Avui, a mesura que augmenten les tarifes de l'electricitat i augmenta el desig de la gent de construir cases rurals i cases rurals lluny de la "civilització", molts propietaris de finques privades recorren cada cop més a fonts d'energia alternatives. El més barat actualment és l'eòlica. Per al seu ús, es dissenyen dispositius especials. Més endavant en l'article, considerarem què és un aerogenerador.
Terminologia
El generador d'electricitat del molí de vent és un dispositiu que converteix l'energia cinètica del flux d'aire en mecànica. Aquesta força inicia la rotació del rotor. Com a resultat del seu treball, l'energia mecànica es converteix posteriorment en energia elèctrica.
Ús industrial
Aquests dispositius són construïts per grans empreses energètiques privades o públiques. Normalment es combinen en les anomenades xarxes. El resultat són parcs eòlics. Aquestes xarxes industrials són diferentsde nuclear o tèrmica per l'absència total tant de matèries primeres (combustible) com de residus. Perquè el generador del parc eòlic funcioni sense fallades, el cabal d'aire mitjà anual ha de ser elevat. La potència dels sistemes moderns pot arribar als 7,5 MW.
Algunes dificultats operatives
El generador eòlic industrial es munta en un lloc especialment preparat en set o deu dies. I l'obtenció de permisos per a la construcció d'una estructura pot trigar més d'un any en alguns casos. A més, calen estudis a llarg termini al lloc on es realitzarà la instal·lació dels aerogeneradors. Almenys durant l'any s'estudia la direcció i la velocitat dels fluxos d'aire. Totes aquestes activitats augmenten significativament el període d'execució dels projectes.
Breu antecedents històrics
Val la pena assenyalar que la gent va començar a utilitzar l'energia eòlica des de l'antiguitat. Un exemple senzill és una vela. Els molins de vent ja s'estaven construint 200 anys abans de la nostra era, i després del descobriment de l'electricitat, la gent va començar a intentar utilitzar la potència dels corrents d'aire per obtenir-la. Fins als anys 50 del segle anterior, a la Unió Soviètica hi va haver un treball continu en el disseny i disseny de nous equips. Els generadors eòlics s'han utilitzat àmpliament al país.
Àmbit d'aplicació
El generador eòlic es pot utilitzar directament per al seu propòsit o pot realitzar funcions purament decoratives. L'hèlix es pot equipar amb un trinquet i posardispositiu a qualsevol lloc adequat. Amb finalitats industrials, abans s'utilitzava un generador eòlic per moldre gra. Actualment, per regla general, s'utilitzen altres equips per a aquests propòsits. Els generadors eòlics s'utilitzen sovint per a la llar. Les revisions dels propietaris d'immobles suburbans testimonien l'eficàcia d'aquest disseny en el procés de bombeig d'aigua. Així, segons alguns usuaris, la unitat és capaç d'aixecar uns 30-50 litres/hora d'un pou o pou. Aquests generadors són molt rellevants per donar. Les estructures eòliques són sovint indispensables quan hi ha interrupcions en el subministrament de corrent a la xarxa. També s'utilitzen per engegar el sistema de calefacció. Tanmateix, el generador eòlic s'utilitza més per generar electricitat.
Classificació
Si calia comprar un generador eòlic per a una casa privada, hauríeu d'aprendre més sobre els tipus d'aquesta unitat i el principi de funcionament. El disseny pot ser de tipus carrusel. En aquest cas, té un eix de rotació vertical. A més, el disseny pot ser alat. Això vol dir que l'eix de rotació de la unitat és horitzontal. A continuació, considereu cada tipus per separat.
Disseny de carrusel
Un generador eòlic com aquest, sens dubte, té els seus mèrits. Ràpidament guanya tracció en el procés d'augmentar la força del flux d'aire. Posteriorment, la velocitat de rotació és gairebé al mateix nivell. Aquest disseny controla de manera independent la direcció del vent. Això vol dir que no necessita mésaccessoris. El generador eòlic de tipus carrusel és de moviment lent. Això permet l'ús d'esquemes bastant senzills. Al mateix temps, la baixa velocitat limita significativament l'ús de les estructures. Això es deu al fet que hi ha la necessitat d'utilitzar addicionalment caixes de canvis incrementals. Els multiplicadors tenen una eficiència força baixa. Sense una caixa de canvis, el funcionament d'un generador eòlic és molt més difícil.
Disseny d'ala
Què és aquest generador (eòlic)? Els comentaris de molts usuaris parlen a favor d'aquest disseny. La unitat de tipus ala té molts avantatges en comparació amb les descrites anteriorment. Als indubtables avantatges que té aquest generador eòlic, els usuaris atribueixen una velocitat de rotació força alta. Gràcies a això, no cal fer un ús addicional del multiplicador. Les pales de l'estructura de paletes s'han de situar perpendicularment al flux d'aire, és a dir, verticalment. Per a això, s'utilitza un estabilitzador. Un altre avantatge que els usuaris diuen que té el generador eòlic de paletes és l' alta eficiència de conversió d'energia del flux d'aire. Al mateix temps, la velocitat de rotació en aquests dissenys és inversament proporcional al nombre de fulles. En aquest sentit, les unitats no tenen, per regla general, més de tres ales. L'àmplia popularitat d'aquestes instal·lacions també es deu a la facilitat de fabricació d'estructures.
Criteris de selecció del dispositiu
Primer de tot, cal determinar exactament la velocitat mitjana ila direcció preferida del flux d'aire al lloc on funcionarà la unitat. Hauríeu de tenir en compte alguns paràmetres. Així, la velocitat inicial a la qual comença la rotació de les pales és de 2 m/s. La unitat aconsegueix la màxima eficiència amb un cabal de 9-12 m/s. La potència del generador depèn del diàmetre de l'hèlix i de la velocitat del vent.
Funcions de disseny
En què consisteix un aerogenerador domèstic? El disseny en si inclou una roda amb fulles. També té una caixa de canvis. Aquest mecanisme està dissenyat per convertir i transmetre el parell. També en el disseny hi ha un pal. El propi dispositiu s'hi instal·la. A més, la unitat està equipada amb una bateria i un inversor. Amb l'ajuda d'aquest últim, el corrent continu es converteix en un corrent altern efectiu.
Dispositiu i xarxa
La majoria de les unitats que existeixen avui funcionen amb una font elèctrica centralitzada o local. Per exemple, pot ser un generador dièsel. La necessitat d'utilitzar una font addicional s'explica per la inestabilitat dels fluxos d'aire. En aquest cas, la xarxa realitza una tasca d'estabilització. Hi ha determinades condicions per a l'ús d'aquestes estructures. Una de les principals és que la potència de la xarxa ha de ser necessàriament superior a la d'un aerogenerador, almenys 1,8 vegades.
Principi de funcionament
Potents corrents d'aire impulsen les pales d'un generador eòlic. Comencen a girar. L'energia rebuda es transfereix al multiplicador a través del rotor. comAbans es va dir que les unitats poden funcionar tant individualment com en grup. En alguns dissenys, s'instal·len multiplicadors per millorar el rendiment del dispositiu. Cal dir que no tothom pot comprar aquesta unitat. En aquest sentit, algunes persones construeixen generadors eòlics per a casa seva amb les seves pròpies mans. Com fer-ho, ho considerarem més.
Tipus d'unitat
Què són els aerogeneradors per a la llar? Hi ha dos tipus de dispositius. El primer és un aerogenerador horitzontal i el segon és un generador eòlic vertical. Aquest darrer disseny, segons els mateixos usuaris, és més fàcil de muntar i instal·lar: equilibrar el dispositiu és bastant fàcil. A més, aquest sistema té un coeficient d'acció efectiva del vent més elevat. Com més potent sigui el dispositiu escollit per al muntatge, major serà el pes i el diàmetre de la roda. Això, al seu torn, farà que l'equilibri i la instal·lació siguin més difícils.
Components
Abans de fer un aerogenerador, hauríeu de preparar tots els elements i detalls necessaris:
- Bateria de 12 V. Podeu utilitzar un dispositiu de cotxe, però és millor comprar-ne un d' alternatiu. Aquesta bateria serà més segura i duradora.
- Generador 12 V.
- Rotor 1,5-2 m.
- Barril o galleda de metall (gran). És convenient utilitzar un recipient d'alumini o d'acer inoxidable.
- Relé de càrrega de la bateria.
- Relé per carregar llums (automòbil, per exemple).
- Interruptor semi-segellat.
- Caixa de connexió.
- Voltímetre. Pots fer servir el cotxe.
- Màtil, l'alçada del qual és de 2 a 10 metres. També pots fer-ho tu mateix. Això requerirà canonades de PVC i peces metàl·liques per a la base.
- 4 cargols M6.
- Cables.
- Filferro inoxidable o pinces. Aquests elements s'enganxaran al pal.
També necessitareu les eines següents:
- Cutters.
- Terpans i perforacions.
- Tornavís.
- Claus.
Muntatge del pal
Abans de la seva instal·lació, cal omplir la base d'acord amb el volum de la base i la secció transversal de la canonada. En aquest cas, s'han de tenir en compte les propietats climàtiques i del sòl. La instal·lació d'un pal amb un aerogenerador es realitza després que el morter s'hagi solidificat (almenys una setmana després de l'abocament). Simplement podeu cavar un pal a terra i arreglar els cables. Tanmateix, aquesta opció és menys fiable.
Rotor
El diàmetre es tria segons la velocitat mitjana del vent. Es fa un rotor i es refà una politja (una roda de fricció especial amb una llanda o una ranura al voltant de la circumferència, dissenyada per transmetre el moviment a una corretja o corda de transmissió). De fet, amb velocitats de vent de fins a 6-7 m/s, la potència d'un element de 3 m serà més gran.
Ales
El barril es divideix en 4 parts iguals. Per a això s'utilitza una cinta mètrica i un retolador. Les fulles es tallen amb tisores per a metall. A continuació, les ales es fixen a la politja i al fons. Com a fixadorss'utilitzen parabolts. Els llocs per a ells s'han de mesurar amb molta precisió, en cas contrari, en el futur sovint haureu d'ajustar la rotació. Les pales es pleguen suaument, dins del raó, per evitar ràfegues innecessàries al flux d'aire.
Muntatge
Els cables estan connectats al generador i el circuit està muntat a la caixa de commutació. La unitat està subjecta al pal. Els cables es fixen al pal i al generador. A continuació, la unitat i la bateria es connecten al circuit. Amb l'ajuda de cables, la secció transversal dels quals és de fins a 2,5 kW, es connecta la càrrega. En funció del grau de flexió de les fulles, s'estableix la velocitat de rotació. Aquesta unitat hauria de ser suficient per proporcionar energia a una casa de camp o casa rural.
Augment de la productivitat
Quan el pal s'aixeca fins a 20-25 metres, la velocitat del flux d'aire augmentarà un 30%. Al mateix temps, la producció d'energia també s'incrementarà fins a 1,5 vegades. Aquesta opció s'utilitza a velocitat del vent reduïda (fins a 4 m/s). Amb un pal alt s'eliminarà la influència d'arbres i edificis. A continuació us expliquem com fer el vostre propi aerogenerador.
Desenvolupament de la indústria
Avui podeu comprar un aerogenerador domèstic a un cost raonable. Això parla del desenvolupament constant i actiu d'aquesta indústria. Adquirant o muntant la instal·lació vostè mateix, pot garantir la independència energètica de la seva pròpia llar durant força temps. Per regla general, una unitat amb una potència nominal d'1 kW és suficient per a un edifici petit. Al mateix temps, la velocitat del vent a l'àrea d'operació del dispositiuhauria de ser de 8 m/s. Si no hi ha un flux d'aire estable a la zona, o és feble, el dispositiu es pot equipar amb un generador dièsel o cèl·lules fotovoltaiques. A Rússia actual, només s'observa l'aparició d'una tendència a instal·lar generadors eòlics. Només uns pocs fabricants d'unitats de baixa potència per a necessitats domèstiques estan representats al mercat nacional. El cost de les turbines eòliques per 1 kW en un conjunt complet comença entre 35 i 40 mil rubles. Són preus de fa dos anys. No cal emetre cap certificat per instal·lar el dispositiu.
Inconvenients i avantatges de l'explotació
Malgrat el creixement constant de les tarifes energètiques, el cost de l'electricitat en si no és en cap cas un valor significatiu en el gruix de les indústries amb altres costos. Per al consumidor actual, l'estabilitat i la seguretat del subministrament són factors clau. Els principals motius que provoquen un augment del cost de l'energia d'ús industrial, obtinguda a partir dels aerogeneradors, són:
- La necessitat d'un funcionament autònom durant algun temps. En aquests casos s'utilitzen piles.
- La necessitat d'energia elèctrica de qualitat industrial. S'utilitza un inversor per a això.
- La necessitat d'un temps de funcionament continu. En aquests casos, també s'utilitzen generadors dièsel.
Pel que fa a l'ús de dispositius a la vida quotidiana, els inconvenients del funcionament haurien d'incloure:
- L' alt cost de les piles. Ella ésaproximadament el 25% del preu del propi dispositiu.
- El cost relativament elevat de l'inversor.
- Per garantir un subministrament fiable d'electricitat, en alguns casos s'utilitza un generador dièsel. El seu cost és comparable al preu del propi dispositiu.
No obstant això, cal tenir en compte que aquests factors perden la seva rellevància amb un SAI de doble conversió modern i una xarxa comuna. Avui, des del punt de vista econòmic, és més convenient per a finalitats industrials rebre amb l'ajuda d'un generador eòlic no electricitat, sinó corrent continu o altern. Posteriorment, es converteix en calor per a aigua calenta i calefacció de la llar. Per a això, s'utilitzen elements de calefacció. Aquest esquema té els seus avantatges. En particular, en aquest cas, una caldera normal amb aigua pot actuar com a acumulador d'energia, per al consum de calor no hi ha requisits tan estrictes per a la continuïtat i la qualitat del subministrament.
