Odabiremo i ugrađujemo vjetrogenerator za privatnu kuću

Svjetski proizvođači vjetroagregata

1. Suzlon Energy je vodeći proizvođač vjetroturbina ne samo u Aziji, već iu cijelom svijetu. Tvrtka zapošljava trinaest tisuća stručnjaka koji rade u deset tvornica u Indiji, Belgiji, SAD-u i Kini. Prva vjetroturbina proizvedena je 1996. godine, a već 2000. godine projektirana je prva elektrana. Rast obujma proizvodnje, u skladu sa zahtjevima tržišta, počeo je značajno rasti 2006. godine. Trenutno je indijska tvrtka na šestom mjestu po izvedbi dotičnih proizvoda.
2. Od 2007. godine njemački proizvođač ENERCON GmbH vodeći je u svjetskim zemljama i u Njemačkoj gdje se nalazi više od pedeset posto tržišta. Prvi proizvodi sišli su s montažne trake davne 1986. godine. Trenutno se tvornice nalaze u Indiji, Švedskoj i Portugalu.
3. Sinovel pripada prvom poduzeću u Kini za razvoj, dizajn, proizvodnju i prodaju vjetroelektrana na kopnu i na moru. Sinovel proizvodi turbine za vjetroturbine u rasponu od 1,5 do 6,0 megavata. Proizvodi su podijeljeni u četiri linije: SL1500, SL3000, SL5000, SL6000.
4. Proizvođač vjetroturbina Vestas Wind Systems ima tvornice u Danskoj, Njemačkoj, Indiji, Rumunjskoj, Velikoj Britaniji, Španjolskoj, Švedskoj, Norveškoj, Australiji, SAD-u i Kini. Tvrtka proizvodi vjetroturbine s promjerom rotora od četrdeset sedam do sto šezdeset i četiri metra, snage od 660 kW do 7 megavata.

Izrada vjetrenjače vlastitim rukama

Glavni posao koji treba obaviti je izrada i ugradnja rotacionog rotora. Prije svega, trebali biste odabrati vrstu strukture i njezine dimenzije. Poznavanje potrebne snage uređaja i proizvodnih mogućnosti pomoći će to odrediti.

Većinu čvorova (ako ne i sve) morat će se izraditi sami, pa će na izbor utjecati s kojim znanjem kreator dizajna ima, koje uređaje i uređaje najbolje poznaje. Obično se prvo izrađuje probna vjetrenjača, uz pomoć koje se provjeravaju performanse i određuju parametri konstrukcije, nakon čega se počinje izrađivati ​​radna vjetroturbina.

Izbor vjetroagregata

Najkvalitetnije vjetrenjače proizvode se u Njemačkoj, Francuskoj i Danskoj. Ove zemlje proizvode vjetroturbine za opskrbu električnom energijom stambenog privatnog sektora, farmi, škola i malih maloprodajnih mjesta.U Rusiji, zbog niske cijene električne energije i neizrečenog monopola na prodaju električne energije, vjetroturbine, solarni paneli i druge vrste alternativne energije nisu baš česte.

Mobilna vjetroturbina prikladna je za naftnu industriju ili instalaterske timove koji grade na poljima (prototip)

No, visoka cijena priključenja udaljenih objekata na električnu mrežu (još uvijek postoje sela koja nisu elektrificirana), bezobrazluk službenika, dugotrajne procedure obilaženja i dobivanja tehničkih specifikacija od monopolskih tvrtki tjeraju vlasnike da koriste alternativnu energiju za svoje objekte.

Prije svega, morate razumjeti da je učinkovitost vjetroturbine oko 60%, postoji ovisnost o brzini vjetra i bit će potrebno periodično održavanje. Ako se ipak odlučite za vjetroturbinu, trebali biste znati. Odabir vjetrogeneratora trebao bi se temeljiti na specifičnim okolnostima njegove primjene. Postoje novi razvoji i modeli: s povećanom učinkovitošću, vertikalni, horizontalni, ortogonalni, bez oštrica.

Za tvrtke ili privatni dom, ti podaci mogu biti na projektu ili računima za struju. Ako kućicu trebate osigurati struju, odabire se model vjetroturbine od 1-3 kW, pretvarač treba malu snagu i možete bez baterija. Načelo posjedovanja vjetroturbine za dacha je jednostavno: ima vjetra - ima struje, nema vjetra - radimo u vrtu ili oko kuće. Možete sami napraviti jednostavan vjetrogenerator, samo prikupite potrebne materijale i spojite ih zajedno.

Za privatnu kuću stalnog boravka ovaj princip neće raditi. Kada često nema vjetra, posebnu pažnju treba obratiti na akumulator.To zahtijeva veliki kapacitet. No, da bi se brže punio i sam generator električne energije mora biti velike snage. To jest, pojedinačni čvorovi instalacije međusobno su usko povezani. Pouzdanija kombinacija je simbioza s dizel generatorom i solarnim panelima. Ovo je 100% jamstvo dostupnosti električne energije u kući, ali i skuplje.

Komercijalne vjetroturbine su danas u širokoj upotrebi. Električna energija proizvedena uz njihovu pomoć prodaje se raznim poduzećima koja nemaju opskrbu energijom. Obično se takve elektrane sastoje od nekoliko vjetroturbina različitih kapaciteta. Izmjenični napon od 380 volti koji generiraju se dovodi izravno u električnu mrežu poduzeća. Osim toga, vjetroturbine se mogu koristiti za punjenje velikog broja baterija iz kojih se energija pretvorena u izmjenični napon također dovodi u električnu mrežu.

Vjetroturbine ruske proizvodnje

U većini slučajeva vlasnici poduzeća ugrađuju vjetroturbine, solarne panele i dizel generatore za potrebe vlastite proizvodnje. Dobivanje dozvole za prodaju struje u Rusiji je, da kažemo, druga priča. Nakon energetskog pregleda, napajanje se oslobađa, na primjer, zamjenom rasvjetnih lampi s LED diodama. Razdoblje povrata se izračunava, u nedostatku proračuna, modernizacija se može podijeliti u faze.

Koliko košta vjetrogenerator

Cijene vjetroturbina ruske proizvodnje niže su od njemačkih, danskih ili indijskih. Najjeftinije kineske vjetrenjače, iako je njihova kvaliteta znatno niža.Najjednostavnije vjetroturbine za privatne kuće koštaju do 500 dolara. Mogu se koristiti za lokalnu proizvodnju električne energije, ali ne mogu riješiti problem pune struje kod kuće. Snažniji vjetrogeneratori od 3 kW da u potpunosti opskrbe dom električnom energijom koštat će više.

Približni trošak seta vjetrogeneratora za kuću:

• za malu privatnu (seosku) kuću, snaga 3 kW/72V, ekviv. 1700-1800 dolara;
• za opskrbu vikendice strujom, snage 5 kW/120V, ekv. 4000 dolara;
• za opskrbu električnom energijom nekoliko kuća ili farme, snaga 10 kW / 240V, ekviv. 8500 dolara.

Posebno su tražene vjetroturbine s okomitom osi rotacije ruske proizvodnje. Među prednostima ove opreme:

1. male potrebne brzine vjetra za kretanje rotora;
2. neovisnost o smjeru vjetra;
3. niska zvučna pozadina, bez vibracija;
4. Dizajn siguran za ptice
5. nije potreban prisilni start;
6. radi u svim vremenskim uvjetima, s bilo kojom jačinom vjetra.

Komponente i izračuni

Trošak izgradnje uvelike varira, ovisno o dizajnu vjetrenjače i korištenim komponentama. Postoje dvije glavne vrste vjetroagregata - s vodoravnom osi rotacije (moraju se nalaziti na visini, optimalno 25-35 m) i s okomitom osi, koja se može postaviti jednostavno na razini tla.

Osim samog generatora, za vjetrenjače s vodoravnom osi rotacije potreban je rotor s lopaticama, mjenjač i zakretni rep, kao i zaštitno kućište. Sve se to obično montira na visoki jarbol.Budući da je jarbol u pravilu prilično masivna i visoka konstrukcija, bit će potrebno postaviti temelj ispod njega, kao i pričvrstiti ga dodatnim rastezljivim kabelima.

Uz ukupnu cijenu konstrukcije, dodaje se i trošak ugradnje s dizalicom. Kako bi se izbjegla konstrukcija visokog i skupog jarbola, za male vjetroturbine sve se češće koriste opcije dizajna s okomitom osi rotacije rotora, koje mogu raditi na nižoj visini pri brzinama vjetra od 1 m/s. . Ali takvi su sustavi relativno novi, pa još nisu prikupljeni nedvosmisleni statistički podaci o njihovom radu. Daju manje struje, ali su mnogo jeftiniji i nisu tako bučni, lakše ih je napraviti vlastitim rukama.

Na zemlji, u zatvorenom prostoru, nalazi se inverter za pretvaranje istosmjerne struje iz generatora u izmjeničnu, komplet baterija, rastavljača i prekidača potrebnih za preraspodjelu primljene električne energije i isključivanje uređaja u slučaju nužde ili za popravak.

Približna količina energije koju vjetrenjača s horizontalnom osi rotacije proizvede tijekom cijele godine može se izračunati pomoću sljedeće empirijske formule: E = 1,64 * D * D * V * V * V. Gdje je: E - električna energija godišnje (kWh / godina), D - promjer rotora (u metrima), V - prosječna godišnja brzina vjetra (m/s). Nakon toga izračunavamo količinu i cijenu električne energije koju troši vaša kuća godišnje, a zatim množimo dobivene brojke za 25-30 godina - procijenjeni vijek trajanja vjetrenjače. Na temelju toga izračunavamo potrebnu veličinu lopatica i približnu ukupnu cijenu strukture, ovisno o cijeni komponenti.

Ako se jarbol može izgraditi samostalno, preporučljivo je kupiti električnu opremu i samu vjetrenjaču serijski, tvornički sastavljeni. Iako su obrtnici u više navrata demonstrirali primjere vjetroturbina vlastite izrade za dom na temelju komponenti drugih uređaja (autoelektrogeneratori, industrijska oprema, čak uspijevaju koristiti pretvorene elektromotore iz kućanskih aparata), koriste domaće lopatice rotora i rep.

Sheme, metode i savjete lako je pronaći na Internetu ili u specijaliziranim tehničkim časopisima, ali u ovom slučaju sva odgovornost za performanse i sigurnost izgrađene vjetroturbine snosite isključivo vi.

Očito, s povećanjem promjera lopatica rotora i visine jarbola i, sukladno tome, većom prikupljenom energijom vjetra, proizvedena snaga raste, ali konačni trošak konstrukcije raste proporcionalno.

Prema različitim procjenama, trošak izgradnje male vjetroturbine za dom je u rasponu od 2-8 tisuća dolara po 1 kW električne energije. Ako kod kuće nemate centralizirano napajanje, vjetrenjača će najvjerojatnije koštati manje od samog postavljanja dalekovoda ili goriva u dizel generator.

Ako je zamišljeno kao sredstvo za uštedu, razmislite i donesite zaključke o njegovoj nužnosti za dom. Inače, struja koju proizvode velike industrijske vjetroturbine po 1 kW već je jeftinija od električne energije koju proizvode klasične termoelektrane. Cijena električne energije kod malih vjetroagregata nešto je veća, ali posljednjih godina u stalnom je padu.

U svakom slučaju, ako se danas vjetrenjača pokaže neisplativom, nemojte odbacivati ​​izračune koje ste sami napravili - nakon nekog vremena, pojava novih modela generatora s visokim pokazateljima učinkovitosti, promjene tarifa električne energije mogu radikalno promijeniti vašu prethodnu odluku .

Također promatrajte situaciju s feed-in tarifom, koja se primjenjuje u mnogim zemljama. Prema ovoj tarifi, električna energija proizvedena kod kuće korištenjem alternativnih izvora, uključujući energiju vjetra, može se vratiti u elektroenergetsku mrežu, uz naknadu za to. Pojava feed-in tarife u zemlji ili promjena njezine stope može značajno utjecati na vrijeme povrata vjetrenjače i uštedu koju donosi kući.

Najbolji načini korištenja

Vjetar puše neravnomjerno, a povećana proizvodnja električne energije uz njegovu pomoć rijetko će se poklopiti s razdobljima maksimalne potrošnje u kući. Stoga je poželjno da imate priliku osigurati potrebno opterećenje i iskoristiti sav višak električne energije koju proizvodi vjetrogenerator - za grijanje vode u kotlu, električne grijalice unutar kuće koje nadopunjuju sustav grijanja, pumpu u bušotini. koji pumpa vodu u spremnik na krovu, ili za još egzotičnije zadatke poput punjenja baterija električnog vozila - svi bi se trebali automatski uključiti u jakom vjetru i uz nisku ukupnu potrošnju.

Općenito, u uvjetima ruske klime s dugim hladnim zimama i relativno malim brzinama vjetra, energetski najučinkovitija i najjeftinija shema je vjetroturbina s okomitom osi rotacije instalirana na razini tla ili na malom jarbolu 5-10 m. visoko, podižući ga iznad krova kuće i krune voćke. Vjetrenjača je direktno spojena na odvojeni električni grijač i bojler u zatvorenom prostoru, bez strujnih pretvarača i baterija.

Sasvim je moguće implementirati takvu shemu vlastitim rukama, bez uključivanja instalatera. U ovom slučaju vjetrogenerator u biti proizvodi toplinu za zagrijavanje kuće, koja zauzvrat služi kao bezdimenzijski akumulator topline i omogućuje vam da se ne brinete previše o nepravilnim promjenama snage vjetra, u potpunosti koristeći svu električnu energiju koju proizvodi vjetar. generator. Štoviše, takav se sustav ispostavlja samoregulirajućim - jak vjetar brže hladi kuću, ali istodobno omogućuje tandemu vjetrogeneratora i električnog grijača da ga zagrijavaju iznutra.

Vrste vjetroagregata

Koriste se dvije glavne vrste vjetrenjača, koje imaju temeljne razlike:

• horizontalno
• okomito

U oba slučaja govorimo o osi rotacije rotora. Dizajn različitih modela horizontalnih uređaja malo se razlikuje jedan od drugog, predstavljajući vrstu kućnog ventilatora ili propelera. Vertikalni uređaji imaju mnogo veću raznolikost tipova dizajna, koji se izvana značajno razlikuju jedni od drugih. Razmotrimo ih detaljnije:

Horizontalne vjetrenjače

Horizontalne strukture su učinkovitije, jer percipiraju strujanje vjetra samo s radnom stranom lopatica.Najviše se koriste trokraki impeleri, ali za male konstrukcije broj lopatica se može povećati.

Za izradu velikih industrijskih dizajna s ogromnim rasponom lopatica (više od 100 m) koriste se horizontalne konstrukcije koje u kombinaciji tvore prilično produktivne elektrane. Države zapadne Europe, poput Danske, Njemačke, skandinavskih zemalja, aktivno koriste vjetrenjače za opskrbu stanovništva energijom.

Uređaji imaju jedan nedostatak - moraju biti usmjereni prema vjetru. Kod malih vjetrogeneratora problem se rješava ugradnjom repa poput aviona koji automatski pozicionira konstrukciju na vjetru. Veliki modeli imaju poseban uređaj za vođenje koji kontrolira položaj impelera u odnosu na protok.

Vertikalne strukture

Vjetrogeneratori vertikalnog tipa imaju nižu učinkovitost, zbog čega se koriste za opskrbu energijom samo pojedinačnim potrošačima - privatnoj kući, vikendici, skupini uređaja itd. Za samostalnu proizvodnju takvi su uređaji najprikladniji, budući da imaju širok izbor mogućnosti dizajna, ne moraju se penjati na vrlo visok jarbol (iako im to nije kontraindicirano).

Vertikalni rotori mogu se sastaviti od bilo kojeg materijala pri ruci, bilo koja vrsta od raznih dobro poznatih može se koristiti kao uzorak:

• Savonius ili Darier rotori
• moderniji tretjakovski rotor
• ortogonalni dizajni
• helikoidne naprave itd.

Nije potrebno detaljno opisivati ​​sve vrste jer se njihov broj stalno povećava.Gotovo svi novi razvoji temelje se na okomitoj osi rotacije i namijenjeni su za korištenje u privatnim kućama ili imanjima. Većina razvoja nudi vlastito rješenje za glavni problem vertikalnih uređaja - nisku učinkovitost. Neke varijante imaju prilično visoke stope, ali imaju složenu strukturu trupa (na primjer, Tretjakovljev dizajn).

Načela odabira

Za početak, formuliramo problem koji se obvezujemo riješiti: zašto vam je točno potrebna energija vjetra, koji će proces osigurati. Drugim riječima, što će biti potrošač. Dalje, proces izrade projekta za buduću vjetroturbinu: morat ćete odlučiti koji će to biti, kako će se točno energija prenositi do krajnjeg potrošača (električna struja ili mehanički - u obliku momenta, translacijskih pokreta, nekako drugačije).

U članku ćemo govoriti o vrstama najvažnijeg elementa vjetroturbine - rotora, analizirat ćemo prednosti i nedostatke svake opcije. Dotaknut ćemo se i teme korištenja proizvedene energije. Nadamo se da će vam ove informacije pomoći u fazi projektiranja jedinice.

Nadamo se da će vam ove informacije pomoći u fazi projektiranja jedinice.

Koliko košta vjetrogenerator za kuću

U nastavku su cijene vjetrogeneratora za dom i vrt. U pravilu je snaga takvih instalacija u rasponu od 5-50 kW.

• 3 kW, 48 volti. Koriste se i pomoćno i glavno napajanje. Energija koju generiraju takvi modeli dovoljna je da osigura život vikendice. Cijena je oko 90 tisuća rubalja;
• 5 kW, 120 volti.Ovaj vjetrogenerator će bez problema napajati cijelu kuću s velikim brojem električnih uređaja. Cijena je 200-250 tisuća rubalja;
• 10 kW, 240 volti. Takvi vjetrogeneratori mogu osigurati električnu energiju farmi ili nekoliko stambenih zgrada. Postoji mnogo primjera kada se takve instalacije koriste za proizvodnju energije u malim supermarketima, garažama itd. Cijena je oko 400 tisuća rubalja;
• 20 kW, 240 volti. To je sasvim dovoljno za opskrbu strujom neke vododistribucijske stanice. Cijena je oko 750 tisuća rubalja;
• 30 kW, 240 volti. Takav vjetrogenerator će osigurati struju za stambenu zgradu od 5-7 katova. Trošak instalacije je oko milijun rubalja;
• 50 kW, 380 volti. Takve instalacije se koriste u industriji. Nisu prikladni za kućnu upotrebu. Cijena je više od 3 milijuna rubalja.

Polja vjetroturbina

Prednosti i prednosti vjetroelektrana

• Besplatna obnovljiva energija. Energija vjetra je obnovljiva i besplatna. Vjetrenjače ne ispuštaju CO₂ ili druge štetne tvari. Vjetar je idealan i beskonačan izvor energije. Izgradnja većeg broja vjetroelektrana dovodi do smanjenja pojave elektrana koje ispuštaju štetne tvari u atmosferu.
• Raznolikost. Korištenje energije vjetra potiče razne izvore energije i smanjuje ovisnost o konvencionalnim elektranama ili drugim vrstama proizvodnje energije.
• Budućnost. Energija vjetra ima budućnost! Stvaranje novih vjetroelektrana dovodi do tehnološkog razvoja, tehničkih inovacija i otvaranja novih radnih mjesta.
• Smanjenje troškova.Troškovi energije vjetra znatno su pali posljednjih godina. Tijekom proteklih dvadesetak godina cijena je pala za čak 80%, čime je ova vrsta energije trenutno najisplativija od svih vrsta elektrana.
• Dodatni profit. Vlasnik mjesta na kojem se nalaze vjetroelektrane može očekivati ​​profit od zakupa ovog zemljišta, budući da je stvarna površina potrebna za elektranu mala. Osim toga, zemljište na kojem se nalazi elektrana može se koristiti u poljoprivredi (za uzgoj različitih kultura) budući da stanice nemaju štetne emisije.
• Razboritost. Vijek trajanja takve elektrane je u prosjeku 20-30 godina, a nakon njenog demontaže ne ostaju tragovi - ni u krajoliku ni u atmosferi.
• Učinkovitost. Proces rada vjetroelektrana je prilično jednostavan, vrijeme montaže je vrlo kratko, a troškovi rada i održavanja također su prilično niski. Elektrana proizvodi 85 puta više energije nego što troši. Također ima relativno male gubitke tijekom transporta energije.
• Posvajanje. Postavljanje vjetroelektrane uživa javno prihvaćanje. Velika većina ljudi razumije i podržava prednosti korištenja ovog oblika energije.

Instalirati ili ne

Prilikom odlučivanja hoćete li instalirati vjetroelektranu, morate dobiti sljedeće početne podatke:

• Prosječna brzina vjetra na mjestu postavljanja u metrima u sekundi. U prvoj aproksimaciji, sliku daje karta vjetrova u Rusiji. Ali na određenom mjestu instalacije mogu postojati različiti čimbenici koji utječu na brzinu vjetra, na primjer, brda, riječna korita.Da biste točno odredili godišnju kartu vjetra, možete koristiti lopaticu Wild, anemometar ili svakodnevno promatrati okolnu prirodu.

• Dostupnost centraliziranog napajanja, cijena kilovat-sata i mogućnost polaganja dalekovoda.

Algoritam za procjenu povrata vjetrenjače je sljedeći:

• Prema karti vjetra i tehničkim karakteristikama uređaja, odredite proizvedenu snagu za ljetno i zimsko razdoblje ili mjesečno. Na primjer, za gore spomenuti uređaj od 2 kW, generirana snaga pri brzini od 5 m / s bit će 400 W;
• Na temelju dobivenih podataka odrediti godišnji proizvedeni kapacitet;
• Na temelju cijene kilovat-sata odrediti cijenu proizvedene električne energije;
• Podijelite cijenu kita za vjetroturbinu s dobivenom cifrom i dobit ćete povrat u godinama.

Da biste izvršili prilagodbe izračuna, uzmite u obzir:

• Baterije će se morati mijenjati najmanje jednom u tri godine;
• Vijek trajanja modernog vjetrogeneratora je 20 godina;
• Uređaj je potrebno servisirati. Trošak i uvjeti usluge moraju se razjasniti s prodavateljem opreme;
• Trošak kilovat-sata svake godine raste, u prethodnih 10 godina povećan je za više od 3 puta. Za 2017. planirano je povećanje tarifa za najmanje 4%, tako da možemo poći od ove brojke povećanja cijene električne energije.

Ako dobivene brojke povrata nisu zadovoljavajuće, ali želite imati alternativni izvor energije ili ne postoji mogućnost spajanja na centralizirano napajanje, tada biste trebali razmotriti mogućnosti povećanja učinkovitosti vjetrenjače i smanjenja troškova njezine instalacija i održavanje.

Moguće su sljedeće opcije:

• Ugradnja više uređaja manje snage umjesto jednog većeg.To će smanjiti cijenu glavne opreme, smanjiti troškove instalacije i održavanja te povećati produktivnost zbog činjenice da su male vjetroturbine učinkovitije pri malim brzinama vjetra;
• Instalacija posebnog sustava za upravljanje napajanjem mreže, u kombinaciji sa centralnim sustavom napajanja. Takvi su uređaji danas komercijalno dostupni.