeneraator on seade, mis muudab õhuvoolu kineetilise energia mehaaniliseks. See jõud käivitab rootori pöörlemise. Selle töö tulemusena muudetakse mehaaniline energia seejärel elektrienergiaks.
Tööstuslik kasutamine
Selliseid seadmeid ehitavad suured era- või riiklikud energiaettevõtted. Tavaliselt ühendatakse need nn võrkudeks. Tulemuseks on tuulepargid. Need tööstusvõrgud on erinevadtuuma- või soojusenergiast nii tooraine (kütuse) kui ka jäätmete täieliku puudumise tõttu. Selleks, et tuulepargi generaator töötaks tõrgeteta, peab aastane keskmine õhuvooluhulk olema suur. Kaasaegsete süsteemide võimsus võib ulatuda 7,5 MW-ni.
Mõned tööraskused
Tööstuslik tuulegeneraator paigaldatakse seitsme või kümne päeva jooksul spetsiaalselt ettevalmistatud kohale. Ja ehitise ehitamiseks lubade saamine võib mõnel juhul kesta kauem kui aasta. Lisaks on vaja pikaajalisi uuringuid kohas, kus tuulegeneraatorid paigaldatakse. Vähem alt aasta jooksul uuritakse õhuvoolude suunda ja kiirust. Kõik need tegevused pikendavad oluliselt projektide elluviimise perioodi.
Lühike ajalooline taust
Väärib märkimist, et inimesed hakkasid tuuleenergiat kasutama iidsetel aegadel. Lihtne näide on puri. Tuuleveskeid hakati ehitama juba 200 aastat enne meie ajastut ja pärast elektri avastamist hakati selle hankimiseks kasutama õhuvoolude jõudu. Kuni eelmise sajandi 50. aastateni käis Nõukogude Liidus pidev töö uute seadmete projekteerimise ja projekteerimisega. Tuulegeneraatoreid on riigis laialdaselt kasutatud.
Kasutusala
Tuulegeneraatorit saab kasutada otse ettenähtud otstarbel või see võib täita puht alt dekoratiivseid funktsioone. Propelleri saab varustada põrkmehhanismiga ja pannaseade mis tahes sobivasse kohta. Tööstuslikul otstarbel kasutati varem teravilja jahvatamiseks tuulegeneraatorit. Tänapäeval kasutatakse nendel eesmärkidel reeglina muid seadmeid. Kodus kasutatakse sageli tuulegeneraatoreid. Äärelinna kinnisvara omanike ülevaated annavad tunnistust sellise kujunduse tõhususest vee pumpamise protsessis. Nii et mõne kasutaja sõnul suudab seade kaevust või kaevust tõsta umbes 30–50 liitrit tunnis. Sellised generaatorid on kinkimisel väga asjakohased. Tuulekonstruktsioonid on sageli asendamatud, kui võrgu vooluvarustuses esineb katkestusi. Neid kasutatakse ka küttesüsteemi käivitamiseks. Tuulegeneraatorit kasutatakse aga elektri tootmiseks kõige laialdasem alt.
Klassifikatsioon
Kui tekkis vajadus soetada eramajja tuulegeneraator, siis peaksite selle seadme tüüpide ja tööpõhimõttega lähem alt tutvuma. Disain võib olla karusselli tüüpi. Sel juhul on sellel vertikaalne pöörlemistelg. Samuti võib kujundus olla tiivuline. See tähendab, et seadme pöörlemistelg on horisontaalne. Järgmisena kaaluge iga tüüpi eraldi.
Karussellikujundus
Sellisel tuulegeneraatoril on kahtlemata oma eelised. See saavutab õhuvoolu tugevuse suurendamise protsessis kiiresti veojõu. Seejärel on pöörlemiskiirus peaaegu samal tasemel. See disain jälgib iseseisv alt tuule suunda. See tähendab, et ta ei vaja täiendavatsisseseade. Karussell-tüüpi tuulegeneraator on aeglaselt liikuv. See võimaldab kasutada üsna lihtsaid skeeme. Samal ajal piirab madal kiirus oluliselt konstruktsioonide kasutamist. See on tingitud asjaolust, et täiendav alt on vaja kasutada astmelisi käigukaste. Kordajad on üsna madala efektiivsusega. Ilma käigukastita on tuulegeneraatori töö oluliselt raskem.
Tiivakujundus
Mis on selline generaator (tuul)? Paljude kasutajate ülevaated räägivad selle disaini kasuks. Tiib-tüüpi seadmel on ülalkirjeldatutega võrreldes palju eeliseid. Sellise tuulegeneraatori vaieldamatutele eelistele omistavad kasutajad üsna suure pöörlemiskiiruse. Tänu sellele pole kordaja täiendavat kasutamist vaja. Labakonstruktsiooni labad peavad asuma õhuvooluga risti, see tähendab vertikaalselt. Selleks kasutatakse stabilisaatorit. Teine eelis, mida kasutajad ütlevad, et tuulegeneraatoril on õhuvoolu kõrge energia muundamise efektiivsus. Samal ajal on selliste konstruktsioonide pöörlemiskiirus pöördvõrdeline labade arvuga. Sellega seoses pole üksustel reeglina rohkem kui kolm tiiba. Selliste paigaldiste laialdane populaarsus on tingitud ka konstruktsioonide valmistamise lihtsusest.
Seadme valiku kriteeriumid
Kõigepe alt on vaja täpselt määrata keskmine kiirus jaõhuvoolu eelistatud suund kohas, kus seade töötab. Peaksite teadma mõningaid parameetreid. Niisiis, esialgne kiirus, millega labade pöörlemine algab, on 2 m/s. Seade saavutab maksimaalse efektiivsuse vooluhulgaga 9-12 m / s. Generaatori võimsus oleneb propelleri läbimõõdust ja tuule kiirusest.
Disainifunktsioonid
Millest koosneb kodune tuulegeneraator? Disain ise sisaldab labadega ratast. Sellel on ka käigukast. See mehhanism on loodud pöördemomendi teisendamiseks ja edastamiseks. Ka kujunduses on mast. Seade ise on sellele paigaldatud. Lisaks on seade varustatud aku ja inverteriga. Viimase abil muudetakse alalisvool efektiivseks vahelduvvooluks.
Seade ja võrk
Enamik tänapäeval olemasolevatest seadmetest töötab tsentraliseeritud või kohaliku elektriallikaga. Näiteks võib see olla diiselgeneraator. Täiendava allika kasutamise vajadust seletatakse õhuvoolude ebastabiilsusega. Sel juhul täidab võrk stabiliseerivat ülesannet. Selliste struktuuride kasutamiseks on teatud tingimused. Üks peamisi on see, et võrgu võimsus peab tingimata olema suurem kui tuulegeneraatoril, vähem alt 1,8 korda.
Tööpõhimõte
Tuulegeneraatori labad juhivad võimsad õhuvoolud. Nad hakkavad pöörlema. Vastuvõetud energia kantakse läbi rootori kordajasse. kuidasEespool oli öeldud, et üksused võivad toimida nii üksikult kui ka rühmadena. Mõnes konstruktsioonis on seadme jõudluse parandamiseks paigaldatud kordajad. Tuleb öelda, et mitte igaüks ei saa sellist seadet osta. Sellega seoses ehitavad mõned inimesed oma kodus tuulegeneraatoreid oma kätega. Kuidas seda teha, kaalume edasi.
Ühiku tüüp
Mis on kodu tuulegeneraatorid? Seadmeid on kahte tüüpi. Esimene on horisontaalne ja teine vertikaalne tuulegeneraator. Viimast disaini on kasutajate endi sõnul lihtsam kokku panna ja paigaldada – seadme tasakaalustamine on üsna lihtne. Lisaks on sellel süsteemil kõrgem efektiivse tuule mõju koefitsient. Mida võimsam on kokkupanekuks valitud seade, seda suurem on ratta kaal ja läbimõõt. See omakorda muudab tasakaalustamise ja paigaldamise keerulisemaks.
Komponendid
Enne tuulegeneraatori valmistamist tuleks ette valmistada kõik vajalikud elemendid ja detailid:
- 12 V aku. Võite kasutada autoseadet, kuid parem on osta alternatiivne. Selline aku on turvalisem ja vastupidavam.
- Generaator 12 V.
- Rootor 1,5–2 m.
- Metallist tünn või ämber (suur). Soovitav on kasutada alumiiniumist või roostevabast terasest anumat.
- Aku laadimise relee.
- Lambi laadimise relee (näiteks autotööstuses).
- Pooltihendiga lüliti.
- Haardekarp.
- Voltmeeter. Saate autot kasutada.
- Mast, mille kõrgus on 2–10 meetrit. Saate seda ka ise valmistada. Selleks on vaja aluse jaoks PVC-torusid ja metallosi.
- 4 M6 polti.
- Juhtmed.
- Roostevaba traat või klambrid. Need elemendid kinnitatakse masti külge.
Teil on vaja ka järgmisi tööriistu:
- Lõikurid.
- Puurida ja puurida.
- Kruvikeeraja.
- Võtmed.
Masti paigaldamine
Enne selle paigaldamist on vaja vundament täita vastav alt aluse mahule ja toru ristlõikele. Sel juhul tuleks arvesse võtta kliima- ja mullaomadusi. Tuulikuga masti paigaldamine toimub pärast mördi tahkumist (vähem alt nädal pärast valamist). Võite lihts alt masti maasse kaevata ja tüübi juhtmed parandada. See valik on aga vähem usaldusväärne.
Rootor
Läbimõõt valitakse keskmise tuule kiiruse järgi. Valmistatakse rootor ja tehakse ümber rihmaratas (spetsiaalne hõõrderatas, mille ümbermõõt on velg või soon, mis on ette nähtud liikumise edastamiseks veorihmale või köiele). Tegelikult on tuule kiirusega kuni 6-7 m/s 3 m elemendi võimsus suurem.
Tiivad
Tünn on jagatud 4 võrdseks osaks. Selleks kasutatakse mõõdulint ja marker. Terad lõigatakse kääridega metalli jaoks. Seejärel kinnitatakse tiivad rihmaratta ja põhja külge. Kinnitusvahenditenakasutatakse polte. Nende jaoks tuleks kohad väga täpselt mõõta, vastasel juhul peate edaspidi sageli pöörlemist reguleerima. Terad voldivad õrn alt, mõistlikkuse piires, et vältida tarbetuid tuuleiile õhuvoolus.
Assamblee
Juhtmed on ühendatud generaatoriga ja vooluahel on kokku pandud lülituskarbis. Seade on kinnitatud masti külge. Juhtmed on kinnitatud posti ja generaatori külge. Järgmisena ühendatakse vooluringiga seade ja seejärel aku. Juhtmete abil, mille ristlõige on kuni 2,5 kW, ühendatakse koormus. Sõltuv alt terade paindeastmest määratakse pöörlemiskiirus. Sellisest seadmest peaks piisama maamaja või suvila energiavarustamiseks.
Suurem tootlikkus
Kui mast tõsta 20-25 meetrini, suureneb õhuvoolu kiirus 30%. Samal ajal suurendatakse ka energia tootmist kuni 1,5 korda. Seda võimalust kasutatakse vähendatud tuulekiirusel (kuni 4 m/s). Kõrge mastiga kaob puude ja hoonete mõju. Siit saate teada, kuidas oma tuuleturbiini teha.
Tööstuse arendus
Täna saate osta koduse tuulegeneraatori mõistliku hinnaga. See räägib selle tööstuse pidevast ja aktiivsest arengust. Ostes või ise installatsiooni kokku pannes saad tagada enda kodu energiasõltumatuse päris pikaks ajaks. Väikese hoone jaoks piisab reeglina seadmest, mille nimivõimsus on 1 kW. Samal ajal tuule kiirus seadme tööpiirkonnaspeaks olema 8 m/s. Kui piirkonnas puudub stabiilne õhuvool või see on nõrk, võib seadme varustada diiselgeneraatori või fotogalvaaniliste elementidega. Tänapäeval täheldatakse Venemaal ainult tuulegeneraatorite paigaldamise tendentsi. Siseturul on esindatud vaid üksikud kodumaisteks vajadusteks mõeldud väikese võimsusega seadmete tootjad. 1 kW tuuleturbiinide maksumus komplektis algab 35-40 tuhandest rublast. Need on kahe aasta tagused hinnad. Seadme installimiseks ei ole vaja sertifikaati väljastada.
Kasutamise miinused ja eelised
Vaatamata energiatariifide pidevale kasvule, ei ole elektrikulu ise enamikus muude kuludega tööstusharudes mingilgi määral oluline väärtus. Tänapäeva tarbija jaoks on stabiilsus ja varustuskindlus võtmetegurid. Peamised põhjused, mis põhjustavad tuulegeneraatoritest saadava tööstusliku energia hinna tõusu, on järgmised:
- Vajadus autonoomse töö järele mõnda aega. Sellistel juhtudel kasutatakse patareisid.
- Vajadus tööstusliku kvaliteediga elektrienergia järele. Selleks kasutatakse inverterit.
- Vajadus pideva tööaja järele. Sellistel juhtudel kasutatakse lisaks diiselgeneraatoreid.
Mis puudutab seadmete kasutamist igapäevaelus, siis toimimise puudused peaksid hõlmama järgmist:
- Akude kõrge hind. Ta onumbes 25% seadme enda hinnast.
- Inverteri suhteliselt kõrge hind.
- Usaldusväärse elektrivarustuse tagamiseks kasutatakse mõnel juhul diiselgeneraatorit. Selle maksumus on võrreldav seadme enda hinnaga.
Siiski tuleb märkida, et need tegurid kaotavad oma tähtsuse kaasaegse topeltkonversiooniga UPS-i ja ühise võrgu puhul. Tänapäeval on tööstuslikul otstarbel majanduslikust aspektist kõige otstarbekam tuulegeneraatori abil vastu võtta mitte elektrit, vaid alalis- või vahelduvvoolu. Seejärel muudetakse see soojaks veeks ja kodu kütmiseks. Selleks kasutatakse kütteelemente. Sellel skeemil on oma eelised. Eelkõige võib sel juhul tavaline veega boiler toimida energiaakumulaatorina, soojuse tarbimisel ei kehti nii ranged nõuded tarne järjepidevusele ja kvaliteedile.
