Bugün, elektrik tarifeleri arttıkça ve insanların "medeniyet"ten uzak kır evleri ve kulübeler inşa etme isteği arttıkça, birçok özel mülk sahibi giderek alternatif enerji kaynaklarına yöneliyor. Şu anda en ucuzu rüzgar enerjisi. Kullanımı için özel cihazlar tasarlanmıştır. Makalenin devamında, bir rüzgar jeneratörünün ne olduğunu ele alacağız.
Terminoloji
Yel değirmeni elektrik jeneratörü, hava akışının kinetik enerjisini mekanik enerjiye çeviren bir cihazdır. Bu kuvvet rotorun dönüşünü başlatır. Çalışmasının bir sonucu olarak, mekanik enerji daha sonra elektrik enerjisine dönüştürülür.
Endüstriyel kullanım
Bu tür cihazlar, büyük özel veya kamu enerji şirketleri tarafından üretilir. Genellikle sözde ağlarda birleştirilirler. Sonuç rüzgar çiftlikleridir. Bu endüstriyel ağlar farklıhem ham maddelerin (yakıt) hem de atıkların tamamen yokluğu ile nükleer veya termalden. Rüzgar santrali jeneratörünün hatasız çalışabilmesi için yıllık ortalama hava debisinin yüksek olması gerekir. Modern sistemlerin gücü 7,5 MW'a ulaşabilir.
Bazı operasyonel zorluklar
Endüstriyel rüzgar jeneratörü yedi veya on gün içinde özel olarak hazırlanmış bir sahaya monte edilir. Ve bir yapının inşası için izinlerin alınması bazı durumlarda bir yıldan fazla sürebilmektedir. Ayrıca rüzgar jeneratörlerinin kurulumunun gerçekleştirileceği sahada uzun süreli çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır. En azından yıl boyunca hava akışlarının yönü ve hızı incelenir. Tüm bu faaliyetler projelerin uygulanma süresini önemli ölçüde artırmaktadır.
Kısa tarihsel arka plan
Eski zamanlarda insanların rüzgar enerjisini kullanmaya başladığını belirtmekte fayda var. Basit bir örnek bir yelkendir. Çağımızdan 200 yıl önce yel değirmenleri inşa ediliyordu ve elektriğin keşfinden sonra insanlar onu elde etmek için hava akımlarının gücünü kullanmaya başladı. Geçen yüzyılın 50'li yıllarına kadar, Sovyetler Birliği'nde yeni ekipmanların tasarımı ve tasarımı üzerinde sürekli çalışmalar vardı. Rüzgar jeneratörleri ülkede yaygın olarak kullanılmaktadır.
Uygulama kapsamı
Rüzgar jeneratörü doğrudan amacına uygun olarak kullanılabilir veya tamamen dekoratif işlevler gerçekleştirebilir. Pervaneye bir cırcır takılabilir vecihazı herhangi bir uygun yere Endüstriyel amaçlar için, daha önce tahıl öğütmek için bir rüzgar jeneratörü kullanıldı. Bugün, kural olarak, bu amaçlar için başka ekipmanlar kullanılmaktadır. Rüzgar jeneratörleri genellikle ev için kullanılır. Banliyö gayrimenkul sahiplerinin yorumları, su pompalama sürecinde böyle bir tasarımın etkinliğine tanıklık ediyor. Yani, bazı kullanıcılara göre, ünite bir kuyudan veya kuyudan yaklaşık 30-50 litre / saat kaldırabilmektedir. Bu tür jeneratörler vermek için çok önemlidir. Şebekeye akım beslemesinde kesintilerin olduğu yerlerde rüzgar yapıları genellikle vazgeçilmezdir. Ayrıca ısıtma sistemini başlatmak için kullanılırlar. Ancak, rüzgar jeneratörü en yaygın olarak elektrik üretmek için kullanılır.
Sınıflandırma
Özel bir ev için bir rüzgar jeneratörü satın almak gerekirse, bu ünitenin türleri ve çalışma prensibi hakkında daha fazla bilgi edinmelisiniz. Tasarım atlıkarınca tipi olabilir. Bu durumda, dikey bir dönme eksenine sahiptir. Ayrıca tasarım kanatlı olabilir. Bu, ünitenin dönme ekseninin yatay olduğu anlamına gelir. Ardından, her türü ayrı ayrı düşünün.
Atlıkarınca tasarımı
Böyle bir rüzgar jeneratörünün şüphesiz avantajları vardır. Hava akışının gücünü artırma sürecinde hızla çekiş kazanır. Daha sonra, dönüş hızı neredeyse aynı seviyededir. Bu tasarım bağımsız olarak rüzgarın yönünü izler. Bu, ek ihtiyacı olmadığı anlamına gelir.armatürler. Atlıkarınca tipi rüzgar jeneratörü yavaş hareket ediyor. Bu, oldukça basit şemaların kullanılmasına izin verir. Aynı zamanda, düşük hız, yapıların kullanımını önemli ölçüde sınırlar. Bunun nedeni, ek olarak kademeli dişli kutuları kullanmaya ihtiyaç duyulmasıdır. Çarpanların verimliliği oldukça düşüktür. Dişli kutusu olmadan, rüzgar jeneratörünün çalışması çok daha zordur.
Kanat tasarımı
Böyle bir jeneratör (rüzgar) nedir? Birçok kullanıcının yorumları bu tasarımın lehinde konuşuyor. Kanat tipi ünite, yukarıda açıklananlara kıyasla birçok avantaja sahiptir. Kullanıcılar, böyle bir rüzgar jeneratörünün sahip olduğu şüphesiz avantajlara oldukça yüksek bir dönüş hızı atfeder. Bu sayede çarpanın ek kullanımına gerek kalmaz. Kanat yapısının kanatları, hava akışına dik, yani dikey olarak yerleştirilmelidir. Bunun için bir stabilizatör kullanılır. Kullanıcıların kanatlı rüzgar jeneratörünün sahip olduğunu söylediği bir diğer avantaj, hava akışının yüksek enerji dönüşüm verimliliğidir. Aynı zamanda bu tür tasarımlarda dönme hızı kanat sayısı ile ters orantılıdır. Bu bağlamda, birimlerin kural olarak üçten fazla kanadı yoktur. Bu tür kurulumların geniş popülaritesi, yapıların üretim kolaylığından da kaynaklanmaktadır.
Cihaz seçim kriterleri
Öncelikle ortalama hızı tam olarak belirlemek veünitenin çalışacağı yerde tercih edilen hava akış yönü. Bazı parametrelerin farkında olmalısınız. Böylece, kanatların dönüşünün başladığı ilk hız 2 m/s'dir. Ünite 9-12 m/s debi ile maksimum verim elde eder. Jeneratörün gücü pervanenin çapına ve rüzgar hızına bağlıdır.
Tasarım Özellikleri
Ev tipi rüzgar jeneratörü nelerden oluşur? Tasarımın kendisi bıçaklı bir tekerlek içerir. Şanzımanı da var. Bu mekanizma, torku dönüştürmek ve iletmek için tasarlanmıştır. Ayrıca tasarımda bir direk var. Cihazın kendisi üzerine kuruludur. Ayrıca, ünite bir pil ve bir invertör ile donatılmıştır. İkincisinin yardımıyla, doğru akım etkili bir alternatif akıma dönüştürülür.
Cihaz ve Ağ
Bugün var olan birimlerin çoğu, merkezi veya yerel bir elektrik kaynağıyla çalışır. Örneğin, bir dizel jeneratör olabilir. Ek bir kaynak kullanma ihtiyacı, hava akışlarının kararsızlığı ile açıklanmaktadır. Bu durumda, ağ stabilize edici bir görev gerçekleştirir. Bu tür yapıların kullanımı için belirli koşullar vardır. Ana olanlardan biri, şebekenin gücünün mutlaka bir rüzgar jeneratörününkinden en az 1.8 kat daha yüksek olması gerektiğidir.
Çalışma prensibi
Güçlü hava akımları bir rüzgar jeneratörünün kanatlarını çalıştırır. Dönmeye başlarlar. Alınan enerji rotor vasıtasıyla çarpana aktarılır. nasılYukarıda ünitelerin hem bireysel hem de gruplar halinde çalışabileceği söylendi. Bazı tasarımlarda, cihaz performansını iyileştirmek için çarpanlar kurulur. Herkesin böyle bir birim satın alamayacağı söylenmelidir. Bu bağlamda, bazı insanlar evleri için kendi elleriyle rüzgar jeneratörleri inşa ediyor. Bunu nasıl yapacağımızı daha fazla düşüneceğiz.
Birim türü
Ev için rüzgar jeneratörleri nelerdir? İki tür cihaz vardır. Birincisi yatay, ikincisi dikey rüzgar jeneratörüdür. Kullanıcıların kendilerine göre ikinci tasarımın montajı ve montajı daha kolaydır - cihazı dengelemek oldukça kolaydır. Ek olarak, bu sistem daha yüksek etkili rüzgar etkisi katsayısına sahiptir. Montaj için seçilen cihaz ne kadar güçlü olursa, tekerleğin ağırlığı ve çapı o kadar büyük olur. Bu da, dengelemeyi ve kurulumu zorlaştıracaktır.
Bileşenler
Rüzgar jeneratörü yapmadan önce gerekli tüm unsurları ve detayları hazırlamalısınız:
- 12 V pil Bir araba cihazı kullanabilirsiniz, ancak alternatif bir tane satın almak daha iyidir. Böyle bir pil daha güvenli ve daha dayanıklı olacaktır.
- Jeneratör 12 V.
- Rotor 1.5-2 m.
- Metal varil veya kova (büyük). Alüminyum veya paslanmaz çelikten yapılmış bir kap kullanılması tercih edilir.
- Pil şarj rölesi.
- Lamba şarj rölesi (örneğin otomotiv).
- Yarı sızdırmaz anahtar.
- Bağlantı kutusu.
- Voltmetre. Arabayı kullanabilirsin.
- Yüksekliği 2 ila 10 metre arasında olan direk. Ayrıca kendiniz yapabilirsiniz. Bu, taban için PVC borular ve metal parçalar gerektirecektir.
- 4 M6 cıvata.
- Teller.
- Paslanmaz tel veya kelepçeler. Bu elemanlar direğe eklenecektir.
Ayrıca şu araçlara da ihtiyacınız olacak:
- Kesiciler.
- Matkap ve matkaplar.
- Tornavida.
- Tuşlar.
Direk montajı
Montajından önce, tabanın hacmine ve borunun kesitine uygun olarak temeli doldurmak gerekir. Bu durumda iklim ve toprak özellikleri dikkate alınmalıdır. Bir rüzgar türbini direğinin montajı, harç katılaştıktan sonra (döküldükten en az bir hafta sonra) gerçekleştirilir. Yere bir direk kazabilir ve adam tellerini sabitleyebilirsiniz. Ancak bu seçenek daha az güvenilirdir.
Rotor
Çap, ortalama rüzgar hızına göre seçilir. Bir rotor yapılır ve bir kasnak yeniden yapılır (hareketi bir tahrik kayışına veya ipine iletmek için tasarlanmış, çevresi etrafında bir jant veya oluk bulunan özel bir sürtünme tekerleği). Aslında, 6-7 m/s'ye varan rüzgar hızlarında 3 m'lik bir elemanın gücü daha yüksek olacaktır.
Kanatlar
Namlu 4 eşit parçaya bölünmüştür. Bunun için bir mezura ve bir işaretleyici kullanılır. Bıçaklar metal için makasla kesilir. Kanatlar daha sonra kasnağa ve tabana sabitlenir. bağlantı elemanları olarakcıvatalar kullanılır. Onlar için yerler çok doğru bir şekilde ölçülmelidir, aksi takdirde gelecekte dönüşü sık sık ayarlamanız gerekecektir. Kanatlar, hava akışında gereksiz esintileri önlemek için makul bir şekilde nazikçe katlanır.
Montaj
Jeneratöre teller bağlanır ve devre anahtar kutusuna monte edilir. Ünite direğe takılıdır. Teller direğe ve jeneratöre sabitlenir. Daha sonra ünite, ardından pil devreye bağlanır. Enine kesiti 2,5 kW'a kadar olan teller yardımıyla yük bağlanır. Bıçakların bükülme derecesine bağlı olarak dönüş hızı ayarlanır. Böyle bir birim, bir kır evi veya yazlık için enerji sağlamak için yeterli olmalıdır.
Artan üretkenlik
Direk 20-25 metreye kadar kaldırıldığında, hava akış hızı %30 artacaktır. Aynı zamanda enerji üretimi de 1,5 katına kadar artırılacak. Bu seçenek az altılmış rüzgar hızında (4 m/s'ye kadar) kullanılır. Yüksek bir direk ile ağaçların ve binaların etkisi ortadan kalkacaktır. İşte kendi rüzgar türbininizi nasıl yapacağınız.
Endüstri Geliştirme
Bugün, makul bir fiyata bir ev tipi rüzgar jeneratörü satın alabilirsiniz. Bu, bu endüstrinin sürekli ve aktif gelişiminden bahsediyor. Kurulumu kendiniz satın alarak veya monte ederek, kendi evinizin enerji bağımsızlığını oldukça uzun süre sağlayabilirsiniz. Kural olarak, küçük bir bina için nominal gücü 1 kW olan bir ünite yeterlidir. Aynı zamanda cihazın çalışma alanındaki rüzgar hızı8 m/s olmalıdır. Alanda sabit hava akışı yoksa veya zayıfsa, cihaza dizel jeneratör veya fotovoltaik hücreler takılabilir. Bugün Rusya'da, yalnızca rüzgar jeneratörleri kurma eğiliminin ortaya çıktığı belirtilmektedir. İç pazarda, yerel ihtiyaçlar için yalnızca birkaç düşük güçlü ünite üreticisi temsil edilmektedir. Komple bir sette 1 kW'lık rüzgar türbinlerinin maliyeti 35-40 bin ruble'den başlıyor. Bunlar iki yıl önceki fiyatlar. Cihazı kurmak için sertifika vermeye gerek yoktur.
Sömürünün dezavantajları ve avantajları
Enerji tarifelerinin sürekli büyümesine rağmen, elektriğin maliyetinin kendisi, diğer maliyetleri olan endüstrilerin çoğunda hiçbir ölçüde önemli bir değer değildir. Günümüz tüketicisi için arzın istikrarı ve güvenliği kilit faktörlerdir. Rüzgar jeneratörlerinden elde edilen endüstriyel kullanım için enerji maliyetinde artışa neden olan ana nedenler şunlardır:
- Bir süreliğine otonom çalışma ihtiyacı. Bu durumlarda piller kullanılır.
- Endüstriyel kalitede elektrik enerjisi ihtiyacı. Bunun için bir invertör kullanılır.
- Sürekli çalışma süresi ihtiyacı. Bu gibi durumlarda ayrıca dizel jeneratörler kullanılır.
Cihazların günlük hayatta kullanımına gelince, operasyonun dezavantajları şunları içermelidir:
- Pillerin yüksek maliyeti. Ocihazın kendi fiyatının yaklaşık %25'i.
- İnvertörün nispeten yüksek maliyeti.
- Güvenilir bir elektrik kaynağı sağlamak için bazı durumlarda dizel jeneratör kullanılır. Maliyeti, cihazın kendi fiyatıyla karşılaştırılabilir.
Ancak, bu faktörlerin modern bir çift çevrimli UPS ve ortak bir ağ ile alaka düzeyini kaybettiğine dikkat edilmelidir. Bugün, ekonomik açıdan bakıldığında, endüstriyel amaçlar için bir rüzgar jeneratörü yardımıyla elektrik değil, doğru veya alternatif akım almak en uygunudur. Daha sonra, sıcak su ve ev ısıtması için ısıya dönüştürülür. Bunun için ısıtma elemanları kullanılır. Bu şemanın avantajları vardır. Özellikle, bu durumda, su ile sıradan bir kazan bir enerji akümülatörü görevi görebilir, ısı tüketimi için süreklilik ve tedarik kalitesi için bu kadar katı gereklilikler yoktur.
