Вітряні електростанції, що це таке, вітряні електростанції для будинку, установка, Робимо своїми
Природні скарби - вода, вітер і сонце вимагають ретельних підготовлених заходів для подальшого використання та застосування. Доведеться попихкати, встановлюючи щоглу для вітрогенератора або закручуючи гайки на вітротурбіні. Як слід встановлювати електростанцію, яка працює на енергії вітру?
Зміст
- 1 Віднесені вітром
- 2 Що таке вітряна електростанція
- 2.1 конструкція
- 2.2 класифікація
- 2.3 Технічні характеристики
віднесені вітром
Відчувши одного разу на собі потужну силу ураганного вітру, можна дійти невтішного висновку, що енергія вітру здатна творити дива: обертати турбіни електростанцій та інших вітряних електроустановок.
Природно, перший вітрячок, що обертається і шелестіє під поривом вітру, саморобно виготовлений з картону і прибитий не дерев'яну паличку не може повною мірою дати відповідь на запитання: Що таке вітряний генератор. Але щоб скористатися дармовою природною енергією необхідно досконально вивчити принципи аеродинаміки та влаштування вітротурбін.
Ілюзії, що створити електростанцію вдома або на дачі це просто, просто понесуть вітром. Тому, щоб цього не сталося, необхідно вивчити конструкцію та спосіб встановлення вітряних електростанцій для будинку.
Що являє собою вітряна електростанція
Вітряна електростанція є сукупністю декількох вітроелектричних установок (ВЕУ), що перетворюють енергію вітру в електричну енергію.
• промислового призначення (потужність 10 кВт - 100 Вт)
• для приватного застосування (потужність 1000 - 10000 Вт)
Незалежно від призначення вітрогенератор, будучи складовою електростанції, має базову конфігурацію, класифікацію та технічні характеристики.
конструкція
Конструкцію установки, що самотньо височить десь посеред широкого степу, неможливо сплутати ні з чим. Висока стійка щогла і лопаті турбіни, що обертаються, нагорі установки дають зрозуміти, що йде безперервний процес переробки енергії.
Конструктивно вітрогенератор складається з наступних елементів:
• вітротурбіни, що встановлена на щоглі та оснащена ротором та лопатями
• контролера акумуляторного заряду
• інвертора для перетворення енергії
Нічого надприродного в конструкції установки немає. У конструкції використовують усі винаходи, що використовуються нами у постійному побуті.
класифікація
Класифікацію вітрогенераторів можна розділити за такими параметрами:
• за матеріалом виготовлення лопатей
• за кількістю лопатей турбіни
• по осі обертання та кроку гвинта вітротурбіни.
За кількістю лопатей установки розділені на дво-, три та багатолопатеві. Для вироблення електроенергії головне не кількість лопат і сам факт обертання, а необхідну кількість оборотів для виходу на робочі обороти генератора.
Розрізняють вітрогенератори з вітрильними та жорсткими лопатями. Вітрильні лопаті простіші у виготовленні. Жорсткі лопаті вітрогенераторів виготовляють із композитного матеріалу фібергласу (FRP).
Класична кількість лопатей турбіни вітрогенератора – 3.
Існують два типи вітротурбін: з вертикальною та горизонтальною віссю обертання.
Вертикальна вісь обертання це роторні або "карусельні" турбіни, а також ортогональні або "лопатеві".
Горизонтальна вісь обертання притаманні крильчастим турбінам.
Для вертикальних установок з розміщення ротора по вертикалі напрямок вітру не відіграє ролі. Лопаті вертикальних турбін досить довгі, що мають дугоподібну форму, прикріплені у верхній та нижній частині.
Саме завдяки вертикальному розташуванню валу ротора, Н-подібні турбіни здатні «ловити вітер» будь-якого напрямку. При цьому немає необхідності підлаштовувати положення осі ротора за будь-якої зміни напряму вітру.
Розрізняють фіксований і змінний крок гвинта вітротурбіни. Крок гвинта, що змінюється, може збільшити діапазон робочих швидкостей, однак це призведе до подорожчання всієї установки.
технічні характеристики
Вітроелектричну або вітроенергетичну установку характеризують такі технічні характеристики:
• початкова швидкість та номінальна швидкість вітру
• загальна вага електростанції та ціна.
Принцип роботи вітрогенератора
Нагадаємо, що обов'язковою умовою роботи установки є безперервний вітер із мінімальною швидкістю 4 м/с. В іншому випадку немає сенсу встановлювати нерентабельну дорогу установку. А тепер розповімо про принцип роботи ВЕУ.
Потік вітру обертає турбіну з лопатями, яка передає момент, що крутить, за допомогою редуктор на вал генератора. Ротор генератора обертається та створює змінний струм. Інвертор перетворює постійний струм, накопичений в акумуляторних батареях, змінний струм. Загалом конструкція установки складаєтьсяз генератора, пристрою випрямляючого, акумуляторної батареї та інвертора-перетворювача.
Управління над елементами електростанції покладено мікропроцесорний контролер з нескладною логічною схемою.
Важливо пам'ятати, що зібрати вітрогенератори самостійно складно. Тому має сенс придбати готову конструкцію та встановити її.
Обмовимося відразу, що ціни на вітряні електростанції для будинку суттєві і становить від 1 тис. євро.
Як встановити готові вітрогенератори
Вітрогенератори мають солідну вагу, тому для кріплення та їх встановлення використовують щогли.
Встановити вітрогенератор електростанцію для будинку можна з використанням:
• щогли з розтяжками
• гідравлічної та конічної щогли
встановлюємо щоглу
Вітрогенератори від виробника встановлюють на відкритих майданчиках чи дахах. Для установки краще використовувати щоглу з розтяжками (опору з порожниною для шлейфу дротів). Залежно від марки вітрогенератора висота щогли може досягати 6-18 м (діаметр від 48 до 500 мм).
Щоглу встановлюють на спеціальний фундамент радіусом від 3,0 до 9,0 м з опорами розтяжок. Кріплення основи щогли та опор розтяжок здійснює із застосуванням анкера. Кільце анкера розташовують під кутом 35-55 град до основи щогли. Складання щогли та підйом проводять з використанням тягової техніки (лебідок та блоків).
Після підготовки та складання щогли виробляють з'єднання генератора з щоглою. Всі силові та сигнальні кабелі розташовують усередині та закріплюють. Потім роблять закріплення генератора та турбіни для приєднання «крилатої частини».
Лопаті вітрогенератора прикручують до фланців валу генератора.Після закріплення та балансування лопатей встановлюють обтічник та датчик напрямку вітру. Остаточно роблять закріплення розтяжок до щогли: на анкерні кільця встановлюють талрепи і простягають розтяжки.
Після закріплення розтяжок необхідною довжиною щоглу можна піднімати.
Після завершення підйому та встановлення щогли розтяжки підтягують та коригують положення щогли строго вертикально.
Конічну щоглу встановлюють без розтяжок на підготовлений фундамент із застосуванням підйомного крана. Кріплення кінців конічної щогли здійснюють за допомогою болтового з'єднання нижнього фланця до фундаменту.
Гідравлічні та збірні щогли-ферми мають високу вітрову стійкість і незначну площу основи. Але через значну вагу самої щогли їх установка скрутна.