Generator vjetra za privatnu kuću: uređaj, vrste, pregled najboljih ponuda

Vjetrenjače su odavno prestale biti egzotična novost, sada se smatraju jednom od mogućih opcija uštede.Zračna strujanja preko površine zemlje nose ogromnu količinu energije, koja se trenutno uspješno koristi u industrijskim vjetroturbinama i malim vjetroturbinama za privatnu upotrebu.

Reći ćemo vam kako odabrati pravu i tehnički kompetentnu instalaciju vjetrogeneratora za privatnu kuću. Naš predloženi članak opisuje pravila za sastavljanje i rad mini elektrana. Zainteresiranim kupcima daju se preporuke o izboru i daje se ocjena popularnih modela.

Dizajn i princip rada vjetroagregata

Vjetrogeneratori su posebni uređaji koji pretvaraju kinetičku energiju vjetra u električnu energiju. To su neovisni izvori električne energije koji su izvrsni za ugradnju u privatne stambene zgrade, mala i srednja gospodarstva te proizvodne baze.

Dizajn standardne mini elektrane za kućnu upotrebu uključuje sljedeće funkcionalne elemente:

1. Oštrice aerodinamički oblikovan za hvatanje vjetra.
2. Generator za proizvodnju izmjenične struje.
3. Kontrolor za automatsko upravljanje vjetroelektranom. Omogućuje vam reguliranje punjenja baterije i raspodjelu protoka energije između uređaja.
4. Uređaj za pohranu. Posebne baterije za skladištenje proizvedene električne energije.
5. Inverter dovesti parametre proizvedene energije u mrežne standarde.
6. Jarbol, podižući oštrice na određenu visinu iznad razine tla.

Postoje različiti tipovi jarbola: samostojeći bez zateznica, kruto pričvršćeni i rotirajući na zateznicama. Potonji se može spuštati i podizati radi održavanja, kao i radi popravka i restauracije.

Pod utjecajem vjetra, lopatice postavljene na osovinu generatora počinju se okretati, pomažući pri pokretanju rotora. Kao rezultat toga, kinetička energija protoka zraka pretvara se u mehaničku, a zatim u električnu energiju. Ovako izgleda vrlo pojednostavljen dijagram rada vjetrenjača:

U stvarnosti, energija iz vjetroelektrane ne teče izravno do potrošača. Sustav mora biti spojen na posebne uređaje za pretvaranje električne struje.

Regulator je postavljen u krug iza generatora. Pretvara izmjeničnu struju u istosmjernu. U tom obliku električna energija se akumulira i skladišti u baterijama, a zatim se iz njih preko invertera, koji istosmjernu struju pretvara u izmjeničnu, dovodi u privatnu električnu mrežu.

Ova shema omogućuje izglađivanje nestabilnosti napona, kao i akumuliranje energije tijekom razdoblja potpune odsutnosti potrošnje. A to zauzvrat omogućuje korištenje vjetrogeneratora manje snage od ukupne snage kućanskih električnih uređaja.

Pri pretvorbi električne struje prema shemi AC-DC-AC dolazi do određenih gubitaka energije koji iznose oko 20%

Zajedno s autonomnom vjetrostanicom moguće je instalirati i solarne module i generatore goriva.

Ako se za proizvodnju električne energije koristi nekoliko uređaja odjednom, krug se nadopunjuje još jednim elementom - automatskim prekidačem (ABP). Neophodno je da se, kada se isključi jedan izvor alternativne energije, pokrene drugi, rezervni.

Moderne vjetroelektrane koriste različite izvedbe rotora - rotirajućih dijelova. Imaju svoje prednosti i nedostatke, različitu učinkovitost i funkcionalnost. Trenutno postoji mnogo razvoja autonomnih sustava sposobnih za interakciju s vjetrovima različitih brzina i snaga.

Vrste vjetroelektrana

Ovisno o vrsti potrošača, razlikuju se autonomni vjetrogeneratori i instalacije na mrežni pogon. Prvi opskrbljuju energijom potrošače udaljene od središnje električne mreže.

Drugi mogu brojati nekoliko desetaka/stotina vjetroturbina, koje čine jedan sustav i opskrbljuju energijom zajedničku mrežu. Snaga autonomnih jedinica rijetko prelazi 75 kW, dok snaga mrežnih instalacija kreće se od 100 kW.

Ovisno o vrsti konstrukcije, vjetrogeneratori se razlikuju:

• S vertikalna os rotacije;
• S horizontalna os rotacije.

Ovi se uređaji koriste za različite radne uvjete, ali najčešći su modeli s vodoravnom osi. Rade kao obični vjetrokaz i imaju sličnu strukturu. Os rotora rotira paralelno s površinom zemlje.

Takve jedinice karakterizira visoka učinkovitost (oko 40%), jednostavno podešavanje snage i pristupačnija cijena, ali također karakterizira visoka razina buke i generiranih vibracija.Osim toga, moraju biti usmjereni prema smjeru vjetra.

Za ugradnju vjetrenjače s vodoravnim rotorom potrebno je oko 120 m slobodnog prostora i jarbol visine najmanje 8 m.

Vjetrogeneratori s okomitom osi rotacije imaju kompaktniji dizajn i manje su osjetljivi na čimbenike okoline.

U uređajima ove vrste turbina se nalazi okomito na ravninu Zemlje. Takve se strukture pokreću čak i od slabog vjetra i ne ovise o smjeru strujanja zraka.

Niska razina buke (do 30 dB) omogućuje postavljanje vertikalnih vjetroturbina na krovove zgrada

Međutim, postoji i značajan nedostatak - učinkovitost takvih generatora je samo 15%. Osim toga, oni su skuplji od modela s horizontalnom osi.

Modeli generatora vjetra razlikuju se jedni od drugih ne samo u položaju rotacijske osi, već i:

• broj lopatica – postoje vjetrenjače s dvije i tri lopatice, a postoje i modifikacije s više lopatica;
• materijali za izradu funkcionalnih dijelova – s jedrom i krutim lopaticama;
• korak propelera – podesivi ili fiksni.

Stacionarne vjetrenjače s više lopatica počinju se okretati čak i pri slabom vjetru, ali uređaji s dvije i tri lopatice zahtijevaju jači vjetar za rad. U isto vrijeme, svaka dodatna lopatica u dizajnu stvara veći otpor kotaču, što otežava postizanje standardne radne brzine generatora.

Ovisno o materijalu izrade lopatice za vjetroturbine, mogu se pojaviti određene poteškoće u vašem radu. Elementi za jedrenje lakši su za proizvodnju i stoga su jeftiniji.

Ali ako je potrebno osigurati pouzdan rad vjetroturbine za autonomno napajanje, vrijedi dati prednost konstrukcijama s krutim lopaticama od metala ili ojačanog stakloplastike.

Što se tiče koraka propelera, ni tu stvari nisu tako jednostavne. Promjenjivi korak vam omogućuje značajno proširenje raspona efektivnih brzina za rad vjetroelektrane i to je veliki plus. Ali u isto vrijeme, takav mehanizam smanjuje ukupnu pouzdanost stacionarne instalacije i značajno otežava kotač vjetra, komplicirajući rad jedinice.

Izvedivost ugradnje vjetrogeneratora

Male vjetroelektrane danas se naširoko koriste kao alternativni izvori električne energije, čime se ostvaruju stvarne uštede.

Takvi uređaji obično se postavljaju u ljetnim vikendicama, u područjima udaljenim od glavnih električnih mreža. Ali to nije jedini razlog zašto ljudi sve više preferiraju strukture ove vrste.

Vlasnici zemljišta uspješno koriste vjetrogeneratore kako bi postigli potpunu autonomiju i značajne uštede energije

Međutim, nije svako područje prikladno za postavljanje vjetroturbine. Kako bi mini-elektrana u potpunosti funkcionirala tijekom životnog vijeka koji je naveo proizvođač, klimatski uvjeti područja moraju ispunjavati zahtjeve posebne opreme.

Prosječna brzina vjetra ne smije biti manja od 4,5-5 m/s. Samo u ovom slučaju će ugradnja konstrukcije s vjetroagregatom biti ekonomski opravdana.

Da biste saznali približne podatke o prosječnoj godišnjoj brzini vjetra po regijama, morate pogledati posebnu kartu vjetra.Točnije informacije mogu se dobiti pomoću anemometra i uređaja za očitavanje signala.

Mjerni sustav mora biti postavljen na velikoj nadmorskoj visini kako obližnje zgrade i drveće ne bi iskrivili rezultate.

Odlučite li se za svoj dom postaviti mini vjetroelektranu, razmislite i o raspoloživom prostoru. Istodobno, potrebno je uzeti u obzir da vjetar mora apsolutno slobodno "hodati" duž lopatica i bez prepreka na svom putu doći do njih s različitih strana.

Zato se idealnim mjestom za postavljanje vjetroturbine smatraju vrhovi brda, gdje se zračne mase zbijaju uz odgovarajući porast tlaka i brzine vjetra. Morske regije i stepska zona također se smatraju prikladnima.

Da biste dobili punu korist od vjetroturbine, ona mora biti instalirana na mjestu gdje nema drveća ili visokih zgrada

Utjecat će sve prepreke unutar radijusa od 250 m rad generatora vjetra. Da bi se dobili maksimalni pokazatelji učinkovitosti, potrebno je ugraditi os turbine iznad razine prepreka za najmanje 4-5 m.

Pravila odabira opreme

Odabiru generatora vjetra za vaš dom treba pristupiti odgovorno.

Morate unaprijed prikupiti osnovne podatke:

1. Izračunajte nazivnu i maksimalnu količinu električne energije za potrebe kuće.
2. Pogledajte prosječnu godišnju brzinu vjetra u vašem području kako biste odredili kada će vaša vjetrenjača biti u stanju mirovanja.
3. Uzmite u obzir klimatske značajke područja. Ako u zimskoj sezoni postoje jaki mrazevi, instaliranje vjetroelektrane neće se isplatiti.
4. Saznajte koliki je intenzitet buke pri radu vjetrogeneratora.
5. Usporedite tehničke karakteristike uređaja različitih proizvođača.

Odabir sastavnih funkcionalnih elemenata za vjetroelektranu provodi se prema nazivnoj vrijednosti snage. U ovom slučaju nominalna brzina vjetra također igra ulogu - vrijednosti pri kojima generator vjetra stvara izračunatu količinu električne energije.

Ako instalacija proizvodi maksimalnu snagu pri brzini vjetra od 11 m/s, au vašem području prosjek doseže 4,5 m/s, vjetrenjača neće proizvesti količinu energije koju je deklarirao proizvođač

Također je potrebno usredotočiti se na činjenicu da snaga generatora vjetra ovisi o promjeru kotača koji čine lopatice. Ako se veličina udvostruči, vjetrenjača će proizvesti 4 puta više električne energije pri istoj brzini vjetra.

Važan je i kapacitet baterija. Ako nema vjetra, trebali bi imati dovoljno energije za napajanje kuće.

Instalaciju privatne mini vjetroelektrane bolje je povjeriti tvrtki koja je specijalizirana za obavljanje ove vrste posla. Glavni cilj je osigurati maksimalnu sigurnost. Cjelokupni dizajn vjetroturbine mora biti stabilan čak iu ekstremnim vremenskim uvjetima

Modeli vjetrogeneratora male snage s laganim niskim jarbolima mogu se instalirati samostalno. Središnji nosač mora biti postavljen na armiranobetonski temelj. Za bočnu stabilnost strukture koriste se 3-4 strija.

Približne cijene i isplativost vjetrogeneratora

Popularnost vjetroturbina raste svakim danom. Pogodni su za opremanje velikih i skupih vikendica, čije održavanje zahtijeva mnogo električne energije.

Vjetroturbine je preporučljivo postavljati u naseljenim mjestima gdje nema centraliziranog napajanja ili je napajanje stalno u prekidu.

Upravo u takvim slučajevima u pomoć će doći generatori vjetra, čija upotreba ima niz prednosti:

• transformacija energije protoka zraka u besplatnu električnu energiju;
• ekološka sigurnost vjetroturbina;
• nedostatak sirovina i otpada u proizvodnji električne energije;
• minimalno trošenje funkcionalnih dijelova;
• dug radni vijek - 25-30 godina;
• nema potrebe stalno pratiti rad vjetroelektrane.

Nedostaci uključuju promjenjivost i nepredvidivost jačine vjetra. Kako biste minimizirali gubitke, trebate duplicirati izvor ili instalirati dodatni međuspremnik za pohranu energije. Također, rotirajući kotač vjetra predstavlja potencijalnu prijetnju pticama koje lete.

Vjetroelektrane stvaraju buku usporedivu s bukom vozila pri vožnji brzinom od oko 70 km/h. Povećana razina buke ne samo da plaši životinje, već i uzrokuje nelagodu ljudima

Još jedan značajan nedostatak vjetroturbina za kućnu upotrebu je njihova visoka cijena. Ove glomazne strukture izrađene su od skupih materijala i uključuju kontroler, baterije, invertersku instalaciju i jarbol.

Treba napomenuti da su kućanski vjetrogeneratori ruskih proizvođača, kao i visokokvalitetne vjetroturbine proizvedene u Kini, mnogo jeftiniji od svojih europskih kolega. Trošak domaćih vjetroturbina s okomitom osi nominalne snage do 2 kW varira u rasponu od 1300-2500 dolara.

Ali po ovoj cijeni paket uključuje samo generator s lopaticama.Preostalu opremu morat ćete kupiti zasebno ili Uradi sam. Kompletne instalacije koštaju otprilike 40-50% više.

Cijena vjetroelektrana za kućnu upotrebu snage od 3 kW do 7 kW znatno je veća. Takvi generatori s pripadajućom opremom koštat će kupca od 5.000 do 12.000 dolara.

Trenutačno je korištenje vjetroturbina kao alternative centraliziranom opskrbi električnom energijom neisplativo zbog visoke cijene opreme

Čak i kada postoje prekidi u opskrbi mrežnom električnom energijom, nije uvijek preporučljivo instalirati vjetrogenerator. Lakše i jeftinije bit će instalirati sustav neprekidnog napajanja na bazi industrijskih baterija u kombinaciji s UPS-om.

Ima smisla instalirati vjetroelektranu na mjestima gdje je pristup centraliziranoj opskrbi energijom potpuno odsutan. Razdoblje povrata u ovom slučaju je 25 godina.

Prije kupnje komponenti za sastavljanje i ugradnju generatora vjetroelektrana, preporučljivo je izvršiti izračuni pomoću formuladati u našem preporučenom članku. Ovdje ćete pronaći redoslijed i pravila za izvođenje izračuna.

Pregled najboljih marki i instalacija

Rusko tržište vjetrogeneratora nudi i pouzdane, relativno jeftine uređaje domaćih marki i modele vjetroturbina stranih proizvođača koji se razlikuju po funkcionalnosti. Da biste odlučili o izboru instalacije za svoj dom, morate usporediti karakteristike različitih jedinica.

Br. 1 - vjetrogeneratori Condor Home (Rusija)

Serija vjetroturbina za kućnu upotrebu uključuje uređaje snage 0,5-5 kW. Mogu poslužiti kao glavni izvor električne energije ili dodatni.Condor Home stanice su prilagođene za rad u uvjetima niskih temperatura i sposobne su proizvoditi energiju čak i pri slabom vjetru.

Ovisno o modelu, kućište generatora izrađeno je od plastike ili lijevanog aluminija, lopatice su izrađene od stakloplastike. Postoji učinkovit dvostruki sustav kočenja. Jarbol je kompozitni, na zateznicama, visine 8-12 m. Za ugradnju ovih jedinica potreban vam je pilot ili betonski temelj.

Kućni vjetrogeneratori Condor Home su potpuno gotovi proizvodi koji ne zahtijevaju posebna znanja ili tehničke vještine za rad. Uređaji su namijenjeni za elektrifikaciju kako samostojećih građevina tako i manjih naselja u sklopu vjetroelektrana

Osnovni paket uključuje jarbol i zateznu užad, generator, rotor i lopatice, regulator punjenja i pričvršćivače.

Br. 2 - Mini-elektrane Falcon Euro (Rusija)

To su visokotehnološki vjetrogeneratori s okomitom osi snage 1-15 kW. Koriste se za primarno/rezervno napajanje potrošača udaljenih od dalekovoda. Može se koristiti kao dio kompleksa sa solarnim pločama i generatorom goriva.

Vjetrenjače su opremljene snažnim neodimijskim magnetima. Početna brzina vjetra za pokretanje instalacije je 1,5 m/s, nazivna brzina 11 m/s. Instalirana aerodinamička kočnica pomaže u ograničavanju brzine kotača. Deklarirani vijek trajanja od proizvođača je 20 godina, tvorničko jamstvo na mini elektranu je 36 mjeseci.

Vjetrogeneratori Falcon Euro pouzdani su u radu i nepretenciozni u održavanju. Uz pomoć uređaja ove serije lako se rješavaju problemi napajanja lokalnih i otočnih objekata

Osnovni instalacijski komplet Falcon Euro uključuje nekoliko funkcionalnih elemenata: vjetrobran, generator i upravljač, jarbol i ugrađene dijelove. Instalacija pretvarača i baterije se biraju zasebno.

Br. 3 - vjetroturbine Sokol Air Vertical (Rusija)

Male vjetroelektrane ove marke mogu opskrbljivati ​​električnom energijom i male vikendice i srednja poduzeća. Za kućnu upotrebu proizvode se SAV uređaji snage 0,5-15 kW.

Odlikuje ih visoka učinkovitost pri slabom vjetru, besprijekoran rad na niskim i visokim temperaturama u rasponu od -50 °C do +50 °C, odlikuje ih niska razina buke i otpornost na vanjske utjecaje.

Proizvodnja električne energije jedinicama Sokol Air Vertical ne ovisi o smjeru vjetra. Vertikalno-aksijalne instalacije rade u automatskom načinu rada bez osoblja za održavanje. Dizajn osigurava elektromagnetski i aerodinamički sustav kočenja za ograničavanje brzine kotača vjetra.

Oštrice su izrađene od ojačanog poliestera ili aluminija za zrakoplove (ovisno o modelu) i imaju samoodmotavajući profil. Generator je višepolni trofazni generator s uzbudom iz permanentnih magneta.

Vjetroturbine Sokol Air Vertical proizvode nazivnu snagu od 7-8 m/s, što omogućuje njihovu upotrebu u regijama s niskim prosječnim godišnjim brzinama vjetra

Osnovni paket vjetroelektrane uključuje: vjetroturbinu s regulatorom punjenja baterije, jarbol s motkama i instalacijski set. Pretvarač i baterije biraju se zasebno prema tehničkim specifikacijama.

Br. 4 - vjetrogeneratori Energy Wind (Rusija)

Kupci imaju pristup modelima s jednom i tri oštrice univerzalnih proizvoda snage 1-10 kW. Ove vjetroturbine savršene su za izradu projekata za opskrbu električnom energijom privatnih stambenih zgrada i vikendica.

Energy Wind jedinice temelje se na izdržljivim lopaticama izrađenim od ojačanog stakloplastike, obojanim automatskim emajlom i pouzdanom ispušnom sustavu protoka zraka. Ove jedinice s vodoravnom osi rotacije stabilno rade na temperaturama od -40 do +40 stupnjeva Celzijusa.

Minimalna radna brzina vjetra je 2 m / s, na nekim položajima lopatica - 3 m / s, preporučena visina jarbola je 8-20 m. Prosječni vijek trajanja instalacija ruske marke je 25 godina, službeno jamstvo proizvođača je 3 godine.

Energy Wind vjetrogeneratori ne zahtijevaju stalnu njegu ili održavanje, što doprinosi brzom reinvestiranju uloženih sredstava

Osnovna oprema instalacija uključuje električni generator s permanentnim magnetima s montažnom jedinicom za jarbol i rotacijski mehanizam, lopatice i set spojnica za montažu vjetroturbine. Jarbol, kao i regulator, inverter i baterije za skladištenje električne energije moraju se kupiti zasebno.

Br. 5 - Altek EW vjetroturbine (Kina)

Vrsta vjetroagregata – s vodoravnom osi rotacije. Uređaji s nazivnom snagom od 1 kW do 10 kW idealni su za rješavanje problema opskrbe električnom energijom seoskih kuća i vikendica.

Zaštitno kućište vjetroturbina Altek EW izrađeno je od aluminijske legure, što značajno olakšava dizajn. Funkcionalni metalni dijelovi generatora obloženi su silikonom za toplinsku otpornost.

Oštrice su izrađene od plastike ojačane vlaknima.Početna brzina vjetra za pokretanje kućanskih jedinica kineske marke je 2,5 m/s, nominalna brzina je 12 m/s.

Vjetrogeneratori Altek EW jedni su od najpovoljnijih uređaja za proizvodnju električne energije koji su prisutni na suvremenom tržištu alternativne energije.

Osnovni paket uključuje lopatice, generator i upravljač. Preostali funkcionalni elementi za vjetrenjaču moraju se kupiti.

Ako vam se cijena tvornički proizvedenog kompleta čini previsokom, ima smisla graditi DIY generator vjetra. Članak koji preporučujemo opisuje kako od perilice rublja napraviti koristan kućanski aparat.

Zaključci i koristan video na tu temu

Izgledi za korištenje vjetroelektrana:

Princip rada modernih vjetroturbina. Kako se energija vjetra pretvara u električnu:

I danas korištenje vjetroturbina zahtijeva stalni razvoj. Mogućnosti i dugoročni izgledi ove alternativne metode proizvodnje električne energije su obećavajući. Međutim, potrebne su određene mjere kako od strane proizvođača opreme tako i od strane lokalnih uprava.

Ugradnja malih vjetrogeneratora za privatna kućanstva neće u potpunosti riješiti problem opskrbe energijom u regijama. Ali za neke vlasnike zemljišta ova opcija može biti izlaz.

Recite nam nešto o vlastitom iskustvu u odabiru ili instaliranju vjetroturbine na zemljištu. Pišite komentare, postavljajte fotografije i postavljajte pitanja u blok ispod. Podijelite tehnološke suptilnosti i korisne informacije koje će biti korisne posjetiteljima web mjesta.