Vetrni generator za zasebni dom: naprava, vrste, pregled najboljših ponudb

Mlini na veter že dolgo niso več eksotična novost, zdaj veljajo za eno od možnih varčevalnih možnosti.Zračni tokovi nad zemeljsko površino prenašajo ogromno energije, ki se trenutno uspešno uporablja v industrijskih vetrnih turbinah in malih vetrnih turbinah za zasebno uporabo.

Povedali vam bomo, kako izbrati pravo in tehnično kompetentno namestitev vetrnega generatorja za zasebni dom. Naš predlagani članek opisuje pravila za sestavljanje in delovanje mini elektrarn. Zainteresiranim kupcem so podana priporočila o izbiri in podana je ocena priljubljenih modelov.

Zasnova in princip delovanja vetrnih turbin

Vetrni generatorji so posebne naprave, ki pretvarjajo kinetično energijo vetra v električno energijo. To so neodvisni viri električne energije, ki so odlični za vgradnjo v zasebne stanovanjske objekte, majhne in srednje velike kmetije ter proizvodne baze.

Zasnova standardne mini elektrarne za domačo uporabo vključuje naslednje funkcionalne elemente:

1. Rezila aerodinamično oblikovan za lovljenje vetra.
2. Generator za proizvodnjo izmeničnega toka.
3. Krmilnik za avtomatsko krmiljenje vetrne elektrarne. Omogoča uravnavanje polnjenja baterije in porazdelitev pretoka energije med napravami.
4. Shranjevalna naprava. Posebne baterije za shranjevanje proizvedene električne energije.
5. Inverter prilagoditi parametre proizvedene energije omrežnim standardom.
6. jambor, dvigovanje rezil na določeno višino nad tlemi.

Obstajajo različne vrste jamborov: prostostoječi brez vpenjal, togo pritrjeni in vrtljivi na vpenjalih. Slednji se lahko spusti in dvigne za vzdrževanje, pa tudi za popravila in obnovitvena dela.

Pod vplivom vetra se lopatice, nameščene na gredi generatorja, začnejo vrteti in pomagajo pri zagonu rotorja. Zaradi tega se kinetična energija zračnih tokov pretvori v mehansko in nato v električno energijo. Takole izgleda zelo poenostavljen diagram delovanja vetrnice:

V resnici energija iz vetrne elektrarne ne teče neposredno do potrošnika. Sistem mora biti priključen na posebne naprave za pretvorbo električnega toka.

Krmilnik je nameščen v tokokrogu za generatorjem. Pretvori izmenični tok v enosmerni. V tej obliki se električna energija akumulira in shranjuje v baterijah, nato pa se iz njih preko inverterja, ki enosmerni tok pretvarja v izmenični, dovaja v zasebno električno omrežje.

Ta shema omogoča izravnavo napetostne nestabilnosti in kopičenje energije v obdobjih popolne odsotnosti porabe. In to posledično omogoča uporabo vetrnih generatorjev z manjšo močjo od skupne moči gospodinjskih električnih aparatov.

Pri pretvorbi električnega toka po shemi AC-DC-AC prihaja do določenih izgub energije, ki znašajo približno 20 %.

Skupaj z avtonomno vetrno postajo je mogoče namestiti tako solarne module kot generatorje goriva.

Če se za proizvodnjo električne energije uporablja več naprav hkrati, se vezje dopolni z drugim elementom - avtomatskim odklopnikom (ABP). Potrebno je, da se ob izklopu enega vira alternativne energije zažene drugi, rezervni.

Sodobne vetrne elektrarne uporabljajo različne izvedbe rotorjev – vrtljivih delov. Imajo svoje prednosti in slabosti, različno učinkovitost in funkcionalnost. Trenutno obstaja veliko razvojev avtonomnih sistemov, ki so sposobni komunicirati z vetrovi različnih hitrosti in moči.

Vrste vetrnih elektrarn

Glede na vrsto porabnika ločimo avtonomne vetrne generatorje in omrežne naprave. Prvi oskrbujejo z energijo porabnike, ki so oddaljeni od centralnega električnega omrežja.

Drugi lahko štejejo več deset/sto vetrnih turbin, ki tvorijo enoten sistem in dovajajo energijo v skupno omrežje. Moč avtonomnih enot redko presega 75 kW, medtem ko se moč omrežnih naprav začne pri 100 kW.

Glede na vrsto konstrukcije ločimo vetrne generatorje:

• z navpično vrtilna os;
• z vodoravno vrtilna os.

Te naprave se uporabljajo za različne pogoje delovanja, najpogostejši pa so modeli z vodoravno osjo. Delujejo kot navadne vremenske lopute in imajo podobno strukturo. Os rotorja se vrti vzporedno z zemeljsko površino.

Za takšne enote je značilen visok izkoristek (približno 40 %), enostavna nastavitev moči in ugodnejša cena, zanje pa je značilna tudi visoka raven hrupa in tresljajev.Poleg tega morajo biti usmerjeni v smeri vetra.

Za namestitev vetrnice s horizontalnim rotorjem potrebujete približno 120 m prostega prostora in jambor višine najmanj 8 m.

Vetrni generatorji z navpično osjo vrtenja imajo bolj kompaktno zasnovo in so manj dovzetni za okoljske dejavnike.

V napravah te vrste je turbina nameščena pravokotno na ravnino Zemlje. Takšne strukture se sprožijo tudi iz šibkega vetra in niso odvisne od smeri zračnega toka.

Nizka raven hrupa (do 30 dB) omogoča namestitev vertikalnih vetrnih turbin na strehe stavb.

Vendar pa obstaja tudi pomembna pomanjkljivost - učinkovitost takih generatorjev je le 15%. Poleg tega so dražji od modelov z vodoravno osjo.

Modeli vetrnih generatorjev se med seboj razlikujejo ne le po lokaciji vrtilne osi, ampak tudi:

• število rezil – obstajajo vetrnice z dvema in tremi rezili, obstajajo pa tudi modifikacije z več rezili;
• materiali za izdelavo funkcionalnih delov – z jadrom in togimi lopaticami;
• korak propelerja – nastavljivo ali fiksno.

Večkrake stacionarne vetrnice se začnejo vrteti tudi pri šibkem vetru, dvo- in trikrake pa za delovanje potrebujejo močnejše vetrove. Hkrati vsako dodatno rezilo v zasnovi ustvarja večji upor na kolo, zaradi česar je težje doseči standardno delovno hitrost generatorja.

Odvisno od materiala izdelave lopatice za vetrne turbine, se lahko pri vašem delu pojavijo določene težave. Jadralni elementi so lažji za izdelavo in zato cenejši.

Če pa je treba zagotoviti zanesljivo delovanje vetrne turbine za avtonomno oskrbo z električno energijo, je vredno dati prednost strukturam s togimi rezili iz kovine ali ojačanega steklenih vlaken.

Kar se tiče koraka propelerja, tudi tukaj stvari niso tako enostavne. Spremenljivi korak vam omogoča znatno razširitev razpona efektivnih hitrosti za delovanje vetrne elektrarne in to je velik plus. Toda hkrati takšen mehanizem zmanjša splošno zanesljivost stacionarne namestitve in znatno oteži vetrno kolo, kar oteži delovanje enote.

Izvedljivost namestitve vetrnega generatorja

Male vetrne elektrarne se danes pogosto uporabljajo kot alternativni viri električne energije, ki omogočajo realne prihranke.

Takšne naprave so običajno nameščene v poletnih kočah, na območjih, oddaljenih od glavnih električnih omrežij. Vendar to ni edini razlog, zakaj ljudje vse bolj dajejo prednost tovrstnim strukturam.

Lastniki zemljišč uspešno uporabljajo vetrne generatorje za doseganje popolne avtonomije in znatnih prihrankov energije

Ni pa vsako območje primerno za postavitev vetrne turbine. Da bi mini elektrarna v celoti delovala v življenjski dobi, ki jo je navedel proizvajalec, morajo podnebne razmere na območju ustrezati zahtevam posebne opreme.

Povprečna hitrost vetra ne sme biti manjša od 4,5-5 m/s. Samo v tem primeru bo postavitev konstrukcije z vetrno turbino ekonomsko upravičena.

Če želite izvedeti približne podatke o povprečni letni hitrosti vetra po regijah, si morate ogledati posebno karto vetra.Natančnejše podatke lahko dobite z anemometrom in napravo za odčitavanje signala.

Merilni sistem mora biti nameščen na visoki nadmorski višini, da bližnje zgradbe in drevesa ne popačijo rezultatov.

Če se odločite za postavitev mini vetrne elektrarne za svoj dom, morate razmisliti tudi o razpoložljivem prostoru. Hkrati je treba upoštevati, da mora veter popolnoma svobodno "hoditi" vzdolž lopatic in jih brez ovir na poti doseči z različnih strani.

Zato se za idealno mesto za postavitev vetrne turbine štejejo vrhovi hribov, kjer pride do stiskanja zračnih mas z ustreznim povečanjem tlaka in hitrosti vetra. Primerne so tudi morske regije in stepsko območje.

Če želite v celoti izkoristiti vetrno turbino, jo morate namestiti na mestu, kjer ni dreves ali visokih zgradb.

Vse ovire v radiju 250 m bodo vplivale delovanje vetrnega generatorja. Da bi dosegli največje kazalnike učinkovitosti, je treba os turbine namestiti nad nivojem ovir za vsaj 4-5 m.

Pravila izbire opreme

K izbiri vetrnega generatorja za vaš dom je treba pristopiti odgovorno.

Vnaprej morate zbrati osnovne podatke:

1. Izračunajte nazivno in največjo količino električne energije za potrebe hiše.
2. Oglejte si povprečno letno hitrost vetra na vašem območju, da ugotovite, kdaj bo vaša vetrnica mirovala.
3. Upoštevajte podnebne značilnosti območja. Če so v zimski sezoni hude zmrzali, namestitev vetrne elektrarne ne bo vredna.
4. Ugotovite intenzivnost hrupa, ki nastane pri delovanju vetrnih generatorjev.
5. Primerjajte tehnične lastnosti naprav različnih proizvajalcev.

Izbor sestavnih funkcionalnih elementov za vetrno elektrarno se izvede glede na nazivno vrednost moči. V tem primeru igra vlogo tudi nominalna hitrost vetra - vrednosti, pri katerih vetrni generator ustvari izračunano količino električne energije.

Če naprava proizvede največjo moč pri hitrosti vetra 11 m/s, na vašem območju pa povprečje doseže 4,5 m/s, vetrnica ne bo proizvedla količine energije, ki jo je navedel proizvajalec.

Prav tako se je treba osredotočiti na dejstvo, da je moč vetrnega generatorja odvisna od premera kolesa, ki ga tvorijo lopatice. Če se velikost podvoji, bo vetrnica proizvedla 4-krat več električne energije pri enaki hitrosti vetra.

Pomembna je tudi kapaciteta baterij. Če ni vetra, bi morali imeti dovolj energije za napajanje hiše.

Namestitev zasebne mini vetrne elektrarne je bolje zaupati podjetju, ki je specializirano za opravljanje tovrstnih del. Glavni cilj je zagotoviti maksimalno varnost. Celotna zasnova vetrne turbine mora biti stabilna tudi v ekstremnih vremenskih razmerah

Modele vetrnih generatorjev z nizko porabo energije z lahkimi nizkimi drogovi je mogoče namestiti neodvisno. Osrednji nosilec mora biti nameščen na armiranobetonskem temelju. Za bočno stabilnost strukture se uporabljajo 3-4 strije.

Približne cene in vračila vetrnih generatorjev

Priljubljenost vetrnih turbin je vsak dan večja. Ugodni so za opremljanje velikih in dragih koč, katerih vzdrževanje zahteva veliko električne energije.

Vetrne elektrarne je priporočljivo namestiti v naseljenih območjih, kjer ni centraliziranega napajanja ali pa je napajanje stalno prekinjeno.

V takih primerih bodo na pomoč priskočili vetrni generatorji, katerih uporaba ima številne prednosti:

• pretvorba energije zračnega toka v brezplačno električno energijo;
• okoljska varnost vetrnih turbin;
• pomanjkanje surovin in odpadkov pri proizvodnji električne energije;
• minimalna obraba funkcionalnih delov;
• dolga življenjska doba - 25-30 let;
• ni potrebe po stalnem spremljanju delovanja vetrne elektrarne.

Slabosti vključujejo spremenljivost in nepredvidljivost moči vetra. Da bi zmanjšali izgube, morate podvojiti vir ali namestiti dodaten medpomnilnik za shranjevanje energije. Prav tako vrteče se vetrno kolo predstavlja potencialno nevarnost za leteče ptice.

Vetrne elektrarne ustvarjajo hrup, ki je primerljiv s hrupom vozil pri vožnji s hitrostjo okoli 70 km/h. Povišane ravni hrupa ne le prestrašijo živali, ampak povzročajo nelagodje tudi ljudem

Druga pomembna pomanjkljivost vetrnih turbin za domačo uporabo je njihova visoka cena. Te obsežne konstrukcije so izdelane iz dragih materialov in vključujejo krmilnik, baterije, invertersko instalacijo in drog.

Treba je opozoriti, da so gospodinjski vetrni generatorji ruskih proizvajalcev, pa tudi visokokakovostne vetrne turbine, proizvedene na Kitajskem, veliko cenejši od njihovih evropskih kolegov. Stroški domačih vetrnih turbin z navpično osjo z nazivno močjo do 2 kW se gibljejo v območju 1300-2500 $.

A pri tej ceni je v paketu le generator z rezili.Preostalo opremo bo treba dokupiti posebej oz naredi sam. Celotne inštalacije stanejo približno 40-50% več.

Precej višja je cena vetrnih elektrarn za domačo uporabo z močjo od 3 kW do 7 kW. Takšni generatorji s pripadajočo opremo bodo kupca stali od 5.000 do 12.000 dolarjev.

Trenutno je uporaba vetrnih turbin kot alternativa centralizirani oskrbi z električno energijo nedonosna zaradi visokih stroškov opreme.

In tudi ko pride do motenj v dobavi omrežne električne energije, ni vedno priporočljivo namestiti vetrnega generatorja. Enostavnejša in cenejša bo vgradnja sistema brezprekinitvenega napajanja na osnovi industrijskih baterij v kombinaciji z UPS-om.

Vetrno elektrarno je smiselno namestiti na mestih, kjer je dostop do centralizirane oskrbe z energijo popolnoma odsoten. Vračilna doba je v tem primeru 25 let.

Pred nakupom komponent za montažo in namestitev generatorja vetrne energije je priporočljivo izvesti izračuni z uporabo formulnaveden v našem priporočenem članku. Tukaj boste našli vrstni red in pravila za izvajanje izračunov.

Pregled najboljših znamk in inštalacij

Ruski trg vetrnih generatorjev ponuja tako zanesljive, razmeroma poceni naprave domačih blagovnih znamk kot modele vetrnih turbin tujih proizvajalcev, ki se razlikujejo po funkcionalnosti. Če se želite odločiti o izbiri namestitve za vaš dom, morate primerjati značilnosti različnih enot.

št. 1 - vetrni generatorji Condor Home (Rusija)

Serija vetrnih turbin za domačo uporabo vključuje naprave z močjo 0,5-5 kW. Lahko služijo kot glavni vir električne energije ali dodatni.Postaje Condor Home so prilagojene za delovanje v nizkih temperaturnih razmerah in so sposobne proizvajati energijo tudi pri šibkem vetru.

Odvisno od modela je ohišje generatorja izdelano iz plastike ali litega aluminija, rezila so izdelana iz steklenih vlaken. Obstaja učinkovit dvojni zavorni sistem. Jambor je kompozitni, na vpetih žicah in ima višino 8-12 m, za namestitev teh enot potrebujete pilot ali betonski temelj.

Domači vetrni generatorji Condor Home so popolnoma pripravljeni izdelki, ki za delovanje ne zahtevajo posebnega znanja ali tehničnih veščin. Naprave so namenjene za elektrifikacijo tako prostostoječih objektov kot manjših naselij v sklopu vetrnih elektrarn

Osnovni paket vključuje jambor in napenjalne vrvi, generator, rotor in lopatice, krmilnik polnjenja in pritrdilne elemente.

Št. 2 - mini elektrarne Falcon Euro (Rusija)

So visokotehnološki vertikalno osni vetrni generatorji moči 1-15 kW. Uporabljajo se za primarno/rezervno napajanje od daljnovodov oddaljenih porabnikov. Lahko se uporablja kot del kompleksa s sončnimi kolektorji in generatorjem goriva.

Vetrnice so opremljene z močnimi neodimskimi magneti. Začetna hitrost vetra za zagon instalacije je 1,5 m/s, nazivna hitrost 11 m/s. Nameščena aerodinamična zavora pomaga omejiti hitrost koles. Navedena življenjska doba proizvajalca je 20 let, tovarniška garancija na mini elektrarno je 36 mesecev.

Vetrni generatorji Falcon Euro so zanesljivi pri delovanju in nezahtevni pri vzdrževanju. S pomočjo naprav te serije je enostavno rešiti težave z električno oskrbo lokalnih in otoških objektov

Osnovni namestitveni komplet Falcon Euro vključuje več funkcionalnih elementov: vetrno kolo, generator in krmilnik, drog in vgrajene dele. Namestitev pretvornika in baterije se izberejo ločeno.

Št. 3 - vetrne turbine Sokol Air Vertical (Rusija)

Majhne vetrne elektrarne te blagovne znamke lahko zagotavljajo električno energijo tako majhnim kočam kot srednje velikim podjetjem. Za domačo uporabo se proizvajajo naprave SAV z močjo 0,5-15 kW.

Odlikuje jih visoka učinkovitost pri rahlem vetru, brezhibno delovanje pri nizkih in visokih temperaturah v območju od -50 °C do +50 °C, nizka raven hrupa in odpornost na zunanje vplive.

Proizvodnja električne energije z enotami Sokol Air Vertical ni odvisna od smeri vetra. Vertikalno-osne instalacije delujejo v avtomatskem načinu brez vzdrževalnega osebja. Zasnova zagotavlja elektromagnetni in aerodinamični zavorni sistem za omejevanje hitrosti vetrnega kolesa.

Rezila so izdelana iz ojačanega poliestra ali letalskega aluminija (odvisno od modela) in imajo samoodvijalni profil. Generator je večpolni trifazni generator z vzbujanjem iz trajnih magnetov.

Vetrne turbine Sokol Air Vertical proizvajajo nazivno moč 7-8 m/s, kar omogoča njihovo uporabo v regijah z nizko povprečno letno hitrostjo vetra.

Osnovni paket vetrne elektrarne vsebuje: vetrno turbino s krmilnikom polnjenja akumulatorja, jambor z gumami in montažni komplet. Pretvornik in baterije se izberejo ločeno glede na tehnične specifikacije.

št. 4 - vetrni generatorji Energy Wind (Rusija)

Kupci imajo na voljo eno- in trikrake modele univerzalnih izdelkov z močjo 1-10 kW. Te vetrne turbine so kot nalašč za ustvarjanje projektov za oskrbo z električno energijo zasebnih stanovanjskih stavb in vikend.

Enote Energy Wind temeljijo na trpežnih lopaticah iz ojačanega steklenih vlaken, pobarvanih z avto emajlom, in zanesljivem sistemu za pretok zraka. Te enote z vodoravno osjo vrtenja stabilno delujejo pri temperaturah od -40 do +40 stopinj Celzija.

Najmanjša delovna hitrost vetra je 2 m / s, pri nekaterih položajih lopatic - 3 m / s, priporočena višina jambora je 8-20 m Povprečna življenjska doba naprav ruske blagovne znamke je 25 let, uradna garancija proizvajalca je 3 leta.

Vetrni generatorji Energy Wind ne potrebujejo stalne nege ali vzdrževanja, kar prispeva k hitremu ponovnemu vlaganju vloženih sredstev

Osnovna oprema naprav vključuje električni generator s trajnimi magneti z montažno enoto za steber in rotacijski mehanizem, lopatice in komplet pritrdilnih elementov za montažo vetrne turbine. Drog, kot tudi krmilnik, inverter in baterije za shranjevanje električne energije je treba kupiti posebej.

Št. 5 - vetrne turbine Altek EW (Kitajska)

Vrsta vetrnih turbin – z vodoravno osjo vrtenja. Naprave z nazivno močjo od 1 kW do 10 kW so idealne za reševanje težav z električno oskrbo podeželskih hiš in koč.

Zaščitno ohišje vetrnih turbin Altek EW je izdelano iz aluminijeve zlitine, kar bistveno olajša konstrukcijo. Funkcionalni kovinski deli generatorja so prevlečeni s silicijem za toplotno odpornost.

Rezila so izdelana iz plastike, ojačane z vlakni.Začetna hitrost vetra za izstrelitev gospodinjskih enot kitajske znamke je 2,5 m/s, nazivna hitrost 12 m/s.

Vetrni generatorji Altek EW so ena izmed cenovno najugodnejših naprav za pridobivanje električne energije, ki so predstavljene na sodobnem trgu alternativne energije.

Osnovni paket vključuje rezila, generator in krmilnik. Preostale funkcionalne elemente za vetrnico je treba dokupiti.

Če se vam stroški tovarniško izdelanega kompleta zdijo previsoki, je smiselno zgraditi DIY vetrni generator. Članek, ki ga priporočamo, opisuje, kako narediti uporaben gospodinjski aparat iz pralnega stroja.

Zaključki in uporaben video na to temo

Obeti za uporabo vetrnih elektrarn:

Princip delovanja sodobnih vetrnih turbin. Kako se vetrna energija pretvori v električno:

Tudi danes zahteva uporaba vetrnih turbin nenehen razvoj. Zmogljivosti in dolgoročni obeti tega alternativnega načina pridobivanja električne energije so obetavni. Vendar so potrebni določeni ukrepi tako s strani proizvajalcev opreme kot lokalnih uprav.

Namestitev malih vetrnih generatorjev za zasebna gospodinjstva ne bo popolnoma rešila problema oskrbe z energijo v regijah. Toda za nekatere lastnike zemljišč je ta možnost lahko izhod.

Povejte nam o svojih izkušnjah pri izbiri ali namestitvi vetrne turbine na podeželski parceli. V spodnjem bloku napišite komentarje, objavite fotografije in postavite vprašanja. Delite tehnološke podrobnosti in koristne informacije, ki bodo koristne za obiskovalce spletnega mesta.