מחולל רוח לבית פרטי: מכשיר, סוגים, סקירת ההצעות הטובות ביותר
טחנות רוח כבר מזמן הפסיקו להיות חידוש אקזוטי; הן נחשבות כיום כאחת מאפשרויות החיסכון האפשריות.זרימות אוויר על פני כדור הארץ נושאות כמות עצומה של אנרגיה, אשר משמשת כיום בהצלחה בטורבינות רוח תעשייתיות ובטורבינות רוח קטנות לשימוש פרטי.
אנו נספר לכם כיצד לבחור את ההתקנה הנכונה והמוכשרת טכנית של גנרטור רוח לבית פרטי. המאמר המוצע שלנו מתאר את הכללים להרכבה והפעלה של תחנות כוח קטנות. הקונים המעוניינים מקבלים המלצות על בחירתם, וניתן דירוג של דגמים פופולריים.
תוכן המאמר:
עיקרון תכנון והפעלה של טורבינות רוח
מחוללי רוח הם מכשירים מיוחדים שהופכים את האנרגיה הקינטית של הרוח לאנרגיה חשמלית. מדובר במקורות חשמל עצמאיים המצטיינים להתקנה בבנייני מגורים פרטיים, במשקים קטנים ובינוניים ובבסיסי ייצור.
העיצוב של תחנת כוח מיני סטנדרטית לשימוש ביתי כולל את האלמנטים הפונקציונליים הבאים:
- להבים מעוצב בצורה אווירודינמית כדי לתפוס רוח.
- גֵנֵרָטוֹר לייצר זרם חילופין.
- בקר לשליטה אוטומטית בחוות רוח. מאפשר לווסת את טעינת הסוללה ולחלק זרימות אנרגיה בין מכשירים.
- מכשיר אחסון. סוללות מיוחדות לאחסון חשמל מופק.
- ממיר מתח להביא את הפרמטרים של האנרגיה המופקת לתקני רשת.
- תוֹרֶן, הרמת הלהבים לגובה מסוים מעל פני הקרקע.
ישנם סוגים שונים של תרנים: עומדים חופשיים ללא חוטי חוטים, קבועים בקשיחות ומסתובבים על בחורים. את האחרון ניתן להנמיך ולהעלות לצורך תחזוקה, כמו גם לעבודות תיקון ושיקום.
במציאות, אנרגיה מחוות רוח אינה זורמת ישירות לצרכן. המערכת חייבת להיות מחוברת למכשירים מיוחדים להמרת זרם חשמלי.
בקר ממוקם במעגל אחרי הגנרטור. זה ממיר זרם חילופין לזרם ישר. בצורה זו, חשמל נצבר ונאגר בסוללות, ולאחר מכן מהן דרך מהפך, שהופך זרם ישר לזרם חילופין, האנרגיה מסופקת לרשת החשמל הפרטית.
תוכנית זו מאפשרת להחליק את חוסר יציבות המתח, כמו גם לצבור אנרגיה בתקופות של היעדר מוחלט של צריכה. וזה, בתורו, מאפשר להשתמש בגנרטורים רוח בעלי הספק נמוך יותר מההספק הכולל של מכשירי חשמל ביתיים.
יחד עם תחנת רוח אוטונומית, ניתן להתקין גם מודולים סולאריים וגם מחוללי דלק.
אם משתמשים במספר מכשירים בו-זמנית לייצור חשמל, המעגל מתווסף באלמנט נוסף - מפסק אוטומטי (ABP). זה הכרחי כדי שכאשר מקור אחד של אנרגיה חלופית מכובה, יתחיל לפעול אחר, גיבוי.
חוות רוח מודרניות משתמשות בעיצובים שונים של רוטורים - חלקים מסתובבים. יש להם את היתרונות והחסרונות שלהם, יעילות ופונקציונליות שונות. נכון לעכשיו, ישנם פיתוחים רבים של מערכות אוטונומיות המסוגלות לקיים אינטראקציה עם רוחות במהירויות ובעוצמות שונות.
סוגי תחנות כוח רוח
בהתבסס על סוג הצרכן, מבחינים בין גנרטורים אוטונומיים לרוח ומתקנים המופעלים ברשת. הראשונים מספקים אנרגיה לצרכנים המרוחקים מרשתות חשמל מרכזיות.
השניים יכולים למנות כמה עשרות/מאות טורבינות רוח, היוצרות מערכת אחת ומספקות אנרגיה לרשת משותפת. הספק של יחידות אוטונומיות עולה רק לעתים רחוקות על 75 קילוואט, בעוד שההספק של התקנות רשת מתחיל ב-100 קילוואט.
בהתאם לסוג הבנייה, גנרטורים רוח נבדלים:
- עם אֲנָכִי ציר סיבוב;
- עם אופקי ציר סיבוב.
מכשירים אלה משמשים לתנאי הפעלה שונים, אך הנפוצים ביותר הם דגמים עם ציר אופקי. הם פועלים כמו שבשבת מזג אוויר רגילה ויש להם מבנה דומה. ציר הרוטור מסתובב במקביל לפני השטח של כדור הארץ.
יחידות כאלה מאופיינות ביעילות גבוהה (כ-40%), התאמת הספק פשוטה ובמחיר משתלם יותר, אך מתאפיינות גם ברמות גבוהות של רעש ורעידות שנוצרות.בנוסף, הם חייבים להיות מכוונים לכיוון הרוח.
למחוללי רוח עם ציר סיבוב אנכי יש עיצוב קומפקטי יותר ופחות רגישים לגורמים סביבתיים.
במכשירים מסוג זה, הטורבינה ממוקמת בניצב למישור כדור הארץ. מבנים כאלה משוגרים אפילו מרוח חלשה ואינם תלויים בכיוון זרימת האוויר.
עם זאת, יש גם חיסרון משמעותי - היעילות של גנרטורים כאלה היא רק 15%. בנוסף, הם יקרים יותר מדגמי ציר אופקי.
מודלים של גנרטורים רוח נבדלים זה מזה לא רק במיקום הציר הסיבובי, אלא גם:
- מספר להבים - יש טחנות רוח עם שניים ושלושה להבים, ויש גם שינויים מרובי להבים;
- חומרים לייצור חלקים פונקציונליים - עם מפרש ולהבים קשיחים;
- גובה המדחף - מתכוונן או קבוע.
טחנות רוח נייחות מרובות להבים מתחילות להסתובב אפילו ברוחות נמוכות, אבל התקנים בעלי שניים ושלושה להבים דורשים רוחות חזקות יותר כדי לפעול. יחד עם זאת, כל להב נוסף בעיצוב יוצר התנגדות רבה יותר לגלגל, מה שמקשה על השגת מהירות הפעולה הסטנדרטית של הגנרטור.
תלוי בחומר הייצור להבים עבור טורבינות רוח, עשויים להתעורר קשיים מסוימים בעבודה שלך. אלמנטים לשייט קלים יותר לייצור ולכן עולים פחות.
אבל אם יש צורך להבטיח פעולה אמינה של טורבינת רוח לאספקת חשמל אוטונומית, כדאי לתת עדיפות למבנים עם להבים קשיחים עשויים מתכת או פיברגלס מחוזק.
לגבי גובה המדחף, גם כאן הדברים לא כל כך פשוטים. המגרש המשתנה מאפשר להרחיב משמעותית את טווח המהירויות היעילות להפעלת חוות רוח, וזה יתרון גדול. אבל באותו זמן, מנגנון כזה מקטין את האמינות הכוללת של ההתקנה הנייחת והופך את גלגל הרוח לכבד יותר, מה שמקשה על פעולת היחידה.
כדאיות התקנת גנרטור רוח
תחנות כוח רוח קטנות נמצאות כיום בשימוש נרחב כמקורות חשמל חלופיים, המאפשרים להשיג חיסכון אמיתי.
מכשירים כאלה מותקנים בדרך כלל בקוטג'ים בקיץ, באזורים מרוחקים מרשתות החשמל הראשיות. אבל זו לא הסיבה היחידה שבגללה אנשים מעדיפים יותר ויותר מבנים מהסוג הזה.
עם זאת, לא כל אזור מתאים להתקנת טורבינת רוח. על מנת שתחנת הכוח המיני תתפקד במלואה במהלך חיי השירות המוצהרים על ידי היצרן, תנאי האקלים של האזור חייבים לעמוד בדרישות של ציוד מיוחד.
מהירות הרוח הממוצעת לא צריכה להיות פחות מ-4.5-5 מ' לשנייה. רק במקרה זה התקנת מבנה עם טורבינת רוח תהיה מוצדקת כלכלית.
כדי לגלות נתונים משוערים על מהירות הרוח השנתית הממוצעת לפי אזור, עליך להציג מפת רוח מיוחדת.מידע מדויק יותר ניתן לקבל באמצעות מד רוח ומכשיר קריאת אותות.
יש להתקין את מערכת המדידה בגובה רב כדי שמבנים ועצים סמוכים לא יעוותו את התוצאות.
אם תחליטו להתקין חוות רוח קטנה לביתכם, כדאי לחשוב גם על השטח הפנוי. יחד עם זאת, יש לקחת בחשבון שהרוח חייבת "ללכת" בחופשיות מוחלטת לאורך הלהבים, וללא מכשולים בדרכה, להגיע אליהם מצדדים שונים.
לכן המקום האידיאלי להתקנת טורבינת רוח נחשב לראשי גבעות, בהן מסות האוויר נדחסות עם עלייה מקבילה בלחץ ובמהירות הרוח. אזורים ימיים ואזור הערבות נחשבים גם הם למתאימים.
כל מכשול ברדיוס של 250 מ' ישפיע פעולת גנרטור רוח. כדי לקבל מדדי יעילות מקסימלית, יש צורך להתקין את ציר הטורבינה מעל רמת המכשולים ב-4-5 מ' לפחות.
כללי בחירת ציוד
יש לגשת באחריות לבחירת גנרטור רוח לבית.
עליך לאסוף מידע בסיסי מראש:
- חשב את כמות החשמל הנומינלית והמקסימלית כדי לענות על צרכי הבית.
- הצג את מהירות הרוח השנתית הממוצעת באזור שלך כדי לקבוע מתי טחנת הרוח שלך תהיה סרק.
- קח בחשבון את המאפיינים האקלימיים של האזור. אם יש כפור קשה בעונת החורף, התקנת חוות רוח לא תהיה כדאית.
- גלה את עוצמת הרעש שנוצר כאשר גנרטורים רוח פועלים.
- השווה את המאפיינים הטכניים של מכשירים מיצרנים שונים.
בחירת הרכיבים הפונקציונליים של תחנת כוח רוח מתבצעת על פי ערך ההספק הנומינלי. במקרה זה, גם מהירות הרוח הנומינלית משחקת תפקיד - הערכים שבהם מחולל הרוח מייצר את הכמות המחושבת של האנרגיה החשמלית.
כמו כן, יש צורך להתמקד בעובדה שהכוח של מחולל רוח תלוי בקוטר הגלגל שנוצר על ידי הלהבים. אם הגודל יוכפל, טחנת הרוח תייצר פי 4 יותר חשמל באותה מהירות רוח.
גם קיבולת הסוללות חשובה. אם אין רוח, צריכה להיות להם מספיק אנרגיה כדי להפעיל את הבית.
דגמים בעלי הספק נמוך של גנרטורים רוח עם תורנים קלים ונמוכים ניתן להתקין באופן עצמאי. התמיכה המרכזית חייבת להיות מותקנת על תשתית בטון מזוין. ליציבות צידית של המבנה משתמשים ב-3-4 סימני מתיחה.
מחירים משוערים והחזר של גנרטורים רוח
הפופולריות של טורבינות הרוח הולכת וגדלה מדי יום. הם מועילים לאבזור קוטג'ים גדולים ויקרים, שתחזוקתם דורשת אנרגיה חשמלית רבה.
רצוי להתקין טורבינות רוח באזורים מיושבים בהם אין אספקת חשמל מרכזית או אספקת החשמל מופרעת כל הזמן.
במקרים כאלה יבואו לעזרת גנרטורים רוח, שלשימוש בהם יש מספר יתרונות:
- הפיכת אנרגיית זרימת האוויר לחשמל חופשי;
- בטיחות סביבתית של טורבינות רוח;
- היעדר חומרי גלם ופסולת בייצור חשמל;
- בלאי מינימלי של חלקים פונקציונליים;
- חיי שירות ארוכים - 25-30 שנים;
- אין צורך לפקח כל הזמן על פעולת חוות הרוח.
החסרונות כוללים שונות ובלתי צפויות של עוצמת הרוח. כדי למזער הפסדים, עליך לשכפל את המקור או להתקין מאגר נוסף לאחסון אנרגיה. כמו כן, גלגל רוח מסתובב מהווה איום פוטנציאלי על ציפורים מעופפות.
חסרון משמעותי נוסף של טורבינות רוח לשימוש ביתי הוא העלות הגבוהה שלהן. מבנים מגושמים אלו עשויים מחומרים יקרים וכוללים בקר, סוללות, מתקן אינוורטר ותורן.
יש לציין כי גנרטורים רוח ביתיים מיצרנים רוסים, כמו גם טורבינות רוח איכותיות המיוצרות בסין, זולים בהרבה ממקבילותיהם האירופיות. העלות של טורבינות רוח ביתיות בעלות ציר אנכי בהספק נומינלי של עד 2 קילוואט משתנה בטווח של 1300-2500 דולר.
אבל במחיר הזה החבילה כוללת רק גנרטור עם להבים.את הציוד הנותר יהיה צורך לרכוש בנפרד או עשה זאת בעצמך. התקנות שלמות עולות כ-40-50% יותר.
המחיר של חוות רוח לשימוש ביתי בהספק של 3 קילוואט עד 7 קילוואט גבוה בהרבה. גנרטורים כאלה עם ציוד משויך יעלו לקונה 5,000-12,000 דולר.
וגם כאשר יש הפרעות באספקת החשמל ברשת, לא תמיד כדאי להתקין גנרטור רוח. יהיה קל וזול יותר להתקין מערכת אל פסק המבוססת על סוללות תעשייתיות בשילוב עם UPS.
הגיוני להתקין תחנת כוח רוח במקומות שבהם הגישה לאספקת אנרגיה מרכזית נעדרת לחלוטין. תקופת ההחזר במקרה זה היא 25 שנים.
לפני רכישת רכיבים להרכבה והתקנה של גנרטור כוח רוח, רצוי לבצע חישובים באמצעות נוסחאותניתן במאמר המומלץ שלנו. כאן תמצאו את הסדר והכללים לביצוע חישובים.
סקירה של מיטב המותגים וההתקנות
השוק הרוסי של גנרטורים רוח מציע גם מכשירים אמינים וזולים יחסית של מותגים מקומיים וגם דגמים של טורבינות רוח מיצרנים זרים המשתנים בפונקציונליות. כדי להחליט על בחירת ההתקנה לבית שלך, אתה צריך להשוות את המאפיינים של יחידות שונות.
מספר 1 - גנרטורים רוח Condor Home (רוסיה)
סדרת טורבינות רוח לשימוש ביתי כוללת מכשירים בהספק של 0.5-5 קילוואט. הם יכולים לשמש כמקור החשמל העיקרי או נוסף.תחנות Condor Home מותאמות לפעולה בתנאי טמפרטורה נמוכים ומסוגלות להפיק אנרגיה גם ברוחות נמוכות.
בהתאם לדגם, בית הגנרטור עשוי מפלסטיק או אלומיניום יצוק, הלהבים עשויים מפיברגלס. יש מערכת בלימה כפולה יעילה. התורן מורכב, על חוטי ברד, וגובהו 8-12 מ' כדי להתקין יחידות אלה, אתה צריך ערימה או תשתית בטון.
החבילה הבסיסית כוללת תורן וחבלים, גנרטור, רוטור ולהבים, בקר טעינה ומחברים.
מס' 2 - תחנות כוח זעירות של Falcon Euro (רוסיה)
הם מחוללי רוח בציר אנכי הייטק עם הספק של 1-15 קילוואט. הם משמשים לאספקת חשמל ראשונית/גיבוי לצרכנים המרוחקים מקווי חשמל. יכול לשמש כחלק ממתחם עם פאנלים סולאריים וגנרטור דלק.
טחנות רוח מצוידות במגנטים ניאודימיום רבי עוצמה. מהירות הרוח ההתחלתית להתחלת ההתקנה היא 1.5 מ"ש, המהירות הנומינלית היא 11 מ"ש. הבלם האווירודינמי המותקן עוזר להגביל את מהירות הגלגל. חיי השירות המוצהרים מהיצרן הם 20 שנה, אחריות המפעל על תחנת הכוח המיני היא 36 חודשים.
ערכת ההתקנה הבסיסית של Falcon Euro כוללת מספר אלמנטים פונקציונליים: גלגל רוח, גנרטור ובקר, תורן וחלקים משובצים. התקנת המהפך והסוללות נבחרים בנפרד.
מס' 3 - טורבינות רוח Sokol Air Vertical (רוסיה)
תחנות כוח רוח קטנות של מותג זה יכולות לספק חשמל הן לקוטג'ים קטנים והן לארגונים בינוניים. לשימוש ביתי, מיוצרים מכשירי SAV עם הספק של 0.5-15 קילוואט.
הם מאופיינים ביעילות גבוהה ברוחות קלות, פועלים בצורה חלקה בטמפרטורות נמוכות וגבוהות בטווח שבין -50 מעלות צלזיוס ל-+50 מעלות צלזיוס, מאופיינים ברמות רעש נמוכות ועמידות בפני השפעות חיצוניות.
ייצור החשמל על ידי יחידות Sokol Air Vertical אינו תלוי בכיוון הרוח. מתקנים אנכיים-ציריים פועלים במצב אוטומטי ללא אנשי תחזוקה. העיצוב מספק מערכת בלימה אלקטרומגנטית ואווירודינמית להגבלת מהירות גלגל הרוח.
הלהבים עשויים מפוליאסטר מחוזק או מאלומיניום בדרגת מטוס (תלוי בדגם) ובעלי פרופיל מתפרק מעצמו. הגנרטור הוא גנרטור תלת פאזי רב קוטבי עם עירור ממגנטים קבועים.
החבילה הבסיסית של תחנת כוח רוח כוללת: טורבינת רוח עם בקר טעינת סוללה, תורן עם בחורים וערכת התקנה. המהפך והסוללות נבחרים בנפרד בהתאם למפרט הטכני.
מס' 4 - מחוללי רוח Energy Wind (רוסיה)
לקונים יש גישה לדגמים חד ותלת להבים של מוצרים לשימוש אוניברסלי עם הספק של 1-10 קילוואט. טורבינות רוח אלו מושלמות ליצירת פרויקטים לאספקת חשמל למבני מגורים פרטיים וקוטג'ים.
יחידות Energy Wind מבוססות על להבים עמידים העשויים מפיברגלס מחוזק, צבועים באמייל אוטומטי, ומערכת פליטה אמינה של זרימת אוויר. יחידות אלו בעלות ציר סיבוב אופקי פועלות ביציבות בטמפרטורות שבין -40 ל-+40 מעלות צלזיוס.
מהירות ההפעלה המינימלית של הרוח היא 2 מ' לשנייה, בחלק ממצבי הלהב - 3 מ' לשנייה, גובה התורן המומלץ הוא 8-20 מ'. חיי השירות הממוצעים של התקנות המותג הרוסי הוא 25 שנים, האחריות הרשמית מהיצרן היא 3 שנים.
הציוד הבסיסי של המתקנים כולל גנרטור חשמלי מגנט קבוע עם יחידת הרכבה לתורן ומנגנון מסתובב, להבים, וסט מחברים להרכבת טורבינת רוח. יש לרכוש בנפרד את התורן וכן את הבקר, המהפך והסוללות לאחסון חשמל.
מס' 5 - טורבינות רוח Altek EW (סין)
סוג טורבינות רוח - עם ציר סיבוב אופקי. מכשירים עם הספק מדורג מ-1 קילוואט עד 10 קילוואט הם אידיאליים לפתרון בעיות אספקת החשמל לבתים כפריים וקוטג'ים.
מעטפת המגן של טורבינות הרוח של Altek EW עשויה מסגסוגת אלומיניום, מה שמקל באופן משמעותי על התכנון. חלקי המתכת הפונקציונליים של הגנרטור מצופים בסיליקון לעמידות בחום.
הלהבים עשויים מפלסטיק מחוזק בסיבים.מהירות הרוח ההתחלתית לשיגור יחידות ביתיות של המותג הסיני היא 2.5 מ' לשנייה, המהירות הנומינלית היא 12 מ' לשנייה.
החבילה הבסיסית כוללת להבים, גנרטור ובקר. יש לרכוש את האלמנטים הפונקציונליים הנותרים לטחנת הרוח.
אם העלות של ערכה שיוצרה במפעל נראית לך גבוהה מדי, זה הגיוני לבנות גנרטור רוח עשה זאת בעצמך. המאמר שאנו ממליצים על מתאר כיצד להכין מכשיר ביתי שימושי ממכונת כביסה.
מסקנות וסרטון שימושי בנושא
סיכויים לשימוש בתחנות כוח רוח:
עקרון הפעולה של טורבינות רוח מודרניות. כיצד מומרת אנרגיית הרוח לחשמל:
גם כיום השימוש בטורבינות רוח מצריך פיתוח מתמיד. היכולות והסיכויים ארוכי הטווח של שיטה חלופית זו לייצור חשמל מבטיחים. עם זאת, יש צורך באמצעים מסוימים הן מיצרני הציוד והן מהממשלות המקומיות.
התקנת גנרטורים קטנים למשקי בית פרטיים לא תפתור לחלוטין את בעיית אספקת האנרגיה באזורים. אבל עבור חלק מבעלי הקרקע, אפשרות זו עשויה להיות מוצא.
ספר לנו על הניסיון שלך בבחירה או התקנה של טורבינת רוח על מגרש כפרי. אנא כתוב הערות, פרסם תמונות ושאל שאלות בבלוק למטה. שתף דקויות טכנולוגיות ומידע שימושי שיועיל למבקרי האתר.
יש מספיק רוח עכשיו, היערות נכרתו - הוריקנים נושבים. הרעש במהלך הפעולה והאפשרות של צבירת אנרגיה מבלבלים. הבעיה כעת היא לא כל כך לייצר חשמל אלא לצבור אותו.
כמובן שלא ניתן יהיה לספק חשמל לבית במלואו, אבל הוצאת לפחות חצי מהעומס כבר תהיה הקלה בתקציב, החשמל כיום יקר מאוד.
באופן כללי, מפתיע מדוע אנחנו לא משתמשים באלטרנטיבה, אלא תלויים, די יקרים, בחברות אנרגיה? שמרנות ופחד מכל דבר חדש מעכבים את התפתחות הקידמה.
ובאיזה תקציב יירכשו גנרטורים יקרים מאוד?
גורמי המפתח אינם, כמובן, אמינות או יציבות, אלא ההחזר של הציוד. אם היא תעבוד ביעילות ותחזיר את ההשקעה תוך לא יותר מחמש שנים, אז יהיה ביקוש לטורבינות רוח. ועכשיו, בעלים פרטיים מתקינים אותם בשביל להשוויץ, לא יותר. כמה מדינות אחרות, זו לא דוגמה, ממשלות פשוט מממנות אנרגיית רוח מהתקציב, שוב רצון בנאלי לבלוט ועוד כסף.
דמיטרי, כל דבר חדש התחיל פעם עם מינימום החזר (אגב, מאיפה מגיע הנתון הזה - 5 שנים?), ואז, כשהתחיל ייצור המוני, הציוד הפך לזול יותר. ובנוסף להחזר, אסור לנו לשכוח את הסביבה. במיוחד כשמדובר בפרויקטים גדולים המחליפים תחנות כוח פחמיות, המקור העיקרי לזיהום האוויר.
השכן שלנו בארץ התקין גנרטור על גג ביתו ועכשיו רק משתמש בו. נכון, הוא לא גר בדאצ'ה באופן קבוע ומגיע בעיקר רק בסופי שבוע.אבל לפחות זה כבר לא תלוי באספקת החשמל, וזה יתרון גדול. יתרה מכך, באזורנו הפסקות חשמל מתרחשות לעתים קרובות למדי. אז זה דבר די שימושי.
מי יכול לייעץ איך להכין מדחף אווירודינמי של Bondarev?
לגבי מהנדס, העצה היא אנאלפביתית. אין טורבינות רוח בציר אנכי.
למה, מהנדסים מוכשרים יודעים את זה.
טחנות רוח סיניות הן באיכות ירודה ויש להן מעט מאוד ייצור אנרגיה.