Vindgenerator för ett privat hus: enhet, typer, översikt över de bästa erbjudandena

Väderkvarnar har länge upphört att vara en exotisk nyhet, nu betraktas de som ett av de möjliga sparande alternativen. Luften som flyter över jordytan har en enorm mängd energi som för närvarande framgångsrikt används i industriella vindkraftverk och små vindkraftverk för privat bruk.

Vi berättar hur du väljer rätt och tekniskt korrekt installerar en vindgenerator för ett privat hus. I vår föreslagna artikel beskrivs reglerna för montering och drift av minikraftverk. Intresserade köpare ges rekommendationer för urval med tanke på populära modeller.

Design och princip för drift av vindkraftverk

Vindgeneratorer är specialanordningar som omvandlar vindens kinetiska energi till elektrisk energi. Det här är oberoende elkällor, som är utmärkta för installation i privata bostadshus, på små och medelstora gårdar och produktionsbaser.

Konstruktionen av ett standardkraftverk för hemmabruk innehåller följande funktionella element:

1. blad aerodynamisk form för att fånga vind.
2. generator för att producera växelström.
3. regulator för automatisk styrning av en vindstation. Låter dig justera batteriets laddning, fördelar energiflödet mellan enheterna.
4. enhet. Specialbatterier för ackumulering av genererad el.
5. inverterare att föra parametrarna för den genererade energin till nätverksstandarder.
6. mast, lyfta knivarna till en viss höjd över marknivån.

Master är olika: fristående utan sträckmärken, fast fixerade och roterande på sträckmärken.Det senare kan sänkas och höjas för underhåll samt för reparations- och restaureringsarbete.

Under påverkan av vind börjar bladen monterade på generatoraxeln att rotera, vilket hjälper till att starta rotorn. Som ett resultat konverteras luftflödets kinetiska energi till mekanisk och sedan till elektrisk energi. Det ser ut som ett väldigt förenklat schema för väderkvarnen

Faktum är att energin från vindparken inte levereras direkt till konsumenten. I systemet måste specialenheter anslutas för att konvertera den elektriska strömmen.

Styrenheten är placerad i kretsen efter generatorn. Den omvandlar växelström till likström. I denna form ackumuleras och lagras elektricitet i batterierna och sedan från dem genom växelriktaren, som omvandlar likström till växelström, tillförs energin till ett privat elnät.

Ett sådant schema gör det möjligt att jämna ut spänningsinstabilitet såväl som att ackumulera energi under perioder med fullständig frånvaro av förbrukning. Och detta tillåter i sin tur användning av vindkraftgeneratorer med lägre effekt än den totala kraften hos hushållens elektriska apparater.

Under omvandlingen av elektrisk ström enligt schemat med variabel-konstant-variabel inträffar vissa energiförluster, vilka uppgår till cirka 20%

Tillsammans med en autonom vindkraftstation är det möjligt att installera både solmoduler och bränslegeneratorer.

Om flera enheter för alstring är involverade samtidigt kompletteras kretsen med ett annat element - en strömbrytare (ABP). Det är nödvändigt att när du stänger av en källa till alternativ energi, startas en annan, en säkerhetskopia.

Som en del av moderna vindkraftsparker används olika konstruktioner av rotorer - roterande delar. De har sina fördelar och nackdelar, olika effektivitet och funktionalitet. För närvarande finns det många utvecklingar av autonoma system som kan interagera med vindar med olika hastigheter och styrkor.

Typer vindparker

Efter konsumenttyp skiljer sig autonoma vindgeneratorer och nätverksinstallationer. De förstnämnda tillhandahåller kraft till konsumenter på avstånd från de centrala elektriska näten.

Den andra - kan numera flera tiotals / hundratals väderkvarnar, som bildar ett enda system och överför energi till ett gemensamt nätverk. Kraften hos autonoma enheter överstiger sällan 75 kW, medan kraften hos nätverksinstallationer startar från 100 kW.

Beroende på konstruktionstyp skiljer sig vindgeneratorer:

• med vertikal rotationsaxel;
• med horisontell rotationsaxel.

Dessa enheter används för olika driftsförhållanden, men oftast finns det modeller med en horisontell axel. De fungerar som vanliga väderkranar och har en liknande struktur. Rotoraxeln roterar parallellt med jordytan.

Sådana enheter kännetecknas av hög effektivitet (cirka 40%), enkel effektstyrning och ett mer överkomligt pris, men de kännetecknas också av en hög nivå av genererat brus och vibrationer. Dessutom måste de vara inriktade på vindriktningen.

För att installera en vindkraftverk med en horisontell rotor behöver du cirka 120 m fritt utrymme och en mast som är minst 8 m hög

Vindgeneratorer med en vertikal rotationsaxel har en mer kompakt design, de är mindre mottagliga för miljöfaktorer.

I enheter av denna typ är turbinen vinkelrätt mot jordens plan. Sådana strukturer lanseras även från lätta vindar och är inte beroende av luftflödesriktningen.

Låg ljudnivå (upp till 30 dB) gör det möjligt att installera vertikala vindkraftverk på byggnadens tak

Det finns dock ett betydande minus - effektiviteten hos sådana generatorer är bara 15%. Dessutom är de dyrare än modeller med en horisontell rotationsaxel.

Modeller av vindgeneratorer skiljer sig emellertid inte bara beroende på var rotationsaxeln är placerad, utan också:

• antal blad - det finns väderkvarnar med två och tre blad, det finns också ändringar av flera blad;
• material för tillverkning av funktionella delar - med segling och styva blad;
• skruvstigning - justerbar eller fast.

Rotationen av stationära vindkraftverk med flera blad börjar även med en svag vind, men för drift av två- och trebladiga enheter behövs en starkare vind. Samtidigt skapar varje ytterligare blad i strukturen större hjulmotstånd, vilket gör det svårare att uppnå standardhastigheter för generator.

Beroende på tillverkningsmaterial blad för vindkraftverk, kan det finnas vissa svårigheter i arbetet. Segelelement är lättare att tillverka, varför de är billigare.

Men om det är nödvändigt att säkerställa pålitlig drift av vindturbinen för autonom kraftförsörjning, är det värt att föredra mönster med styva blad av metall eller glasfiberarmerad.

När det gäller skruvens tonhöjd är det inte heller så enkelt. Med det variabla steget kan du utvidga utbudet av effektiva hastigheter avsevärt för drift av vindstationen och detta är ett stort plus. Men samtidigt minskar en sådan mekanism den totala tillförlitligheten hos en stationär installation och komplicerar vindhjulet avsevärt, vilket komplicerar enhetens drift.

Möjlighet att installera en vindgenerator

Små vindkraftsparker används idag i stort som alternativa elkällor, vilket kan uppnå verkliga besparingar.

Sådana enheter är som regel installerade i sommarstugor, i områden som är avlägsna från huvudnätet. Men detta är inte det enda skälet till att människor i allt högre grad föredrar konstruktioner av denna typ.

Markägare använder framgångsrikt vindkraftverk för att uppnå fullständig autonomi och betydande energibesparingar

Men inte alla zoner är lämpliga för installation av en vindkraftverk. För att minikraftverket ska fungera fullt ut under den av tillverkaren angivna driftsperioden måste klimatförhållandena i området uppfylla kraven för specialutrustning.

Den genomsnittliga vindhastigheten bör inte vara mindre än 4,5-5 m / s. Endast i detta fall är installationen av en konstruktion med en vindturbin ekonomiskt motiverad.

För att hitta ungefärliga uppgifter om den genomsnittliga årliga vindhastigheten per region måste du visa en speciell vindkarta. Mer exakt information kan erhållas med hjälp av en anemometer och en enhet för att läsa signaler.

Mätningssystemet måste installeras i hög höjd så att byggnader och träd i närheten inte snedvrider resultaten.

Om du bestämmer dig för att installera en mini-vindpark för ditt hem, bör du också överväga tillgängligheten på ledigt utrymme. Det bör komma ihåg att vinden måste absolut "gå" längs bladen, ja, och utan hinder i sin väg för att nå dem från olika riktningar.

Därför anses topparna på kullarna vara den perfekta platsen att installera en vindkraftverk där luftmassorna kondenseras med motsvarande ökning av tryck och vindhastighet. Marina regioner och stäppzonen anses också vara lämpliga.

För att få ut mesta möjliga av en väderkvarn måste du installera den på en plats där det inte finns träd och höga byggnader

Eventuella hinder inom en radie på 250 m kommer att påverka vindgenerator. För att få maximal effektivitetsindikatorer är det nödvändigt att ställa in turbinens axel över hindernivån med minst 4-5 m.

Regler för att välja utrustning

Valet av en vindgenerator för hemmet bör göras ansvarsfullt.

Du måste samla in grundläggande information i förväg:

1. Beräkna den nominella och maximala mängden el för att tillgodose husets behov.
2. Visa data om den genomsnittliga årliga vindhastigheten i området för bostad för att bestämma perioderna när vindkraftverket kommer att vara inaktivt.
3. Ta hänsyn till områdets klimatfunktioner. Om svår frost observeras under vintersäsongen, kommer installationen av en vindstation inte att motivera sig själv.
4. Ta reda på intensiteten hos det genererade bruset under drift av vindgeneratorer.
5. Jämför de tekniska specifikationerna för enheter från olika tillverkare.

Valet av komponenter för funktionselement för en vindkraftsanläggning utförs enligt kraften nominellt. I detta fall spelar den nominella vindhastigheten en roll - de värden som vindgeneratorn genererar en beräknad mängd elektrisk energi.

Om installationen producerar maximal effekt vid en vindhastighet på 11 m / s, och i ditt område når den genomsnittliga indikatorn 4,5 m / s, kommer vindturbinen inte att generera den mängd energi som deklareras av tillverkaren

Det är också nödvändigt att fokusera på det faktum att kraften hos en vindgenerator beror på diametern på hjulet som bildas av bladen. Om du ökar storleken med två gånger kommer vindkraftverket med samma vindhastighet att producera fyra gånger mer el.

Batterikapacitet är också viktigt. Vid lugn bör de ha tillräckligt med energi för att ge hem.

Installationen av ett privat vindkraftverk minikraftverk anförtros bäst till ett företag som är specialiserat på att utföra denna typ av arbete. Huvudmålet är att säkerställa maximal säkerhet. Vindkraftverkets övergripande utformning måste garanteras att förbli stabil även under extrema väderförhållanden.

Lågeffektmodeller av vindgeneratorer med lätta, låga master kan installeras oberoende. Det centrala stödet måste monteras på en armerad betongfundament. För sidostabilitet i strukturen används 3-4 sträckmärken.

Ungefärliga priser och återbetalning av vindgeneratorer

Vindkraftverkens popularitet växer varje dag. Det är fördelaktigt för dem att utrusta stora och dyra stugor, vars innehåll kräver mycket elektrisk energi.

Det är tillrådligt att installera väderkvarnar i befolkade områden där det inte finns någon centraliserad strömförsörjning eller el tillförs intermittent.

Det är i sådana fall vindkraftgeneratorer räddas, vars användning har flera fördelar:

• omvandling av luftströmmar till fri el;
• miljösäkerhet för vindkraftverk;
• brist på råvaror och avfall vid produktion av el;
• minimal slitage av funktionella delar;
• lång driftstid - 25-30 år;
• det finns inget behov att ständigt övervaka vindkraftsparkens drift.

Nackdelarna inkluderar vindkraftens variation och oförutsägbarhet. För att minimera förluster måste du duplicera källan eller installera en extra buffert för energilagring. Ett snurrande vindhjul utgör också ett potentiellt hot mot flygande fåglar.

Vindkraftverk producerar brus som är jämförbart med ljudet från fordon när man kör med en hastighet av cirka 70 km / h. Den ökade ljudnivån avvisar inte bara djur utan orsakar också obehag för människor

Ett annat betydande minus av vindkraftverk för hemmabruk är de höga kostnaderna. Dessa skrymmande konstruktioner är tillverkade av dyra material, kommer med en styrenhet, batterier, inverterinstallation och mast.

Det bör noteras att inhemska vindkraftgeneratorer från ryska tillverkare såväl som högkvalitativa vindkraftverk som tillverkas i Kina är mycket billigare än europeiska motsvarigheter. Kostnaden för inhemska vindkraftverk med en vertikal axel med en nominell effekt på upp till 2 kW varierar i intervallet 1300-2500 $.

Men till detta pris inkluderar den kompletta uppsättningen endast en generator med blad. Resten av utrustningen måste köpas separat eller gör det själv. Kompletta växter är cirka 40-50% dyrare.

Priset på vindstationer för hemmabruk med kraft från 3 kW till 7 kW är mycket högre. Sådana generatorer med tillhörande utrustning kommer att kosta köparen $ 5000-12.000.

För närvarande är användningen av vindkraftverk som ett alternativ till centraliserad kraftförsörjning olönsam på grund av de höga kostnaderna för utrustning

Och även när det finns avbrott i leveransen av nätelektricitet rekommenderas inte alltid att installera en vindgenerator. Det är lättare och billigare att installera ett oavbrutbart kraftsystem baserat på industribatterier i kombination med en UPS.

Det är meningsfullt att montera en vindkraftsinstallation på platser där tillgången till en centraliserad strömförsörjning är helt frånvarande. Återbetalningsperioden är i detta fall 25 år.

Innan du köper komponenter för montering och installation av en vindkraftsgenerator rekommenderas det beräkningar med formlerges i vår rekommenderade artikel. Här hittar du proceduren och reglerna för att utföra beräkningar.

Översikt över de bästa märkena och installationerna

På den ryska marknaden för vindgeneratorer presenteras både pålitliga relativt billiga enheter av inhemska varumärken och olika modeller av vindkraftverk från utländska tillverkare när det gäller funktionalitet. För att bestämma valet av installation för hemmet måste du jämföra egenskaperna hos olika enheter.

Nr 1 - vindkraftverk Condor Home (Ryssland)

En serie vindkraftverk för hemmabruk inkluderar enheter med en kapacitet på 0,5-5 kW. De kan fungera som den viktigaste källan till el eller ytterligare. Condor Home-stationer är anpassade för drift vid låga temperaturer och kan producera energi även i lätt vind.

Beroende på modell är generatorhuset tillverkat av plast eller gjuten aluminium, bladen är gjorda av glasfiber. Det finns ett effektivt dubbelt bromssystem. Masten är sammansatt, på förlängningar, har en höjd av 8-12 m. För att installera dessa enheter behöver du en hög eller betongfundament.

Condor Home vindkraftverk är helt färdiga produkter som inte kräver särskild kunskap eller teknisk kompetens. Enheterna är avsedda för elektrifiering av både fristående byggnader och små bostäder som en del av vindkraftverk

Basutrustningen inkluderar en mast och förlängningar, en generator, en rotor och blad, en laddningsregulator och fästelement.

Nr 2 - minikraftverk Falcon Euro (Ryssland)

De är högteknologiska vindkraftsgeneratorer med vertikal axel med en kapacitet på 1-15 kW. De används för strömförsörjning / reservkraftförsörjning för konsumenter på avstånd från kraftledningar. De kan användas som en del av ett komplex med solpaneler och en bränslegenerator.

Väderkvarnar är utrustade med kraftfulla neodymmagneter. Startvindhastigheten för att starta installationen är 1,5 m / s, den nominella hastigheten är 11 m / s. En installerad aerodynamisk broms hjälper till att begränsa hjulhastigheten. Den deklarerade livslängden från tillverkaren är 20 år, fabriksgarantin för minikraftverk är 36 månader.

Vindkraftverk Falcon Euro är pålitliga i drift och lågt underhåll. Med hjälp av enheter i den här serien är det lätt att lösa problem med strömförsörjning av lokala såväl som öfaciliteter

Falcon Euro-bassetet innehåller flera funktionella element: ett vindhjul, en generator och en regulator, en mast, inbäddade delar. Inverterinstallation och batterier väljs separat.

Nr 3 - Sokol Air Vertical vindkraftverk (Ryssland)

Små vindkraftverk av detta märke kan leverera el till både små stugor och medelstora företag. För hushållsbruk finns SAV-enheter med en effekt på 0,5-15 kW.

De kännetecknas av hög effektivitet i lätta vindar, fungerar smidigt vid låga och höga temperaturer i området från -50 ° C till +50 ° C, kännetecknas av lågt brus och motstånd mot yttre påverkan.

Kraftproduktion från Sokol Air Vertical-enheter är oberoende av vindriktningen. Enheter med vertikal axel fungerar automatiskt utan underhållspersonal. Konstruktionen ger ett elektromagnetiskt och aerodynamiskt bromssystem för att begränsa vindhjulets hastighet.

Bladen är tillverkade av förstärkt polyester eller flygaluminium (beroende på modell), har en självavlindningsprofil. Generatorn är en trefasig trefas excitation från permanenta magneter.

Sokol Air Vertical vindkraftverk ger ut nominell effekt vid 7-8 m / s, vilket gör att de kan användas i regioner med en låg genomsnittlig årlig vindhastighet

Basutrustningen i ett vindkraftverk inkluderar: en vindkraftverk med en batteriladdningsregulator, en mast med förlängningar, en monteringssats. Omformaren och batterierna väljs separat enligt de tekniska specifikationerna.

Nr 4 - vindgeneratorer Energy Wind (Ryssland)

Kunderna är tillgängliga med enkla och trebladiga modeller av produkter för universalapplikation med en kapacitet på 1-10 kW. Dessa väderkvarnar är utmärkta för att skapa projekt för att förse el till privata hus och stugor.

Energy Wind-enheterna är baserade på robusta förstärkta glasfiberblad målade med automatisk emalj och ett pålitligt system för borttagning av luftflöde. Dessa enheter med en horisontell rotationsaxel arbetar stabilt vid temperaturer från -40 till +40 grader Celsius.

Den lägsta vindhastigheten är 2 m / s, vid vissa bladpositioner 3 m / s, rekommenderad masthöjd är 8-20 m. Den ryska märkesenheternas genomsnittliga livslängd är 25 år, den officiella garantin från tillverkaren är 3 år.

Energy Wind-generatorer kräver inte ständigt skötsel eller underhåll, vilket bidrar till en snabb återinvestering av investerade medel

Den grundläggande utrustningen för installationerna inkluderar en permanentmagnetisk elektrisk generator med en fäste till masten och en roterande mekanism, blad, en uppsättning fästelement för montering av en vindturbin. Masten, liksom styrenheten, växelriktaren och batterierna för energilagring, måste köpas separat.

Nr 5 - Altek EW-väderkvarnar (Kina)

Typ av vindkraftverk - med en horisontell rotationsaxel. Enheter med en nominell effekt från 1 kW till 10 kW är utmärkta för att lösa problem med strömförsörjningen i förortsbostäder och stugor.

Det skyddande höljet på Altek EW-väderkvarnar är tillverkat av aluminiumlegering, vilket förenklar designen kraftigt. Funktionella metalldelar i generatorn är belagda med kisel för värmebeständighet.

Bladen är tillverkade av fiberarmerad plast. Starthastigheten för lansering av hushållsenheter i det kinesiska varumärket är 2,5 m / s, nominell hastighet - 12 m / s.

Altek EW vindgeneratorer är en av de mest prisvärda enheterna för elproduktion, som presenteras på den moderna marknaden för alternativ energi

Basutrustningen inkluderar blad, en generator och en styrenhet. De återstående funktionella elementen för väderkvarnen måste köpas.

Om kostnaden för ett fabrikstillverkning verkar onödigt hög är det vettigt att bygga gör-det-själv vindgenerator. Den artikel som rekommenderas av oss beskriver tillverkningen av en enhet som är användbar i hushållet från en tvättmaskin.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Utsikterna för användning av vindkraftverk:

Principen för drift av moderna vindkraftverk. Hur vindenergi omvandlas till el:

Även i dag kräver användning av vindkraftverk ständig utveckling. Möjligheterna och de långsiktiga utsikterna för detta alternativa sätt att producera el lovar.Vissa åtgärder behövs emellertid både från utrustningstillverkarens sida och från bosättningarnas administration.

Installation av små vindkraftsgeneratorer för privata hushåll löser inte helt energiförsörjningsproblemet i regionerna. Men för enskilda ägare av webbplatser kan detta alternativ vara en väg ut.

Berätta om din erfarenhet av att välja eller installera en vindkraftverk i ett förortsområde. Skriv kommentarer, skriv ett foto och ställ frågor i blocket nedan. Dela tekniska komplikationer och användbar information som kommer att vara användbar för besökare.