Větrný generátor pro soukromý dům: zařízení, typy, přehled nejlepších nabídek

Větrné mlýny již dávno nejsou exotickou novinkou, dnes jsou považovány za jednu z možných úspor.Proudění vzduchu nad zemským povrchem nese obrovské množství energie, která se v současnosti úspěšně využívá v průmyslových větrných turbínách a malých větrných turbínách pro soukromé použití.

Řekneme vám, jak vybrat správnou a technicky kompetentní instalaci větrného generátoru pro soukromý dům. Náš navrhovaný článek popisuje pravidla pro montáž a provoz minielektráren. Zainteresovaným kupujícím jsou poskytnuta doporučení k jejich výběru a je uvedeno hodnocení oblíbených modelů.

Konstrukce a princip činnosti větrných turbín

Větrné generátory jsou speciální zařízení, která přeměňují kinetickou energii větru na elektrickou energii. Jedná se o nezávislé zdroje elektřiny, které jsou vynikající pro instalaci v soukromých obytných budovách, malých a středních farmách a výrobních základnách.

Konstrukce standardní minielektrárny pro domácí použití zahrnuje následující funkční prvky:

1. Čepele aerodynamicky tvarované pro zachycení větru.
2. Generátor k výrobě střídavého proudu.
3. Ovladač pro automatické řízení větrné farmy. Umožňuje regulovat nabíjení baterie a distribuovat toky energie mezi zařízeními.
4. Úložné zařízení. Speciální baterie pro ukládání vyrobené elektřiny.
5. Střídač uvést parametry vyrobené energie na standardy sítě.
6. Stožár, zvednutím nožů do určité výšky nad úrovní země.

Existují různé typy stožárů: volně stojící bez kotevních drátů, pevně upevněné a otočné na kotlích. Ten může být snížen a zvednut pro údržbu, stejně jako pro opravy a restaurátorské práce.

Pod vlivem větru se lopatky namontované na hřídeli generátoru začnou otáčet a pomáhají tak nastartovat rotor. V důsledku toho se kinetická energie proudění vzduchu přeměňuje na mechanickou a poté na elektrickou energii. Takto vypadá velmi zjednodušené schéma fungování větrného mlýna:

Ve skutečnosti energie z větrné elektrárny neproudí přímo ke spotřebiteli. Systém musí být připojen ke speciálním zařízením pro přeměnu elektrického proudu.

Regulátor je umístěn v okruhu za generátorem. Převádí střídavý proud na stejnosměrný proud. V této podobě se elektřina akumuluje a ukládá do baterií az nich se pak přes střídač, který přeměňuje stejnosměrný proud na střídavý proud, dodává energie do soukromé elektrické sítě.

Toto schéma umožňuje vyhladit nestabilitu napětí a akumulovat energii během období úplné absence spotřeby. A to zase umožňuje používat větrné generátory s menším výkonem, než je celkový výkon domácích elektrických spotřebičů.

Při přeměně elektrického proudu podle schématu AC-DC-AC dochází k určitým energetickým ztrátám, které činí přibližně 20 %

Spolu s autonomní větrnou stanicí je možné instalovat jak solární moduly, tak generátory paliva.

Pokud se k výrobě elektřiny používá více zařízení najednou, je obvod doplněn o další prvek - automatický jistič (ABP). Je potřeba, aby při vypnutí jednoho zdroje alternativní energie naběhl další, záložní.

Moderní větrné elektrárny využívají různé konstrukce rotorů – rotačních částí. Mají své výhody a nevýhody, různou účinnost a funkčnost. V současné době existuje mnoho vývojů autonomních systémů schopných interagovat s větry různé rychlosti a síly.

Typy větrných elektráren

Na základě typu spotřebitele se rozlišuje mezi autonomními větrnými generátory a instalacemi napájenými ze sítě. První dodávají energii spotřebitelům vzdáleným od centrálních elektrických sítí.

Ty druhé mohou čítat několik desítek/stovek větrných turbín, které tvoří jeden systém a dodávají energii do společné sítě. Výkon autonomních jednotek zřídka přesahuje 75 kW, zatímco výkon síťových instalací začíná na 100 kW.

V závislosti na typu konstrukce se větrné generátory rozlišují:

• S vertikální osa otáčení;
• S horizontální osa otáčení.

Tato zařízení se používají pro různé provozní podmínky, ale nejběžnější jsou modely s horizontální osou. Fungují jako běžné korouhvičky a mají podobnou strukturu. Osa rotoru se otáčí rovnoběžně se zemským povrchem.

Takové jednotky se vyznačují vysokou účinností (asi 40 %), jednoduchým nastavením výkonu a přijatelnější cenou, ale také se vyznačují vysokou úrovní hluku a generovaných vibrací.Navíc musí být orientovány po směru větru.

Pro instalaci větrného mlýna s horizontálním rotorem potřebujete přibližně 120 m volného prostoru a stožár o výšce minimálně 8 m

Větrné generátory se svislou osou otáčení mají kompaktnější konstrukci a jsou méně náchylné na faktory prostředí.

U zařízení tohoto typu je turbína umístěna kolmo k rovině Země. Takové konstrukce se spouštějí i ze slabého větru a nejsou závislé na směru proudění vzduchu.

Nízká hlučnost (až 30 dB) umožňuje instalaci vertikálních větrných turbín na střechy budov

Existuje však také významná nevýhoda - účinnost takových generátorů je pouze 15%. Navíc jsou dražší než modely s horizontální osou.

Modely větrných generátorů se od sebe liší nejen umístěním osy otáčení, ale také:

• počet čepelí – existují větrné mlýny se dvěma a třemi lopatkami a existují i ​​vícelopatkové úpravy;
• materiály pro výrobu funkčních dílů – s plachtou a pevnými listy;
• stoupání vrtule – nastavitelné nebo pevné.

Stacionární větrné mlýny s více lopatkami se začnou otáčet i při slabém větru, ale zařízení se dvěma a třemi lopatkami vyžadují k provozu silnější vítr. Každá další lopatka v konstrukci zároveň vytváří větší odpor kolu, což ztěžuje dosažení standardní provozní rychlosti generátoru.

V závislosti na materiálu výroby lopatky pro větrné turbíny, mohou ve vaší práci nastat určité potíže. Plachetní prvky se snadněji vyrábějí, a proto stojí méně.

Pokud je však nutné zajistit spolehlivý provoz větrné turbíny pro autonomní napájení, stojí za to dát přednost konstrukcím s pevnými lopatkami vyrobenými z kovu nebo vyztuženého skelného vlákna.

Co se týče stoupání vrtule, ani zde to není tak jednoduché. Variabilní stoupání umožňuje výrazně rozšířit rozsah efektivních rychlostí pro provoz větrné farmy a to je velké plus. Zároveň však takový mechanismus snižuje celkovou spolehlivost stacionární instalace a výrazně ztěžuje větrné kolo, což komplikuje provoz jednotky.

Možnost instalace větrného generátoru

Malé větrné elektrárny jsou dnes široce využívány jako alternativní zdroje elektrické energie, které umožňují dosáhnout skutečných úspor.

Taková zařízení jsou obvykle instalována v letních chatách, v oblastech vzdálených od hlavních energetických sítí. Není to ale jediný důvod, proč lidé stále více preferují struktury tohoto typu.

Vlastníci pozemků úspěšně využívají větrné generátory k dosažení úplné autonomie a významných úspor energie

Ne každá oblast je však vhodná pro instalaci větrné turbíny. Aby minielektrárna po dobu životnosti deklarovanou výrobcem plně fungovala, musí klimatické podmínky oblasti splňovat požadavky speciálního vybavení.

Průměrná rychlost větru by neměla být nižší než 4,5-5 m/s. Pouze v tomto případě bude instalace konstrukce s větrnou turbínou ekonomicky opodstatněná.

Chcete-li zjistit přibližné údaje o průměrné roční rychlosti větru podle regionů, musíte si prohlédnout speciální mapu větru.Přesnější informace lze získat pomocí anemometru a zařízení na odečítání signálu.

Měřící systém musí být instalován ve vysoké nadmořské výšce, aby nedaleké budovy a stromy nezkreslovaly výsledky.

Pokud se rozhodnete pro instalaci mini větrné farmy pro váš domov, měli byste také myslet na dostupný prostor. Zároveň je třeba vzít v úvahu, že vítr musí „kráčet“ naprosto volně podél lopatek a bez překážek v cestě k nim dosáhnout z různých stran.

Proto jsou za ideální místo pro instalaci větrné turbíny považovány vrcholky kopců, kde dochází ke zhutňování vzduchových hmot s odpovídajícím zvýšením tlaku a rychlosti větru. Za vhodné jsou považovány i mořské oblasti a stepní zóna.

Chcete-li získat plný užitek z větrné turbíny, musí být instalována na místě, kde nejsou žádné stromy nebo vysoké budovy

Jakékoli překážky v okruhu 250 m budou mít vliv provoz větrného generátoru. Pro dosažení maximálních ukazatelů účinnosti je nutné instalovat osu turbíny nad úrovní překážek alespoň 4-5 m.

Pravidla pro výběr zařízení

K výběru větrného generátoru pro váš domov by se mělo přistupovat zodpovědně.

Předem musíte shromáždit základní informace:

1. Vypočítejte nominální a maximální množství elektřiny, aby vyhovovaly potřebám domu.
2. Podívejte se na průměrnou roční rychlost větru ve vaší oblasti, abyste zjistili, kdy bude váš větrný mlýn nečinný.
3. Vezměte v úvahu klimatické vlastnosti oblasti. Pokud jsou v zimní sezóně silné mrazy, instalace větrné elektrárny se nevyplatí.
4. Zjistěte intenzitu hluku vytvářeného při provozu větrných generátorů.
5. Porovnejte technické vlastnosti zařízení od různých výrobců.

Výběr komponentních funkčních prvků pro větrnou elektrárnu se provádí podle jmenovité hodnoty výkonu. V tomto případě hraje roli i jmenovitá rychlost větru - hodnoty, při kterých větrný generátor generuje vypočítané množství elektrické energie.

Pokud zařízení produkuje maximální výkon při rychlosti větru 11 m/s a ve vaší oblasti průměr dosahuje 4,5 m/s, nebude větrný mlýn vyrábět množství energie deklarované výrobcem

Je třeba se také zaměřit na to, že výkon větrného generátoru závisí na průměru kola tvořeného lopatkami. Pokud se velikost zdvojnásobí, větrný mlýn vyrobí 4krát více elektřiny při stejné rychlosti větru.

Důležitá je také kapacita baterií. Pokud nefouká vítr, měly by mít dostatek energie na napájení domu.

Instalaci soukromé minivětrné elektrárny je lepší svěřit firmě, která se specializuje na provádění tohoto druhu prací. Hlavním cílem je zajistit maximální bezpečnost. Celková konstrukce větrné turbíny musí být zaručena, že zůstane stabilní i v extrémních povětrnostních podmínkách

Nízkoenergetické modely větrných generátorů s lehkými nízkými stožáry lze instalovat samostatně. Středová podpěra musí být namontována na železobetonový základ. Pro boční stabilitu konstrukce se používají 3-4 strie.

Orientační ceny a návratnost větrných generátorů

Obliba větrných turbín každým dnem roste. Jsou přínosné pro vybavení velkých a drahých chat, jejichž údržba vyžaduje hodně elektrické energie.

Větrné turbíny je vhodné instalovat v obydlených oblastech, kde není centralizované napájení nebo je napájení neustále přerušováno.

Právě v takových případech přijdou na záchranu větrné generátory, jejichž použití má řadu výhod:

• přeměna energie proudění vzduchu na volnou elektřinu;
• ekologická bezpečnost větrných turbín;
• absence surovin a odpadu při výrobě elektřiny;
• minimální opotřebení funkčních dílů;
• dlouhá životnost - 25-30 let;
• není potřeba neustále sledovat provoz větrné elektrárny.

Mezi nevýhody patří variabilita a nepředvídatelnost síly větru. Chcete-li minimalizovat ztráty, musíte zdroj duplikovat nebo nainstalovat další vyrovnávací paměť pro ukládání energie. Také rotující větrné kolo představuje potenciální hrozbu pro létající ptáky.

Větrné elektrárny vytvářejí hluk srovnatelný s hlukem vozidel při jízdě rychlostí cca 70 km/h. Zvýšená hladina hluku nejen plaší zvířata, ale také způsobuje nepohodlí lidem

Další významnou nevýhodou větrných turbín pro domácí použití je jejich vysoká cena. Tyto objemné konstrukce jsou vyrobeny z drahých materiálů a zahrnují ovladač, baterie, instalaci měniče a stožár.

Je třeba poznamenat, že větrné generátory pro domácnost od ruských výrobců, stejně jako vysoce kvalitní větrné turbíny vyráběné v Číně, jsou mnohem levnější než jejich evropské protějšky. Náklady na domácí větrné turbíny se svislou osou o jmenovitém výkonu do 2 kW se pohybují v rozmezí 1300-2500 USD.

Ale za tuto cenu je v balení pouze generátor s lopatkami.Zbývající vybavení bude nutné dokoupit samostatně resp Udělej si sám. Kompletní instalace stojí přibližně o 40-50% více.

Cena větrných elektráren pro domácí použití o výkonu 3 kW až 7 kW je mnohem vyšší. Takové generátory s přidruženým zařízením budou stát kupujícího 5 000 až 12 000 USD.

V současné době je použití větrných turbín jako alternativy k centralizovanému napájení nerentabilní kvůli vysokým nákladům na zařízení

A i když dojde k přerušení dodávky síťové elektřiny, není vždy vhodné instalovat větrný generátor. Jednodušší a levnější bude instalace systému nepřerušitelného napájení na bázi průmyslových baterií v kombinaci s UPS.

Má smysl instalovat větrnou elektrárnu v místech, kde zcela chybí přístup k centralizovanému zásobování energií. Doba návratnosti je v tomto případě 25 let.

Před nákupem komponentů pro montáž a instalaci větrné elektrárny je vhodné provést výpočty pomocí vzorcůuvedeno v našem doporučeném článku. Zde naleznete pořadí a pravidla pro provádění výpočtů.

Recenze nejlepších značek a instalací

Ruský trh větrných generátorů nabízí jak spolehlivá, relativně levná zařízení domácích značek, tak modely větrných turbín od zahraničních výrobců, které se liší funkčností. Chcete-li se rozhodnout pro výběr instalace pro váš domov, musíte porovnat vlastnosti různých jednotek.

č. 1 - větrné generátory Condor Home (Rusko)

Série větrných turbín pro domácí použití zahrnuje zařízení s výkonem 0,5-5 kW. Mohou sloužit jako hlavní zdroj elektřiny nebo doplňkové.Stanice Condor Home jsou uzpůsobeny pro provoz v podmínkách nízkých teplot a jsou schopny vyrábět energii i při slabém větru.

V závislosti na modelu je skříň generátoru vyrobena z plastu nebo litého hliníku, lopatky jsou vyrobeny ze sklolaminátu. K dispozici je účinný duální brzdový systém. Stožár je kompozitní, na kotevních drátech a má výšku 8-12 m. K instalaci těchto jednotek potřebujete pilotový nebo betonový základ.

Domácí větrné generátory Condor Home jsou zcela hotové produkty, které k provozu nevyžadují speciální znalosti ani technické dovednosti. Zařízení jsou určena pro elektrifikaci jak samostatně stojících objektů, tak malých sídel v rámci větrných elektráren

Základní balení obsahuje stožár a kotevní lana, generátor, rotor a lopatky, regulátor nabíjení a upevňovací prvky.

č. 2 – minielektrárny Falcon Euro (Rusko)

Jsou to high-tech větrné generátory s vertikální osou o výkonu 1-15 kW. Používají se pro primární/záložní napájení spotřebitelů vzdálených od elektrického vedení. Lze použít jako součást komplexu se solárními panely a generátorem paliva.

Větrné mlýny jsou vybaveny výkonnými neodymovými magnety. Počáteční rychlost větru pro spuštění instalace je 1,5 m/s, jmenovitá rychlost je 11 m/s. Instalovaná aerodynamická brzda pomáhá omezovat rychlost kol. Deklarovaná životnost od výrobce je 20 let, tovární záruka na minielektrárnu je 36 měsíců.

Větrné generátory Falcon Euro jsou spolehlivé v provozu a nenáročné na údržbu. Pomocí zařízení této řady je snadné vyřešit problémy s napájením místních a ostrovních zařízení

Základní instalační sada Falcon Euro obsahuje několik funkčních prvků: větrné kolo, generátor a ovladač, stožár a vestavěné díly. Instalace střídače a baterie se volí samostatně.

č. 3 - větrné turbíny Sokol Air Vertical (Rusko)

Malé větrné elektrárny této značky dokážou zajistit elektřinu jak malým chatám, tak i středním podnikům. Pro domácí použití se vyrábí zařízení SAV o výkonu 0,5-15 kW.

Vyznačují se vysokou účinností při slabém větru, bezproblémově fungují při nízkých i vysokých teplotách v rozmezí od -50 °C do +50 °C, vyznačují se nízkou hlučností a odolností vůči vnějším vlivům.

Výroba elektřiny jednotkami Sokol Air Vertical není závislá na směru větru. Vertikálně-axiální instalace pracují v automatickém režimu bez personálu údržby. Konstrukce poskytuje elektromagnetický a aerodynamický brzdný systém pro omezení rychlosti větrného kola.

Listy jsou vyrobeny z vyztuženého polyesteru nebo leteckého hliníku (v závislosti na modelu) a mají samonavíjecí profil. Generátor je vícepólový třífázový generátor s buzením z permanentních magnetů.

Vertikální větrné turbíny Sokol Air produkují jmenovitý výkon 7-8 m/s, což umožňuje jejich použití v regionech s nízkou průměrnou roční rychlostí větru

Základní balení větrné elektrárny obsahuje: větrnou turbínu s regulátorem nabíjení baterie, stožár s chlapy a instalační sadu. Střídač a baterie se vybírají samostatně podle technických specifikací.

č. 4 - větrné generátory Energy Wind (Rusko)

Kupující mají přístup k jedno- a tříčepelovým modelům univerzálních produktů s výkonem 1-10 kW. Tyto větrné turbíny jsou ideální pro vytváření projektů na dodávku elektřiny do soukromých obytných budov a chat.

Jednotky Energy Wind jsou založeny na odolných lopatkách vyrobených z vyztuženého skelného vlákna, lakovaného auto smaltem, a spolehlivého výfukového systému proudění vzduchu. Tyto jednotky s horizontální osou otáčení pracují stabilně při teplotách od -40 do +40 stupňů Celsia.

Minimální provozní rychlost větru je 2 m/s, v některých polohách radlice - 3 m/s, doporučená výška stožáru je 8-20 m. Průměrná životnost instalací ruské značky je 25 let, oficiální záruka od výrobce je 3 roky.

Energie Větrné generátory nevyžadují neustálou péči ani údržbu, což přispívá k rychlé reinvestici investovaných prostředků

K základnímu vybavení instalací patří elektrický generátor s permanentními magnety s montážní jednotkou pro stožár a otočný mechanismus, lopatky a sada upevňovacích prvků pro montáž větrné turbíny. Stožár, stejně jako ovladač, měnič a baterie pro akumulaci elektrické energie je nutné zakoupit samostatně.

č. 5 – větrné turbíny Altek EW (Čína)

Typ větrných turbín – s horizontální osou otáčení. Zařízení s jmenovitým výkonem od 1 kW do 10 kW jsou ideální pro řešení problémů s napájením venkovských domů a chat.

Ochranný plášť větrných turbín Altek EW je vyroben z hliníkové slitiny, což výrazně usnadňuje konstrukci. Funkční kovové části generátoru jsou potaženy silikonem pro tepelnou odolnost.

Čepele jsou vyrobeny z plastu vyztuženého vlákny.Počáteční rychlost větru pro spouštění domácích jednotek čínské značky je 2,5 m/s, jmenovitá rychlost je 12 m/s.

Větrné generátory Altek EW jsou jedním z nejdostupnějších zařízení pro výrobu elektřiny, které jsou prezentovány na moderním trhu alternativní energie.

Základní balení obsahuje lopatky, generátor a ovladač. Zbývající funkční prvky pro větrný mlýn je nutné dokoupit.

Pokud se vám cena továrně vyrobené stavebnice zdá příliš vysoká, má smysl stavět DIY větrný generátor. Článek, který doporučujeme, popisuje, jak vyrobit užitečný domácí spotřebič z pračky.

Závěry a užitečné video k tématu

Perspektivy využití větrných elektráren:

Princip činnosti moderních větrných turbín. Jak se větrná energie přeměňuje na elektřinu:

I dnes vyžaduje využití větrných turbín neustálý vývoj. Schopnosti a dlouhodobé vyhlídky tohoto alternativního způsobu výroby elektřiny jsou slibné. Jsou však zapotřebí určitá opatření jak ze strany výrobců zařízení, tak ze strany místních správ.

Instalace malých větrných generátorů pro soukromé domácnosti zcela nevyřeší problém dodávek energie v regionech. Pro některé vlastníky pozemků ale může být tato varianta východiskem.

Řekněte nám o svých vlastních zkušenostech s výběrem nebo instalací větrné turbíny na venkovském pozemku. Do bloku níže pište komentáře, fotky a dotazy. Sdílejte technologické detaily a užitečné informace, které budou užitečné pro návštěvníky webu.