מחוללי רוח קטנים. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

גנרטורים קטנים לבית. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מקורות אנרגיה חלופיים

אנרגיית רוח היא אנרגיה ידידותית לסביבה, בלתי נדלית. תחנות כוח רוח (טחנות, מחוללי רוח) משמשות להמרת אנרגיית רוח לאנרגיה חשמלית.

טחנות רוח המשמשות לייצור אנרגיה חשמלית מגיעות בגדלים שונים. טורבינות רוח גדולות, המשמשות בדרך כלל בחוות רוח (תחנות כוח), יכולות לייצר כמויות גדולות של חשמל - מאות מגה וואט - שיכולות להניע מאות בתים. טחנות רוח קטנות, המייצרות לא יותר מ-100 קילוואט חשמל, נמצאות בשימוש בבתים פרטיים, חוות, מגרשים בת וכדומה, משמשות כמקור חשמל נוסף, ומסייעות בהפחתת התשלומים עבור מקור החשמל העיקרי.

טחנות רוח קטנות מאוד, בעלות הספק של 20-500 וואט, משמשות לטעינת סוללות ואזורים אחרים שבהם אין צורך בכמות גדולה של חשמל.

חוות רוח קטנות יהיו חסכוניות אם מתקיימים התנאים הבאים:

הרוח נושבת בהתמדה במיקומך ימים רבים בשנה;
יש מספיק מקום להתקנת טורבינת רוח;
הרשויות המקומיות אפשרו התקנת טורבינות רוח;
עלויות האנרגיה שלך גבוהות;
אתה לא מחובר לאספקת החשמל או שהוא רחוק ממך;
האם אתה מוכן להשקיע כסף במחולל רוח;
כדי למנוע בעיות עם שכנים, טחנת הרוח צריכה להיות ממוקמת לא קרוב יותר מ 250-300 מ' אליהם.

דרישות הרוח

האם טחנת הרוח שלך לבית שלך תהיה כדאית מבחינה כלכלית תלויה בעיקר באיכות הרוח. ברוב המקרים, מהירות רוח שנתית ממוצעת של 4.0-4.5 מ"ש (14.4-16.2 קמ"ש) היא המינימום כדי שגנרטור רוח יהיה כדאי כלכלית. אתרים המציגים מפות רוח של רוסיה ומדינות אחרות יעזרו לך בניתוח רוחות.

כמו כן, תחנת מזג האוויר המקומית שלך יכולה לעזור לך, שבה תוכל לצפות בארכיון של נתוני כוח הרוח. אבל כדאי לשים לב למיקום התחנה, כי... מכשולים שונים - עצים, בניינים, גבעות - עלולים לגרום לנתוני רוח מעוותים.

כדי להעריך בצורה מדויקת יותר את הרוח באזורכם, עליכם לרכוש מכשירים המודדים את מהירות הרוח. זה נכון במיוחד אם האזור שלך הוא הררי או בעל נוף יוצא דופן.

החלק החשוב ביותר במכשיר למדידת מהירות הרוח הוא מד הרוח. הוא מורכב מגלגל כוס (או להב) המותקן על ציר, המחובר למנגנון מדידה. להבי מד הרוח מסתובבים ומפיקים אות פרופורציונלי למהירות הרוח. ברכישת מד רוח לא יהיה מיותר לרכוש מכשיר שמתעד ממנו קריאות וכן חצובה, תושבת וכדומה, היכן שהוא יותקן.

קיימים מכשירים דיגיטליים יקרים יותר למדידת מהירות הרוח. הוא משתמש גם במד רוח, אבל הנתונים עוברים למחשב שבו הם מעובדים ומאוחסנים. לאחרונה, מכשירים אלה הפכו פופולריים יותר ויותר זולים. אתה יכול לראות דוגמה של נתוני מהירות הרוח שנלכדו והוצגו בזמן אמת באתר gdeduet.ru

זה לא משנה באיזה מכשיר מדידה אתה משתמש כדי להעריך את מהירות הרוח, אבל לפחות פעם בשנה אתה צריך להשוות את הנתונים שלך עם אחרים. כמו כן, חשוב למקם את ציוד המדידה גבוה מספיק כדי למנוע מערבולות הנגרמות על ידי עצים, מבנים ומכשולים אחרים. המיקום האופטימלי ביותר של מכשיר המדידה הוא למקם אותו בגובה מרכז רוטור מחולל הרוח.

גנרטורים קטנים לבית. טַחֲנַת רוּחַ

מיקום מחולל רוח

המיקום שבו אתה הולך למקם את טחנת הרוח שלך חשוב מאוד. זכור שאסור להניח אותו ליד עצים, בתים וכו', כי... אתה לא תקבל את מלוא התועלת מטחנת רוח.

זכור גם ש:

עוצמת הרוח תמיד גדולה יותר על גבי גבעות, ליד קו החוף, בערבות, במקומות שאין בהם עצים או מבנים.
עצים יכולים לצמוח, אבל טחנת רוח לא יכולה.
יש צורך ליידע את שכניך על התוכניות שלך מראש על מנת למנוע בעיות איתם בעתיד.
רצוי למקם את טחנת הרוח במרחק מספיק מהשכנים. בדרך כלל 250-300 מ' מספיקים.

אל תצפה לחוות הרוח שלך לייצר מספיק חשמל כל הזמן. מהירות הרוח באותו מקום יכולה להשתנות מאוד, וכתוצאה מכך, כמות החשמל שנוצרת תשתנה. ואם עוצמת הרוח תשתנה תוך 10%, אז החשמל המופק ישתנה תוך 25%!

גנרטורים קטנים לבית. דוגמה לגרף מהירות רוח לפי שעה

סוגי גנרטורים רוח

ישנם 2 סוגים עיקריים של גנרטורים רוח: עם ציר סיבוב אופקי ואנכי. טחנות רוח אופקיות צריכות להיות מכוונות כלפי מטה. למטרה זו, העיצוב שלהם מספק מה שנקרא "זנב".

מחוללי רוח אנכיים פועלים בכל כיוון רוח, אך דורשים יותר שטח קרקע, כי... יש צורך לספק פלטה ליציבות טחנת הרוח.

גנרטורים קטנים לבית. סוגי טורבינות רוח

רכיבי כוח רוח

המרכיבים העיקריים של חוות רוח טיפוסית מוצגים באיור שלהלן.

גנרטורים קטנים לבית. רכיבי כוח רוח

הם כוללים:

רוטור עם להבים בעלי צורה אווירודינמית.
מפחית או תיבת הילוכים התואמת את מהירות הסיבוב בין הרוטור לגנרטור. לטורבינות רוח קטנות (עד 10 קילוואט) אין בדרך כלל תיבת הילוכים.
כיסוי מגן, המגן על תיבת ההילוכים, הגנרטור, האלקטרוניקה ורכיבים אחרים של מחולל הרוח מפני השפעות חיצוניות.
זנב טחנת רוח - הכרחית להפיכתה ברוח.

טורבינות רוח בעלות ציר סיבוב אופקי דורשות תורן (טורבינות רוח אנכיות מותקנות בדרך כלל ישירות על הקרקע).

ישנם סוגים שונים של תרנים: תרנים משובצים (הקבועים בצורה נוקשה), תורן משובץ מסתובב (ניתן להגביה ולהוריד לצורך תחזוקה ותיקון), תורן עצמאי ללא חבר'ה (הם כבדים, אבל הם לא לוקחים שטח רב על הקרקע).

גורם חשוב מאוד הוא גובה התורן. אנרגיית הרוח פרופורציונלית למהירות הרוח בחזקת השלישית (קוביות). זֶה. אם מהירות הרוח תוכפל, אנרגיית הרוח תגדל פי 8 (2x2x2=8) (איור 6). מהירות הרוח עולה עם הגובה, כלומר. על ידי הגדלת גובה התורן, אתה יכול להגדיל מאוד את היעילות האנרגטית של טחנת הרוח.

גנרטורים קטנים לבית. הקשר בין מהירות הרוח לאנרגיית הרוח

גנרטורים קטנים לבית. ככל שהתורן גבוה יותר, כך מהירות הרוח גבוהה יותר

גובה התקנה מומלץ 24-37 מטר. התקנת טורבינת רוח בגובה נמוך זהה להצבת פאנלים סולאריים בצל.

ליתר ביטחון, בדוק את התקנות המקומיות לגבי מגבלות גובה תורן חוות הרוח. השתמש בעיצוב תורן שאושר על ידי יצרן טחנת הרוח, אחרת אתה עלול לבטל את האחריות לטחנת הרוח שלך. הקפד לקרקע את התורן ולספק מטה ברק.

לבטיחות חשמל, יש צורך להשתמש במנתקים ומפסקים. הם גם יספקו גישה בטוחה לטורבינת הרוח לצורך תחזוקה ושדרוגים.

ייתכן שיהיה צורך גם ברכיבי חוות רוח אחרים. מצברים - יוכל לצבור עודפי חשמל מטחנת הרוח. אבל, מכיוון שסוללות משתמשות בזרם ישר, המרתו לזרם חילופין דורשת ממיר מתח.

טורבינות רוח קטנות לבית

אם בית, חווה או משק בית מחוברים למערכת אספקת אנרגיה משותפת, הרי שבימים סוערים ניתן למכור עודפי אנרגיה לרשתות חשמל (לא רלוונטי לארצנו). וכשהרוח חלשה ואין מספיק חשמל מטחנת הרוח, תצטרכו לקנות חשמל מרשת החשמל הציבורית.

עלות מחולל רוח

העלות של טחנת רוח קטנה היא $2000-$8000 ל-1 קילוואט. עם זאת, מדובר רק ב-12-48% מעלות כל הרכיבים של תחנת כוח רוח: ממירים, סוללות, מטענים, מתגי העברה אוטומטיים וכו'.

אבל היתרון הגדול של גנרטור רוח הוא שברגע שתרכשו אותו, כמעט לעולם לא תצטרכו לשלם על שום דבר אחר, למעט תחזוקה שוטפת.

ביצועי טורבינת רוח מתוארים בדרך כלל על ידי היצרן כגרף של תפוקת הספק מול מהירות הרוח.

גנרטורים קטנים לבית. גרף של הספק פלט לעומת מהירות הרוח

אחת הבעיות בבחירה והשוואה של גנרטורים רוח היא היעדר תקן אחיד למדידת הספק.
היצרנים עצמם בוחרים באיזו מהירות רוח לציין את כוח המוצא. קחו למשל את "Wind-o-matic" ו-"Mighty-wind" - לשניהם הספק נטענים של 1000 וואט. אבל עבור ה-"Wind-o-matic" מדובר בהספק במהירות רוח של 5 מ"ש, בעוד של"מיטי-רוח" מדובר בהספק של 10 מ"ש. בשל העובדה שאנרגיית הרוח פרופורציונלית למהירות הרוח בקוביות, טורבינת רוח המפיקה 1 קילוואט ב-10 מ' לשנייה תספק רק 1/8 מההספק המרבי ב-5 מ' לשנייה. זֶה. במהירות רוח של 5 m/s, "Wind-o-matic" תפיק 1000 קילוואט כנה, בעוד "Mighty-wind" רק 125 וואט!

נכון יותר להשוות בין מחוללי רוח לפי שטח וגודל להב. ככל שהשטח גדול יותר, כך טחנת רוח יכולה להפיק יותר אנרגיה. כאשר שטח הפאנלים הסולאריים מוכפל, ההספק מוכפל. גם בגנרטור רוח - ככל ששטח הלהבים גדל, הספק המוצא עולה.

אם אתה לא יודע את השטח של להבי טחנת הרוח, אז אתה יכול להשוות לפי קוטר הרוטור. עלייה קלה בקוטר הרוטור מביאה לעלייה משמעותית בתפוקת החשמל מגנרטור הרוח (ראה איור). הערכים המצוינים באיור הם אינדיקטיביים ואין להסתמך עליהם, כי הכוח המופק של טורבינת רוח תלוי בגורמים רבים אחרים.

גנרטורים קטנים לבית. תפוקת כוח תיאורטית ברוח של 10 מ' לשנייה

בחירת גודל מחולל רוח

כדי לקבוע את הגודל המתאים של טחנת רוח, התחל בבדיקת כמות החשמל שאתה צורך בחודש. לאחר מכן תכפיל את הערך המתקבל ב-12 חודשים.

אתה יכול לקבל את כמות החשמל המשוערת שנוצרת על ידי טחנת רוח באמצעות הנוסחה:
AEO = 1.64 * D*D * V*V*V
היכן: AEO - חשמל בשנה (קוט"ש/שנה), D - קוטר הרוטור (במטרים), V - מהירות רוח שנתית ממוצעת (מ'/שנייה).

זֶה. אתה יכול לבחור את הגודל האופטימלי של גנרטור רוח שמייצר את הכוח הדרוש לבית או לחווה שלך. ואפשר לחסוך ברכישה.

יחסים עם שכנים

אנשים רבים דורשים כבוד לדברים הסובבים אותם: נוף, נוף, מקומות היסטוריים, שקט, שכנים וכו'. הקפד לדבר עם השכנים שלך על התוכניות שלך להתקין חוות רוח. אתה חייב גם להבין שאנשים נוטים לפחד ממשהו חדש ולא ידוע.

אנשים רבים חושבים שטחנות רוח פוגעות בציפורים. אבל במציאות, דלתות הזזה מסוכנות יותר לציפורים מאשר טחנות רוח קטנות. לטורבינות רוח יש גם השפעה זניחה על שידורי הרדיו והטלוויזיה. הלהבים של כל טורבינות הרוח המודרניות עשויים מפיברגלס או עץ. חומרים אלה שקופים לגלים אלקטרומגנטיים.

רעש

השכנים אינם מקבלים את הרעש של מחולל הרוח. לפני התקנת חוות רוח, שים לב לשכניך לרעש שהיא עלולה לייצר:

רעש אווירודינמי - מתרחש עקב זרימות אוויר המיוצרות על ידי הלהבים. הרעש מתגבר עם מהירות הרוטור. לפעמים בגלל מערבולת אוויר, סוגים מסוימים של להבים עשויים להפיק צליל שריקה.
רעש מכני - יכול להתרחש ברכיבים אחרים של טחנת הרוח (גנרטור, תיבת הילוכים וכו')

כמה רעש יכולה לעשות חוות רוח?

במרחק של 250 מטרים מחוות רוח טיפוסית, רמת לחץ הקול היא כ-45 dB. טורבינות רוח קטנות לא מייצרות יותר רעש ממזגנים.

להבי טחנת רוח קטנה מסתובבים במהירות ממוצעת של 175-500 סל"ד, עם מקסימום של 1150 סל"ד. טורבינות רוח גדולות מסתובבות במהירות קבועה של 50-15 סל"ד

טורבינות רוח קטנות לבית

שירות

תחנת כוח רוח דורשת תחזוקה מתמדת - בדיקות שוטפות, שימון חלקי שפשוף וכו'. בדוק מדי שנה חיבורים מוברגים ומגעים חשמליים והדק אותם במידת הצורך. בדוק גם את טחנת הרוח שלך עבור קורוזיה ואת המתח של חוטי התורן.

אם הלהבים עשויים מעץ, יש למרוח צבע להגנה. הנח סרט חזק על קצוות הלהבים כדי להגן מפני אבק שוחק וחרקים מעופפים. אם הצבע נסדק והסרט יורד, העץ הלא מוגן יהפוך במהירות לבלתי שמיש. לחות שחדרה לתוך עץ הלהב עלולה לגרום לחוסר איזון של הרוטור. בדוק את להבי טחנת הרוח שלך מדי שנה.

לאחר 10 שנות פעילות, יש להחליף את הלהבים והמיסבים. עם התקנה ותפעול נכונים, תחנת כוח רוח יכולה להחזיק מעמד 30 שנה או יותר. תחזוקה נכונה גם תמזער את הרעש מטחנת הרוח שלך.

אבטחה

לכל מחוללי הרוח יש מהירות רוח מקסימלית, שמעליה הם לא יכולים לפעול. כאשר מהירות הרוח עולה על ערך זה, מחולל הרוח חייב להפעיל מנגנון בלימה שאינו מאפשר חריגה מהערך הקריטי.

כשמשתמשים בטחנת הרוח באזורים קרים, יש צורך לטפל בבעיית הדובדבן וגם למקם את ערכת הסוללות במקום מבודד.

התקנת טורבינת רוח על גג בניין אינה מומלצת. אבל אם הוא בעל הספק נמוך (עד 1 קילוואט), אז ניתן לעשות חריג. העובדה היא כי מחולל רוח יכול לייצר רטט, אשר יכול להיות מועבר למשטח עליו הוא מותקן.

מחבר: Koltykov A.V.; פרסום: cxem.net

ראה מאמרים אחרים סעיף מקורות אנרגיה חלופיים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

עוף על בסיס צמחי מבית KFC 31.08.2019

רשת המסעדות KFC תבחן מוצרי "עוף" צמחיים - נאגטס וכנפיים - שנוצרו בשיתוף פעולה עם Beyond Meat באחד מהמיקומים שלה באטלנטה, ג'ורג'יה, ארה"ב.

נאגטס וכנפיים מהצומח הללו, הנקראים Beyond Fried Chicken (נוצרו בשיתוף עם חברת הבשר מהצומח Beyond Meat), יוצעו בחינם ב-27 באוגוסט לאנשים שיקנו משהו במסעדת KFC באטלנטה; בעוד שהלקוחות יתבקשו לספק משוב. זה האחרון, אמר KFC לבלומברג, יילקח בחשבון כאשר בוחנים את הסיכויים לבדיקות מקיפות יותר ולהכנסת בשר כזה למסעדות ברחבי הארץ.

כמה רשתות מסעדות אחרות כבר בדקו ואף הציגו מוצרים מהצומח. לדוגמה, ברגר קינג החלה למכור את ההמבורגר הבלתי אפשרי וופר - עם בשר על בסיס צמחי - במקומותיה בארה"ב; בנוסף, למשל, Subway מתכננת לבדוק כריך בשר מזויף - Beyond Meatball Marinara - ב-685 מסעדות בארה"ב ובקנדה.

עוד חדשות מעניינות:

▪ מקליט קול דק במיוחד Sony ICD-TX660

▪ מטוס המסוגל לנהוג בכבישים

▪ חסידות בטיסה

▪ בשריון לריצה

▪ שוקולד רובי

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע אתר ממירי מתח, מיישרים, ממירים. בחירת מאמרים

▪ כתבה ביתן מקרוקר. טיפים למאסטר הבית

▪ מאמר איזה מועדון כדורגל נקרא על שם שני כימיקלים, אחד מהם הוא רעל? תשובה מפורטת

▪ מאמר קיווי. אגדות, טיפוח, שיטות יישום