Větrné generátory jsou generátory elektrické energie určené k přeměně větrné energie na elektrickou energii. Dnes jsou větrné generátory high-tech produkty s kapacitou od 1 kW do 5000 kW jednotkového výkonu. Větrné generátory moderní konstrukce umožňují hospodárně využívat energii i těch nejslabších větrů – od 3 metrů za sekundu. Pomocí větrných generátorů je dnes možné nejen dodávat elektřinu do „sítě“, ale také řešit problémy s napájením místních nebo ostrovních zařízení jakékoli kapacity.
Jak funguje větrný generátor?
Všechno je velmi jednoduché, téměř jako před stovkami let. Přicházející vítr proudí ve výšce věže větrného generátoru otáčí lopatkami větrného generátoru. Rotační energie je přenášena podél hřídele rotoru do násobiče, který zase otáčí asynchronním nebo synchronním elektrickým generátorem. Konstrukce větrných generátorů, které nemají multiplikátor, jsou rozšířené, což výrazně zvyšuje jejich produktivitu. Když se změní směr větru, orientační mechanismus otočí věž větrného generátoru ve větru. Stabilizace rotace kola větrné turbíny se dosahuje různými způsoby, z nichž jednou je rotace lopatek nebo jejich úlomků kolem jejich osy pod úhlem ke směru větru. Větrné generátory mohou pracovat buď samostatně (jeden komplex) nebo ve skupinách (větrná farma). Často jedna nebo více větrných turbín běží paralelně s dieselovými generátory jako prostředek k úspoře nákladů na naftu.
Co poskytuje větrný generátor?
Zde jsou dva příklady pro referenci:
Větrný generátor o výkonu 800 kW s průměrnou roční rychlostí větru 6 m/s vyrobí ročně 1.500.000 5 1.100.000 kW hodin elektřiny, při průměrné roční rychlosti větru XNUMX m/s – XNUMX XNUMX XNUMX kW hodin elektřiny.
Větrný generátor o výkonu 2000 kW s průměrnou roční rychlostí větru 6 m/s vyrobí ročně 3.700.000 5 2.300.000 kW hodin elektřiny, při průměrné roční rychlosti větru XNUMX m/s – XNUMX XNUMX XNUMX kW hodin elektřiny.
Kde se používají větrné generátory?
Větrné generátory se používají na různých místech. Jsou to otevřené oblasti s dobrým větrným potenciálem, pole, ostrovy, mělké vody, hory. V důsledku energetické politiky v Rusku existují místa, kde je připojení ke stávajícím sítím dražší než projekt větrné elektrárny nebo dodávka motorové nafty.
Jak silný vítr je potřeba k provozu větrného generátoru?
Použití větrného generátoru je cenově výhodné v oblastech s průměrnou roční rychlostí větru 3-4 m/s. Přibližně můžete odhadnout, jaká je průměrná roční rychlost větru ve vašem regionu, když si pozorně přečtete mapu ruských větrných zdrojů na obrázku níže.
Proč by se měly používat větrné generátory?
Argumentů pro využití větrných elektráren je mnoho. Zde jsou ty hlavní:
1. Jedná se o zdroj elektřiny nezávislý na vnějších faktorech. Vlastní elektrárna.
2. Po dosažení doby návratnosti vyžaduje větrný generátor náklady pouze na jeho údržbu.
3. Použití větrných generátorů umožňuje až 80% úsporu nákladů na naftu v místech, kde jsou dieselové generátory hlavním zdrojem elektrické energie. V důsledku toho se šetří náklady na skladování a přepravu motorové nafty a zásobování energií těchto zařízení se stává nezávislejším na náhodných faktorech.
4. Kapitálové náklady na komplex větrné energie jsou ve srovnání s tradičními zdroji elektřiny poměrně nízké. To je přibližně 1 300 Euro za 1 kW instalovaného výkonu na klíč.
5. Doba uvedení do provozu větrných generátorů je poměrně krátká. Po vyrobení zařízení na zakázku trvá dodávka a instalace 1-2 měsíce. V případě použitých větrných generátorů je dodací lhůta omezena na 1-2 měsíce.
6. Větrné elektrárny neznečišťují životní prostředí. Tento argument se stává stále aktuálnějším při schvalování nových průmyslových projektů v Rusku.
Jaký výkon mají větrné generátory?
Domácnost – od 1 kW do 10 kW a více. Vezmeme-li rovnou průmyslové větrné generátory, pak výkonový rozsah průmyslových větrných generátorů dnes sahá od 100 kW do 5000 kW jednotkového instalovaného výkonu. Větrné generátory se instalují po jednom nebo ve skupinách. v závislosti na výkonu větrných generátorů, které byly doporučeny při návrhu.
Kolik to stojí?
Pro hrubé vodítko můžete použít určitý cenový standard. „Možnost sítě“ – podmíněně 1200 Euro za 1 kW instalovaného výkonu „na klíč“ při použití nových větrných generátorů. „Volba větrné nafty“ – podmíněně 1700 eur za 1 kW instalovaného výkonu „na klíč“ při použití nových větrných generátorů. Přesnější údaj o nákladech na konkrétní projekt větrné energetiky lze zjistit při práci na tzv. „technický návrh“ – první fáze návrhu.
Renovované větrné turbíny – co to je?
Zařízení na větrnou energii lze považovat za jedno z nejspolehlivějších, ne-li za nejspolehlivější v energetickém průmyslu. Důvodem jsou nejen špičkové technologie použité při jeho výrobě, ale také relativně malá zatížení, kterým je vystaven. Větrné generátory proto dobře slouží mnoho let, často přesahující 20 let. Vzhledem k tomu, že každá větrná farma a každý větrný generátor jsou vázány na konkrétní pozemek, je vhodné po dosažení doby návratnosti konkrétního projektu, tedy při návratnosti, vyměnit větrnou farmu nebo větrný generátor za výkonnější. jsou přijaty investice v něm provedené a plánovaný zisk je přijat. Stávající větrné turbíny jsou obvykle v dobrém stavu a je vhodné je prodávat jako „použité větrné generátory“ nebo „použité větrné generátory“. Globální trh s takovým zařízením je velmi velký. Poptávka po takovém zařízení je také velká. Důvodem je velké vytížení firem vyrábějících zařízení pro větrnou energii. Zpravidla je pouze malá část takového „použitého“ zařízení již demontována a je ve skladu.
„Ojeté“ větrné generátory procházejí předprodejním školením podle zvláštních pracovních předpisů a stávají se tzv. „renovovaný“. Typicky se při renovaci provádějí následující práce: výměna ložisek v převodovce bez ohledu na jejich opotřebení, odstraňování závad a opravy ozubených kol převodovky, generátoru, rámu, lopatek, lakování. Po renovačních pracích jsou větrné generátory zaslány novému majiteli. Obvykle se na takové zařízení při prodeji vztahuje jednoletá záruka.
Větrné generátory připojené k síti?
Velmi stručné vysvětlení toho, co jsou „větrné generátory na síti“. Téměř všechny větrné generátory o výkonu od 100 do 5000 kW, aktuálně nabízené na světovém trhu, patří mezi tzv. síťové turbíny. To znamená, že mohou fungovat pouze tehdy, pokud existuje výkonná externí elektrická síť, centralizovaná nebo místní (například vytvořená dieselovým generátorem). Je to dáno tím, že proudění větru není nikdy stabilní, jeho rychlost se během minuty mění v širokém rozmezí. Větrný generátor tedy potřebuje stabilizační článek, jehož roli hraje vnější zdroj elektrické energie a frekvence, síť.
Při jaké rychlosti větru začne fungovat větrný generátor?
Od 3 m/s nabíjíte baterie a již můžete spotřebovávat elektřinu. To je ale pouze tehdy, když fouká vítr nebo doba trvání klidu nepřesáhne 11 hodin.
Jak výška stožáru a průměr rotoru ovlivňují produkci energie?
Zvýšení výšky stožáru na 18-26 m umožňuje zvýšit průměrnou roční rychlost větru ve výšce osy o 15-30% a tím zvýšit produkci energie 1,3-1,5x. To je zvláště účinné, když je průměrná roční rychlost větru nižší než 4 m/s. Vysoký stožár také eliminuje vliv stromů a budov. Výkon závisí na druhé mocnině průměru. Průměr rotoru se volí na základě průměrné roční rychlosti větru. Do 6-7 m/s je výkon rotoru 5 m vyšší než rotoru 4,2 m. Při vysokých průměrných ročních rychlostech větru se výkon vyrovnává.
Jak se provádí ochrana před bouřkami a blesky?
Větrný generátor je navržen tak, že při více či méně silném větru se rovina větrného kola natáčí pod úhlem ke směru větru a při bouřkovém větru (nad 25 m/s) otočí se téměř o 90 stupňů, čímž se sníží zátěž na sebe. Tomu se říká „přeměna v šikmé proudění“. Ochrana před bleskem. Ocas je umístěn nad lopatkami. Působí proto jako hromosvod.
Co to znamená – má/nemá násobitel?
Multiplikátor je převodovka, pouze zpátečka. Slouží ke zvýšení rychlosti otáčení osy, protože běžný elektrický generátor potřebuje velmi vysokou rychlost – od 1500 ot / min.
Proč potřebuji dieselový generátor? Nainstaluji pouze větrný generátor a odeberu elektřinu.
Bohužel na Zemi není moc míst, kde neustále fouká vítr, a pokud v nějakém bydlíte, můžete si gratulovat. Dieselový generátor je nezbytný, aby vám posloužil jako zdroj elektřiny v bezvětří.
Dělá hluk nebo rušení?
Nejsou žádné zvuky ani rušení, které by rušily váš klid. Ani nízkofrekvenční, ani vysokofrekvenční. Je slyšet lehké pískání a nebude vás obtěžovat. Větrný generátor také neruší TV nebo mobilní komunikaci.
Proč potřebuji měnič?
K přeměně elektřiny generované větrným generátorem na elektřinu, která splňuje naše normy: 200V/50Hz, je zapotřebí střídač.
Je možné nainstalovat větrný generátor na střechu chaty, například na zděný komín?
Rozhodně to nejde dát na trubku. Při instalaci na střechu musíte vypočítat pevnost střechy (s největší pravděpodobností ne).
Na co si dát pozor při instalaci větrného generátoru?
Hlavní body, kterým věnujeme pozornost: 1) průměrná roční rychlost větru; 2) výška budov a stromů v oblasti, kde je umístěn větrný generátor; 3) půdy.
Lze větrný generátor použít jako záložní zdroj energie?
Samozřejmě můžete. Pokud je ale dobrý větrný potenciál, je vhodnější jej použít jako hlavní zdroj a jako záložní zdroj připojit stávající elektrickou síť přes ATS (Automatic Transfer Switch).
Jak bude při použití více větrných generátorů vypadat schéma zapojení a jak dojde ke spínání při nízké zátěži, při které nemusí fungovat všechny větrné generátory?
Při použití více větrných generátorů bude jediný rozdíl v tom, že několik větrných generátorů, každý přes svůj samostatný regulátor nabíjení (RC), bude připojeno ke společné baterii (jejíž kapacita musí být odpovídajícím způsobem zvýšena). Ona je zase střídač na patřičný výkon. Při nízké zátěži, když baterie dosáhne nabitého stavu, začnou regulátory nabíjení přepínat každý větrný generátor na předřadné odpory. Tento proces je zcela automatický.
Problematika větrné energie v naší inovativní době zajímá mnohé. Kdo někdy navštívil evropské země ve svém voze, pravděpodobně viděl obrovské větrné elektrárny.
Cestou potkáte stovky generátorů.
Při pozorování takového obrázku mnozí začínají věřit, že získávání elektřiny pomocí větru je velmi slibné a výnosné povolání. Moudří Evropané se nemohou mýlit.
Zároveň se z nějakého důvodu ignoruje skutečnost, že na jiných místech téže Evropy takové větrné elektrárny prakticky neexistují. Proč se to stalo?
To je vše o tom, kdy, kde a jak je výhodné používat větrné mlýny a kdy ne, a bude diskutováno v článku.
Určitě jste po dalším zdražení elektřiny přemýšleli o instalaci větrného generátoru na vaše stránky. Tedy zajišťovat, když ne všechny, tak většinu svých potřeb elektřiny.
Někteří dokonce uvažují o tom, že se tímto způsobem osamostatní od sítě. Jak reálné a možné je to? Bohužel pro 90 % majitelů soukromých domů tyto sny zůstanou sny.
Bohužel u nás není mnoho regionů, kde je rychlost větru alespoň na úrovni 5-7 metrů za vteřinu. Údaje se berou v ročním průměru. V naprosté většině zeměpisných šířek vhodných k obývání se právě tato rychlost rovná maximálně 2-4 m/s.
To naznačuje, že vaše větrná turbína většinu času prostě nebude fungovat. Pro stabilní výrobu elektřiny potřebuje vítr o rychlosti asi 10 m/s.
Pokud je vítr ve vaší oblasti 7 m/s, pak generátor bude pracovat maximálně na 50 % své nominální hodnoty. A když jen 2 m/s, tak o 5 %.
Ve skutečnosti vám za hodinu 2kW generátor nedá více než 100W.
Setkáte se i s dalším větrným problémem, o kterém výrobci mlčí. U země je jeho rychlost mnohem menší než nahoře, kde jsou umístěny průmyslové instalace vysoké 25-30m.
Svou jednotku namontujete maximálně do deseti metrů. Nenechte se proto vést ani větrnými tabulkami z různých míst. Tyto informace se vás netýkají.
Výrobci skromně mlčí, že pro jejich mapy větrných zdrojů se měření provádějí ve výšce 50 až 70 metrů! Navíc tam nejsou zohledněny údaje o turbulencích a vírech.
Pokud ho zkusíte zvednout výše než 10m, určitě budete myslet na ochranu před bleskem. Čepele elektrizované třením vzduchu, velmi chutná návnada na výboje!
Navíc se z nějakého důvodu všichni trápí pouze takovým parametrem, jako je rychlost větru, a přitom zapomínají na jeho hustotu či tlak. A rozdíl pro energii je velmi významný. Závislost výroby elektřiny na tlaku větru je nepřiměřená.
Kromě toho existuje určitá zručnost ve specifikovaných technických vlastnostech generátorů.
Samozřejmě jim můžete věřit, ale jen za ideálních podmínek. Protože:
- a v laminárním proudění s konstantním směrem a zvýšenou hustotou
Ve vaší letní chatě může být rychlost větru taková, že nebude fungovat a otáčet hřídelí, natož vyrábět energii.
A to je jaro nebo podzim. V tomto období dochází k nejaktivnějším pohybům vzdušných hmot.
Nezapomeňte, že větrný mlýn nepracuje v režimu volnoběhu točny, ale musí roztáčet rotor generátoru obklopený neodymovými magnety.
A to jen tak dlouho, dokud je elektrický potenciál větrného mlýna nižší než napětí baterie. Když je napětí dostatečné pro zahájení nabíjení, baterie se změní na zátěž.
Pokud se použijí nízkorychlostní konstrukce se svislou osou otáčení, pak již existuje stupňovitá převodovka. Zkoušel jsi roztočit posilovač? Takový design se stává komplikovanějším, zvyšuje se hmotnost, vítr a náklady.
Dokonce i u majáků Severní flotily, vzhledem k neustálému větru a polární noci, odborníci raději používají solární panely. Na otázku, proč tomu tak je, odpovídají jednoduše – problémů je méně!
Velké průmyslové větrné turbíny mohou přenášet energii přímo do sítě a obcházet jakékoli baterie.
Bez nich se ale neobejdete. Bez baterie nebude fungovat ani televize, ani lednička. Dokonce i osvětlení bude svítit v záchvatech a startech, v závislosti na poryvech větru.
Současně po dobu 12-15 let provozu generátoru budete muset vyměnit 3-4 sady baterií, čímž se zdvojnásobí vaše počáteční náklady. Navíc bereme téměř ideální variantu, kdy se baterie vybijí maximálně na polovinu své kapacity.
Samozřejmě si můžete koupit levné modely baterií, ale náklady se tím nesníží. Jen jít do obchodu pro nové baterie nebude provedeno 4krát, ale již 8.
Další věc, o které je třeba vážně přemýšlet, je dostupnost volného místa. Navíc, co se týče plochy, může jít 100 a více metrů v každém směru od stožáru.
Vítr by se měl volně pohybovat podél lopatek a dosahovat k nim bez rušení ze všech stran. Ukazuje se, že musíte žít buď ve stepi, nebo blízko moře (nejlépe přímo na jeho břehu).
Ideální umístění by bylo na vrcholu kopce. Kde z pozice aerodynamiky je proudění vzduchu zhutněno s odpovídajícím zvýšením rychlosti a tlaku větru.
Zapomeňte na sousedy. Jejich zahrady a dvou-třípatrová sídla vám skvěle „pijí krev“ a pokaždé zablokují zadní vítr. Stejně jako sousední lesní plantáže.
Stejné průmyslové větrné mlýny nejsou umístěny přímo za sebou, ale namontované diagonálně. Každý následující by neměl uzavírat předchozí.
Čtvrtým důvodem je vysoká cena. Nenechte se zmást cenami prodejců v cenících. Nikdy neukazují skutečnou cenu veškerého potřebného vybavení.
Ceny proto vždy násobte 2, a to i při výběru tzv. hotových stavebnic.
Ale to není všechno. Nezapomínejte ani na provozní náklady, které dosahují až 70 % nákladů větrných mlýnů. Zkuste opravit generátor ve výšce nebo pokaždé demontovat a rozebrat a smontovat stožár.
Nezapomeňte pravidelně vyměňovat baterii. Proto nečekejte, že vás větrný mlýn může stát 1 dolar za 1 kW elektřiny.
Když si spočítáte všechny skutečné náklady, vyjde vám, že každý kilowatt výkonu takového větrného generátoru vás stál minimálně 5 babek.
Pátý důvod je nerozlučně spjat s prvními čtyřmi. Toto je doba návratnosti.
Náklady na větrný mlýn, stožár a další vybavení pro 2kilowattové vysoce kvalitní modely dosáhnou v průměru 200 tisíc rublů. Výkon takových instalací je od 100 do 200 kW za měsíc, ne více. A to za dobrých povětrnostních podmínek.
I srážky snižují výkon větrných mlýnů. Déšť o 20 %, sníh o 30 %.
Takže se ukáže, že všechny vaše úspory – to je 500 rublů. Za 12 měsíců nepřetržité práce přijde o něco více – 6 tisíc.
A to vše bez zohlednění provozních nákladů. A pokud odhadnete, že průměrná životnost dobrého větrného mlýna je asi 20 let, ukáže se, že se nakonec a nenávratně porouchá ještě dříve, než dosáhne návratnosti.
2kilowattová jednotka přitom nepokryje 100 % vašich potřeb. Maximálně třetinu! Pokud z něj chcete úplně připojit vše, vezměte si 10kilowattový model, ne méně. Doba návratnosti se nezmění.
To už ale budou úplně jiné rozměry a hmotnost.
A upevnit to jen tak na trubku skrz atiku vaší střechy rozhodně nepůjde.
Někteří jsou však stále přesvědčeni, že díky nekonečnému zdražování elektřiny se větrný generátor v jeden krásný okamžik v každém případě stane ziskovým.
Elektřina je samozřejmě rok od roku dražší. Například před 10 lety byla jeho cena o 70 % nižší. Proveďme přibližné výpočty a zjistěme vyhlídky, že se větrný mlýn vyplatí, s přihlédnutím k prudkému nárůstu nákladů na elektřinu.
Budeme uvažovat generátor o výkonu 2 kW.
Jak jsme zjistili dříve, náklady na takový model jsou asi 200 tisíc. Ale s přihlédnutím ke všem dodatečným nákladům je třeba je vynásobit dvěma. Ukáže se to nejméně 400 tisíc rublů. náklady, s životností dvacet let.
To znamená, že za rok to vyjde na 20 tisíc. Přitom ve skutečnosti vám letos jednotka dá maximálně 900 kW. Kvůli koeficientu instalovaný výkon (u malých větrníků nepřesahuje pět procent), natočíte 75 kW měsíčně.
I když vezmeme 1000 kW za rok pro snadnější výpočet, cena 1 kW / h obdržená z větrného mlýna bude pro vás 20 rublů. Pokud předpokládáme, že elektřina z tepelných elektráren zdraží 4x, tak se to nestane zítra a ani za 5 let.
Jaké závěry lze vyvodit z výše uvedeného?
Větrný generátor je v současných ruských podmínkách ztrátový agregát.
Aby bylo možné nějak ospravedlnit jeho použití, cena elektřiny by dnes měla dosáhnout až 30 rublů za 1 kW.
Použití větrného mlýna lze odůvodnit ve dvou případech:
- nemáte v blízkosti externí napájecí sítě nebo se k nim nemůžete připojit
Větrný mlýn by měl být zároveň instalován v oblasti s průměrnou roční rychlostí větru minimálně 5-6 m/s. Pouze v těchto případech bude dobrou alternativou větrná turbína.
Ve skutečnosti jste za takových podmínek prostě nuceni zvolit si menší ze všech zel. Zároveň nevěřte v super účinnost jiných modelů vertikálního nebo kulového tvaru, sestavených na neodymových magnetech.
Konečný výsledek bude vždy stejný. Energie, kterou větrný mlýn vyrábí, závisí pouze na:
- rychlost větru
- oblast, kterou lopatky popisují
Proto pokud jste již připojeni k elektrické síti, nehledejte zbytečná dobrodružství a bolesti hlavy. Žádné výhody nenajdete, alespoň pro dnešek.
Pro ty, kteří žijí daleko od rozvoden a VL-0,4kv, stojí za to zakoupit nejvýkonnější modely větrných mlýnů, které si můžete dovolit. Protože z výkonu, který je uveden na obrázcích, nezískáte více než 15%.
Další kategorie spotřebitelů zcela zaslouženě volí nikoli ve prospěch čínských továrních modelů, ale naopak upřednostňuje domácí větrné mlýny od samouků. Má to i své výhody.
Z velké části jsou vynálezci takových zařízení kompetentní a zodpovědní lidé. A téměř ve 100% případů bez problémů dokážou instalaci vrátit, pokud se něco pokazilo, nebo je potřeba ji opravit. To určitě nebude problém.
V průmyslových čínských větrných mlýnech je vzhled jistě hezčí. A pokud se přesto rozhodnete pro jeho koupi, ihned po kontrole elektrickou vrtačkou proveďte preventivní údržbu a vyměňte čínský kovový šrot za ložiska s kvalitním mazivem.
Pokud jsou ve vaší blízkosti velká ptačí hnízda, neuškodí pořídit si další sadu čepelí.
Mláďata někdy spadají pod distribuci točícího „mini mlýna“. Plastové čepele se lámou a kovové se ohýbají.
A rád bych skončil moudrostí od těch uživatelů, kteří neposlouchali všechny argumenty a narazili na všechny výše popsané problémy. Pamatujte, že nejdražší korouhvička pro dům je větrná turbína!
