Veterný generátor pre súkromný dom: zariadenie, typy, prehľad najlepších ponúk

Veterné mlyny už dávno nie sú exotickou novinkou, dnes sa považujú za jednu z možných úspor.Prúdy vzduchu nad zemským povrchom nesú obrovské množstvo energie, ktorá sa v súčasnosti úspešne využíva v priemyselných veterných turbínach a malých veterných turbínach na súkromné ​​účely.

Povieme vám, ako si vybrať správnu a technicky kompetentnú inštaláciu veterného generátora pre súkromný dom. Náš navrhovaný článok popisuje pravidlá pre montáž a prevádzku mini elektrární. Zainteresovaným kupujúcim sú poskytnuté odporúčania týkajúce sa ich výberu a je uvedené hodnotenie populárnych modelov.

Konštrukcia a princíp činnosti veterných turbín

Veterné generátory sú špeciálne zariadenia, ktoré transformujú kinetickú energiu vetra na elektrickú energiu. Ide o nezávislé zdroje elektrickej energie, ktoré sú vynikajúce na inštaláciu v súkromných obytných budovách, malých a stredných farmách a výrobných základniach.

Konštrukcia štandardnej mini-elektrárne pre domáce použitie zahŕňa nasledujúce funkčné prvky:

1. Čepele aerodynamicky tvarované na zachytávanie vetra.
2. Generátor na výrobu striedavého prúdu.
3. Ovládač pre automatické riadenie veternej farmy. Umožňuje regulovať nabíjanie batérie a distribuovať toky energie medzi zariadeniami.
4. Úložné zariadenie. Špeciálne batérie na uchovávanie vyrobenej elektriny.
5. Invertor prispôsobiť parametre vyrobenej energie štandardom siete.
6. Stožiar, zdvihnutím lopatiek do určitej výšky nad úrovňou zeme.

Existujú rôzne typy stožiarov: voľne stojace bez kotevných drôtov, pevne pripevnené a otočné na kotevných lankách. Ten možno spustiť a zdvihnúť kvôli údržbe, ako aj pri opravách a reštaurátorských prácach.

Pod vplyvom vetra sa lopatky namontované na hriadeli generátora začnú otáčať, čím pomáhajú naštartovať rotor. V dôsledku toho sa kinetická energia prúdenia vzduchu premieňa na mechanickú a potom na elektrickú energiu. Takto vyzerá veľmi zjednodušený diagram fungovania veterného mlyna:

V skutočnosti energia z veternej farmy neprúdi priamo k spotrebiteľovi. Systém musí byť pripojený k špeciálnym zariadeniam na premenu elektrického prúdu.

Regulátor je umiestnený v okruhu za generátorom. Premieňa striedavý prúd na jednosmerný prúd. V tejto forme sa elektrina akumuluje a ukladá do batérií a z nich sa potom cez invertor, ktorý transformuje jednosmerný prúd na striedavý, energia dodáva do súkromnej elektrickej siete.

Táto schéma umožňuje vyhladiť nestabilitu napätia, ako aj akumulovať energiu počas období úplnej absencie spotreby. A to zase umožňuje používať veterné generátory s menším výkonom, ako je celkový výkon domácich elektrických spotrebičov.

Pri premene elektrického prúdu podľa schémy AC-DC-AC dochádza k určitým stratám energie, ktoré dosahujú približne 20 %.

Spolu s autonómnou veternou stanicou je možné inštalovať ako solárne moduly, tak aj palivové generátory.

Ak sa na výrobu elektriny používa viacero zariadení naraz, obvod je doplnený o ďalší prvok - automatický istič (ABP). Je potrebné, aby pri vypnutí jedného zdroja alternatívnej energie nabehol ďalší, záložný.

Moderné veterné farmy používajú rôzne konštrukcie rotorov - rotačných častí. Majú svoje výhody a nevýhody, rôznu účinnosť a funkčnosť. V súčasnosti existuje mnoho vývojových autonómnych systémov schopných interagovať s vetrom rôznych rýchlostí a síl.

Typy veterných elektrární

Na základe typu spotrebiteľa sa rozlišuje medzi autonómnymi veternými generátormi a zariadeniami napájanými zo siete. Prvé dodávajú energiu spotrebiteľom vzdialeným od centrálnych elektrických sietí.

Druhé môžu mať niekoľko desiatok/stoviek veterných turbín, ktoré tvoria jeden systém a dodávajú energiu do spoločnej siete. Výkon autonómnych jednotiek zriedka presahuje 75 kW, zatiaľ čo výkon sieťových inštalácií začína na 100 kW.

V závislosti od typu konštrukcie sa veterné generátory rozlišujú:

• s vertikálne os otáčania;
• s horizontálne os otáčania.

Tieto zariadenia sa používajú pre rôzne prevádzkové podmienky, ale najbežnejšie sú modely s horizontálnou osou. Fungujú ako bežné korouhvičky a majú podobnú štruktúru. Os rotora sa otáča rovnobežne so zemským povrchom.

Takéto jednotky sa vyznačujú vysokou účinnosťou (asi 40 %), jednoduchým nastavením výkonu a prijateľnejšou cenou, ale vyznačujú sa aj vysokou úrovňou hluku a vytváraných vibrácií.Okrem toho musia byť orientované v smere vetra.

Na inštaláciu veterného mlyna s horizontálnym rotorom potrebujete približne 120 m voľného priestoru a stožiar s výškou aspoň 8 m

Veterné generátory s vertikálnou osou otáčania majú kompaktnejšiu konštrukciu a sú menej náchylné na faktory prostredia.

V zariadeniach tohto typu je turbína umiestnená kolmo na rovinu Zeme. Takéto konštrukcie sa spúšťajú aj zo slabého vetra a nezávisia od smeru prúdenia vzduchu.

Nízka hladina hluku (až 30 dB) umožňuje inštalovať vertikálne veterné turbíny na strechy budov

Existuje však aj významná nevýhoda - účinnosť takýchto generátorov je iba 15%. Okrem toho sú drahšie ako modely s horizontálnou osou.

Modely veterných generátorov sa navzájom líšia nielen umiestnením rotačnej osi, ale aj:

• počet čepelí – existujú veterné mlyny s dvoma a tromi lopatkami a existujú aj viaclistové úpravy;
• materiály na výrobu funkčných dielov – s plachtou a pevnými lopatkami;
• stúpanie vrtule - nastaviteľné alebo pevné.

Stacionárne veterné mlyny s viacerými lopatkami sa začínajú otáčať aj pri slabom vetre, ale dvoj- a trojlistové zariadenia vyžadujú na svoju činnosť silnejší vietor. Zároveň každá ďalšia lopatka v konštrukcii vytvára väčší odpor kolesu, čo sťažuje dosiahnutie štandardnej prevádzkovej rýchlosti generátora.

V závislosti od materiálu výroby lopatky pre veterné turbíny, môžu vo vašej práci nastať určité ťažkosti. Plachetnicové prvky sa ľahšie vyrábajú, a preto stoja menej.

Ak je však potrebné zabezpečiť spoľahlivú prevádzku veternej turbíny na autonómne napájanie, oplatí sa uprednostniť konštrukcie s pevnými lopatkami vyrobenými z kovu alebo vystuženého sklolaminátu.

Čo sa týka stúpania vrtule, ani tu to nie je také jednoduché. Variabilný sklon umožňuje výrazne rozšíriť rozsah efektívnych rýchlostí pre prevádzku veternej farmy a to je veľké plus. Zároveň však takýto mechanizmus znižuje celkovú spoľahlivosť stacionárnej inštalácie a výrazne sťažuje veterné koleso, čo komplikuje prevádzku jednotky.

Možnosť inštalácie veterného generátora

Malé veterné elektrárne sú dnes vo veľkej miere využívané ako alternatívne zdroje elektrickej energie, ktoré umožňujú dosiahnuť skutočné úspory.

Takéto zariadenia sú zvyčajne inštalované v letných chatách, v oblastiach vzdialených od hlavných energetických sietí. Nie je to však jediný dôvod, prečo ľudia čoraz viac uprednostňujú štruktúry tohto typu.

Majitelia pozemkov úspešne využívajú veterné generátory na dosiahnutie úplnej autonómie a výrazných úspor energie

Nie každá oblasť je však vhodná na inštaláciu veternej turbíny. Aby minielektráreň počas životnosti deklarovanej výrobcom plne fungovala, klimatické podmienky oblasti musia spĺňať požiadavky špeciálneho vybavenia.

Priemerná rýchlosť vetra by nemala byť nižšia ako 4,5-5 m/s. Iba v tomto prípade bude inštalácia konštrukcie s veternou turbínou ekonomicky opodstatnená.

Ak chcete zistiť približné údaje o priemernej ročnej rýchlosti vetra podľa regiónov, musíte si pozrieť špeciálnu mapu vetra.Presnejšie informácie možno získať pomocou anemometra a zariadenia na čítanie signálu.

Merací systém musí byť inštalovaný vo vysokej nadmorskej výške, aby blízke budovy a stromy neskresľovali výsledky.

Ak sa rozhodnete pre inštaláciu mini veternej farmy pre váš domov, mali by ste myslieť aj na dostupný priestor. Zároveň je potrebné vziať do úvahy, že vietor musí „kráčať“ úplne voľne pozdĺž lopatiek a bez prekážok v ceste k nim dosiahnuť z rôznych strán.

Preto sa za ideálne miesto na inštaláciu veternej turbíny považujú vrcholky kopcov, kde dochádza k zhutňovaniu vzduchových hmôt so zodpovedajúcim zvýšením tlaku a rýchlosti vetra. Za vhodné sa považujú aj morské oblasti a stepná zóna.

Aby ste mohli naplno využiť výhody veternej turbíny, musí byť inštalovaná na mieste, kde nie sú žiadne stromy alebo vysoké budovy

Akékoľvek prekážky v okruhu 250 m budú mať vplyv prevádzka veterného generátora. Na získanie maximálnych ukazovateľov účinnosti je potrebné inštalovať os turbíny nad úrovňou prekážok najmenej 4-5 m.

Pravidlá výberu zariadenia

K výberu veterného generátora pre váš dom by sa malo pristupovať zodpovedne.

Vopred musíte získať základné informácie:

1. Vypočítajte nominálne a maximálne množstvo elektriny na uspokojenie potrieb domu.
2. Pozrite si priemernú ročnú rýchlosť vetra vo vašej oblasti a zistite, kedy bude váš veterný mlyn nečinný.
3. Berte do úvahy klimatické vlastnosti oblasti. Ak sú v zimnej sezóne silné mrazy, inštalácia veternej farmy sa neoplatí.
4. Zistite intenzitu hluku, ktorý vzniká pri prevádzke veterných generátorov.
5. Porovnajte technické vlastnosti zariadení od rôznych výrobcov.

Výber funkčných prvkov komponentov pre veternú elektráreň sa vykonáva podľa nominálnej hodnoty výkonu. V tomto prípade zohráva úlohu aj nominálna rýchlosť vetra - hodnoty, pri ktorých veterný generátor generuje vypočítané množstvo elektrickej energie.

Ak zariadenie produkuje maximálny výkon pri rýchlosti vetra 11 m/s a vo vašej oblasti priemer dosahuje 4,5 m/s, veterný mlyn nevyrobí množstvo energie deklarované výrobcom

Je tiež potrebné zamerať sa na skutočnosť, že výkon veterného generátora závisí od priemeru kolesa tvoreného lopatkami. Ak sa veľkosť zdvojnásobí, veterný mlyn vyrobí 4-krát viac elektriny pri rovnakej rýchlosti vetra.

Dôležitá je aj kapacita batérií. Ak je bezvetrie, mali by mať dostatok energie na napájanie domu.

Inštaláciu súkromnej mini-veternej elektrárne je lepšie zveriť spoločnosti, ktorá sa špecializuje na vykonávanie tohto druhu práce. Hlavným cieľom je zabezpečiť maximálnu bezpečnosť. Celková konštrukcia veternej turbíny musí byť zaručená, že zostane stabilná aj v extrémnych poveternostných podmienkach

Nízkoenergetické modely veterných generátorov s ľahkými, nízkymi stožiarmi je možné inštalovať nezávisle. Stredová podpera musí byť namontovaná na železobetónovom základe. Pre bočnú stabilitu konštrukcie sa používajú 3-4 strie.

Približné ceny a návratnosť veterných generátorov

Obľúbenosť veterných turbín každým dňom rastie. Sú prospešné pre vybavenie veľkých a drahých chát, ktorých údržba si vyžaduje veľa elektrickej energie.

Veterné turbíny je vhodné inštalovať v obývaných oblastiach, kde nie je centralizované napájanie alebo je dodávka neustále prerušovaná.

Práve v takýchto prípadoch prídu na záchranu veterné generátory, ktorých použitie má množstvo výhod:

• transformácia energie prúdenia vzduchu na voľnú elektrinu;
• environmentálna bezpečnosť veterných turbín;
• absencia surovín a odpadu pri výrobe elektriny;
• minimálne opotrebovanie funkčných častí;
• dlhá životnosť - 25-30 rokov;
• nie je potrebné neustále monitorovať prevádzku veternej farmy.

Medzi nevýhody patrí variabilita a nepredvídateľnosť sily vetra. Aby ste minimalizovali straty, musíte zdroj duplikovať alebo nainštalovať dodatočnú vyrovnávaciu pamäť na skladovanie energie. Tiež rotujúce veterné koleso predstavuje potenciálnu hrozbu pre lietajúce vtáky.

Veterné elektrárne vytvárajú hluk porovnateľný s hlukom vozidiel pri jazde rýchlosťou okolo 70 km/h. Zvýšená hladina hluku nielen odstrašuje zvieratá, ale spôsobuje aj nepohodlie ľuďom

Ďalšou významnou nevýhodou veterných turbín pre domáce použitie je ich vysoká cena. Tieto objemné konštrukcie sú vyrobené z drahých materiálov a zahŕňajú ovládač, batérie, inštaláciu meniča a stožiar.

Treba poznamenať, že domáce veterné generátory od ruských výrobcov, ako aj vysokokvalitné veterné turbíny vyrábané v Číne, sú oveľa lacnejšie ako ich európske náprotivky. Náklady na domáce veterné turbíny s vertikálnou osou s menovitým výkonom do 2 kW sa pohybujú v rozmedzí 1300-2500 USD.

Ale za túto cenu je v balení len generátor s lopatkami.Zvyšné vybavenie bude potrebné dokúpiť samostatne resp urob si sám. Kompletné inštalácie stoja približne o 40-50% viac.

Cena veterných elektrární pre domáce použitie s výkonom od 3 kW do 7 kW je oveľa vyššia. Takéto generátory s pridruženým zariadením budú stáť kupujúceho 5 000 až 12 000 USD.

V súčasnosti je použitie veterných turbín ako alternatívy k centralizovanému napájaniu nerentabilné z dôvodu vysokých nákladov na vybavenie.

A aj keď dôjde k prerušeniu dodávky elektrickej energie do siete, nie je vždy vhodné inštalovať veterný generátor. Jednoduchšie a lacnejšie bude inštalácia systému neprerušiteľného napájania na báze priemyselných batérií v kombinácii s UPS.

Má zmysel inštalovať veternú elektráreň na miestach, kde úplne chýba prístup k centralizovanému zásobovaniu energiou. Doba návratnosti je v tomto prípade 25 rokov.

Pred zakúpením komponentov na montáž a inštaláciu veterného generátora je vhodné vykonať výpočty pomocou vzorcovuvedené v našom odporúčanom článku. Tu nájdete poradie a pravidlá vykonávania výpočtov.

Prehľad najlepších značiek a inštalácií

Ruský trh veterných generátorov ponúka spoľahlivé, relatívne lacné zariadenia domácich značiek, ako aj modely veterných turbín od zahraničných výrobcov, ktoré sa líšia funkčnosťou. Ak chcete rozhodnúť o výbere inštalácie pre váš dom, musíte porovnať vlastnosti rôznych jednotiek.

č. 1 - veterné generátory Condor Home (Rusko)

Séria veterných turbín pre domáce použitie zahŕňa zariadenia s výkonom 0,5-5 kW. Môžu slúžiť ako hlavný zdroj elektriny alebo doplnkový.Stanice Condor Home sú prispôsobené na prevádzku v podmienkach nízkej teploty a sú schopné produkovať energiu aj pri slabom vetre.

V závislosti od modelu je kryt generátora vyrobený z plastu alebo liateho hliníka, lopatky sú vyrobené zo sklolaminátu. K dispozícii je účinný duálny brzdový systém. Stožiar je kompozitný, na kotevných drôtoch a má výšku 8-12 m.Na inštaláciu týchto jednotiek potrebujete pilótový alebo betónový základ.

Domáce veterné generátory Condor Home sú úplne hotové výrobky, ktoré si na obsluhu nevyžadujú špeciálne znalosti ani technické zručnosti. Zariadenia sú určené pre elektrifikáciu ako samostatne stojacich objektov, tak aj malých sídiel ako súčasti veterných elektrární

Základné balenie obsahuje stožiar a kotevné laná, generátor, rotor a lopatky, regulátor nabíjania a upevňovacie prvky.

č. 2 – minielektrárne Falcon Euro (Rusko)

Sú to high-tech veterné generátory s vertikálnou osou s výkonom 1-15 kW. Používajú sa na primárne/záložné napájanie spotrebiteľov vzdialených od elektrického vedenia. Môže byť použitý ako súčasť komplexu so solárnymi panelmi a generátorom paliva.

Veterné mlyny sú vybavené výkonnými neodýmovými magnetmi. Počiatočná rýchlosť vetra pre spustenie inštalácie je 1,5 m/s, nominálna rýchlosť je 11 m/s. Inštalovaná aerodynamická brzda pomáha obmedziť rýchlosť kolies. Deklarovaná životnosť od výrobcu je 20 rokov, továrenská záruka na minielektráreň je 36 mesiacov.

Veterné generátory Falcon Euro sú spoľahlivé v prevádzke a nenáročné na údržbu. Pomocou zariadení tejto série je ľahké vyriešiť problémy s napájaním miestnych a ostrovných zariadení

Základná inštalačná súprava Falcon Euro obsahuje niekoľko funkčných prvkov: veterné koleso, generátor a ovládač, stožiar a zabudované diely. Inštalácia meniča a batérie sa vyberajú samostatne.

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

Malé veterné elektrárne tejto značky dokážu zabezpečiť elektrinu ako pre malé chaty, tak aj pre stredné podniky. Pre domáce použitie sa vyrábajú zariadenia SAV s výkonom 0,5-15 kW.

Vyznačujú sa vysokou účinnosťou pri slabom vetre, bezproblémovo fungujú pri nízkych aj vysokých teplotách v rozsahu od -50 °C do +50 °C, vyznačujú sa nízkou hlučnosťou a odolnosťou voči vonkajším vplyvom.

Výroba elektriny jednotkami Sokol Air Vertical nezávisí od smeru vetra. Vertikálne axiálne inštalácie pracujú v automatickom režime bez personálu údržby. Konštrukcia poskytuje elektromagnetický a aerodynamický brzdový systém na obmedzenie rýchlosti veterného kolesa.

Čepele sú vyrobené z vystuženého polyesteru alebo leteckého hliníka (v závislosti od modelu) a majú samoodvíjací profil. Generátor je viacpólový trojfázový generátor s budením z permanentných magnetov.

Vertikálne veterné turbíny Sokol Air produkujú menovitý výkon 7-8 m/s, čo umožňuje ich použitie v regiónoch s nízkou priemernou ročnou rýchlosťou vetra

Základné balenie veternej elektrárne obsahuje: veternú turbínu s regulátorom nabíjania batérie, stožiar s chlapíkmi, inštalačnú sadu. Menič a batérie sa vyberajú samostatne podľa technických špecifikácií.

č. 4 - veterné generátory Energy Wind (Rusko)

Kupujúci majú k dispozícii jedno- a trojčepelové modely produktov na univerzálne použitie s výkonom 1-10 kW. Tieto veterné turbíny sú ideálne na vytváranie projektov na dodávku elektriny do súkromných obytných budov a chát.

Jednotky Energy Wind sú založené na odolných lopatkách vyrobených zo zosilneného sklolaminátu, lakovaných automatickým smaltom a spoľahlivom výfukovom systéme prúdenia vzduchu. Tieto jednotky s horizontálnou osou otáčania pracujú stabilne pri teplotách od -40 do +40 stupňov Celzia.

Minimálna prevádzková rýchlosť vetra je 2 m/s, pri niektorých polohách radlice - 3 m/s, odporúčaná výška stožiara je 8-20 m. Priemerná životnosť inštalácií ruskej značky je 25 rokov, oficiálna záruka od výrobcu je 3 roky.

Energia Veterné generátory nevyžadujú stálu starostlivosť ani údržbu, čo prispieva k rýchlej reinvestícii investovaných prostriedkov

K základnej výbave inštalácií patrí elektrický generátor s permanentným magnetom s montážnou jednotkou pre stožiar a otočným mechanizmom, lopatky a súprava upevňovacích prvkov na montáž veternej turbíny. Stožiar, ako aj ovládač, menič a batérie na uskladnenie elektriny je potrebné dokúpiť samostatne.

č. 5 – veterné turbíny Altek EW (Čína)

Typ veterných turbín – s horizontálnou osou otáčania. Zariadenia s menovitým výkonom od 1 kW do 10 kW sú ideálne na riešenie problémov s napájaním vidieckych domov a chát.

Ochranný plášť veterných turbín Altek EW je vyrobený z hliníkovej zliatiny, čo výrazne uľahčuje dizajn. Funkčné kovové časti generátora sú potiahnuté silikónom pre tepelnú odolnosť.

Čepele sú vyrobené z plastu vystuženého vláknami.Štartovacia rýchlosť vetra pre štartovanie domácich jednotiek čínskej značky je 2,5 m/s, nominálna rýchlosť je 12 m/s.

Veterné generátory Altek EW sú jedným z najdostupnejších zariadení na výrobu elektriny, ktoré sú prezentované na modernom trhu s alternatívnou energiou.

Základné balenie obsahuje lopatky, generátor a ovládač. Zvyšné funkčné prvky pre veterný mlyn je potrebné dokúpiť.

Ak sa vám zdajú náklady na továrensky vyrobenú stavebnicu príliš vysoké, má zmysel stavať DIY veterný generátor. Článok, ktorý odporúčame, popisuje, ako vyrobiť užitočný domáci spotrebič z práčky.

Závery a užitočné video na túto tému

Perspektívy využitia veterných elektrární:

Princíp činnosti moderných veterných turbín. Ako sa veterná energia premieňa na elektrinu:

Aj dnes si využitie veterných turbín vyžaduje neustály vývoj. Schopnosti a dlhodobé vyhliadky tohto alternatívneho spôsobu výroby elektriny sú sľubné. Sú však potrebné určité opatrenia zo strany výrobcov zariadení aj zo strany miestnych úradov.

Inštalácia malých veterných generátorov pre súkromné ​​domácnosti úplne nevyrieši problém zásobovania energiou v regiónoch. Ale pre niektorých vlastníkov pozemkov môže byť táto možnosť východiskom.

Povedzte nám o svojich vlastných skúsenostiach pri výbere alebo inštalácii veternej turbíny na vidieckom pozemku. Do nižšie uvedeného bloku píšte komentáre, uverejňujte fotografie a pýtajte sa. Zdieľajte technologické detaily a užitočné informácie, ktoré budú užitočné pre návštevníkov stránky.