Вітрові генератори: конструкція, принцип роботи

Технології вироблення альтернативної енергії давно розвиваються найбільшими компаніями в усьому світі. Окремі європейські країни передбачають можливості економії за рахунок впровадження подібних розробок в енергетичні мережі вже в найближчі роки. Одним з найбільш перспективних напрямків цієї області є вітрова енергетика, яка не так популярна в порівнянні з сонячними батареями, але при цьому має свої переваги. Зокрема, вітрогенератори для будинку відрізняються ефективністю вироблення енергії і абсолютної екологічної нешкідливістю в експлуатації.

пристрій вітрогенераторів

До складу побутової вітроелектричної установки входить електрогенератор і турбіна, яка встановлюється на спеціальній щоглі з розтяжками і розкручувати лопатями. Для обробки одержуваної енергії передбачається контролер заряду батарей, з`єднаний з акумуляторами. Як правило, в якості елементів живлення використовуються не обслуговуються компоненти на 24 В. Також в конструкції передбачається інвертор, який підключається до електромережі. Більш складним пристроєм володіють промислові вітрові генератори, що представляють цілий комплекс обладнання. Можна сказати, це повноцінні станції, що включають силовий шафа з елементами управління, комунікаційні розв`язки, електричні генератори, системи стеження за параметрами вітру, пристрої контролю лопатей, засоби пожежогасіння, блискавкозахист і інші компоненти.

Принцип роботи

Відео: вітрогенератори З КУЛЕРА СВОЇМИ РУКАМИ ВІТРЯК саморобних ГЕНЕРАТОР Wind Turbine ІГОР БІЛЕЦЬКИЙ

Будь вітрогенератор працює на принципах перетворення енергій. Обертання активних компонентів (лопатей або роторів) виробляє підйомну і імпульсну сили, за рахунок чого приходить в дію і маховик. В процесі розкручування маховика ротор формують магнітне поле на нерухомої частини установки. В результаті на дроти починає надходити електричний струм. Така модель є спільною і стосується практично всіх станціях цього типу. Інша справа, що на практиці експлуатації вітрові генератори можуть піддаватися коректувань через погодні умови. Хоча розробники конструкцій тих же лопатей прагнуть максимально передбачати різні показники і сили впливу вітру, все-таки це явище непередбачувано і може супроводжуватися безліччю інших чинників.

потужність установок

На даному етапі розвитку області рано говорити про стандартизованих форматах випуску таких агрегатів, але певні закономірності в показниках основних характеристик простежуються. Наприклад, потужність вітрогенератора для побутових потреб зазвичай становить не більше 100 кВт. Як не дивно, затребувані і моделі, що забезпечують до 1 кВт, подібні установки відносять до мікроветровой енергетиці. Їх застосовують при оснащенні яхт, сільськогосподарських ферм і т. Д.

Відео: Вітряки

Більш серйозне промислове та комерційне обладнання виробляють не так багато компаній, але потужність таких установок може досягати 5 МВт. Як правило, це масивні турбіни, маса яких досягає кілька тонн. У той же час виробники прагнуть робити обладнання мобільним або, по крайней мере, передбачати можливість транспортування. Якщо ж говорити про моделі для домашнього застосування, то в більшості випадків це вітрогенератори на 220В, загальна потужність яких може складати близько 4 кВт.

Особливості малих вітрогенераторів

Цей клас устаткування становить найбільший інтерес з боку комерційних компаній і пересічних споживачів, зацікавлених у використанні вітрової енергії. Установки цього типу мають у своєму розпорядженні стандартної конструкцією, що включає лопаті, ротор, турбіни, засоби орієнтації, генератор з щоглою, інвертор і акумулятори. До особливостей ж таких пристроїв можна віднести незалежність від центральних електромереж - це значить, що малі вітрогенератори для будинку можуть працювати в автономному режимі. Такий формат експлуатації найбільш привабливий для власників заміської нерухомості, де відсутня стабільне постачання від центральної електромережі. Крім цього творці таких установок в деяких моделях прагнуть поєднувати концепцію вітрогенератора і сонячної батареї. В результаті побутова міні-станція оснащується модулем постійного струму для зв`язку з сонячними панелями.

різновиди генераторів

Принципова поділ таких установок зумовило класифікацію по осях обертання. Зокрема, існує вертикальний вітрогенератор і його горизонтальний аналог крильчатого типу. Агрегати першого першої групи відрізняються чутливістю до поривів і не потребують спеціальної орієнтації. Однак подібні моделі мають і серйозний недолік - порівняно з горизонтальними установками їх робоча поверхня в два рази менше за площею. Тобто вертикальна роторна вісь обертання турбін краще орієнтується під характеристики вітру, але спочатку забезпечує менший обсяг енергії.

У свою чергу, крильчасті моделі з горизонтально спрямованої віссю здатні взаємодіяти з потоками вітру більшою площею. Звичайно, є проблема з напрямком робочих елементів, але це завдання вирішується за допомогою звичайного флюгера. Відповідно, за сукупністю достоїнств крильчасті установки на даний момент перспективніше, ніж вертикальний вітрогенератор карусельного типу. Втім, конструкції удосконалюються, і не виключено, що на перший план вийде щось середнє між цими варіантами.

Відео: Принцип роботи вітрогенератора на прикладі моделі SEAH-400W

Виробники вітрогенераторів

На ринку вітрогенераторів першість беруть європейські та китайські виробники. Зокрема, найбільші успіхи показує датська компанія Vestas, а також китайські виробники Goldwind і Sinovel.

Що стосується вітчизняних підприємств, то їм теж є чим похвалитися. На ринку, наприклад, доступні моделі від компанії "Сапсан-Енергія". На сьогоднішній день користувачам доступні дві версії установок цієї марки - на 1000 і 5000 Вт. Челябинское підприємство "ГРЦ-Вертикаль" випускає якраз установки вертикального типу з номінальною потужністю від 1500 до 30 000 Вт. Можна знайти і російські вітрогенератори для забезпечення невеликими обсягами енергії. Наприклад, компанія "СТРОЙІНЖСЕРВІС" пропонує вітровий генератор на 500 Вт. Важливо відзначити, що практично кожен російський виробник забезпечує і сервісне обслуговування обладнання, тому проблем у змісті техніки не повинно виникати.

питання ціни

Відео: Генератор змінного струму

Кожен виробник, не дивлячись на використання загальних принципів реалізації установок, все ж йде своїм шляхом. У підсумку виходять агрегати з унікальними характеристиками і, відповідно, цінниками. У початковому сегменті можна знайти вітровий генератор, ціна якого буде варіюватися від 40 до 70 тис. Руб. Це побутова міні-станція з автономним режимом роботи, яка оптимально підійде для запитів невеликого будинку. Далі слідують пропозиції вартістю 100-150 тис. Руб. Як правило, це агрегати потужністю від 5000 Вт, які можуть використовуватися і для комерційних цілей.

Доцільність використання вітрогенераторів

За оцінками фахівців, такі установки не завжди вигідно використовувати для забезпечення приватних потреб. Це пов`язано з високими цінами на акумуляторні батареї, інвертори та монтаж. Крім цього іноді потрібно і установка дизель-генератора в якості доповнення, що також збільшує витрати на організацію такого способу постачання енергією. Проте вітрові генератори себе можуть виправдати, якщо перетворення здійснюється безпосередньо в тепло. В цьому випадку реалізується функція генератора як системи опалення, можливості якої можна використовувати і для гарячого водопостачання, і для елементарного обігріву будинку.

висновок

При всіх недоліках вітрові установки активно просуваються на ринку, залучаючи все нових користувачів. Це обумовлено перспективами сегмента і привабливістю тих можливостей, які забезпечують безкоштовні джерела енергії. Уже сьогодні вітрові генератори здатні брати на себе повне енергозабезпечення приватних будинків. Звичайно, не у всіх регіонах використання таких установок себе виправдовує в силу кліматичних особливостей. Але навіть в цих випадках фахівці рекомендують не відмовлятися від подібних пропозицій, доповнюючи установки фотоелектричними елементами, паливними генераторами і іншими допоміжними джерелами енергії.