Ngày nay, khi giá điện tăng và mong muốn xây dựng những ngôi nhà nhỏ kiểu nông thôn và biệt thự đồng quê tránh xa "nền văn minh" của người dân ngày càng tăng, nhiều chủ sở hữu bất động sản tư nhân đang ngày càng chuyển sang sử dụng các nguồn năng lượng thay thế. Rẻ nhất ở thời điểm hiện tại là điện gió. Để sử dụng, các thiết bị đặc biệt được thiết kế. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét máy phát điện gió là gì.
Thuật ngữ
Máy phát điện Cối xay gió là thiết bị biến đổi động năng của dòng khí thành cơ năng. Lực này bắt đầu chuyển động quay của rôto. Kết quả của công việc của nó, năng lượng cơ học sau đó được chuyển đổi thành năng lượng điện.
Sử dụng công nghiệp
Các thiết bị như vậy được chế tạo bởi các công ty năng lượng tư nhân hoặc công cộng. Thông thường chúng được kết hợp thành cái gọi là mạng. Kết quả là các trang trại gió. Các mạng công nghiệp này khác nhautừ hạt nhân hoặc nhiệt điện do hoàn toàn không có cả nguyên liệu thô (nhiên liệu) và chất thải. Để máy phát điện trong trang trại gió hoạt động mà không bị hỏng hóc, tốc độ dòng khí trung bình hàng năm phải cao. Công suất của các hệ thống hiện đại có thể đạt 7,5 MW.
Một số khó khăn trong vận hành
Máy phát điện gió công nghiệp được lắp trên một địa điểm được chuẩn bị đặc biệt trong vòng bảy hoặc mười ngày. Và việc xin giấy phép xây dựng một công trình có thể mất hơn một năm trong một số trường hợp. Ngoài ra, cần có các nghiên cứu dài hạn tại địa điểm sẽ tiến hành lắp đặt máy phát điện gió. Ít nhất trong năm, hướng và tốc độ của các luồng không khí được nghiên cứu. Tất cả các hoạt động này làm tăng đáng kể thời gian thực hiện các dự án.
Bối cảnh lịch sử tóm tắt
Điều đáng chú ý là con người đã bắt đầu sử dụng năng lượng gió vào thời cổ đại. Một ví dụ đơn giản là một cánh buồm. Cối xay gió đã được xây dựng trước thời đại chúng ta 200 năm, và sau khi phát hiện ra điện, người ta bắt đầu cố gắng sử dụng sức mạnh của các dòng không khí để có được nó. Cho đến những năm 50 của thế kỷ trước, ở Liên Xô vẫn liên tục có công việc thiết kế và chế tạo các thiết bị mới. Máy phát điện gió đã được sử dụng rộng rãi trong nước.
Phạm vi áp dụng
Máy tạo gió có thể được sử dụng trực tiếp cho mục đích dự định của nó, hoặc nó có thể thực hiện các chức năng trang trí thuần túy. Chân vịt có thể được trang bị bánh cóc và đặtthiết bị đến bất kỳ vị trí thích hợp. Đối với các mục đích công nghiệp, máy phát điện gió đã được sử dụng trước đó để nghiền hạt. Ngày nay, các thiết bị khác được sử dụng cho những mục đích này, như một quy luật. Máy phát điện gió thường được sử dụng cho gia đình. Nhận xét của các chủ sở hữu bất động sản ngoại ô là minh chứng cho hiệu quả của thiết kế như vậy trong quá trình bơm nước. Vì vậy, theo một số người sử dụng, đơn vị có khả năng nâng khoảng 30-50 lít / giờ từ giếng hoặc giếng. Máy phát điện như vậy rất thích hợp để cho đi. Cấu trúc gió thường không thể thiếu ở những nơi có sự gián đoạn trong việc cung cấp dòng điện cho mạng. Chúng cũng được sử dụng để khởi động hệ thống sưởi ấm. Tuy nhiên, máy phát điện gió được sử dụng rộng rãi nhất để tạo ra điện.
Phân loại
Nếu việc mua máy phát điện gió cho nhà riêng trở nên cần thiết, thì bạn nên tìm hiểu thêm về các loại thiết bị này và nguyên lý hoạt động. Thiết kế có thể là kiểu băng chuyền. Trong trường hợp này, nó có trục quay theo phương thẳng đứng. Ngoài ra, thiết kế có thể có cánh. Điều này có nghĩa là trục quay của đơn vị nằm ngang. Tiếp theo, hãy xem xét từng loại riêng biệt.
Thiết kế băng chuyền
Một máy phát điện gió như vậy chắc chắn có giá trị của nó. Nó nhanh chóng đạt được lực kéo trong quá trình tăng cường độ của luồng không khí. Sau đó, tốc độ quay gần như ở mức tương tự. Thiết kế này giám sát hướng gió một cách độc lập. Điều này có nghĩa là cô ấy không cần bổ sungđồ đạc. Máy phát điện gió kiểu băng chuyền chuyển động chậm. Điều này cho phép sử dụng các chương trình khá đơn giản. Đồng thời, tốc độ thấp hạn chế đáng kể việc sử dụng các cấu trúc. Đó là do cần phải sử dụng thêm hộp số vô cấp. Hệ số nhân có hiệu suất khá thấp. Nếu không có hộp số, việc vận hành máy tạo gió khó khăn hơn đáng kể.
Thiết kế cánh
Máy phát điện như vậy (gió) là gì? Nhận xét của nhiều người dùng ủng hộ thiết kế này. Thiết bị kiểu cánh có rất nhiều ưu điểm so với những thiết bị được mô tả ở trên. Đối với những ưu điểm chắc chắn mà một máy phát điện gió có được, người dùng cho rằng tốc độ quay khá cao. Nhờ đó, không cần sử dụng thêm hệ số nhân. Các cánh của cơ cấu cánh gạt phải được đặt vuông góc với luồng không khí, tức là theo phương thẳng đứng. Đối với điều này, một bộ ổn định được sử dụng. Một ưu điểm khác mà người dùng cho biết máy tạo gió cánh gạt có được là hiệu suất chuyển đổi năng lượng của luồng gió cao. Đồng thời, tốc độ quay trong các thiết kế như vậy tỷ lệ nghịch với số lượng cánh quạt. Về vấn đề này, các đơn vị có, theo quy định, không nhiều hơn ba cánh. Sự phổ biến rộng rãi của các hệ thống lắp đặt như vậy cũng là do cấu trúc dễ sản xuất.
Tiêu chí lựa chọn thiết bị
Trước hết, cần xác định chính xác tốc độ trung bình vàhướng ưu tiên của luồng không khí tại nơi thiết bị sẽ hoạt động. Bạn nên lưu ý một số thông số. Vậy tốc độ ban đầu bắt đầu quay của các cánh là 2 m / s. Thiết bị đạt được hiệu suất tối đa với lưu lượng 9-12 m / s. Công suất của máy phát điện phụ thuộc vào đường kính của cánh quạt và tốc độ gió.
Tính năng thiết kế
Máy tạo gió gia đình gồm những gì? Bản thân thiết kế bao gồm một bánh xe với các lưỡi dao. Nó cũng có một hộp số. Cơ chế này được thiết kế để chuyển đổi và truyền mô-men xoắn. Ngoài ra trong thiết kế có một cột buồm. Bản thân thiết bị đã được cài đặt trên đó. Ngoài ra, thiết bị được trang bị một pin và một biến tần. Với sự trợ giúp của cái sau, dòng điện một chiều được biến đổi thành dòng điện xoay chiều hiệu dụng.
Thiết bị & Mạng
Hầu hết các thiết bị tồn tại ngày nay đều hoạt động với nguồn điện tập trung hoặc cục bộ. Ví dụ, nó có thể là một máy phát điện chạy bằng dầu diesel. Sự cần thiết phải sử dụng một nguồn bổ sung được giải thích là do sự không ổn định của các luồng không khí. Trong trường hợp này, mạng thực hiện nhiệm vụ ổn định. Có những điều kiện nhất định cho việc sử dụng các cấu trúc như vậy. Một trong những lý do chính là công suất của mạng nhất thiết phải cao hơn công suất của máy phát điện gió, ít nhất 1,8 lần.
Nguyên tắc làm việc
Luồng không khí mạnh mẽ dẫn động các cánh của máy phát điện gió. Chúng bắt đầu quay. Năng lượng nhận được được truyền cho bộ nhân thông qua rôto. thế nàoỞ trên đã nói rằng các đơn vị có thể hoạt động cả riêng lẻ và theo nhóm. Trong một số thiết kế, hệ số nhân được cài đặt để cải thiện hiệu suất của thiết bị. Cần phải nói rằng không phải ai cũng có thể mua một đơn vị như vậy. Về vấn đề này, một số người tự tay chế tạo máy phát điện gió cho gia đình của họ. Làm thế nào để làm điều này, chúng tôi sẽ xem xét thêm.
Loại đơn vị
Máy phát điện gió cho gia đình là gì? Có hai loại thiết bị. Đầu tiên là một máy phát điện ngang và thứ hai là một máy phát điện gió thẳng đứng. Thiết kế sau này, theo đánh giá của người dùng, dễ lắp ráp và cài đặt hơn - việc cân bằng thiết bị khá dễ dàng. Ngoài ra, hệ thống này có hệ số tác động gió hiệu quả cao hơn. Thiết bị được chọn để lắp ráp càng mạnh thì trọng lượng và đường kính của bánh xe càng lớn. Điều này sẽ làm cho việc cân bằng và cài đặt trở nên khó khăn hơn.
Thành phần
Trước khi chế tạo máy tạo gió, bạn nên chuẩn bị đầy đủ các yếu tố và chi tiết cần thiết:
- Pin12 V. Bạn có thể sử dụng thiết bị trên ô tô, nhưng tốt hơn nên mua pin thay thế. Pin như vậy sẽ an toàn và bền hơn.
- Máy phát điện 12 V.
- Rotor 1,5-2 m.
- Thùng hoặc xô kim loại (lớn). Nên sử dụng hộp đựng bằng nhôm hoặc thép không gỉ.
- Rơle sạc pin.
- Rơle để sạc đèn (ô tô chẳng hạn).
- Công tắc nửa kín.
- Hộp nối.
- Vôn kế. Bạn có thể sử dụng xe hơi.
- Cột, chiều cao từ 2 đến 10 mét. Bạn cũng có thể tự làm. Điều này sẽ yêu cầu ống PVC và các bộ phận kim loại cho đế.
- 4 bu lông M6.
- Dây.
- Dây hoặc kẹp không gỉ. Các phần tử này sẽ được gắn vào cột buồm.
Bạn cũng sẽ cần các công cụ sau:
- Máy cắt.
- Khoan và khoan.
- Tua vít.
- Phím.
Gắn cột buồm
Trước khi lắp đặt, cần phải lấp nền phù hợp với khối lượng của đế và tiết diện của ống. Trong trường hợp này, cần tính đến đặc tính khí hậu và đất. Việc lắp đặt cột buồm với tuabin gió được tiến hành sau khi vữa đông kết (ít nhất một tuần sau khi đổ). Bạn có thể chỉ cần đào một cái cọc xuống đất và cố định dây kẽm. Tuy nhiên, tùy chọn này kém tin cậy hơn.
Rotor
Đường kính được chọn theo tốc độ gió trung bình. Một rôto được chế tạo và một ròng rọc được làm lại (một bánh xe ma sát đặc biệt có vành hoặc rãnh xung quanh chu vi, được thiết kế để truyền chuyển động cho dây đai hoặc dây truyền động). Trên thực tế, với tốc độ gió lên đến 6-7 m / s, sức mạnh của phần tử 3m sẽ cao hơn.
Cánh
Thùng được chia thành 4 phần bằng nhau. Đối với điều này, một thước dây và một điểm đánh dấu được sử dụng. Các lưỡi được cắt bằng kéo để lấy kim loại. Sau đó, các cánh được cố định vào ròng rọc và đáy. Như ốc vítbu lông được sử dụng. Vị trí cho chúng phải được đo rất chính xác, nếu không trong tương lai, bạn sẽ thường xuyên phải điều chỉnh vòng quay. Các cánh quạt gấp nhẹ nhàng, trong chừng mực, để ngăn chặn những luồng gió thổi không cần thiết.
hội
Dây được kết nối với máy phát điện và mạch điện được lắp ráp trong hộp chuyển mạch. Đơn vị được gắn vào cột buồm. Các dây được cố định trên cực và máy phát điện. Tiếp theo, thiết bị, và sau đó pin được kết nối với mạch. Với sự trợ giúp của dây dẫn, tiết diện của nó lên đến 2,5 kW, tải được kết nối. Tùy thuộc vào mức độ uốn cong của các cánh quạt, tốc độ quay được thiết lập. Một đơn vị như vậy phải đủ để cung cấp năng lượng cho một ngôi nhà nông thôn hoặc ngôi nhà nhỏ.
Tăng năng suất
Khi cột buồm được nâng lên đến 20-25 mét, tốc độ luồng không khí sẽ tăng 30%. Đồng thời, sản xuất năng lượng cũng sẽ được tăng lên đến 1,5 lần. Tùy chọn này được sử dụng ở tốc độ gió giảm (lên đến 4 m / s). Với một cột buồm cao, ảnh hưởng của cây cối và các tòa nhà sẽ bị loại bỏ. Đây là cách làm tuabin gió của riêng bạn.
Phát triển ngành
Ngay hôm nay bạn có thể mua máy tạo gió gia đình với chi phí hợp lý. Điều này nói lên sự phát triển không ngừng và năng động của ngành này. Bằng cách tự mua hoặc lắp ráp lắp đặt, bạn có thể đảm bảo sự độc lập về năng lượng cho ngôi nhà của mình trong một thời gian khá dài. Theo quy định, một đơn vị có công suất định mức 1 kW là đủ cho một tòa nhà nhỏ. Đồng thời, tốc độ gió trong khu vực hoạt động của thiết bịphải là 8 m / s. Nếu không có dòng khí ổn định trong khu vực, hoặc dòng chảy yếu, thiết bị có thể được trang bị máy phát điện diesel hoặc tế bào quang điện. Ở Nga ngày nay, người ta chỉ ghi nhận sự xuất hiện của xu hướng lắp đặt máy phát điện gió. Chỉ có một số nhà sản xuất thiết bị công suất thấp phục vụ nhu cầu trong nước được đại diện trên thị trường trong nước. Chi phí của tuabin gió cho 1 kW trong một bộ hoàn chỉnh bắt đầu từ 35-40 nghìn rúp. Đây là giá từ hai năm trước. Không cần cấp chứng chỉ để cài đặt thiết bị.
Nhược điểm và lợi thế khai thác
Mặc dù biểu giá năng lượng không ngừng tăng lên, nhưng bản thân chi phí điện ở mức độ nào đó không phải là một giá trị đáng kể trong phần lớn các ngành công nghiệp có chi phí khác. Đối với người tiêu dùng ngày nay, sự ổn định và an toàn của nguồn cung là những yếu tố then chốt. Những lý do chính dẫn đến sự gia tăng chi phí năng lượng cho mục đích sử dụng công nghiệp, thu được từ máy phát điện gió, là:
- Nhu cầu vận hành tự chủ trong một thời gian. Pin được sử dụng trong những trường hợp này.
- Nhu cầu về năng lượng điện chất lượng công nghiệp. Một biến tần được sử dụng cho việc này.
- Nhu cầu về thời gian hoạt động liên tục. Trong những trường hợp như vậy, máy phát điện diesel được sử dụng bổ sung.
Đối với việc sử dụng các thiết bị trong cuộc sống hàng ngày, các nhược điểm của hoạt động nên bao gồm:
- Chi phí pin cao. Cô ấy làxấp xỉ 25% giá của chính thiết bị.
- Chi phí biến tần tương đối cao.
- Để đảm bảo cung cấp điện đáng tin cậy, máy phát điện chạy dầu được sử dụng trong một số trường hợp. Giá thành của nó tương đương với giá của chính thiết bị.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng các yếu tố này mất đi sự phù hợp với UPS chuyển đổi kép hiện đại và mạng chung. Ngày nay, theo quan điểm kinh tế, việc nhận được sự trợ giúp của máy phát điện gió không phải là điện, mà là dòng điện một chiều hoặc xoay chiều là phù hợp nhất cho các mục đích công nghiệp. Sau đó, nó được chuyển đổi thành nhiệt để làm nước nóng và sưởi ấm trong nhà. Đối với điều này, các yếu tố sưởi ấm được sử dụng. Đề án này có những lợi thế của nó. Đặc biệt, trong trường hợp này, một nồi hơi thông thường với nước có thể hoạt động như một bộ tích lũy năng lượng, để tiêu thụ nhiệt không có yêu cầu nghiêm ngặt như vậy về tính liên tục và chất lượng của nguồn cung cấp.
