Generator eolian pentru o casă privată: dispozitiv, tipuri, recenzie a celor mai bune oferte

Morile de vânt au încetat de mult să fie o noutate exotică; acum sunt considerate una dintre posibilele opțiuni de economisire.Fluxurile de aer de pe suprafața pământului transportă o cantitate uriașă de energie, care este utilizată în prezent cu succes în turbinele eoliene industriale și turbinele eoliene mici pentru uz privat.

Vă vom spune cum să alegeți instalația corectă și competentă din punct de vedere tehnic a unui generator eolian pentru o casă privată. Articolul propus de noi descrie regulile de asamblare și exploatare a minicentralelor electrice. Cumpărătorilor interesați li se oferă recomandări cu privire la alegerea lor și se oferă o evaluare a modelelor populare.

Proiectarea și principiul de funcționare a turbinelor eoliene

Generatoarele eoliene sunt dispozitive speciale care transformă energia cinetică a vântului în energie electrică. Acestea sunt surse independente de energie electrică care sunt excelente pentru instalarea în clădiri rezidențiale private, ferme mici și mijlocii și baze de producție.

Proiectarea unei minicentrale standard pentru uz casnic include următoarele elemente funcționale:

1. Lame formă aerodinamică pentru a prinde vântul.
2. Generator pentru a produce curent alternativ.
3. Controlor pentru controlul automat al unui parc eolian. Vă permite să reglați încărcarea bateriei și să distribuiți fluxurile de energie între dispozitive.
4. Dispozitiv de stocare. Baterii speciale pentru stocarea energiei electrice generate.
5. Invertor pentru a aduce parametrii energiei generate la standardele rețelei.
6. Catarg, ridicând lamele la o anumită înălțime față de nivelul solului.

Există diferite tipuri de catarge: de sine stătătoare, fără fire de tiranți, fixate rigid și rotative pe suporturi. Acesta din urmă poate fi coborât și ridicat pentru întreținere, precum și pentru lucrări de reparații și restaurare.

Sub influența vântului, paletele montate pe arborele generatorului încep să se rotească, ajutând la pornirea rotorului. Ca urmare, energia cinetică a fluxurilor de aer este transformată în energie mecanică, iar apoi în energie electrică. Iată cum arată o diagramă extrem de simplificată a modului în care funcționează o moară de vânt:

În realitate, energia dintr-un parc eolian nu curge direct către consumator. Sistemul trebuie conectat la dispozitive speciale pentru conversia curentului electric.

Un controler este plasat în circuit după generator. Acesta transformă curentul alternativ în curent continuu. În această formă, electricitatea este acumulată și stocată în baterii, iar apoi din acestea printr-un invertor, care transformă curentul continuu în curent alternativ, energia este furnizată rețelei electrice private.

Această schemă face posibilă netezirea instabilității tensiunii, precum și acumularea de energie în perioadele de absență completă a consumului. Și acest lucru, la rândul său, face posibilă utilizarea generatoarelor eoliene cu o putere mai mică decât puterea totală a aparatelor electrice de uz casnic.

În timpul conversiei curentului electric conform schemei AC-DC-AC apar anumite pierderi de energie, care se ridică la aproximativ 20%

Împreună cu o stație eoliană autonomă, este posibilă instalarea atât a modulelor solare, cât și a generatoarelor de combustibil.

Dacă mai multe dispozitive sunt utilizate simultan pentru a genera electricitate, circuitul este completat cu un alt element - un întrerupător automat (ABP). Este necesar ca atunci când o sursă de energie alternativă este oprită, să pornească o alta, una de rezervă.

Parcurile eoliene moderne folosesc diferite modele de rotoare - piese rotative. Au avantajele și dezavantajele lor, eficiență și funcționalitate diferite. În prezent, există multe dezvoltări de sisteme autonome capabile să interacționeze cu vânturi de viteze și forțe diferite.

Tipuri de centrale eoliene

Pe baza tipului de consumator, se face o distincție între generatoarele eoliene autonome și instalațiile alimentate în rețea. Primii furnizează energie consumatorilor îndepărtați de rețelele electrice centrale.

Cele doua pot număra câteva zeci/sute de turbine eoliene, care formează un singur sistem și furnizează energie unei rețele comune. Puterea unităților autonome depășește rar 75 kW, în timp ce puterea instalațiilor de rețea începe de la 100 kW.

În funcție de tipul de construcție, generatoarele eoliene se disting:

• Cu vertical axa de rotație;
• Cu orizontală axa de rotatie.

Aceste dispozitive sunt folosite pentru diferite condiții de funcționare, dar cele mai comune sunt modelele cu axă orizontală. Ele funcționează ca niște giruete obișnuite și au o structură similară. Axa rotorului se rotește paralel cu suprafața pământului.

Astfel de unități se caracterizează prin eficiență ridicată (aproximativ 40%), reglare simplă a puterii și un preț mai accesibil, dar se caracterizează și prin niveluri ridicate de zgomot și vibrații generate.În plus, acestea trebuie să fie orientate spre direcția vântului.

Pentru a instala o moară de vânt cu rotor orizontal, aveți nevoie de aproximativ 120 m de spațiu liber și un catarg cu o înălțime de cel puțin 8 m.

Generatoarele eoliene cu axă verticală de rotație au un design mai compact și sunt mai puțin sensibile la factorii de mediu.

La dispozitivele de acest tip, turbina este situată perpendicular pe planul Pământului. Astfel de structuri sunt lansate chiar și dintr-un vânt slab și nu depind de direcția fluxului de aer.

Nivelul scăzut de zgomot (până la 30 dB) face posibilă instalarea de turbine eoliene verticale pe acoperișurile clădirilor

Cu toate acestea, există și un dezavantaj semnificativ - eficiența unor astfel de generatoare este de numai 15%. În plus, sunt mai scumpe decât modelele cu axă orizontală.

Modelele de generatoare eoliene diferă unele de altele nu numai în ceea ce privește locația axei de rotație, ci și:

• numărul de lame – sunt mori de vânt cu două și trei pale, și sunt și modificări cu mai multe pale;
• materiale pentru fabricarea pieselor functionale – cu vela si pale rigide;
• pasul elicei – reglabil sau fix.

Morile de vânt staționare cu mai multe lame încep să se rotească chiar și în condiții de vânt scăzut, dar dispozitivele cu două și trei lame necesită vânturi mai puternice pentru a funcționa. În același timp, fiecare lamă suplimentară din design creează mai multă rezistență roții, ceea ce face mai dificilă atingerea vitezei standard de funcționare a generatorului.

În funcție de materialul de fabricație pale pentru turbine eoliene, pot apărea anumite dificultăți în munca dvs. Elementele de navigație sunt mai ușor de fabricat și, prin urmare, costă mai puțin.

Dar dacă este necesar să se asigure funcționarea fiabilă a unei turbine eoliene pentru alimentarea cu energie autonomă, merită să se acorde preferință structurilor cu lame rigide din metal sau fibră de sticlă armată.

Cât despre pasul elicei, nici aici lucrurile nu sunt atât de simple. Pasul variabil vă permite să extindeți în mod semnificativ gama de viteze efective pentru operarea unui parc eolian și acesta este un mare plus. Dar, în același timp, un astfel de mecanism reduce fiabilitatea generală a instalației staționare și face semnificativ roata eoliană mai grea, complicând funcționarea unității.

Fezabilitatea instalării unui generator eolian

Micile centrale eoliene sunt acum utilizate pe scară largă ca surse alternative de energie electrică, ceea ce permite realizarea unor economii reale.

Astfel de dispozitive sunt de obicei instalate în căsuțele de vară, în zone îndepărtate de rețelele electrice principale. Dar acesta nu este singurul motiv pentru care oamenii preferă din ce în ce mai mult structurile de acest tip.

Proprietarii de terenuri folosesc cu succes generatoarele eoliene pentru a obține o autonomie completă și economii semnificative de energie

Cu toate acestea, nu toate zonele sunt potrivite pentru instalarea unei turbine eoliene. Pentru ca minicentrala să funcționeze pe deplin pe durata de viață declarată de producător, condițiile climatice ale zonei trebuie să îndeplinească cerințele echipamentelor speciale.

Viteza medie a vântului nu trebuie să fie mai mică de 4,5-5 m/s. Numai în acest caz se va justifica economic instalarea unei structuri cu turbină eoliană.

Pentru a afla date aproximative despre viteza medie anuală a vântului în funcție de regiune, trebuie să vizualizați o hartă specială a vântului.Informații mai precise pot fi obținute folosind un anemometru și un dispozitiv de citire a semnalului.

Sistemul de măsurare trebuie instalat la o altitudine mare, astfel încât clădirile și copacii din apropiere să nu denatureze rezultatele.

Daca te hotarasti sa instalezi un mini parc eolian pentru casa ta, ar trebui sa te gandesti si la spatiul disponibil. În același timp, este necesar să se țină cont de faptul că vântul trebuie să „memble” absolut liber de-a lungul palelor și, fără obstacole în cale, să le ajungă din diferite părți.

De aceea, locul ideal pentru instalarea unei turbine eoliene este considerat a fi vârfurile dealurilor, unde masele de aer sunt compactate cu o creștere corespunzătoare a presiunii și a vitezei vântului. Regiunile marine și zona de stepă sunt de asemenea considerate adecvate.

Pentru a beneficia pe deplin de o turbină eoliană, aceasta trebuie instalată într-un loc în care nu există copaci sau clădiri înalte.

Orice obstacol pe o rază de 250 m va afecta funcționarea generatorului eolian. Pentru a obține indicatori de eficiență maximă, este necesar să instalați axa turbinei deasupra nivelului obstacolelor cu cel puțin 4-5 m.

Reguli de selecție a echipamentelor

Alegerea unui generator eolian pentru casa ta ar trebui abordată în mod responsabil.

Trebuie să colectați informații de bază în avans:

1. Calculați cantitatea nominală și maximă de energie electrică pentru a satisface nevoile casei.
2. Vizualizați viteza medie anuală a vântului din zona dvs. pentru a determina când moara dvs. de vânt va fi inactivă.
3. Luați în considerare caracteristicile climatice ale zonei. Dacă în sezonul de iarnă sunt înghețuri severe, instalarea unui parc eolian nu va merita.
4. Aflați intensitatea zgomotului creat atunci când funcționează generatoarele eoliene.
5. Comparați caracteristicile tehnice ale dispozitivelor de la diferiți producători.

Selecția elementelor funcționale componente pentru o centrală eoliană se realizează în funcție de valoarea nominală a puterii. În acest caz, viteza nominală a vântului joacă, de asemenea, un rol - valorile la care generatorul eolian generează cantitatea calculată de energie electrică.

Daca instalatia produce putere maxima la viteza vantului de 11 m/s, iar in zona dumneavoastra media ajunge la 4,5 m/s, moara de vant nu va produce cantitatea de energie declarata de producator.

De asemenea, este necesar să ne concentrăm asupra faptului că puterea unui generator eolian depinde de diametrul roții formate de pale. Dacă dimensiunea este dublată, moara de vânt va produce de 4 ori mai multă energie electrică la aceeași viteză a vântului.

Capacitatea bateriilor este, de asemenea, importantă. Dacă nu este vânt, ar trebui să aibă suficientă energie pentru a alimenta casa.

Este mai bine să încredințați instalarea unei minicentrale eoliene private unei companii specializate în realizarea acestui tip de lucrări. Scopul principal este asigurarea unei siguranțe maxime. Designul general al turbinei eoliene trebuie să fie garantat pentru a rămâne stabil chiar și în condiții meteorologice extreme

Modelele de generatoare eoliene cu putere redusă cu catarge ușoare și joase pot fi instalate independent. Suportul central trebuie montat pe o fundație din beton armat. Pentru stabilitatea laterală a structurii se folosesc 3-4 vergeturi.

Prețuri aproximative și rambursare a generatoarelor eoliene

Popularitatea turbinelor eoliene crește în fiecare zi. Sunt benefice pentru echiparea cabanelor mari și scumpe, a căror întreținere necesită multă energie electrică.

Este indicat să instalați turbine eoliene în zonele populate unde nu există alimentare centralizată sau alimentarea cu energie este întreruptă în mod constant.

În astfel de cazuri, generatoarele eoliene vor veni în ajutor, a căror utilizare are o serie de avantaje:

• transformarea energiei fluxului de aer în energie electrică liberă;
• siguranța ecologică a turbinelor eoliene;
• absența materiilor prime și a deșeurilor în producția de energie electrică;
• uzura minimă a pieselor funcționale;
• durată lungă de viață - 25-30 de ani;
• nu este necesară monitorizarea constantă a funcționării parcului eolian.

Dezavantajele includ variabilitatea și imprevizibilitatea puterii vântului. Pentru a minimiza pierderile, trebuie să duplicați sursa sau să instalați un tampon suplimentar pentru stocarea energiei. De asemenea, o roată rotativă a vântului reprezintă o potențială amenințare pentru păsările zburătoare.

Centralele eoliene creează zgomot comparabil cu zgomotul vehiculelor atunci când se conduce cu o viteză de aproximativ 70 km/h. Nivelurile crescute de zgomot nu numai că sperie animalele, ci provoacă și disconfort oamenilor

Un alt dezavantaj semnificativ al turbinelor eoliene de uz casnic este costul lor ridicat. Aceste structuri voluminoase sunt realizate din materiale scumpe și includ un controler, baterii, o instalație de invertor și un catarg.

Trebuie remarcat faptul că generatoarele eoliene de uz casnic de la producătorii ruși, precum și turbinele eoliene de înaltă calitate produse în China, sunt mult mai ieftine decât omologii lor europeni. Costul turbinelor eoliene domestice cu o axă verticală cu o putere nominală de până la 2 kW variază în intervalul 1300-2500 USD.

Dar la acest preț pachetul include doar un generator cu lame.Echipamentele rămase vor trebui achiziționate separat sau Fă-o singur. Instalațiile complete costă cu aproximativ 40-50% mai mult.

Prețul parcurilor eoliene pentru uz casnic cu o putere de la 3 kW la 7 kW este mult mai mare. Astfel de generatoare cu echipamente asociate vor costa cumpărătorului 5.000 USD-12.000 USD.

În prezent, utilizarea turbinelor eoliene ca alternativă la alimentarea centralizată cu energie este neprofitabilă din cauza costului ridicat al echipamentelor

Și chiar și atunci când există întreruperi în furnizarea de energie electrică din rețea, nu este întotdeauna recomandabil să instalați un generator eolian. Va fi mai ușor și mai ieftin să instalați un sistem de alimentare neîntreruptibilă bazat pe baterii industriale în combinație cu un UPS.

Este logic să instalați o centrală eoliană în locuri în care accesul la o alimentare centralizată cu energie este complet absent. Perioada de rambursare în acest caz este de 25 de ani.

Înainte de a cumpăra componente pentru asamblarea și instalarea unui generator eolian, este recomandabil să efectuați calcule folosind formuledat în articolul nostru recomandat. Aici veți găsi ordinea și regulile pentru efectuarea calculelor.

Revizuirea celor mai bune mărci și instalații

Piața rusă a generatoarelor eoliene oferă atât dispozitive fiabile, relativ ieftine, de la mărci autohtone, cât și modele de turbine eoliene de la producători străini, care variază în funcție de funcționalitate. Pentru a decide alegerea instalării pentru casa dvs., trebuie să comparați caracteristicile diferitelor unități.

Nr. 1 - generatoare eoliene Condor Home (Rusia)

O serie de turbine eoliene de uz casnic include dispozitive cu o putere de 0,5-5 kW. Ele pot servi ca sursă principală de energie electrică sau suplimentare.Stațiile Condor Home sunt adaptate pentru funcționarea în condiții de temperatură scăzută și sunt capabile să producă energie chiar și în condiții de vânt scăzut.

In functie de model, carcasa generatorului este din plastic sau aluminiu turnat, lamele sunt din fibra de sticla. Există un sistem de frânare dublu eficient. Catargul este compozit, pe cabluri, și are o înălțime de 8-12 m. Pentru a instala aceste unități, aveți nevoie de o fundație de piloți sau de beton.

Generatoarele eoliene de casă Condor Home sunt produse complet gata făcute, care nu necesită cunoștințe sau abilități tehnice speciale pentru a funcționa. Dispozitivele sunt proiectate pentru electrificarea atât a clădirilor de sine stătătoare, cât și a așezărilor mici, ca parte a centralelor eoliene.

Pachetul de bază include un catarg și cabluri, un generator, un rotor și lame, un controler de încărcare și elemente de fixare.

Nr. 2 - Minicentrale Falcon Euro (Rusia)

Sunt generatoare eoliene de înaltă tehnologie cu axă verticală, cu o putere de 1-15 kW. Ele sunt utilizate pentru alimentarea cu energie primară/de rezervă a consumatorilor îndepărtați de liniile electrice. Poate fi folosit ca parte a unui complex cu panouri solare si un generator de combustibil.

Morile de vânt sunt echipate cu magneți puternici de neodim. Viteza vântului de pornire pentru pornirea instalației este de 1,5 m/s, viteza nominală este de 11 m/s. Frâna aerodinamică instalată ajută la limitarea vitezei roții. Durata de viață declarată de către producător este de 20 de ani, garanția din fabrică pentru minicentrala este de 36 de luni.

Generatoarele eoliene Falcon Euro sunt fiabile în funcționare și fără pretenții în întreținere. Cu ajutorul dispozitivelor din această serie este ușor de rezolvat problemele de alimentare cu energie electrică a instalațiilor locale și insulare

Setul de instalare de bază Falcon Euro include mai multe elemente funcționale: o roată de vânt, un generator și controler, un catarg și părți încorporate. Instalarea invertorului și bateriile sunt selectate separat.

Nr. 3 - turbine eoliene Sokol Air Vertical (Rusia)

Micile centrale eoliene ale acestui brand pot furniza energie electrică atât cabanelor mici, cât și întreprinderilor mijlocii. Pentru uz casnic se produc dispozitive SAV cu o putere de 0,5-15 kW.

Se caracterizează printr-o eficiență ridicată în vânt ușor, funcționează fără probleme la temperaturi scăzute și ridicate în intervalul de la -50 °C la +50 °C, se caracterizează prin niveluri scăzute de zgomot și rezistență la influențele externe.

Generarea de energie electrică de către unitățile Sokol Air Vertical nu depinde de direcția vântului. Instalațiile vertical-axiale funcționează în regim automat fără personal de întreținere. Designul oferă un sistem de frânare electromagnetic și aerodinamic pentru a limita viteza roții vântului.

Lamele sunt realizate din poliester ranforsat sau aluminiu de calitate aeronautica (in functie de model) si au un profil cu auto-desfasurare. Generatorul este un generator multipolar trifazat cu excitație de la magneți permanenți.

Turbinele eoliene Sokol Air Vertical produc o putere nominală de 7-8 m/s, ceea ce permite utilizarea lor în regiunile cu viteze medii anuale scăzute ale vântului

Pachetul de bază al unei centrale eoliene include: o turbină eoliană cu un controler de încărcare a bateriei, un catarg cu tipi și un kit de instalare. Invertorul și bateriile sunt selectate separat conform specificațiilor tehnice.

Nr. 4 - generatoare eoliene Energy Wind (Rusia)

Cumpărătorii au acces la modele cu o singură și trei lame de produse universale cu o putere de 1-10 kW. Aceste turbine eoliene sunt perfecte pentru crearea de proiecte de furnizare de energie electrică a clădirilor rezidențiale private și a cabanelor.

Unitățile Energy Wind se bazează pe lame durabile din fibră de sticlă ranforsată, vopsite cu email automat și un sistem de evacuare a fluxului de aer fiabil. Aceste unități cu axă orizontală de rotație funcționează stabil la temperaturi de la -40 la +40 grade Celsius.

Viteza minimă de funcționare a vântului este de 2 m/s, la unele poziții ale palelor - 3 m/s, înălțimea recomandată a catargului este de 8-20 m. Durata medie de viață a instalațiilor de marcă rusească este de 25 de ani, garanția oficială de la producător este 3 ani.

Energie Generatoarele eoliene eoliene nu necesită îngrijire sau întreținere constantă, ceea ce contribuie la reinvestirea rapidă a fondurilor investite

Echipamentul de bază al instalațiilor include un generator electric cu magnet permanent cu o unitate de montare pentru catarg și un mecanism de rotație, lame și un set de elemente de fixare pentru asamblarea unei turbine eoliene. Catargul, precum și controlerul, invertorul și bateriile pentru stocarea energiei electrice trebuie achiziționate separat.

Nr. 5 - Turbine eoliene Altek EW (China)

Tip de turbine eoliene – cu o axă orizontală de rotație. Dispozitivele cu o putere nominală de la 1 kW la 10 kW sunt ideale pentru rezolvarea problemelor de alimentare cu energie a caselor de țară și cabanelor.

Carcasa de protecție a turbinelor eoliene Altek EW este realizată din aliaj de aluminiu, ceea ce facilitează semnificativ proiectarea. Părțile metalice funcționale ale generatorului sunt acoperite cu silicon pentru rezistență la căldură.

Lamele sunt realizate din plastic armat cu fibre.Viteza de pornire a vântului pentru lansarea unităților casnice ale mărcii chinezești este de 2,5 m/s, viteza nominală este de 12 m/s.

Generatoarele eoliene Altek EW sunt unul dintre cele mai accesibile dispozitive pentru generarea de energie electrică care sunt prezentate pe piața modernă a energiei alternative.

Pachetul de bază include lame, un generator și un controler. Elementele funcționale rămase pentru moara de vânt trebuie achiziționate.

Dacă costul unui kit produs din fabrică vi se pare prea mare, este logic să construiți Generator eolian DIY. Articolul pe care îl recomandăm descrie cum să faci un aparat electrocasnic util dintr-o mașină de spălat.

Concluzii și video util pe această temă

Perspective de utilizare a centralelor eoliene:

Principiul de funcționare al turbinelor eoliene moderne. Cum se transformă energia eoliană în energie electrică:

Chiar și astăzi, utilizarea turbinelor eoliene necesită o dezvoltare constantă. Capacitățile și perspectivele pe termen lung ale acestei metode alternative de generare a energiei electrice sunt promițătoare. Sunt însă necesare anumite măsuri atât din partea producătorilor de echipamente, cât și din partea administrațiilor locale.

Instalarea de mici generatoare eoliene pentru gospodăriile private nu va rezolva complet problema aprovizionării cu energie în regiuni. Dar pentru unii proprietari de terenuri, această opțiune poate fi o cale de ieșire.

Povestește-ne despre propria ta experiență în alegerea sau instalarea unei turbine eoliene pe un teren de țară. Vă rugăm să scrieți comentarii, să postați fotografii și să puneți întrebări în blocul de mai jos. Partajați subtilități tehnologice și informații utile care vor fi utile vizitatorilor site-ului.