Vi velger og installerer en vindgenerator for et privat hus

Verdens produsenter av vindturbiner

1. Suzlon Energy er en ledende produsent av vindturbiner ikke bare i Asia, men over hele verden. Selskapet sysselsetter tretten tusen spesialister som jobber ved ti fabrikker i India, Belgia, USA og Kina. Den første vindturbinen ble produsert i 1996, og allerede i 2000 ble det første kraftverket designet. Veksten i produksjonsvolumer, i samsvar med markedskrav, begynte å øke betydelig i 2006. For øyeblikket er det indiske selskapet rangert som sjette når det gjelder ytelsen til de aktuelle produktene.
2. Siden 2007 har den tyske produsenten ENERCON GmbH vært ledende i verdensland og i Tyskland, hvor mer enn femti prosent av markedet er lokalisert. De første produktene rullet av samlebåndet tilbake i 1986. For tiden er fabrikker lokalisert i India, Sverige og Portugal.
3. Sinovel tilhører den første bedriften i Kina som utvikler, designer, produserer og selger vindparker på land og til havs. Sinovel produserer turbiner for vindturbiner fra 1,5 til 6,0 megawatt. Produktene er delt inn i fire linjer: SL1500, SL3000, SL5000, SL6000.
4. Vindturbinprodusenten Vestas Wind Systems har fabrikker i Danmark, Tyskland, India, Romania, Storbritannia, Spania, Sverige, Norge, Australia, USA og Kina. Selskapet produserer vindturbiner med en rotordiameter på førtisju til hundre og sekstifire meter, med en kapasitet på 660 kW til 7 megawatt.

Å lage en vindmølle med egne hender

Hovedarbeidet som skal gjøres er produksjon og installasjon av en roterende rotor. Først av alt bør du velge type struktur og dens dimensjoner. Å kjenne den nødvendige kraften til enheten og produksjonsevnene vil bidra til å bestemme dette.

De fleste av nodene (om ikke alle) må lages på egen hånd, så valget vil bli påvirket av hvilken kunnskap skaperen av designet har, hvilke enheter og enheter han er best kjent med. Vanligvis lages først en prøvevindmølle, ved hjelp av hvilken ytelsen kontrolleres og parametrene til strukturen spesifiseres, hvoretter de begynner å produsere en fungerende vindturbin.

Vindturbin utvalg

Vindmøller av høyeste kvalitet produseres i Tyskland, Frankrike og Danmark. Disse landene lager vindturbiner for å levere strøm til privat sektor, gårder, skoler og små utsalgssteder.I Russland, på grunn av de lave kostnadene for elektrisitet og det uuttalte monopolet på salg av elektrisitet, er vindturbiner, solcellepaneler og andre typer alternativ energi ikke veldig vanlig.

Mobil vindturbin er egnet for oljeindustrien eller installasjonsteam som bygger i feltene (prototype)

Men de høye kostnadene ved å koble eksterne anlegg til strømnettet (det er fortsatt landsbyer som ikke er elektrifisert), uhøflighet av tjenestemenn, lange prosedyrer for å gå rundt og innhente tekniske spesifikasjoner fra monopolselskaper tvinger eiere til å bruke alternativ energi til anleggene sine.

Først av alt må du forstå at effektiviteten til en vindturbin er omtrent 60%, det er en avhengighet av vindhastighet, og periodisk vedlikehold vil være nødvendig. Hvis du likevel bestemmer deg for å velge en vindturbin, bør du vite det. Valget av en vindgenerator bør være basert på de spesifikke omstendighetene ved bruken. Det er nye utviklinger og modeller: med økt effektivitet, vertikal, horisontal, ortogonal, bladløs.

For bedrifter eller et privat hjem kan disse dataene være på prosjektet eller strømregningen. Skal du sørge for strøm til hytta velges en vindturbinmodell på 1-3 kW, omformeren trenger lav effekt og du klarer deg uten batterier. Prinsippet for å ha en dacha vindturbin er enkelt: det er vind - det er elektrisitet, ingen vind - vi jobber i hagen eller rundt huset. Du kan lage en enkel vindgenerator selv, bare samle de nødvendige materialene og koble dem sammen.

For et privat hus med permanent opphold vil ikke dette prinsippet fungere. Når det ofte ikke er vind, bør spesiell oppmerksomhet rettes mot akkumulatoren.Dette krever stor kapasitet. Men for at den skal lade raskere, må selve strømgeneratoren også ha høy effekt. Det vil si at de individuelle nodene til installasjonen er nært forbundet med hverandre. En mer pålitelig kombinasjon er en symbiose med en dieselgenerator og solcellepaneler. Dette er en 100% garanti for tilgjengeligheten av strøm i huset, men også dyrere.

Kommersielle vindturbiner er nå mye brukt. Strømmen som produseres med deres hjelp, selges til ulike virksomheter som mangler energiforsyning. Vanligvis består slike kraftverk av flere vindturbiner med ulik kapasitet. Vekselspenningen på 380 volt de genererer blir matet direkte inn i strømnettet til bedriften. I tillegg kan vindturbiner brukes til å lade et stort antall batterier, hvorfra energien omdannet til vekselspenning også mates inn i det elektriske nettet.

Russiskproduserte vindturbiner

I de fleste tilfeller installerer bedriftseiere vindturbiner, solcellepaneler og dieselgeneratorer for behovene til egen produksjon. Å få tillatelse til å selge strøm i Russland er, skal vi si, en annen historie. Etter en energirevisjon frigjøres strøm for eksempel ved å bytte ut belysningslamper med LED. Tilbakebetalingsperioden beregnes, i mangel av et budsjett kan modernisering deles inn i stadier.

Hvor mye koster en vindgenerator

Prisene på russiskproduserte vindturbiner er lavere enn tyske, danske eller indiske. De billigste kinesiske vindmøllene, selv om kvaliteten deres er mye lavere.De enkleste vindturbinene for private hjem koster opptil 500 dollar. De kan brukes til lokal kraftproduksjon, men de kan ikke løse problemet med full strømforsyning hjemme. Kraftigere vindgeneratorer fra 3 kW for å fullt ut forsyne et hjem med strøm vil koste mer.

Omtrentlig kostnad for et sett med vindgeneratorer for et hjem:

• for et lite privat (land)hus, effekt 3 kW/72V, ekv. $1700-1800;
• for å gi strøm til hytta, effekt 5 kW/120V, ekv. $4000;
• å gi strøm til flere hus eller en gård, effekt 10 kW / 240V, ekv. $8500.

Vindturbiner med vertikal rotasjonsakse for russisk produksjon er spesielt etterspurt. Blant fordelene med dette utstyret:

1. små nødvendige vindhastigheter for rotorbevegelse;
2. uavhengighet fra vindretning;
3. lav lydbakgrunn, ingen vibrasjoner;
4. Fuglesikker design
5. ingen tvungen start nødvendig;
6. fungerer under alle værforhold, med hvilken som helst vindstyrke.

Komponenter og beregninger

Byggekostnadene varierer mye, avhengig av utformingen av vindmøllen og komponentene som brukes. Det er to hovedtyper vindturbiner - med en horisontal rotasjonsakse (må plasseres i en høyde, optimalt 25-35 m) og med en vertikal akse, som enkelt kan plasseres på bakkenivå.

I tillegg til selve generatoren, for vindmøller med horisontal rotasjonsakse, er det nødvendig med en rotor med blader, en girkasse og en svingende hale, samt et beskyttende foringsrør. Alt dette er vanligvis montert på en høy mast.Siden masten som regel er en ganske massiv og høy struktur, vil det være nødvendig å legge et fundament under den, samt å fikse den med ekstra strekkkabler.

I tillegg til totalprisen på konstruksjonen, kommer kostnaden for installasjon med en kran i tillegg. For å unngå konstruksjon av en høy og kostbar mast, for små vindturbiner, bruker du oftere og oftere designalternativer med en vertikal rotasjonsakse av rotoren, som er i stand til å operere i lavere høyde ved vindhastigheter på 1 m/s . Men slike systemer er relativt nye, så entydig statistikk om driften deres har ennå ikke blitt samlet. De gir mindre strøm, men de er mye billigere og ikke så støyende, de er lettere å lage med egne hender.

På bakken, innendørs, er det en omformer for å konvertere likestrøm fra generatoren til vekselstrøm, et sett med batterier, frakoblere og strømbrytere som trengs for å omfordele den mottatte strømmen og slå av enheten i nødstilfeller eller for reparasjon.

Den omtrentlige mengden energi som genereres gjennom året av en vindmølle med en horisontal rotasjonsakse kan beregnes ved å bruke følgende empiriske formel: E = 1,64 * D * D * V * V * V. Hvor: E - strøm per år (kWh / år), D - rotordiameter (i meter), V - gjennomsnittlig årlig vindhastighet (m/s). Etter det beregner vi mengden og kostnaden for elektrisitet som forbrukes av huset ditt per år, og multipliserer deretter tallene oppnådd med 25-30 år - den estimerte levetiden til vindmøllen. Basert på dette beregner vi den nødvendige størrelsen på bladene og den omtrentlige totale kostnaden for strukturen, avhengig av kostnadene for komponentene.

Hvis masten kan bygges uavhengig, er det tilrådelig å kjøpe det elektriske utstyret og vindmøllen selv seriell, fabrikkmontert. Selv om håndverkere gjentatte ganger har demonstrert eksempler på selvbygde vindturbiner for hjemmet basert på komponenter fra andre enheter (bilelektriske generatorer, industrielt utstyr, de klarer til og med å bruke ombygde elektriske motorer fra husholdningsapparater), bruker hjemmelagde rotorblader og hale.

Ordninger, metoder og tips er enkle å finne på Internett eller spesialiserte tekniske magasiner, men i dette tilfellet vil alt ansvar for ytelsen og sikkerheten til den bygde vindturbinen ligge utelukkende hos deg.

Åpenbart, med en økning i diameteren til rotorbladene og høyden på masten og følgelig den større innsamlede vindenergien, øker den genererte kraften, men den endelige kostnaden for strukturen øker proporsjonalt.

I følge ulike estimater er kostnadene for å bygge en liten vindturbin for et hjem i området 2-8 tusen dollar per 1 kW elektrisitet. Hvis du ikke har sentralisert strømforsyning hjemme, vil en vindmølle mest sannsynlig koste mindre enn å legge en kraftledning selv eller fylle drivstoff på en dieselgenerator.

Hvis det ble tenkt som et middel til å spare, bør du vurdere og trekke konklusjoner om nødvendigheten av det for hjemmet. Forresten, elektrisiteten som genereres av store industrielle vindturbiner per 1 kW er allerede billigere enn elektrisiteten generert av klassiske termiske kraftverk. Strømkostnaden ved små vindturbiner er litt høyere, men de siste årene har den vært jevnt nedadgående.

I alle fall, hvis vindmøllen i dag viser seg å være ulønnsom, ikke kast bort beregningene som er gjort av deg selv - etter en stund kan utseendet til nye modeller av generatorer med høyeffektive indikatorer, endringer i strømtariffer radikalt endre din forrige beslutning .

Se også situasjonen med innmatingstariffen, som brukes i mange land. Under denne tariffen kan elektrisitet generert hjemme ved hjelp av alternative kilder, inkludert vindenergi, returneres til strømnettet, mot et tillegg for det. Utseendet til en innmatingstariff i landet eller en endring i hastigheten kan påvirke tilbakebetalingstiden til en vindmølle og besparelsene den gir hjemmet betydelig.

Beste bruksmåter

Vinden blåser ujevnt, og den økte genereringen av elektrisitet med dens hjelp vil sjelden falle sammen med perioder med maksimalt forbruk i huset. Derfor er det ønskelig at du har muligheten til å gi den nødvendige belastningen og bruke all overflødig elektrisitet generert av vindgeneratoren - for oppvarming av vann i kjelen, elektriske varmeovner inne i huset som komplementerer varmesystemet, en pumpe i brønnen som pumper vann inn i tanken på taket, eller for enda mer eksotiske oppgaver som å lade batteriene til et elektrisk kjøretøy – de skal alle slå seg på automatisk i sterk vind og med lavt totalforbruk.

Generelt, under forholdene i det russiske klimaet med lange kalde vintre og relativt lave vindhastigheter, er den mest energieffektive og billigste ordningen en vindturbin med en vertikal rotasjonsakse installert på bakkenivå eller på en liten mast 5-10 m. høyt, hever det over taket på huset og kroner frukttrær. Vindmøllen er direkte koblet til separat elektrisk varmeovn og kjele innendørs, uten strømomformere og batterier.

Det er fullt mulig å implementere en slik ordning med egne hender, uten å involvere installatører. I dette tilfellet produserer vindgeneratoren i hovedsak varme for å varme opp huset, som igjen fungerer som en dimensjonsløs varmeakkumulator og lar deg ikke bekymre deg for mye om uregelmessige endringer i vindkraften, og fullt ut bruker all elektrisiteten som genereres av vinden generator. Dessuten viser et slikt system seg å være selvregulerende - en sterk vind avkjøler huset raskere, men samtidig gjør det det også mulig for en tandem av en vindgenerator og en elektrisk varmeovn å varme det opp fra innsiden.

Typer vindturbiner

To hovedtyper vindmøller brukes, som har grunnleggende forskjeller:

• horisontal
• vertikal

I begge tilfeller snakker vi om rotasjonsaksen til rotoren. Utformingen av ulike modeller av horisontale enheter skiller seg lite fra hverandre, og representerer en slags husholdningsvifte eller propell. Vertikale enheter har et mye større utvalg av designtyper, utad vesentlig forskjellig fra hverandre. La oss vurdere dem mer detaljert:

Horisontale vindmøller

Horisontale strukturer er mer effektive, siden de bare oppfatter vindstrømmen med arbeidssiden av bladene.Trebladede impellere er mest brukt, men for små design kan antallet blader økes.

Det er horisontale strukturer som brukes til produksjon av store industrielle design med et stort bladspenn (mer enn 100 m), som, når de kombineres, danner ganske produktive kraftverk. Statene i Vest-Europa, som Danmark, Tyskland, de skandinaviske landene, bruker aktivt vindmøller for å forsyne befolkningen med energi.

Enhetene har en ulempe - de må pekes mot vinden. For små vindgeneratorer løses problemet ved å installere en hale som et fly, som automatisk plasserer strukturen i vinden. Store modeller har en spesiell ledeanordning som kontrollerer posisjonen til pumpehjulet i forhold til strømmen.

Vertikale strukturer

Vertikale vindgeneratorer har lavere effektivitet, som et resultat av at de bare brukes til å gi energi til individuelle forbrukere - et privat hus, en hytte, en gruppe enheter, etc. For egenproduksjon er slike enheter mest egnet, siden de har et bredt utvalg av designalternativer, de trenger ikke å klatre i en veldig høy mast (selv om dette ikke er kontraindisert for dem).

Vertikale rotorer kan settes sammen av alle materialer for hånden, alle typer fra en rekke kjente kan brukes som prøve:

• Savonius eller Darier rotorer
• mer moderne Tretyakov-rotor
• ortogonale design
• helicoide enheter, etc.

Det er ikke nødvendig å beskrive alle typer i detalj, siden antallet øker stadig.Nesten alle nye utbygginger er basert på en vertikal rotasjonsakse og er beregnet for bruk i private hus eller eiendommer. De fleste utviklinger tilbyr sin egen løsning på hovedproblemet med vertikale enheter - lav effektivitet. Noen varianter har ganske høye priser, men har en kompleks skrogstruktur (for eksempel Tretyakovs design).

Utvelgelsesprinsipper

Til å begynne med formulerer vi problemet som vi forplikter oss til å løse: hvorfor akkurat trenger du vindenergi, hvilken prosess vil det gi. Med andre ord, hva blir forbrukeren. Deretter, prosessen med å lage et prosjekt for en fremtidig vindturbin: du må bestemme hvilken type det skal være, hvordan nøyaktig energi skal overføres til sluttforbrukeren (elektrisk strøm eller mekanisk - i form av dreiemoment, translasjonsbevegelser, på en eller annen måte).

I artikkelen vil vi snakke om typene av det viktigste elementet i en vindturbin - rotoren, vi vil analysere fordeler og ulemper ved hvert alternativ. Vi vil også komme inn på temaet bruk av den genererte energien. Vi håper denne informasjonen vil hjelpe deg på designstadiet av enheten.

Vi håper denne informasjonen vil hjelpe deg på designstadiet av enheten.

Hvor mye koster en vindgenerator for et hus

Nedenfor er prisene på vindgeneratorer til hjem og hage. Som regel er kraften til slike installasjoner i området 5-50 kW.

• 3 kW, 48 volt. Både hjelpe- og hovedstrømforsyning brukes. Energien som genereres av slike modeller er nok til å sikre levetiden til hytta. Prisen er omtrent 90 tusen rubler;
• 5 kW, 120 volt.Denne vindgeneratoren vil drive et helt hus med et stort antall elektriske apparater uten problemer. Prisen er 200-250 tusen rubler;
• 10 kW, 240 volt. Slike vindgeneratorer kan gi strøm til en gård eller flere boligbygg. Det er mange eksempler når slike installasjoner brukes til å generere energi i små supermarkeder, garasjer, etc. Prisen er omtrent 400 tusen rubler;
• 20 kW, 240 volt. Dette er nok til å gi strøm til en eller annen vanndistribusjonsstasjon. Prisen er omtrent 750 tusen rubler;
• 30 kW, 240 volt. En slik vindgenerator vil gi strøm til en bygård på 5-7 etasjer. Installasjonskostnaden er omtrent en million rubler;
• 50 kW, 380 volt. Slike installasjoner brukes i industrien. De er ikke egnet for hjemmebruk. Prisen er mer enn 3 millioner rubler.

Felter av vindturbiner

Fordeler og fordeler med vindparker

• Gratis fornybar energi. Vindenergi er fornybar og gratis. Vindmøller slipper ikke ut CO₂ eller andre skadelige stoffer. Vinden er en ideell og uendelig energikilde. Bygging av flere vindparker fører til en reduksjon i forekomsten av kraftverk som slipper ut skadelige stoffer til atmosfæren.
• Mangfold. Bruken av vindenergi fremmer en rekke energikilder og minimerer avhengigheten av konvensjonelle kraftverk eller andre typer energiproduksjon.
• Framtid. Vindenergi har en fremtid! Opprettelsen av nye vindparker fører til teknologisk utvikling, teknisk innovasjon og skaping av nye arbeidsplasser.
• Reduserende kostnader.Vindenergikostnadene har falt betydelig de siste årene. I løpet av de siste tjue årene har kostnadene falt med så mye som 80 %, noe som gjør denne energitypen til den mest lønnsomme av alle typer kraftverk.
• Ekstra fortjeneste. Eieren av tomten som vindparkene ligger på kan forvente å tjene på leie av dette landet, siden det faktiske arealet som kreves for anlegget er lite. I tillegg kan arealet som kraftverket ligger på brukes i landbruket (til dyrking av ulike avlinger) siden stasjonene ikke har skadelige utslipp.
• Forsiktighet. Levetiden til et slikt kraftverk er i gjennomsnitt 20-30 år, og etter demontering er det ingen spor igjen - verken i landskapet eller i atmosfæren.
• Effektivitet. Driftsprosessen til vindparker er ganske enkel, monteringstiden er veldig kort, og drifts- og vedlikeholdskostnadene er også ganske lave. Kraftverket produserer 85 ganger mer energi enn det forbruker. Den har også relativt små tap under energitransport.
• Adopsjon. Å sette opp en vindpark nyter offentlig aksept. De aller fleste mennesker forstår og støtter fordelene ved å bruke denne formen for energi.

Installer eller ikke

Når du bestemmer deg for å installere en vindpark, må du innhente følgende innledende data:

• Gjennomsnittlig vindhastighet på installasjonsstedet i meter per sekund. I den første tilnærmingen er bildet gitt av et kart over vind i Russland. Men på et bestemt installasjonssted kan det være ulike faktorer som påvirker vindhastigheten, for eksempel bakker, elveleier.For nøyaktig å bestemme det årlige vindkartet, kan du bruke den ville værhanen, en vindmåler, eller utføre daglige observasjoner av naturen rundt.

• Tilgjengelighet av sentralisert strømforsyning, kostnaden for en kilowatt-time og muligheten for å legge en kraftledning.

Algoritmen for å vurdere tilbakebetalingen til en vindmølle er som følger:

• I henhold til vindkartet og de tekniske egenskapene til enheten, bestemme den genererte kraften for sommer- og vinterperioder eller månedlig. For eksempel, for 2 kW-enheten diskutert ovenfor, vil den genererte effekten ved en hastighet på 5 m/s være 400 W;
• Basert på dataene som er oppnådd, bestemme den årlige genererte kapasiteten;
• Basert på kostnadene for en kilowatt-time, bestemme prisen på den genererte elektrisiteten;
• Del kostnadene for vindturbinsettet med det resulterende tallet og få tilbakebetalingen i år.

For å gjøre justeringer av beregningen, bør du vurdere:

• Batteriene må skiftes minst en gang hvert tredje år;
• Levetiden til en moderne vindgenerator er 20 år;
• Enheten må serviceres. Kostnaden og tjenestevilkårene må avklares med utstyrselgeren;
• Kostnaden for en kilowatt-time vokser hvert år, i løpet av de siste 10 årene har den økt med mer enn 3 ganger. For 2017 planlegges tariffene å øke med minst 4 %, så vi kan gå ut fra dette tallet om en økning i strømkostnadene.

Hvis tilbakebetalingstallene som oppnås ikke er tilfredsstillende, men du ønsker å ha en alternativ energikilde eller det ikke er mulighet for å koble til en sentralisert strømforsyning, bør du vurdere alternativer for å øke effektiviteten til vindmøllen og redusere kostnadene for dens installasjon og vedlikehold.

Følgende alternativer er mulige:

• Installere flere enheter med mindre kraft i stedet for en stor.Dette vil redusere prisen på hovedutstyret, redusere installasjons- og vedlikeholdskostnadene, og øke produktiviteten på grunn av at små vindturbiner er mer effektive ved lave vindhastigheter;
• Installasjon av et spesielt strømstyringssystem for nettverk, kombinert med et sentralt strømforsyningssystem. Slike enheter er kommersielt tilgjengelige i dag.