Tuulegeneraator (49 Fotot): Tuulegeneraatori Eramaja Valik Elektrienergia Tootmiseks, Plussid Ja Miinused, Tuulepargi Ehitamine

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-18 12:10

Elutingimuste parandamiseks kasutab inimkond vett ja erinevaid mineraale. Hiljuti on populaarseks saanud alternatiivsed energiaallikad, eriti tuuleenergia. Tänu viimasele on inimesed õppinud saama energiavarusid nii kodu- kui ka tööstustarbeks.

Mis see on?

Kuna energiavajadus suureneb iga päev ja tavaliste energiakandjate varud vähenevad, muutub alternatiivsete energiaallikate kasutamine iga päevaga üha aktuaalsemaks. Hiljuti on teadlased ja projekteerimisinsenerid loonud uusi tuuleturbiinide mudeleid . Uusimate tehnoloogiate kasutamine võimaldab parandada üksuste kvaliteediomadusi ja vähendada negatiivsete aspektide arvu struktuurides.

Tuulegeneraator on teatud tüüpi tehniline seade, mis muudab tuule kineetilise energia elektrienergiaks

Nende üksuste toodetud toote väärtus ja rakendus kasvab pidevalt nende tööks kasutatavate ressursside ammendamatuse tõttu.

Kus neid kasutatakse?

Tuulegeneraatoreid kasutatakse erinevates kohtades, tavaliselt avatud aladel, kus tuule potentsiaal on suurim. Alternatiivsete energiaallikate jaamad on paigaldatud mägedesse, madalatesse vetesse, saartele ja põldudele. Kaasaegsed rajatised suudavad toota elektrit isegi väikese tuulekiiruse korral. Selle võimaluse tõttu kasutatakse tuulegeneraatoreid elektrienergia tarnimiseks erineva võimsusega objektidele.

Statsionaarne tuulepark võib anda elektrit eramajale või väikesele tööstusrajatisele. Tuule puudumisel kogutakse energiavaru kokku ja kasutatakse seejärel akust.

Keskmise võimsusega tuulikud saab kasutada taludes või majades, mis on küttesüsteemidest kaugel. Sellisel juhul saab seda elektrienergia allikat kasutada ruumide kütmiseks.

Seade ja tööpõhimõte

Tuulegeneraator töötab tuuleenergiaga. Selle seadme disain peaks sisaldama järgmisi elemente:

• turbiini labad või propeller;
• turbiin;
• elektrigeneraator;
• elektrigeneraatori telg;
• inverter, mille funktsioon on vahelduvvoolu muundamine alalisvooluks;
• mehhanism, mis pöörab labasid;
• mehhanism, mis pöörleb turbiini;
• aku;
• mast;
• pöörleva liikumise kontroller;
• siiber;
• tuuleandur;
• tuule mõõturi vars;
• gondel ja muud elemendid.

Generaatorite tüübid on erinevad, seetõttu võivad nende konstruktsioonielemendid erineda.

Tööstusüksustel on toitekapp, piksekaitse, kiikemehhanism, usaldusväärne vundament, tulekahju kustutamise seade ja telekommunikatsioon.

Tuulegeneraatorit peetakse seadmeks, mis muudab tuuleenergia elektrienergiaks. Kaasaegsete üksuste eelkäijad on veskid, mis toodavad teraviljast jahu. Kuid ühendusskeem ja generaatori tööpõhimõte pole praktiliselt muutunud.

1. Tänu tuule jõule hakkavad labad pöörlema, mille pöördemoment edastatakse generaatori võllile.
2. Rootori pöörlemine loob kolmefaasilise vahelduvvoolu.
3. Kontrolleri kaudu saadetakse akule vahelduvvool. Aku on vajalik tuulegeneraatori stabiilse töö loomiseks. Tuule korral laeb seade akut.
4. Tuuleenergia tootmissüsteemis orkaani eest kaitsmiseks on olemas elemendid, mis tuuleratta tuulest kõrvale juhtivad. See juhtub saba voltimisel või ratta pidurdamisel elektrilise piduri abil.
5. Aku laadimiseks peate installima kontrolleri. Viimase funktsioonide hulka kuulub aku laadimise jälgimine, et vältida selle purunemist. Vajadusel võib see seade ballastile liigse energia valada.
6. Patareidel on pidev madalpinge, kuid see peaks jõudma tarbijani 220 -voldise võimsusega. Sel põhjusel paigaldatakse inverterid tuulegeneraatoritesse. Viimased on võimelised muutma vahelduvvoolu alalisvooluks, suurendades selle võimsuse indikaatorit 220 voldini. Kui muundurit pole paigaldatud, on vaja kasutada ainult neid seadmeid, mis on määratud madalpingele.
7. Muundatud vool saadetakse tarbijale küttepatareide, ruumi valgustuse ja kodumasinate toiteks.

Tööstuslike tuulegeneraatorite projekteerimisel on täiendavaid elemente, tänu millele töötavad seadmed autonoomses režiimis.

Tüübid, nende eelised ja puudused

Tuuleparkide klassifikatsioon põhineb järgmistel kriteeriumidel

1. Terade arv . Praegu müügil võib leida ühe teraga, madala teraga, mitme labaga tuuleveski. Mida vähem on generaatoril tera, seda suurem on selle mootori pöörlemiskiirus.
2. Nimivõimsuse näitaja . Majapidamisjaamad toodavad kuni 15 kW, pooltööstuslikud - kuni 100 ja tööstuslikud - üle 100 kW.
3. Telje suund . Tuulikud võivad olla nii vertikaalsed kui ka horisontaalsed, igal tüübil on oma plussid ja miinused.

Need, kes soovivad soetada alternatiivset energiaallikat, saavad osta rootoriga tuulegeneraatori, kineetilise, keerise, purje, mobiilse.

Samuti on olemas tuulegeneraatorite klassifikatsioon nende asukoha järgi. Tänapäeval on 3 tüüpi ühikuid.

1. Maapealne . Selliseid tuuleveskeid peetakse kõige tavalisemaks; need on paigaldatud mägedele, kõrgustele, eelnevalt ettevalmistatud kohtadele. Selliste paigaldiste paigaldamine toimub kallite seadmete abil, kuna konstruktsioonielemendid tuleb kinnitada kõrgele kõrgusele.
2. Rannajaamu ehitatakse mere ja ookeani rannikualasse . Generaatori tööd mõjutab meretuul, mille tõttu pöörlev seade toodab energiat ööpäevaringselt.
3. Avamerel . Seda tüüpi tuuleturbiinid paigaldatakse merele, tavaliselt kaldast umbes 10 meetri kaugusele. Sellised seadmed toodavad energiat tavalisest avamere tuulest. Seejärel läheb energia spetsiaalse kaabli kaudu kaldale.

Vertikaalne

Vertikaalseid tuulegeneraatoreid iseloomustab maapinna suhtes vertikaalne pöörlemistelg. See seade on omakorda jagatud 3 tüüpi.

Savounise rootoriga . Konstruktsioon sisaldab mitmeid poolsilindrilisi elemente. Ühiku telje pöörlemine toimub pidevalt ega sõltu tuule tugevusest ja suunast. Selle generaatori eelised on kõrge valmistatavus, kvaliteetne käivitusmoment ja võime töötada isegi väikese tuulejõu korral. Seadme puudused: labade vähese kasuteguriga töö, vajadus suure hulga materjalide järele tootmisprotsessis.

Darrieuse rootoriga . Seadme pöörlemisteljel on mitu tera, mis koos on riba kujul. Generaatori eelisteks peetakse õhuvoolule keskendumise vajaduse puudumist, tootmisprotsessi raskuste puudumist ning lihtsat ja mugavat hooldust. Seadme puudused on madal kasutegur, lühike kapitaalremont ja halb isestart.

Spiraalse rootoriga . Seda tüüpi tuulegeneraator on eelmise versiooni modifikatsioon. Selle eelised on pikad tööperioodid ning mehhanismide ja tugiseadmete väike koormus. Seadme puudused on struktuuri kõrge hind, terade valmistamise keeruline ja keeruline protsess.

Horisontaalne

Selle seadme horisontaalse rootori telg on maapinnaga paralleelne. Need on ühe-, kahe-, kolme- ja ka mitme labaga, mille labade arv ulatub 50 tükki. Seda tüüpi tuuleturbiinide eelised on kõrge kasutegur. Seadme puudused on järgmised:

• vajadus orienteeruda vastavalt õhuvoolude suunale;
• kõrgete konstruktsioonide paigaldamise vajadus - mida kõrgem on paigaldus, seda võimsam see on;
• vundamendi vajadus masti järgnevaks paigaldamiseks (see aitab kaasa protsessi maksumuse suurenemisele);
• kõrge müra;
• oht lendavatele lindudele.

Vane

Tera generaatoritel on propelleri kuju. Sel juhul võtavad labad õhuvoolu energia vastu ja töötlevad selle pöörlevaks liikumiseks.

Nende elementide konfiguratsioon mõjutab otseselt tuuleturbiini efektiivsust.

Horisontaalsetel tuuleturbiinidel on labadega tiivikud, mida võib olla teatud arv . Tavaliselt on neid 3. Sõltuvalt terade arvust võib seadme võimsus kas suureneda või väheneda. Seda tüüpi tuuleturbiinide selge eelis on koormuste ühtlane jaotumine tõukejõu laagrile. Seadme puuduseks on see, et sellise konstruktsiooni paigaldamine nõuab palju lisamaterjale ja tööjõukulusid.

Turbiin

Praegu peetakse kõige tõhusamaks tuuleturbiinigeneraatoreid. Selle põhjuseks on terade optimaalne kombinatsioon nende konfiguratsiooniga . Terata konstruktsiooni eelised hõlmavad kõrget efektiivsust, madalat müra, mis on tingitud seadme väikestest mõõtmetest. Lisaks ei varise need üksused tugeva tuule käes kokku ega kujuta endast ohtu teistele ja lindudele.

Linnades kasutatakse turbiin-tüüpi tuulikut, mille abiga on võimalik varustada valgustusega eramaja ja suvila . Sellise generaatori puudused praktiliselt puuduvad.

Tuuliku negatiivne külg on vajadus konstruktsiooni stabiliseerivate komponentide järele.

Peamised omadused

Tuulegeneraatorite peamised eelised on järgmised:

• keskkonnaohutus - käitiste käitamine ei kahjusta keskkonda ja elusorganisme;
• disaini keerukuse puudumine;
• kasutamise ja haldamise lihtsus;
• sõltumatus elektrivõrkudest.

Nende seadmete puuduste hulgas eristavad eksperdid järgmist:

• kõrge hind;
• võimalus end ära tasuda alles 5 aasta pärast;
• madal efektiivsus, väike võimsus;
• vajadus kallite seadmete järele.

Mõõdud (redigeeri)

Seadmed tuulest energia tootmiseks võivad olla erineva suurusega. Nende võimsus sõltub tuuleratta suurusest, masti kõrgusest ja tuule kiirusest. Suurimal seadmel on kolonn 135 m pikk, rootori läbimõõt aga 127 m . Seega ulatub selle kogukõrgus 198 meetrini. Suured kõrge kõrguse ja pikkade labadega tuulikud sobivad energia tarnimiseks väikestele tööstusettevõtetele, farmidele. Kodus või riigis saab paigaldada kompaktsemaid mudeleid.

Praegu toodavad nad marssivat tüüpi tuulikuid, mille labad on läbimõõduga 0, 75 ja 60 meetrit . Ekspertide sõnul ei tohiks generaatori mõõtmed olla suurejoonelised, kuna väike kaasaskantav seade sobib väikese koguse energia tootmiseks. Seadme väikseim mudel on 0,4 meetri kõrgune ja kaalub alla 2 kilogrammi.

Tootjad

Tänapäeval on tuuleturbiinide tootmine loodud paljudes maailma riikides. Turult leiate Venemaalt pärit mudeleid ja üksusi Hiinast. Kodumaistest tootjatest on kõige populaarsemad järgmised ettevõtted:

• "Tuulevalgus";
• Rkraft;
• SKB Iskra;
• Sapsan-Energia;
• "Tuuleenergia".

Tootjad saavad tuulegeneraatoreid valmistada vastavalt kliendi isiklikele eelistustele. Samuti pakuvad tootjad sageli tuuleparkide arvutamise ja projekteerimise teenust.

Välismaised elektritootjate tootjad on samuti väga populaarsed:

• Goldwind - Hiina;
• Vestas - Taani;
• Gamesa - Hispaania;
• Suzion - India;
• GE Energy - USA;
• Siemens, Enercon - Saksamaa.

Tarbijate arvustuste kohaselt on välismaal toodetud seadmed kõrge kvaliteediga, kuna nende tootmisel kasutatakse uusimaid seadmeid.

Siiski tasub meeles pidada, et selliste tuulegeneraatorite kasutamine eeldab kallite remonditööde, aga ka varuosade kasutamist, mida kodumaistest kauplustest on peaaegu võimatu leida. Elektritootmisseadmete maksumus sõltub tavaliselt disainifunktsioonidest, võimsusest ja tootjast.

Kuidas valida?

Suvila või kodu jaoks õige tuulegeneraatori valimiseks peate arvestama järgmisega

1. Ruumis ühendatud elektriseadmete võimsuse arvutamine.
2. Tulevase seadme võimsus, võttes arvesse ohutustegurit. Viimane ei luba generaatorit tipusituatsioonis üle koormata.
3. Territooriumi kliima. Sademed mõjutavad negatiivselt seadme jõudlust.
4. Seadmete tõhusus, mida peetakse üheks olulisemaks näitajaks.
5. Müraindikaatorid, mis iseloomustavad tuulikut töö ajal.

Lisaks kõigele ülaltoodule peaks tarbija hindama kõiki paigalduse parameetreid, samuti lugema selle kohta ülevaateid.

Töö tõhususe parandamise viisid

Tuulegeneraatori töö efektiivsuse suurendamiseks on vaja muuta selle töövõimalusi ja omadusi positiivses suunas. Esiteks tasub suurendada tiiviku tundlikkuse efektiivsust suhteliselt nõrga ja ebastabiilse tuule suhtes.

Idee reaalsuseks muutmiseks on soovitatav kasutada "kroonlehtede purje".

See on omamoodi ühepoolne õhuvoolu membraan, mis vabalt möödub tuulest ühes suunas. Membraan on läbitungimatu tõke õhumasside liikumisele vastupidises suunas.

Teine meetod tuuleturbiini efektiivsuse suurendamiseks on hajuti või kaitsekorkide kasutamine, mis katkestavad voolu vastaspinnalt . Igal variandil on nii eeliseid kui ka puudusi. Kuid need on igal juhul tõhusamad kui traditsiooniline mudel.

DIY ehitus

Tuulegeneraator on kallis. Kui soovite selle oma territooriumile installida, tasub kaaluda järgmisi punkte:

• sobiva maastiku olemasolu;
• sagedaste ja tugevate tuulte levimus;
• muude alternatiivsete energiaallikate puudumine.

Vastasel korral ei anna tuulepark oodatud tulemust. Kuna nõudlus alternatiivse energia järele suureneb igal aastal ja tuulegeneraatori ostmine on käegakatsutav löök pere eelarvele, võite järgneva paigaldamisega proovida oma kätega seadet valmistada. Tuuliku tootmine võib põhineda neodüümmagnetitel, käigukastil, labadel ja nende puudumisel.

Tuulikul on palju eeliseid . Seetõttu saab suure soovi ja elementaarsete disainerivõimete olemasolul peaaegu iga käsitööline ehitada oma saidile elektrit tootva jaama. Seadme lihtsaim versioon on vertikaalteljega tuuleturbiin. Viimane ei vaja tuge ja kõrget masti ning paigaldusprotseduuri iseloomustab lihtsus ja kiirus.

Tuulegeneraatori loomiseks peate ette valmistama kõik vajalikud elemendid ja fikseerima mooduli valitud kohas. Omatehtud vertikaalse energiageneraatori osana peetakse selliste elementide olemasolu kohustuslikuks:

• rootor;
• terad;
• aksiaalmast;
• staator;
• aku;
• inverter;
• kontroller.

Terad võivad olla valmistatud kergest elastsest plastist, kuna muud materjalid võivad suurte koormuste mõjul kahjustuda ja deformeeruda. Kõigepealt tuleb PVC torudest lõigata 4 võrdset osa. Pärast seda peate vormist välja lõikama paar poolringikujulist fragmenti ja kinnitama need mööda torude servi. Sel juhul peaks teraosa raadius olema 69 cm, sel juhul ulatub tera kõrgus 70 cm -ni.

Rootorisüsteemi kokkupanekuks peate võtma 6 neodüümmagnetit, 2 ferriitketast läbimõõduga 23 cm, liimi sidumiseks. Esimesele kettale tuleks panna magnetid, võttes arvesse 60 -kraadist nurka ja läbimõõtu 16,5 cm. Sama skeemi kohaselt pannakse teine ketas kokku ja magnetid valatakse liimiga. Staatori jaoks peate ette valmistama 9 mähist, millest igaüks kerite 60 pööret 1 mm läbimõõduga vasest juhtmestikku. Jootmine tuleb läbi viia järgmises järjekorras:

• esimese mähise algus neljanda lõpuga;
• neljanda mähise algus seitsmenda lõpuga.

Teine etapp on kokku pandud sarnaselt. Järgmisena valmistatakse vineerilehest vorm, mille põhi on kaetud klaaskiuga. Jootetavate mähiste faasid paigaldatakse ülaosale. Konstruktsioon täidetakse liimiga ja jäetakse mitmeks päevaks, et kõik osad kokku liimida. Pärast seda võite alustada tuulegeneraatori üksikute elementide ühendamist ühtseks tervikuks.

Ülemise rootori konstruktsiooni kokkupanekuks tuleks naastude jaoks teha 4 auku. Alumine rootor on paigaldatud kronsteini külge magnetitega ülespoole. Pärast seda peate staatori asetama kronsteini paigaldamiseks vajalike aukudega. Tihvtid peaksid toetuma alumiiniumplaadile, seejärel katma magnetid allapoole teise rootoriga.

Mutrivõtme abil on vaja tihvte pöörata nii, et rootor langeb alla ühtlaselt ja ilma tõmblusteta . Kui õige koht on võetud, tasub naastud lahti keerata ja alumiiniumplaadid eemaldada. Töö lõpus tuleb konstruktsioon kinnitada mutritega ja mitte tihedalt pingutada.

Mastiks sobib tugev metalltoru pikkusega 4 kuni 5 meetrit . Selle külge kruvitakse eelnevalt kokkupandud generaator. Pärast seda kinnitatakse raam koos labadega generaatori külge ja mastikonstruktsioon paigaldatakse platvormile, mis on eelnevalt ette valmistatud. Süsteemi asukoht on fikseeritud traksidega.

Toiteallika ühendamine tuuleturbiiniga toimub järjestikku. Kontroller peab võtma generaatorilt ressursi ja muutma vahelduvvoolu alalisvooluks.