Szélgenerátor magánlakáshoz: készülék, típusok, a legjobb ajánlatok áttekintése
A szélmalmok már régóta nem egzotikus újdonságnak számítanak, ma már az egyik lehetséges megtakarítási lehetőségnek számítanak.A földfelszín feletti levegőáramlás hatalmas mennyiségű energiát hordoz, amelyet jelenleg sikeresen használnak fel ipari szélturbinákban és magáncélú kis szélturbinákban.
Megmondjuk, hogyan válasszuk ki a szélgenerátor megfelelő és műszakilag megfelelő telepítését egy magánház számára. Javasolt cikkünk a mini erőművek összeszerelésének és üzemeltetésének szabályait ismerteti. Az érdeklődő vásárlók ajánlásokat kapnak a választásukra, és értékelik a népszerű modelleket.
A cikk tartalma:
Szélturbinák tervezése és működési elve
A szélgenerátorok olyan speciális berendezések, amelyek a szél kinetikus energiáját elektromos energiává alakítják. Ezek független áramforrások, melyek kiválóan alkalmasak magánlakóépületekbe, kis- és közepes gazdaságokba, termelő bázisokba való beépítésre.
A háztartási használatra szánt szabványos mini-erőmű kialakítása a következő funkcionális elemeket tartalmazza:
- Pengék aerodinamikai kialakítású, hogy elkapja a szelet.
- Generátor váltakozó áram előállítására.
- Vezérlő szélerőműpark automatikus vezérléséhez. Lehetővé teszi az akkumulátor töltésének szabályozását és az energiaáramlás eszközök közötti elosztását.
- Tárolóeszköz. Speciális akkumulátorok a megtermelt elektromosság tárolására.
- Inverter hogy a megtermelt energia paramétereit a hálózati szabványokhoz hozzák.
- Árboc, a pengéket egy bizonyos magasságra emelve a talajszint felett.
Különböző típusú árbocok léteznek: szabadon álló vezetékek nélkül, mereven rögzítve és csavarokon forgó. Ez utóbbi le- és felemelhető karbantartáshoz, valamint javítási és helyreállítási munkákhoz.
Valójában a szélerőműparkból származó energia nem közvetlenül a fogyasztóhoz áramlik. A rendszert az elektromos áram átalakítására szolgáló speciális eszközökhöz kell csatlakoztatni.
A generátor után egy vezérlőt helyeznek el az áramkörben. A váltakozó áramot egyenárammá alakítja. Ebben a formában az áramot akkumulátorokban halmozzák fel és tárolják, majd azokból egy inverteren keresztül, amely az egyenáramot váltóárammá alakítja, az energiát a magánhálózatba juttatják.
Ez a séma lehetővé teszi a feszültség instabilitás kiegyenlítését, valamint az energia felhalmozódását a fogyasztás teljes hiányában. Ez pedig lehetővé teszi a háztartási elektromos készülékek teljes teljesítményénél kisebb teljesítményű szélgenerátorok használatát.
Egy autonóm szélerőművel együtt lehetőség van napelem modulok és üzemanyag-generátorok telepítésére is.
Ha egyszerre több eszközt használnak elektromos áram előállítására, az áramkört egy másik elemmel egészítik ki - egy automatikus megszakítóval (ABP). Arra van szükség, hogy amikor az egyik alternatív energiaforrást kikapcsolják, egy másik, egy tartalék induljon el.
A modern szélerőművek különböző kialakítású rotorokat használnak - forgó alkatrészeket. Megvannak a maguk előnyei és hátrányai, eltérő hatékonyságuk és funkcionalitásuk. Jelenleg számos olyan autonóm rendszer fejlesztés létezik, amelyek képesek kölcsönhatásba lépni a különböző sebességű és erősségű szelekkel.
A szélerőművek típusai
A fogyasztó típusa alapján megkülönböztetik az autonóm szélgenerátorokat és a hálózatról hajtott berendezéseket. Az előbbiek a központi elektromos hálózatoktól távol eső fogyasztókat látják el energiával.
A másodikak több tíz/száz szélturbinát számlálhatnak, amelyek egyetlen rendszert alkotnak és egy közös hálózatot látnak el energiával. Az autonóm egységek teljesítménye ritkán haladja meg a 75 kW-ot, míg a hálózati berendezések teljesítménye 100 kW-tól kezdődik.
Az építés típusától függően a szélgenerátorokat megkülönböztetik:
- Val vel függőleges forgástengely;
- Val vel vízszintes forgástengely.
Ezeket az eszközöket különböző működési feltételekhez használják, de a leggyakoribbak a vízszintes tengelyű modellek. Úgy működnek, mint a hagyományos szélkakasok, és hasonló a szerkezetük. A forgórész tengelye a földfelszínnel párhuzamosan forog.
Az ilyen egységeket a nagy hatásfok (kb. 40%), az egyszerű teljesítményállítás és a kedvezőbb ár jellemzi, de jellemző rájuk a magas zaj- és rezgésszint is.Ezenkívül a szél irányába kell nézni.
A függőleges forgástengelyű szélgenerátorok kompaktabb kialakításúak és kevésbé érzékenyek a környezeti tényezőkre.
Az ilyen típusú eszközökben a turbina a Föld síkjára merőlegesen helyezkedik el. Az ilyen szerkezeteket még gyenge széltől is elindítják, és nem függenek a légáramlás irányától.
Van azonban egy jelentős hátránya is - az ilyen generátorok hatékonysága csak 15%. Ráadásul drágábbak, mint a vízszintes tengelyű modellek.
A szélgenerátorok modelljei nemcsak a forgástengely elhelyezkedésében különböznek egymástól, hanem:
- pengék száma – vannak két- és háromlapátos szélmalmok, és vannak többlapátos módosítások is;
- anyagok funkcionális alkatrészek gyártásához – vitorlával és merev pengékkel;
- légcsavar állásszög – állítható vagy fix.
A többlapátos helyhez kötött szélmalmok még gyenge szél esetén is forogni kezdenek, de a két- és háromlapátos készülékek működéséhez erősebb szél is szükséges. Ugyanakkor a kialakításban minden további penge nagyobb ellenállást biztosít a kerékkel szemben, ami megnehezíti a generátor normál működési sebességének elérését.
A gyártás anyagától függően lapátok szélturbinákhoz, bizonyos nehézségek adódhatnak a munkájában. A vitorlás elemek gyártása egyszerűbb, ezért olcsóbbak.
De ha biztosítani kell egy szélturbina megbízható működését az autonóm energiaellátáshoz, akkor érdemes előnyben részesíteni a merev, fémből vagy megerősített üvegszálas lapátokkal rendelkező szerkezeteket.
Ami a légcsavar állását illeti, itt sem olyan egyszerű a dolog. A változtatható hangmagasság lehetővé teszi a szélerőmű üzemeltetéséhez szükséges effektív sebességtartomány jelentős bővítését, és ez nagy előny. Ugyanakkor egy ilyen mechanizmus csökkenti a helyhez kötött telepítés általános megbízhatóságát, és jelentősen megnehezíti a szélkereket, megnehezítve az egység működését.
A szélgenerátor telepítésének megvalósíthatósága
A kis szélerőműveket ma már széles körben használják alternatív villamosenergia-forrásként, amelyek valódi megtakarítást tesznek lehetővé.
Az ilyen eszközöket általában nyaralókba telepítik, a fő elektromos hálózatoktól távoli területeken. De nem ez az egyetlen oka annak, hogy az emberek egyre inkább előnyben részesítik az ilyen típusú szerkezeteket.
Azonban nem minden terület alkalmas szélturbina telepítésére. Ahhoz, hogy a minierőmű a gyártó által bejelentett élettartam alatt teljes mértékben működjön, a terület éghajlati viszonyainak meg kell felelniük a speciális berendezések követelményeinek.
Az átlagos szélsebesség nem lehet kevesebb 4,5-5 m/s-nál. Csak ebben az esetben lesz gazdaságilag indokolt egy szélturbinával ellátott szerkezet beépítése.
Az átlagos éves szélsebesség régiónkénti hozzávetőleges adatainak megismeréséhez meg kell tekintenie egy speciális széltérképet.Pontosabb információhoz juthatunk szélmérővel és jelolvasó készülékkel.
A mérőrendszert nagy magasságban kell telepíteni, hogy a közeli épületek és fák ne torzítsák az eredményeket.
Ha úgy dönt, hogy mini szélerőműparkot telepít otthonába, gondoljon a rendelkezésre álló helyekre is. Ugyanakkor figyelembe kell venni, hogy a szélnek teljesen szabadon kell „járnia” a lapátok mentén, és akadályok nélkül kell elérnie őket különböző oldalakról.
Éppen ezért a szélturbina beépítésének ideális helye a dombok teteje, ahol a légtömegek a nyomás és a szélsebesség megfelelő növekedésével tömörülnek. A tengeri régiókat és a sztyeppei zónát is megfelelőnek tartják.
A 250 m-es körzetben lévő akadályok hatással vannak szélgenerátor működése. A maximális hatékonysági mutatók eléréséhez a turbina tengelyét legalább 4-5 m-rel az akadályok szintje fölé kell telepíteni.
A felszerelés kiválasztásának szabályai
Az otthoni szélgenerátor kiválasztását felelősségteljesen kell megközelíteni.
Előzetesen össze kell gyűjtenie az alapvető információkat:
- Számítsa ki a névleges és maximális villamosenergia-mennyiséget, hogy megfeleljen a ház igényeinek.
- Tekintse meg az átlagos éves szélsebességet a környéken, hogy megállapítsa, mikor lesz tétlen a szélmalom.
- Vegye figyelembe a terület éghajlati jellemzőit. Ha a téli szezonban súlyos fagyok vannak, nem éri meg a szélerőműpark telepítése.
- Ismerje meg a szélgenerátorok működése közben keletkező zaj intenzitását.
- Hasonlítsa össze a különböző gyártók készülékeinek műszaki jellemzőit.
A szélerőmű komponens funkcionális elemeinek kiválasztása a névleges teljesítményérték szerint történik. Ebben az esetben a névleges szélsebesség is szerepet játszik - azok az értékek, amelyeken a szélgenerátor előállítja a számított elektromos energiát.
Arra is figyelmet kell fordítani, hogy a szélgenerátor teljesítménye a lapátok által alkotott kerék átmérőjétől függ. Ha a méretet megduplázzuk, a szélmalom 4-szer több villamos energiát termel azonos szélsebesség mellett.
Az akkumulátorok kapacitása is fontos. Ha nincs szél, elegendő energiával kell rendelkezniük a ház áramellátásához.
A könnyű, alacsony árbocokkal rendelkező szélgenerátorok kis teljesítményű modelljei önállóan telepíthetők. A központi tartót vasbeton alapra kell felszerelni. A szerkezet oldalirányú stabilitása érdekében 3-4 striát használnak.
A szélgenerátorok hozzávetőleges árai és megtérülése
A szélturbinák népszerűsége napról napra nő. Előnyösek nagy és drága nyaralók felszerelésére, amelyek karbantartása sok elektromos energiát igényel.
Szélerőműveket célszerű olyan lakott területen telepíteni, ahol nincs központosított áramellátás, vagy az áramszolgáltatás folyamatosan megszakad.
Ilyen esetekben a szélgenerátorok segítenek, amelyek használata számos előnnyel jár:
- levegőáramlási energia átalakítása szabad elektromos árammá;
- szélturbinák környezetbiztonsága;
- nyersanyagok és hulladék hiánya a villamosenergia-termelésben;
- a funkcionális alkatrészek minimális kopása;
- hosszú élettartam - 25-30 év;
- nem kell folyamatosan ellenőrizni a szélerőmű működését.
A hátrányok közé tartozik a szélerősség változékonysága és kiszámíthatatlansága. A veszteségek minimalizálása érdekében meg kell másolnia a forrást, vagy telepítenie kell egy további puffert az energiatároláshoz. Ezenkívül a forgó szélkerék potenciális veszélyt jelent a repülő madarakra.
A háztartási szélturbinák másik jelentős hátránya a magas költségek. Ezek a terjedelmes szerkezetek drága anyagokból készülnek, és tartalmaznak egy vezérlőt, akkumulátorokat, egy invertert és egy árbocot.
Meg kell jegyezni, hogy az orosz gyártók háztartási szélgenerátorai, valamint a Kínában gyártott kiváló minőségű szélturbinák sokkal olcsóbbak, mint európai társaik. A legfeljebb 2 kW névleges teljesítményű, függőleges tengelyű hazai szélturbinák ára 1300-2500 dollár között mozog.
De ezen az áron a csomag csak egy pengékkel ellátott generátort tartalmaz.A fennmaradó felszerelést külön kell megvásárolni, ill csináld magad. A teljes telepítés körülbelül 40-50%-kal többe kerül.
A 3 kW és 7 kW közötti teljesítményű, otthoni használatra szánt szélerőművek ára jóval magasabb. Az ilyen generátorok a kapcsolódó berendezésekkel 5000-12 000 dollárba kerülnek a vevőnek.
És még akkor sem, ha a hálózati áramellátásban fennakadások vannak, nem mindig tanácsos szélgenerátort telepíteni. Könnyebb és olcsóbb lesz az ipari akkumulátorokon alapuló, szünetmentes tápegységet UPS-sel kombinálva telepíteni.
Érdemes szélerőművet olyan helyekre telepíteni, ahol a központosított energiaellátáshoz való hozzáférés teljesen hiányzik. A megtérülési idő ebben az esetben 25 év.
A szélgenerátor összeszereléséhez és beszereléséhez szükséges alkatrészek vásárlása előtt célszerű elvégezni számítások képletekkelajánlott cikkünkben. Itt találja a számítások végrehajtásának sorrendjét és szabályait.
A legjobb márkák és telepítések áttekintése
A szélgenerátorok orosz piaca egyaránt kínál megbízható, viszonylag olcsó készülékeket a hazai márkáktól, és a külföldi gyártók szélturbináinak modelljeit, amelyek eltérő funkcionalitásúak. Az otthoni telepítés kiválasztásához össze kell hasonlítania a különböző egységek jellemzőit.
No. 1 – szélgenerátorok Condor Home (Oroszország)
Az otthoni használatra szánt szélturbinák sorozata 0,5-5 kW teljesítményű eszközöket tartalmaz. Ezek szolgálhatnak fő áramforrásként vagy kiegészítőként.A Condor Home állomások alacsony hőmérsékleten történő működésre lettek kialakítva, és alacsony szél esetén is képesek energiát termelni.
Modelltől függően a generátor háza műanyag vagy alumíniumöntvény, a lapátok üvegszálasak. Van egy hatékony kettős fékrendszer. Az árboc kompozit, huzalokon, magassága 8-12 m. Ezen egységek felszereléséhez cölöp vagy beton alapra van szükség.
Az alapcsomag tartalmaz egy árbocot és kötelet, egy generátort, egy forgórészt és lapátokat, egy töltésvezérlőt és rögzítőelemeket.
No. 2 – Falcon Euro mini-erőművek (Oroszország)
Csúcstechnológiás függőleges tengelyű szélgenerátorok, 1-15 kW teljesítményű. Ezeket az elektromos vezetékektől távoli fogyasztók elsődleges/tartalék áramellátására használják. Napelemekkel és üzemanyag-generátorral rendelkező komplexum részeként használható.
A szélmalmok erős neodímium mágnesekkel vannak felszerelve. A beépítés indításának kezdő szélsebessége 1,5 m/s, névleges sebessége 11 m/s. A beépített aerodinamikus fék segít korlátozni a kerék sebességét. A gyártó által bejelentett élettartam 20 év, a gyári garancia a minierőműre 36 hónap.
Az alap Falcon Euro telepítőkészlet több funkcionális elemet tartalmaz: szélkereket, generátort és vezérlőt, árbocot és beágyazott alkatrészeket. Az inverter telepítését és az akkumulátorokat külön kell kiválasztani.
No. 3 - szélturbinák Sokol Air Vertical (Oroszország)
Az ilyen márkájú kis szélerőművek kis nyaralók és középvállalkozások számára egyaránt biztosítanak villamos energiát. Háztartási használatra 0,5-15 kW teljesítményű SAV készülékeket gyártanak.
Jellemzőjük a nagy hatásfok enyhe szélben, zökkenőmentesen működnek alacsony és magas hőmérsékleten -50 °C és +50 °C között, alacsony zajszint és külső hatásokkal szembeni ellenállás jellemzi őket.
A Sokol Air Vertical egységek villamosenergia-termelése nem függ a szél irányától. A függőleges-axiális telepítések automatikus üzemmódban működnek karbantartó személyzet nélkül. A kialakítás elektromágneses és aerodinamikus fékrendszerrel korlátozza a szélkerék sebességét.
A pengék megerősített poliészterből vagy repülőgép minőségű alumíniumból készülnek (modelltől függően), és öntekervényes profillal rendelkeznek. A generátor egy többpólusú, háromfázisú generátor, állandó mágnesekkel gerjesztve.
A szélerőmű alapcsomagja a következőket tartalmazza: szélturbina akkumulátor töltésvezérlővel, árboc fickókkal, szerelőkészlet. Az invertert és az akkumulátorokat a műszaki előírásoknak megfelelően külön választják ki.
No. 4 - szélgenerátorok Energy Wind (Oroszország)
A vásárlók hozzáférhetnek az univerzális felhasználású, 1-10 kW teljesítményű egy- és háromlapátos modellekhez. Ezek a szélturbinák tökéletesek magánlakóépületek és nyaralók áramellátását célzó projektek létrehozásához.
Az Energy Wind egységek tartós, megerősített üvegszálas pengékre épülnek, amelyeket autozománccal festettek, és megbízható légelvezető rendszert használnak. Ezek a vízszintes forgástengelyű egységek -40 és +40 Celsius fok közötti hőmérsékleten stabilan működnek.
A minimális üzemi szélsebesség 2 m/s, egyes lapáthelyzetekben - 3 m/s, az ajánlott árbocmagasság 8-20 m Az orosz márkájú telepítések átlagos élettartama 25 év, a gyártó hivatalos garanciája 3 év.
A beépítések alapfelszereltsége egy állandó mágneses elektromos generátor az árboc rögzítő egységgel és egy forgó mechanizmussal, lapátokkal, valamint egy szélturbina összeszereléséhez szükséges rögzítőkészlet. Az árbocot, valamint a vezérlőt, az invertert és az áram tárolására szolgáló akkumulátorokat külön kell megvásárolni.
5. sz. – Altek EW szélturbinák (Kína)
Szélturbinák típusa – vízszintes forgástengellyel. Az 1 kW-tól 10 kW-ig terjedő névleges teljesítményű készülékek ideálisak a vidéki házak és nyaralók áramellátási problémáinak megoldására.
Az Altek EW szélturbinák védőburkolata alumíniumötvözetből készül, ami jelentősen megkönnyíti a tervezést. A generátor funkcionális fém részei szilíciummal vannak bevonva a hőállóság érdekében.
A pengék szálerősítésű műanyagból készülnek.A kínai márka háztartási egységeinek indításakor induló szélsebesség 2,5 m/s, névleges sebessége 12 m/s.
Az alapcsomag tartalmaz pengéket, generátort és vezérlőt. A szélmalom fennmaradó funkcionális elemeit meg kell vásárolni.
Ha egy gyárilag előállított készlet költsége túl magasnak tűnik, érdemes megépíteni DIY szélgenerátor. Az általunk ajánlott cikk leírja, hogyan készítsünk hasznos háztartási készüléket mosógépből.
Következtetések és hasznos videó a témában
A szélerőművek használatának kilátásai:
A modern szélturbinák működési elve. Hogyan alakul a szélenergia elektromos árammá:
A szélturbinák használata ma is folyamatos fejlesztést igényel. Ennek az alternatív villamosenergia-termelési módnak a lehetőségei és hosszú távú kilátásai ígéretesek. Mindazonáltal bizonyos intézkedésekre van szükség mind a berendezések gyártóitól, mind a helyi hatóságoktól.
A kisméretű szélgenerátorok magánháztartások számára történő telepítése nem fogja teljesen megoldani a régiók energiaellátásának problémáját. De egyes földtulajdonosok számára ez a lehetőség kiutat jelenthet.
Mesélje el saját tapasztalatait a szélturbina kiválasztásával vagy telepítésével kapcsolatban egy vidéki telken. Kérjük, írjon megjegyzéseket, tegyen közzé fényképeket és tegyen fel kérdéseket az alábbi blokkban. Ossza meg technológiai finomságokat és hasznos információkat, amelyek hasznosak lesznek a webhely látogatói számára.
Most elég fúj a szél, az erdőket kivágták – hurrikánok fújnak. A működés közbeni zaj és az energiafelhalmozódás lehetősége zavaró. A probléma most nem annyira az áramtermelés, mint inkább a felhalmozás.
Természetesen nem lehet teljes mértékben ellátni a házat elektromos árammal, de a terhelés legalább felének eltávolítása már megkönnyebbülést jelent a költségvetés számára, az áram most nagyon drága.
Általában meglepő, hogy miért nem használunk alternatívát, hanem függünk, elég drágák, az energiacégektől? A konzervativizmus és minden újtól való félelem gátolja a haladás fejlődését.
És milyen költségvetésből vásárolnak nagyon drága szélgenerátorokat?
A kulcstényezők természetesen nem a megbízhatóság vagy a stabilitás, hanem a berendezés megtérülése. Ha hatékonyan működik, és legfeljebb öt év alatt megtérül a beruházás, akkor lesz kereslet a szélturbinákra. És most a magántulajdonosok a mutogatás kedvéért telepítik őket, semmi több. Néhány más ország, ez nem példa, a kormányok egyszerűen a szélenergiát finanszírozzák a költségvetésből, ismét egy banális kitűnési vágy és plusz pénz.
Dmitrij, egyszer minden új minimális megtérüléssel kezdődött (mellesleg, honnan származik ez a szám - 5 év?), majd a tömeggyártás megkezdésével a berendezések olcsóbbak lettek. És a megtérülés mellett nem szabad megfeledkeznünk a környezetről sem. Főleg, ha nagy projektekről van szó, amelyek a széntüzelésű erőműveket, a légszennyezés fő forrását váltják fel.
Vidéki szomszédunk generátort szerelt a háza tetejére, és már csak azt használja. Igaz, nem lakik állandóan a dachában, és többnyire csak hétvégén jön.De legalább már nem a tápegységtől függ, és ez nagy plusz. Ráadásul térségünkben elég gyakran előfordulnak áramkimaradások. Szóval nagyon hasznos dolog.
Ki tud tanácsot adni, hogyan készítsünk Bondarev aerodinamikus légcsavart?
Ami a mérnököt illeti, a tanács írástudatlan. NINCS függőlegesen axiális szélturbina.
Miért, az illetékes mérnökök tudják ezt.
A kínai szélmalmok rossz minőségűek, és nagyon kevés energiát termelnek.