Kaikki tuulivoimaloista

Elinolojen parantamiseksi ihmiskunta käyttää vettä ja erilaisia ​​mineraaleja. Viime aikoina vaihtoehtoisista energialähteistä on tullut suosittuja, erityisesti tuulivoimasta. Jälkimmäisen ansiosta ihmiset ovat oppineet vastaanottamaan energiansa niin kotitalouksien kuin teollisuuden tarpeisiin.

Koska energiaresurssien tarve kasvaa päivittäin ja tavallisten energiankantajien varastot pienenevät, vaihtoehtoisten energialähteiden käyttö on päivä päivältä yhä tärkeämpää. Viime aikoina tiedemiehet ja suunnittelijat ovat luoneet uusia tuuliturbiinimalleja. Uusimpien teknologioiden käyttö parantaa yksiköiden laatuominaisuuksia ja vähentää negatiivisten näkökohtien määrää rakenteissa.

Tuuligeneraattori on eräänlainen tekninen laite, joka muuntaa kineettisen tuulienergian sähköenergiaksi.

Tuuligeneraattoreita käytetään eri paikoissa, yleensä avoimilla alueilla, joissa tuulipotentiaali on suurin. Vaihtoehtoisten energialähteiden asemat asennetaan vuorille, matalille vesille, saarille ja pelloille. Nykyaikaiset laitteistot voivat tuottaa sähköä myös alhaisella tuulenvoimakkuudella. Tästä mahdollisuudesta johtuen tuuligeneraattoreita käytetään sähköenergian syöttämiseen eri kapasiteetin kohteisiin.

• Paikallaan tuulipuisto voi tuottaa sähköä omakotitalolle tai pienelle teollisuuslaitokselle. Tuulen puuttuessa energiavarasto kerätään ja käytetään sitten akusta.

• Keskitehoiset tuuliturbiinit voidaan käyttää maatiloilla tai taloissa, jotka ovat kaukana lämmitysjärjestelmistä. Tässä tapauksessa tätä sähkönlähdettä voidaan käyttää tilan lämmittämiseen.

Tuuligeneraattori toimii tuulivoimalla. Tämän laitteen suunnittelun tulee sisältää seuraavat elementit:

• turbiinin lavat tai potkuri;
• turbiini;
• sähkögeneraattori;
• sähkögeneraattorin akseli;
• invertteri, jonka tehtävänä on vaihtovirran muuntaminen tasavirraksi;
• mekanismi, joka pyörittää teriä;
• mekanismi, joka pyörittää turbiinia;
• akku;
• masto;
• pyörivä liike-ohjain;
• vaimennin;
• tuuli anturi;
• tuulimittarin varsi;
• gondoli ja muut elementit.

Teollisuusyksiköissä on sähkökaappi, ukkossuoja, kääntömekanismi, luotettava perustus, sammutuslaite ja tietoliikenne.

Tuuligeneraattoria pidetään laitteena, joka muuttaa tuulienergian sähköksi. Nykyaikaisten yksiköiden edeltäjät ovat myllyt, jotka tuottavat jauhoja viljasta. Generaattorin kytkentäkaavio ja toimintaperiaate eivät kuitenkaan ole käytännössä muuttuneet.

1. Tuulen voiman ansiosta terät alkavat pyöriä, jonka vääntömomentti välittyy generaattorin akselille.
2. Roottorin pyöriminen luo kolmivaiheisen vaihtovirran.
3. Ohjaimen kautta vaihtovirta lähetetään akkuun. Akku on välttämätön tuuligeneraattorin vakaan toiminnan luomiseksi. Jos tuulee, laite lataa akkua.
4. Tuulivoimajärjestelmän hurrikaanilta suojaamiseksi on olemassa elementtejä, jotka ohjaavat tuulipyörän pois tuulesta. Tämä tapahtuu kääntämällä häntää tai jarruttamalla pyörää sähköjarrulla.
5. Akun lataamiseksi sinun on asennettava ohjain. Jälkimmäisen toimintoihin kuuluu akun latauksen seuranta sen rikkoutumisen estämiseksi. Tämä laite voi tarvittaessa laskea ylimääräistä energiaa liitäntälaitteeseen.
6. Akuissa on jatkuvasti matala jännite, mutta sen pitäisi saavuttaa kuluttaja 220 voltin teholla. Tästä syystä tuuligeneraattoreihin asennetaan invertterit. Jälkimmäiset pystyvät muuttamaan vaihtovirran tasavirraksi lisäämällä sen tehoilmaisimen 220 volttiin. Jos invertteriä ei ole asennettu, on käytettävä vain niitä laitteita, jotka on mitoitettu matalajännitteisille.
7. Muuntunut virta lähetetään kuluttajalle lämmitysakkujen, huonevalaistuksen ja kodinkoneiden tehoa varten.

Tuulipuistojen luokittelu perustuu seuraaviin kriteereihin.

1. Terien lukumäärä. Tällä hetkellä myynnissä on yksilapainen, matalalapainen, moniteräinen tuulimylly. Mitä vähemmän siipiä generaattorissa on, sitä suurempi sen moottorin nopeus on.
2. Nimellistehon ilmaisin. Kotitalousasemat tuottavat jopa 15 kW, puoliteolliset - jopa 100 kW ja teollisuusasemat - yli 100 kW.
3. Akselin suunta. Tuulivoimalat voivat olla sekä pysty- että vaakasuuntaisia, jokaisella tyypillä on hyvät ja huonot puolensa.

Vaihtoehtoisen energialähteen hankkijat voivat ostaa tuuligeneraattorin roottorilla, kineettisellä, vortex-, purje-, mobiili-.

Tuulivoimalat on myös luokiteltu niiden sijainnin mukaan. Nykyään yksiköitä on 3 tyyppiä.

1. Maanpäällinen. Tällaisia ​​tuulimyllyjä pidetään yleisimpinä, ne asennetaan kukkuloille, korkeuksiin, etukäteen valmisteltuihin paikkoihin. Tällaisten asennusten asennus suoritetaan kalliilla laitteilla, koska rakenneosat on kiinnitettävä korkealle.
2. Meren ja valtameren rannikkoosaan rakennetaan rannikkoasemia. Generaattorin toimintaan vaikuttaa merituuli, jonka ansiosta pyörivä laite tuottaa energiaa ympäri vuorokauden.
3. Offshore. Tämän tyyppiset tuuliturbiinit asennetaan merelle, yleensä noin 10 metrin etäisyydelle rannasta. Tällaiset laitteet tuottavat energiaa tavallisesta merituulesta. Tämän jälkeen energia menee rantaan erityisen kaapelin kautta.

Pystysuuntaisille tuuliturbiineille on ominaista pystysuora pyörimisakseli suhteessa maahan. Tämä laite puolestaan ​​​​on jaettu 3 tyyppiin.

• Savounis-roottorilla. Rakenne sisältää useita puolisylinterimäisiä elementtejä. Yksikköakselin pyöriminen tapahtuu jatkuvasti, eikä se ole riippuvainen tuulen voimakkuudesta ja suunnasta. Tämän generaattorin etuja ovat korkea valmistettavuus, korkealaatuinen käynnistysmomentti sekä kyky toimia pienelläkin tuulenvoimalla. Laitteen haitat: terien alhainen hyötysuhde, suuren materiaalimäärän tarve valmistusprosessissa.

• Darrieus-roottorilla. Laitteen pyörimisakselilla on useita teriä, jotka yhdessä ovat nauhan muotoisia.Generaattorin etuina pidetään sitä, että ei tarvitse keskittyä ilmavirtaan, valmistusprosessin vaikeuksien puuttuminen sekä yksinkertainen ja kätevä huolto. Yksikön haittoja ovat alhainen hyötysuhde, lyhyt huoltojakso ja huono itsekäynnistys.

• Kierteisellä roottorilla. Tämän tyyppinen tuuligeneraattori on muunnos edellisestä versiosta. Sen etuja ovat pitkä käyttöaika ja alhainen mekanismien ja tukiyksiköiden kuormitus. Yksikön haittoja ovat rakenteen korkeat kustannukset, terien vaikea ja monimutkainen valmistusprosessi.

Tämän laitteen vaakasuuntaisen roottorin akseli on yhdensuuntainen maan pinnan kanssa. Ne ovat yksiteräisiä, kaksiteräisiä, kolmiteräisiä ja myös moniteräisiä, joissa terien lukumäärä on 50 kappaletta. Tämän tyyppisten tuuliturbiinien etuja ovat korkea hyötysuhde. Yksikön haitat ovat seuraavat:

• tarve suunnata ilmavirtausten suunnan mukaan;
• korkeiden rakenteiden asennuksen tarve - mitä korkeampi asennus, sitä tehokkaampi se on;
• perustan tarve maston myöhempää asennusta varten (tämä lisää osaltaan prosessin kustannuksia);
• korkea melutaso;
• vaaraa ohi lentäville linnuille.

Lapageneraattorit ovat potkurin muotoisia. Tällöin terät vastaanottavat ilmavirran energian ja käsittelevät sen pyöriväksi liikkeeksi.

Vaakasuuntaisissa tuulivoimaloissa on siipipyörät, joita voi olla tietty määrä. Yleensä niitä on 3 kappaletta. Terien lukumäärästä riippuen laitteen teho voi joko kasvaa tai laskea. Tämän tyyppisten tuuliturbiinien selvä etu on painelaakerin kuormien tasainen jakautuminen. Yksikön haittana on, että tällaisen rakenteen asentaminen vaatii paljon lisämateriaaleja ja työvoimakustannuksia.

Tuuliturbiinigeneraattoreita pidetään tällä hetkellä tehokkaimpana. Syynä tähän on optimaalinen teräalueiden yhdistelmä niiden kokoonpanon kanssa. Terättömän rakenteen etuja ovat korkea tehokkuus, alhainen melu, joka johtuu laitteen pienistä mitoista. Lisäksi nämä yksiköt eivät romahda voimakkaassa tuulessa eivätkä aiheuta vaaraa muille ja linnuille.

Turbiinityyppistä tuulimyllyä käytetään kaupungeissa ja sen avulla on mahdollista varustaa omakotitalo ja kesämökki valaistulla. Tällaisessa generaattorissa ei käytännössä ole haittoja.

Tuuligeneraattoreiden tärkeimmät edulliset ominaisuudet ovat seuraavat:

• ympäristöturvallisuus - laitosten toiminta ei vahingoita ympäristöä ja eläviä organismeja;
• suunnittelun monimutkaisuuden puute;
• helppokäyttöisyys ja hallinta;
• riippumattomuus sähköverkoista.

Näiden laitteiden haitoista asiantuntijat erottavat seuraavat:

• hintava;
• mahdollisuus maksaa pois vasta 5 vuoden kuluttua;
• alhainen hyötysuhde, pieni teho;
• kalliiden laitteiden tarve.

Tuulesta energiaa tuottavat laitteet voivat olla erikokoisia. Niiden teho riippuu tuulipyörän koosta, maston korkeudesta ja tuulen nopeudesta. Suurimman yksikön kolonni on 135 m pitkä ja roottorin halkaisija on 127 m. Siten sen kokonaiskorkeus on 198 metriä. Suuret tuuliturbiinit, joissa on suuri korkeus ja pitkät siivet, soveltuvat energian tuottamiseen pienille teollisuusyrityksille, maatiloille. Pienemmät mallit voidaan asentaa kotiin tai maalle.

Tällä hetkellä he valmistavat marssityyppistä tuulimyllyä, jonka siivet ovat halkaisijaltaan 0,75–60 metriä. Asiantuntijoiden mukaan generaattorin mittojen ei pitäisi olla mahtavia, koska pieni kannettava asennus soveltuu pienen energiamäärän tuottamiseen. Yksikön pienin malli on 0,4 metriä korkea ja painaa alle 2 kiloa.

Nykyään tuuliturbiinien tuotanto on perustettu moniin maailman maihin. Markkinoilta löydät venäläisiä malleja ja yksiköitä Kiinasta. Kotimaisista valmistajista suosituimpia ovat seuraavat yritykset:

• "Tuuli-valo";
• Rkraft;
• SKB Iskra;
• Sapsan-Energia;
• "Tuulivoima".

Ulkomaiset generaattorien valmistajat ovat myös erittäin suosittuja:

• Goldwind - Kiina;
• Vestas - Tanska;
• Gamesa - Espanja;
• Suzion - Intia;
• GE Energy - USA;
• Siemens, Enercon - Saksa.

On kuitenkin syytä muistaa, että tällaisten tuuligeneraattoreiden käyttö edellyttää kalliiden korjausten sekä varaosien käyttöä, joita on lähes mahdotonta löytää kotimaisista kaupoista. Sähköntuotantoyksiköiden hinta riippuu yleensä suunnitteluominaisuuksista, kapasiteetista ja valmistajasta.

Oikean tuuligeneraattorin valitsemiseksi kesämökille tai kotiin, sinun on otettava huomioon seuraavat asiat.

1. Huoneeseen liitettyjen asennettujen sähkölaitteiden tehon laskeminen.
2. Tulevan yksikön teho, ottaen huomioon turvallisuustekijä. Jälkimmäinen ei salli generaattorin ylikuormittamista huipputilanteessa.
3. Alueen ilmasto. Sade vaikuttaa negatiivisesti laitteen suorituskykyyn.
4. Laitteiden tehokkuus, jota pidetään yhtenä tärkeimmistä indikaattoreista.
5. Meluindikaattorit, jotka kuvaavat tuuliturbiinia käytön aikana.

Kaiken edellä mainitun lisäksi kuluttajan tulee arvioida kaikki asennuksen parametrit sekä lukea siitä arvostelut.

Tuuligeneraattorin toiminnan tehokkuuden lisäämiseksi on tarpeen muuttaa sen toimintakykyä ja ominaisuuksia positiiviseen suuntaan. Ensinnäkin kannattaa lisätä juoksupyörän herkkyyttä suhteellisen heikolle ja epävakaalle tuulelle.

Tämä on eräänlainen yksipuolinen kalvo ilmavirtaukselle, joka kulkee vapaasti tuulen yhteen suuntaan. Kalvo on läpäisemätön este ilmamassojen liikkeelle vastakkaiseen suuntaan.

Toinen tapa lisätä tuuliturbiinin tehokkuutta on diffuusorien tai suojakansien käyttö, jotka katkaisevat virtauksen vastakkaisesta pinnasta. Jokaisella vaihtoehdolla on sekä etuja että haittoja. Ne ovat kuitenkin joka tapauksessa tehokkaampia kuin perinteinen malli.

Tuuligeneraattori on kallis. Jos haluat asentaa sen alueellesi, kannattaa ottaa huomioon seuraavat seikat:

• sopivan maaston saatavuus;
• toistuvien ja voimakkaiden tuulien esiintyvyys;
• muiden vaihtoehtoisten energialähteiden puute.

Muuten tuulipuisto ei tuota odotettua tulosta. Koska vaihtoehtoisen energian kysyntä kasvaa joka vuosi ja tuulimyllyn ostaminen on konkreettinen isku perheen budjettiin, voit yrittää tehdä yksikön omin käsin myöhemmän asennuksen kanssa. Tuuliturbiinin valmistus voi perustua neodyymimagneetteihin, vaihteistoon, siipiin ja niiden puuttumiseen.

Tuuliturbiinilla on monia etuja. Siksi melkein jokainen käsityöläinen voi suurella halulla ja alkeellisilla suunnittelijan taidoilla rakentaa aseman sähkön tuottamiseksi sivustolleen. Yksinkertaisin versio laitteesta katsotaan tuuliturbiiniksi, jossa on pystyakseli. Jälkimmäinen ei vaadi tukea ja korkeaa mastoa, ja asennusmenettelylle on ominaista yksinkertaisuus ja nopeus.

Tuuligeneraattorin luomiseksi sinun on valmisteltava kaikki tarvittavat elementit ja kiinnitettävä moduuli valittuun paikkaan. Osana kotitekoista pystysuoraa energiageneraattoria tällaisten elementtien läsnäoloa pidetään pakollisena:

• roottori;
• terät;
• aksiaalinen masto;
• staattori;
• akku;
• invertteri;
• ohjain.

Terät voidaan valmistaa kevyestä joustavasta muovista, koska muut materiaalit voivat vaurioitua ja vääntyä suurten kuormien vaikutuksesta. Ensinnäkin PVC-putkista on leikattava 4 yhtä suurta osaa. Sen jälkeen sinun on leikattava tinasta pari puoliympyrän muotoista fragmenttia ja kiinnitettävä ne putkien reunoja pitkin. Tässä tapauksessa teräosan säteen tulee olla 69 cm, jolloin terän korkeus on 70 cm.

Roottorijärjestelmän kokoamiseksi sinun on otettava 6 neodyymimagneettia, 2 ferriittilevyä, joiden halkaisija on 23 cm, liimaa liimaamiseen. Ensimmäiselle levylle tulee asettaa magneetit ottaen huomioon 60 asteen kulma ja halkaisija 16,5 cm. Saman kaavion mukaan kootaan toinen kiekko ja magneetit kaadetaan liimalla. Staattoria varten sinun on valmistettava 9 kelaa, joista jokaiseen kierretään 60 kierrosta kuparijohdotusta, jonka halkaisija on 1 mm. Juotos on suoritettava seuraavassa järjestyksessä:

• ensimmäisen kelan alku ja neljännen loppu;
• neljännen kelan alku ja seitsemännen loppu.

Toinen vaihe kootaan samalla tavalla. Seuraavaksi vanerilevystä tehdään lomake, jonka pohja on peitetty lasikuidulla. Juotettujen kelojen vaiheet on asennettu päälle. Rakenne täytetään liimalla ja jätetään useiksi päiviksi kaikkien osien liimaamiseksi. Sen jälkeen voit aloittaa tuuligeneraattorin yksittäisten elementtien yhdistämisen yhdeksi kokonaisuudeksi.

Rakenteen kokoamiseksi yläroottoriin tulee tehdä 4 reikää nastoja varten. Alempi roottori on asennettu magneetit ylöspäin kannakkeeseen. Sen jälkeen sinun on asetettava staattori, jossa on kannattimen asentamiseen tarvittavat reiät. Tappien tulee levätä alumiinilevyllä ja peittää sitten toisella roottorilla magneetit alaspäin.

Kiintoavaimella on tarpeen kiertää tappeja niin, että roottori putoaa alas tasaisesti ja ilman nykimistä. Kun oikea paikka on otettu, kannattaa pultit irrottaa ja alumiinilevyt irrottaa. Työn lopussa rakenne on kiinnitettävä muttereilla, eikä sitä saa kiristää tiukasti.

Mastona sopii vahva metalliputki, jonka pituus on 4-5 metriä. Siihen ruuvataan esiasennettu generaattori. Sen jälkeen kehys terien kanssa kiinnitetään generaattoriin ja mastorakenne asennetaan alustalle, joka on valmistettu etukäteen. Järjestelmän asento on kiinnitetty kannattimella.

Seuraava video tarjoaa yleiskatsauksen kotitekoisesta tuulimyllystä.