Vėjo generatorius privačiam namui: įrenginys, tipai, geriausių pasiūlymų apžvalga

Vėjo malūnai jau seniai nebėra egzotiška naujovė, dabar jie laikomi vienu iš galimų taupymo variantų.Oro srautai virš žemės paviršiaus neša didžiulį kiekį energijos, kuri šiuo metu sėkmingai naudojama pramoninėse vėjo jėgainėse ir mažose vėjo jėgainėse privačiam naudojimui.

Mes jums pasakysime, kaip pasirinkti tinkamą ir techniškai kompetentingą vėjo generatoriaus montavimą privačiam namui. Mūsų siūlomame straipsnyje aprašomos mini elektrinių surinkimo ir eksploatavimo taisyklės. Suinteresuotiems pirkėjams pateikiamos rekomendacijos dėl pasirinkimo, pateikiamas populiarių modelių įvertinimas.

Vėjo turbinų konstrukcija ir veikimo principas

Vėjo generatoriai yra specialūs įrenginiai, paverčiantys kinetinę vėjo energiją į elektros energiją. Tai nepriklausomi elektros energijos šaltiniai, puikiai tinkantys montuoti privačiuose gyvenamuosiuose pastatuose, smulkiuose ir vidutiniuose ūkiuose, gamybinėse bazėse.

Standartinės mini elektrinės, skirtos naudoti buityje, dizainą sudaro šie funkciniai elementai:

1. Ašmenys aerodinaminės formos, kad gautų vėją.
2. Generatorius gaminti kintamąją srovę.
3. Valdiklis automatiniam vėjo jėgainių valdymui. Leidžia reguliuoti akumuliatoriaus įkrovimą ir paskirstyti energijos srautus tarp įrenginių.
4. Saugojimo įrenginys. Specialios baterijos pagamintai elektrai kaupti.
5. Inverteris kad pagamintos energijos parametrai atitiktų tinklo standartus.
6. Stiebas, pakeliant peilius iki tam tikro aukščio virš žemės lygio.

Yra įvairių tipų stiebai: laisvai stovintys be laidų, tvirtai pritvirtinti ir besisukantys ant stiebų. Pastarasis gali būti nuleidžiamas ir pakeliamas atliekant techninę priežiūrą, taip pat atliekant remonto ir restauravimo darbus.

Veikiant vėjui ant generatoriaus veleno sumontuotos mentės pradeda suktis, padeda paleisti rotorių. Dėl to oro srautų kinetinė energija paverčiama mechanine, o vėliau – elektros energija. Taip atrodo labai supaprastinta vėjo malūno veikimo schema:

Realiai vėjo jėgainių energija vartotojui netenka tiesiai. Sistema turi būti prijungta prie specialių elektros srovės konvertavimo įrenginių.

Valdiklis dedamas į grandinę po generatoriaus. Jis konvertuoja kintamąją srovę į nuolatinę. Tokiu būdu elektra kaupiama ir kaupiama baterijose, o po to iš jų per keitiklį, kuris nuolatinę srovę paverčia kintamąja, energija tiekiama į privatų elektros tinklą.

Ši schema leidžia išlyginti įtampos nestabilumą, taip pat kaupti energiją visiškai nenaudojant. O tai savo ruožtu leidžia naudoti vėjo generatorius, kurių galia mažesnė nei bendra buitinių elektros prietaisų galia.

Konvertuojant elektros srovę pagal AC-DC-AC schemą, atsiranda tam tikrų energijos nuostolių, kurie sudaro apie 20 proc.

Kartu su autonomine vėjo stotimi galima montuoti ir saulės modulius, ir kuro generatorius.

Jei elektrai generuoti vienu metu naudojami keli įrenginiai, grandinė papildoma kitu elementu – automatiniu jungikliu (ABP). Tai būtina, kad išjungus vieną alternatyvios energijos šaltinį įsijungtų kitas, atsarginis.

Šiuolaikinėse vėjo jėgainėse naudojami įvairaus dizaino rotoriai – besisukančios dalys. Jie turi savo privalumų ir trūkumų, skirtingą efektyvumą ir funkcionalumą. Šiuo metu yra sukurta daugybė autonominių sistemų, galinčių sąveikauti su skirtingo greičio ir stiprumo vėjais.

Vėjo jėgainių tipai

Atsižvelgiant į vartotojo tipą, išskiriami autonominiai vėjo generatoriai ir tinklu maitinami įrenginiai. Pirmieji tiekia energiją vartotojams, nutolusiems nuo centrinių elektros tinklų.

Antrosiose gali būti kelios dešimtys/šimtai vėjo jėgainių, kurios sudaro vieną sistemą ir tiekia energiją į bendrą tinklą. Autonominių blokų galia retai viršija 75 kW, o tinklo įrenginių galia prasideda nuo 100 kW.

Priklausomai nuo konstrukcijos tipo, išskiriami vėjo generatoriai:

• Su vertikaliai sukimosi ašis;
• Su horizontaliai sukimosi ašis.

Šie įrenginiai naudojami skirtingoms eksploatavimo sąlygoms, tačiau dažniausiai naudojami modeliai su horizontalia ašimi. Jie veikia kaip įprastos vėtrungės ir turi panašią struktūrą. Rotoriaus ašis sukasi lygiagrečiai žemės paviršiui.

Tokie agregatai pasižymi dideliu efektyvumu (apie 40%), paprastu galios reguliavimu ir prieinamesne kaina, tačiau pasižymi ir dideliu triukšmo bei vibracijos lygiu.Be to, jie turi būti orientuoti į vėjo kryptį.

Norint sumontuoti vėjo malūną su horizontaliu rotoriumi, reikia maždaug 120 m laisvos vietos ir ne mažesnio kaip 8 m aukščio stiebo

Vėjo generatoriai su vertikalia sukimosi ašimi yra kompaktiškesni ir mažiau jautrūs aplinkos veiksniams.

Šio tipo įrenginiuose turbina yra statmena Žemės plokštumai. Tokios konstrukcijos paleidžiamos net nuo silpno vėjo ir nepriklauso nuo oro srauto krypties.

Žemas triukšmo lygis (iki 30 dB) leidžia montuoti vertikalias vėjo jėgaines ant pastatų stogų

Tačiau yra ir nemenkas trūkumas – tokių generatorių efektyvumas siekia vos 15 proc. Be to, jie yra brangesni nei horizontalios ašies modeliai.

Vėjo generatorių modeliai vienas nuo kito skiriasi ne tik sukimosi ašies vieta, bet ir:

• ašmenų skaičius – yra dviejų ir trijų menčių vėjo malūnai, taip pat yra kelių menčių modifikacijų;
• medžiagos funkcinėms dalims gaminti – su bure ir standžiais ašmenimis;
• propelerio žingsnis – reguliuojamas arba fiksuotas.

Kelių menčių stacionarūs vėjo malūnai pradeda suktis net esant silpnam vėjui, tačiau dviejų ir trijų menčių įrenginiams veikti reikia stipresnio vėjo. Tuo pačiu metu kiekviena papildoma konstrukcija sukuria didesnį pasipriešinimą ratui, todėl sunkiau pasiekti standartinį generatoriaus veikimo greitį.

Priklausomai nuo gamybos medžiagos mentės vėjo turbinoms, jūsų darbe gali kilti tam tikrų sunkumų. Buriavimo elementus lengviau pagaminti, todėl jie kainuoja pigiau.

Bet jei reikia užtikrinti patikimą vėjo turbinos veikimą autonominiam energijos tiekimui, verta teikti pirmenybę konstrukcijoms su standžiomis mentėmis, pagamintomis iš metalo arba sustiprinto stiklo pluošto.

Kalbant apie sraigto žingsnį, čia irgi ne viskas taip paprasta. Kintamasis žingsnis leidžia žymiai išplėsti efektyvių greičių diapazoną eksploatuojant vėjo jėgainių parką ir tai yra didelis pliusas. Tačiau tuo pačiu metu toks mechanizmas sumažina bendrą stacionarios instaliacijos patikimumą ir žymiai apsunkina vėjo ratą, apsunkindamas įrenginio veikimą.

Vėjo generatoriaus įrengimo galimybė

Mažos vėjo jėgainės dabar plačiai naudojamos kaip alternatyvūs elektros energijos šaltiniai, leidžiantys realiai sutaupyti.

Tokie įrenginiai dažniausiai įrengiami vasarnamiuose, nuo pagrindinių elektros tinklų nutolusiose vietose. Tačiau tai nėra vienintelė priežastis, kodėl žmonės vis labiau renkasi tokio tipo konstrukcijas.

Žemės savininkai sėkmingai naudoja vėjo generatorius, kad pasiektų visišką autonomiją ir žymiai sutaupytų energijos

Tačiau ne kiekviena zona tinkama įrengti vėjo jėgainę. Kad mini elektrinė pilnai funkcionuotų per gamintojo deklaruojamą eksploatavimo laiką, teritorijos klimato sąlygos turi atitikti specialios įrangos reikalavimus.

Vidutinis vėjo greitis turi būti ne mažesnis kaip 4,5-5 m/s. Tik tokiu atveju konstrukcijos su vėjo jėgaine įrengimas bus ekonomiškai pagrįstas.

Norėdami sužinoti apytikslius duomenis apie vidutinį metinį vėjo greitį pagal regionus, turite peržiūrėti specialų vėjo žemėlapį.Tikslesnę informaciją galima gauti naudojant anemometrą ir signalų skaitymo įrenginį.

Matavimo sistema turi būti įrengta dideliame aukštyje, kad šalia esantys pastatai ir medžiai neiškraipytų rezultatų.

Nusprendus savo namams įrengti mini vėjo jėgainių parką, reikėtų pagalvoti ir apie turimą erdvę. Tuo pačiu metu būtina atsižvelgti į tai, kad vėjas turi „vaikščioti“ visiškai laisvai išilgai ašmenų ir be kliūčių savo kelyje pasiekti jas iš skirtingų pusių.

Būtent todėl idealia vieta vėjo jėgainei įrengti laikomos kalvų viršūnės, kur atitinkamai didėjant slėgiui ir vėjo greičiui sutankinamos oro masės. Jūriniai regionai ir stepių zona taip pat laikomi tinkamais.

Norint gauti visapusišką vėjo turbinos naudą, ji turi būti įrengta vietoje, kur nėra medžių ar aukštų pastatų

Bet kokios kliūtys 250 m spinduliu turės įtakos vėjo generatoriaus veikimas. Norint gauti maksimalius efektyvumo rodiklius, turbinos ašį reikia įrengti aukščiau kliūčių lygio bent 4-5 m.

Įrangos pasirinkimo taisyklės

Į vėjo generatoriaus pasirinkimą savo namams reikia žiūrėti atsakingai.

Turite iš anksto surinkti pagrindinę informaciją:

1. Apskaičiuokite vardinį ir maksimalų elektros energijos kiekį, kad būtų patenkinti namo poreikiai.
2. Peržiūrėkite vidutinį metinį vėjo greitį savo vietovėje, kad nustatytumėte, kada jūsų vėjo malūnas neveiks.
3. Atsižvelkite į vietovės klimato ypatybes. Jei žiemos sezonu smarkūs šalčiai, vėjo jėgainės įrengti neapsimoka.
4. Išsiaiškinkite triukšmo, atsirandančio veikiant vėjo generatoriams, intensyvumą.
5. Palyginkite skirtingų gamintojų įrenginių technines charakteristikas.

Vėjo elektrinės komponentinių funkcinių elementų parinkimas atliekamas pagal nominalios galios vertę. Šiuo atveju reikšmės turi ir nominalus vėjo greitis - vertės, kuriomis vėjo generatorius generuoja apskaičiuotą elektros energijos kiekį.

Jei įrenginys gamina maksimalią galią esant 11 m/s vėjo greičiui, o jūsų vietovėje vidurkis siekia 4,5 m/s, vėjo malūnas nepagamins gamintojo deklaruoto energijos kiekio.

Taip pat būtina atkreipti dėmesį į tai, kad vėjo generatoriaus galia priklauso nuo ašmenų suformuoto rato skersmens. Jei dydis padidės dvigubai, vėjo malūnas pagamins 4 kartus daugiau elektros energijos tuo pačiu vėjo greičiu.

Taip pat svarbi baterijų talpa. Jei nėra vėjo, jie turėtų turėti pakankamai energijos namui maitinti.

Privačios mini vėjo jėgainės įrengimą geriau patikėti įmonei, kuri specializuojasi tokio pobūdžio darbų atlikime. Pagrindinis tikslas – užtikrinti maksimalų saugumą. Turi būti garantuota, kad bendra vėjo turbinos konstrukcija išliks stabili net ir ekstremaliomis oro sąlygomis

Mažos galios vėjo generatorių modeliai su lengvais, žemais stiebais gali būti montuojami savarankiškai. Centrinė atrama turi būti sumontuota ant gelžbetoninio pamato. Konstrukcijos šoniniam stabilumui naudojamos 3-4 strijos.

Orientacinės vėjo generatorių kainos ir atsiperkamumas

Vėjo turbinų populiarumas auga kiekvieną dieną. Jie naudingi įrengiant didelius ir brangius kotedžus, kurių priežiūrai reikia daug elektros energijos.

Vėjo jėgaines patartina įrengti apgyvendintose vietose, kur nėra centralizuoto elektros tiekimo arba nuolat nutrūksta elektros tiekimas.

Būtent tokiais atvejais į pagalbą ateis vėjo generatoriai, kurių naudojimas turi nemažai privalumų:

• oro srauto energijos pavertimas nemokama elektros energija;
• vėjo turbinų aplinkosauginis saugumas;
• žaliavų ir atliekų nebuvimas elektros gamyboje;
• minimalus funkcinių dalių susidėvėjimas;
• ilgas tarnavimo laikas - 25-30 metų;
• nereikia nuolat stebėti vėjo jėgainių parko veikimo.

Trūkumai apima vėjo stiprumo kintamumą ir nenuspėjamumą. Norėdami sumažinti nuostolius, turite dubliuoti šaltinį arba įdiegti papildomą buferį energijos kaupimui. Be to, besisukantis vėjo ratas kelia potencialią grėsmę skraidantiems paukščiams.

Vėjo jėgainės sukuria triukšmą, prilygstantį transporto priemonių keliamam triukšmui važiuojant apie 70 km/h greičiu. Padidėjęs triukšmo lygis ne tik atbaido gyvūnus, bet ir sukelia diskomfortą žmonėms

Kitas reikšmingas vėjo turbinų trūkumas buityje yra jų didelė kaina. Šios didelių gabaritų konstrukcijos yra pagamintos iš brangių medžiagų ir apima valdiklį, baterijas, inverterio instaliaciją ir stiebą.

Reikėtų pažymėti, kad buitiniai Rusijos gamintojų vėjo generatoriai, taip pat aukštos kokybės vėjo jėgainės, pagamintos Kinijoje, yra daug pigesnės nei jų Europos kolegos. Buitinių vėjo turbinų su vertikalia ašimi, kurių vardinė galia iki 2 kW, kaina svyruoja nuo 1300 iki 2500 USD.

Tačiau už tokią kainą į komplektą įeina tik generatorius su ašmenimis.Likusią įrangą teks įsigyti atskirai arba Pasidaryk pats. Užbaigti įrengimai kainuoja maždaug 40-50 % daugiau.

Namų reikmėms skirtų vėjo jėgainių, kurių galia nuo 3 kW iki 7 kW, kaina yra daug didesnė. Tokie generatoriai su susijusia įranga pirkėjui kainuos 5000–12 000 USD.

Šiuo metu vėjo turbinų, kaip alternatyvos centralizuotam energijos tiekimui, naudojimas yra nuostolingas dėl brangios įrangos.

Ir net esant tinklo elektros tiekimo trikdžiams, ne visada patartina įrengti vėjo generatorių. Nepertraukiamo maitinimo sistemą, paremtą pramoninėmis baterijomis kartu su UPS, bus lengviau ir pigiau įdiegti.

Tikslinga įrengti vėjo jėgainę tose vietose, kur visiškai nėra prieigos prie centralizuoto energijos tiekimo. Atsipirkimo laikotarpis šiuo atveju yra 25 metai.

Prieš perkant komponentus vėjo generatoriaus surinkimui ir montavimui, patartina atlikti skaičiavimai naudojant formulespateiktas mūsų rekomenduojamame straipsnyje. Čia rasite skaičiavimų atlikimo tvarką ir taisykles.

Geriausių prekių ženklų ir įrenginių apžvalga

Rusijos vėjo generatorių rinka siūlo tiek patikimus, palyginti nebrangius vietinių prekių ženklų įrenginius, tiek užsienio gamintojų vėjo turbinų modelius, kurių funkcionalumas skiriasi. Norėdami nuspręsti dėl jūsų namų įrengimo pasirinkimo, turite palyginti skirtingų įrenginių charakteristikas.

Nr. 1 – vėjo generatoriai Condor Home (Rusija)

Namų naudojimui skirtų vėjo jėgainių serijoje yra 0,5-5 kW galios įrenginiai. Jie gali būti pagrindinis arba papildomas elektros energijos šaltinis.„Condor Home“ stotys yra pritaikytos veikti žemos temperatūros sąlygomis ir gali gaminti energiją net esant silpnam vėjui.

Priklausomai nuo modelio, generatoriaus korpusas pagamintas iš plastiko arba iš lieto aliuminio, mentės – iš stiklo pluošto. Yra efektyvi dviguba stabdžių sistema. Stiebas yra kompozitinis, ant laidų, 8-12 m aukščio.

„Condor Home“ namų vėjo generatoriai yra visiškai paruošti gaminiai, kurių veikimui nereikia specialių žinių ar techninių įgūdžių. Prietaisai skirti elektrifikuoti tiek atskirai stovinčius pastatus, tiek mažas gyvenvietes kaip vėjo jėgainių dalis

Į pagrindinį paketą įeina stiebo ir vairo lynai, generatorius, rotorius ir mentės, įkrovimo valdiklis ir tvirtinimo detalės.

Nr. 2 – Falcon Euro mini elektrinės (Rusija)

Tai aukštųjų technologijų vertikalios ašies vėjo generatoriai, kurių galia 1-15 kW. Jie naudojami pirminiam / atsarginiam maitinimui vartotojams, nutolusiems nuo elektros linijų. Gali būti naudojamas kaip komplekso su saulės baterijomis ir kuro generatoriumi dalis.

Vėjo malūnai aprūpinti galingais neodimio magnetais. Pradinis vėjo greitis įrengimo pradžiai 1,5 m/s, vardinis greitis 11 m/s. Sumontuotas aerodinaminis stabdys padeda apriboti rato greitį. Gamintojo deklaruotas tarnavimo laikas yra 20 metų, gamyklinė garantija mini elektrinei - 36 mėnesiai.

Falcon Euro vėjo generatoriai yra patikimi ir nepretenzingi techninei priežiūrai. Šios serijos prietaisų pagalba nesunku išspręsti vietinių ir salų įrenginių elektros energijos tiekimo problemas

Pagrindiniame Falcon Euro montavimo komplekte yra keli funkciniai elementai: vėjo ratas, generatorius ir valdiklis, stiebas ir įterptosios dalys. Inverterio instaliacija ir baterijos parenkamos atskirai.

Nr. 3 – vėjo turbinos Sokol Air Vertical (Rusija)

Šio ženklo mažosios vėjo jėgainės gali aprūpinti elektra tiek mažus kotedžus, tiek vidutines įmones. Buitiniam naudojimui gaminami 0,5-15 kW galios SAV įrenginiai.

Jie pasižymi dideliu efektyvumu pučiant silpnam vėjui, sklandžiai veikia esant žemai ir aukštai temperatūrai nuo -50 °C iki +50 °C, pasižymi žemu triukšmo lygiu ir atsparumu išorės poveikiui.

Elektros energijos gamyba Sokol Air Vertical įrenginiuose nepriklauso nuo vėjo krypties. Vertikalios ašies įrenginiai veikia automatiniu režimu be priežiūros personalo. Konstrukcijoje numatyta elektromagnetinė ir aerodinaminė stabdžių sistema, ribojanti vėjo rato greitį.

Peiliai pagaminti iš sustiprinto poliesterio arba orlaivio klasės aliuminio (priklausomai nuo modelio) ir turi savaime išsivyniojantį profilį. Generatorius yra kelių polių trifazis generatorius su nuolatinių magnetų sužadinimu.

„Sokol Air Vertical“ vėjo turbinos sukuria vardinę 7–8 m/s galią, todėl jas galima naudoti regionuose, kuriuose vidutinis metinis vėjo greitis mažas.

Į bazinį vėjo jėgainės paketą įeina: vėjo jėgainė su akumuliatoriaus įkrovimo valdikliu, stiebas su vaikinais, montavimo komplektas. Inverteris ir akumuliatoriai parenkami atskirai pagal technines specifikacijas.

Nr. 4 - vėjo generatoriai Energy Wind (Rusija)

Pirkėjai turi galimybę įsigyti vieno ir trijų ašmenų universalaus naudojimo gaminių modelius, kurių galia 1-10 kW. Šios vėjo jėgainės puikiai tinka kuriant privačių gyvenamųjų namų ir kotedžų elektros energijos tiekimo projektus.

Energy Wind agregatai yra pagrįsti patvariomis mentėmis, pagamintomis iš sustiprinto stiklo pluošto, nudažytomis automatine emaliu, ir patikima oro srauto išmetimo sistema. Šie įrenginiai su horizontalia sukimosi ašimi stabiliai veikia nuo -40 iki +40 laipsnių Celsijaus temperatūroje.

Minimalus darbinis vėjo greitis 2 m/s, kai kuriose menčių padėtyse - 3 m/s, rekomenduojamas stiebo aukštis 8-20 m Vidutinis rusiško prekės ženklo instaliacijų tarnavimo laikas 25 metai, oficiali gamintojo garantija yra 3 metai.

Energy Wind vėjo generatoriai nereikalauja nuolatinės priežiūros ar priežiūros, o tai prisideda prie greito investuotų lėšų reinvestavimo

Į bazinę instaliacijų komplektaciją įeina nuolatinio magneto elektros generatorius su tvirtinimo mazgu stiebui ir sukimosi mechanizmu, mentės, tvirtinimo detalių komplektas vėjo turbinai surinkti. Stiebą, taip pat valdiklį, keitiklį ir baterijas elektrai kaupti reikia įsigyti atskirai.

Nr. 5 – Altek EW vėjo turbinos (Kinija)

Vėjo turbinų tipas – su horizontalia sukimosi ašimi. Įrenginiai, kurių vardinė galia nuo 1 kW iki 10 kW, idealiai tinka sprendžiant kaimo namų ir kotedžų maitinimo problemas.

Altek EW vėjo turbinų apsauginis korpusas pagamintas iš aliuminio lydinio, kuris žymiai palengvina projektavimą. Funkcinės metalinės generatoriaus dalys yra padengtos siliciu, kad būtų atsparios karščiui.

Ašmenys pagaminti iš pluoštu sustiprinto plastiko.Pradinis vėjo greitis paleidžiant buitinius Kinijos prekės ženklo įrenginius yra 2,5 m/s, nominalus greitis - 12 m/s.

Altek EW vėjo generatoriai yra vienas iš labiausiai prieinamų elektros energijos gamybos įrenginių, kurie pristatomi šiuolaikinėje alternatyvios energijos rinkoje

Į pagrindinį paketą įeina peiliai, generatorius ir valdiklis. Likusius funkcinius elementus vėjo malūnui reikia įsigyti.

Jei gamykloje pagaminto rinkinio kaina jums atrodo per didelė, prasminga jį statyti DIY vėjo generatorius. Straipsnyje, kurį rekomenduojame, aprašoma, kaip iš skalbimo mašinos pasidaryti naudingą buitinį prietaisą.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Vėjo jėgainių panaudojimo perspektyvos:

Šiuolaikinių vėjo jėgainių veikimo principas. Kaip vėjo energija paverčiama elektra:

Net ir šiandien vėjo jėgainių naudojimas reikalauja nuolatinio tobulėjimo. Šio alternatyvaus elektros gamybos būdo galimybės ir ilgalaikės perspektyvos yra daug žadančios. Tačiau tam tikrų priemonių reikalingos ir įrangos gamintojai, ir vietos administracijos.

Mažų vėjo generatorių įrengimas privatiems namų ūkiams energijos tiekimo regionuose problemos visiškai neišspręs. Tačiau kai kuriems žemės savininkams ši galimybė gali būti išeitis.

Papasakokite apie savo patirtį renkantis ar įrengiant vėjo jėgainę kaimo sklype. Rašykite komentarus, skelbkite nuotraukas ir užduokite klausimus žemiau esančiame bloke. Dalinkitės technologinėmis subtilybėmis ir naudinga informacija, kuri bus naudinga svetainės lankytojams.