Seleccionem i instal·lem un aerogenerador per a una casa particular

Fabricants mundials d'aerogeneradors

1. Suzlon Energy és un fabricant líder d'aerogeneradors no només a Àsia, sinó a tot el món. L'empresa dóna feina a tretze mil especialistes que treballen en deu fàbriques a l'Índia, Bèlgica, els EUA i la Xina. El primer aerogenerador es va produir l'any 1996, i ja l'any 2000 es va dissenyar la primera central elèctrica. El creixement dels volums de producció, d'acord amb les exigències del mercat, va començar a augmentar significativament el 2006. Actualment, l'empresa índia ocupa la sisena posició pel que fa al rendiment dels productes en qüestió.
2. Des de 2007, el fabricant alemany ENERCON GmbH és líder als països del món i a Alemanya, on es troba més del cinquanta per cent del mercat. Els primers productes van sortir de la línia de muntatge l'any 1986. Actualment, les fàbriques es troben a l'Índia, Suècia i Portugal.
3. Sinovel pertany a la primera empresa de la Xina a desenvolupar, dissenyar, fabricar i vendre parcs eòlics terrestres i offshore. Sinovel fabrica turbines per a aerogeneradors d'entre 1,5 i 6,0 megawatts. Els productes es divideixen en quatre línies: SL1500, SL3000, SL5000, SL6000.
4. El fabricant d'aerogeneradors Vestas Wind Systems té fàbriques a Dinamarca, Alemanya, l'Índia, Romania, el Regne Unit, Espanya, Suècia, Noruega, Austràlia, els EUA i la Xina. L'empresa produeix aerogeneradors amb un diàmetre de rotor de quaranta-set a cent seixanta-quatre metres, amb una capacitat de 660 kW a 7 megawatts.

Fer un molí de vent amb les teves pròpies mans

El treball principal a realitzar és la fabricació i instal·lació d'un rotor giratori. En primer lloc, heu de triar el tipus d'estructura i les seves dimensions. Conèixer la potència necessària del dispositiu i les capacitats de producció ajudarà a determinar-ho.

La majoria dels nodes (si no tots) s'hauran de fer per si mateixos, de manera que l'elecció es veurà afectada pel coneixement que tingui el creador del disseny, quins dispositius i dispositius conegui millor. Normalment, primer es fa un molí de vent de prova, amb l'ajuda del qual es comprova el rendiment i s'especifiquen els paràmetres de l'estructura, després del qual es comencen a fabricar un aerogenerador en funcionament.

Selecció d'aerogeneradors

Els molins de vent de màxima qualitat es produeixen a Alemanya, França i Dinamarca. Aquests països fabriquen turbines eòliques per subministrar electricitat al sector privat residencial, granges, escoles i petits comerços minoristes.A Rússia, a causa del baix cost de l'electricitat i el monopoli tàcit de la venda d'electricitat, els aerogeneradors, les plaques solars i altres tipus d'energia alternativa no són molt habituals.

El generador eòlic mòbil és adequat per a la indústria del petroli o equips de muntatge que estan construint en els camps (prototip)

Però l'elevat cost de la connexió d'instal·lacions remotes a la xarxa elèctrica (encara hi ha pobles que no estan electrificats), la grolleria dels funcionaris, els llargs tràmits per circular i obtenir especificacions tècniques de les empreses monopolitzades obliguen els propietaris a utilitzar energies alternatives per a les seves instal·lacions.

En primer lloc, heu d'entendre que l'eficiència d'un aerogenerador és d'un 60%, hi ha una dependència de la velocitat del vent i caldrà un manteniment periòdic. Si encara decideixes optar per un aerogenerador, ho has de saber. L'elecció d'un generador eòlic s'ha de basar en les circumstàncies específiques de la seva aplicació. Hi ha nous desenvolupaments i models: amb major eficiència, vertical, horitzontal, ortogonal, sense fulles.

En el cas d'empreses o d'un habitatge particular, aquestes dades poden estar a la factura del projecte o de la llum. Si necessiteu subministrar electricitat a la casa de camp, es selecciona un model d'aerogenerador d'1-3 kW, l'inversor necessita poca potència i podeu prescindir de les bateries. El principi de tenir una turbina eòlica datxa és senzill: hi ha vent - hi ha electricitat, no hi ha vent - treballem al jardí o al voltant de la casa. Podeu fer vosaltres mateixos un generador eòlic senzill, només recolliu els materials necessaris i connecteu-los.

Per a una casa privada de residència permanent, aquest principi no funcionarà. Quan sovint no hi ha vent, s'ha de prestar especial atenció a l'acumulador.Això requereix una gran capacitat. Tanmateix, perquè es carregui més ràpidament, el propi generador d'electricitat també ha de ser d'alta potència. És a dir, els nodes individuals de la instal·lació estan estretament interconnectats entre si. Una combinació més fiable és una simbiosi amb un generador dièsel i plaques solars. Aquesta és una garantia del 100% de la disponibilitat d'electricitat a la casa, però també més cara.

Actualment, els aerogeneradors comercials s'utilitzen àmpliament. L'electricitat generada amb la seva ajuda es ven a diverses empreses que no tenen subministrament energètic. Normalment, aquestes centrals elèctriques consisteixen en diversos aerogeneradors de diferents capacitats. La tensió alterna de 380 volts generada per ells s'alimenta directament a la xarxa elèctrica de l'empresa. A més, els aerogeneradors es poden utilitzar per carregar un gran nombre de bateries, a partir de les quals l'energia convertida en voltatge alterna també s'introdueix a la xarxa elèctrica.

Aerogeneradors de fabricació russa

En la majoria dels casos, els empresaris instal·len aerogeneradors, plaques solars i generadors dièsel per a les necessitats de la seva pròpia producció. Obtenir el permís per vendre electricitat a Rússia és, diguem-ne, una història diferent. Després d'una auditoria energètica, s'allibera energia, per exemple, substituint les làmpades d'il·luminació per LED. El període d'amortització es calcula, en absència de pressupost, la modernització es pot dividir en etapes.

Quant costa un aerogenerador

Els preus dels aerogeneradors de fabricació russa són més baixos que els alemanys, danesos o indis. Els molins de vent xinesos més econòmics, encara que la seva qualitat és molt inferior.Les turbines eòliques més senzilles per a cases particulars costen fins a 500 dòlars. Es poden utilitzar per a la generació d'energia local, però no poden resoldre el problema del subministrament complet d'energia a casa. Els generadors eòlics més potents a partir de 3 kW per dotar totalment d'electricitat una llar costaran més.

Cost aproximat d'un conjunt de generadors eòlics per a una llar:

• per a una petita casa privada (de camp), potència 3 kW/72V, equiv. $ 1700-1800;
• per subministrar electricitat a la casa, potència 5 kW/120V, equiv. $ 4000;
• per subministrar electricitat a diverses cases o una granja, potència 10 kW / 240V, equiv. $8500.

Els aerogeneradors amb un eix vertical de rotació de la producció russa tenen una demanda especial. Entre els avantatges d'aquest equipament:

1. petites velocitats del vent necessàries per al moviment del rotor;
2. independència de la direcció del vent;
3. fons de so baix, sense vibracions;
4. Disseny segur per a ocells
5. no requereix inici forçat;
6. funciona en qualsevol condició climàtica, amb qualsevol força del vent.

Components i càlculs

El cost de construcció varia molt, depenent del disseny del molí de vent i dels components utilitzats. Hi ha dos tipus principals d'aerogeneradors: amb un eix de rotació horitzontal (s'han de situar a una alçada, òptimament 25-35 m) i amb un eix vertical, que es pot col·locar simplement a nivell del terra.

A més del propi generador, per als molins de vent amb un eix de rotació horitzontal, es requereix un rotor amb pales, una caixa de canvis i una cua giratòria, així com una carcassa protectora. Tot això sol muntar-se sobre un pal alt.Com que el pal, per regla general, és una estructura bastant massiva i alta, caldrà posar-hi una base, així com arreglar-la amb cables estirables addicionals.

A més del preu total de l'estructura, s'afegeix el cost d'instal·lació amb grua. Per evitar la construcció d'un pal alt i car, per als aerogeneradors petits, cada cop més sovint s'utilitzen opcions de disseny amb un eix vertical de rotació del rotor, que són capaços d'operar a una alçada inferior a velocitats de vent d'1 m/s. . Però aquests sistemes són relativament nous, de manera que encara no s'han acumulat estadístiques inequívoques sobre el seu funcionament. Donen menys electricitat, però són molt més barats i no tan sorollosos, són més fàcils de fer amb les vostres pròpies mans.

A terra, a l'interior, hi ha un inversor per convertir el corrent continu del generador en corrent altern, un conjunt de bateries, seccionadors i disjuntors necessaris per redistribuir l'electricitat rebuda i apagar l'aparell en cas d'emergència o reparació.

La quantitat aproximada d'energia generada durant l'any per un molí de vent amb un eix de rotació horitzontal es pot calcular mitjançant la fórmula empírica següent: E = 1,64 * D * D * V * V * V. On: E - electricitat per any (kWh / any), D - diàmetre del rotor (en metres), V - velocitat mitjana anual del vent (Senyora). Després d'això, calculem la quantitat i el cost de l'electricitat consumida per casa a l'any i, a continuació, multipliquem les xifres obtingudes per 25-30 anys: la vida útil estimada del molí de vent. A partir d'això, calculem la mida requerida de les pales i el cost total aproximat de l'estructura, en funció del cost dels components.

Si el pal es pot construir de manera independent, és recomanable comprar l'equip elèctric i el mateix molí de vent en sèrie, muntat de fàbrica. Tot i que, els artesans han demostrat repetidament exemples d'aerogeneradors autoconstruïts per a la llar basats en components d'altres dispositius (generadors elèctrics de cotxes, equips industrials, fins i tot aconsegueixen utilitzar motors elèctrics convertits d'electrodomèstics), utilitzen pales de rotor fetes a casa i cua.

Els esquemes, mètodes i consells són fàcils de trobar a Internet o a revistes tècniques especialitzades, però en aquest cas, tota la responsabilitat del rendiment i la seguretat de l'aerogenerador construït recau exclusivament sobre vostè.

Òbviament, amb l'augment del diàmetre de les pales del rotor i de l'altura del pal i, en conseqüència, a major energia eòlica recollida, la potència generada augmenta, però el cost final de l'estructura augmenta proporcionalment.

Segons diverses estimacions, el cost de la construcció d'una petita turbina eòlica per a una casa és d'entre 2 i 8 mil dòlars per 1 kW d'electricitat. Si no teniu una font d'alimentació centralitzada a casa, un molí de vent costarà menys que posar-vos una línia elèctrica o alimentar un generador dièsel.

Si es va concebre com a mitjà d'estalvi, considereu i extreu conclusions sobre la seva necessitat per a la llar. Per cert, l'electricitat generada pels grans aerogeneradors industrials per 1 kW ja és més barata que l'electricitat generada per les centrals tèrmiques clàssiques. El cost de l'electricitat als aerogeneradors petits és lleugerament superior, però en els darrers anys ha anat disminuint constantment.

En qualsevol cas, si avui el molí de vent resulta que no és rendible, no llenceu els càlculs fets per vosaltres mateixos; després d'un temps, l'aparició de nous models de generadors amb indicadors d'alta eficiència, els canvis en les tarifes d'electricitat poden canviar radicalment la vostra decisió anterior. .

Observeu també la situació amb la tarifa d'alimentació, que s'aplica a molts països. Amb aquesta tarifa, l'electricitat generada a casa amb fonts alternatives, inclosa l'eòlica, es pot retornar a la xarxa elèctrica, amb un recàrrec per aquesta. L'aparició d'una tarifa d'alimentació al país o un canvi en la seva tarifa poden afectar significativament el temps d'amortització d'un molí de vent i els estalvis que comporta a la llar.

Millors modes d'ús

El vent bufa de manera desigual i l'augment de la generació d'electricitat amb la seva ajuda rarament coincidirà amb períodes de màxim consum a la casa. Per tant, és desitjable que tingueu l'oportunitat de proporcionar la càrrega necessària i utilitzar tota l'electricitat sobrant generada pel generador eòlic: per escalfar aigua a la caldera, escalfadors elèctrics a l'interior de la casa que complementen el sistema de calefacció, una bomba al pou. que bombeja aigua al dipòsit del sostre, o per a tasques encara més exòtiques com la recàrrega de les bateries d'un vehicle elèctric; totes s'han d'encendre automàticament amb vents forts i amb un consum total baix.

En general, en les condicions del clima rus amb hiverns llargs i freds i velocitats de vent relativament baixes, l'esquema més eficient energèticament i més barat és un aerogenerador amb un eix de rotació vertical instal·lat a nivell del sòl o en un pal petit de 5-10 m. alt, aixecant-lo per sobre del terrat de la casa i corona els arbres fruiters. El molí de vent està connectat directament a un escalfador elèctric i una caldera a l'interior, sense convertidors de corrent ni bateries.

És molt possible implementar aquest esquema amb les vostres pròpies mans, sense implicar els instal·ladors. En aquest cas, el generador eòlic produeix essencialment calor per escalfar l'habitatge, que, al seu torn, serveix com a acumulador de calor adimensional i permet no preocupar-se massa pels canvis irregulars de l'energia eòlica, aprofitant al màxim tota l'electricitat generada pel vent. generador. A més, aquest sistema resulta ser autoregulador: un fort vent refreda la casa més ràpidament, però al mateix temps també fa possible que un tàndem d'un generador eòlic i un escalfador elèctric l'escalfi des de l'interior.

Tipus d'aerogeneradors

S'utilitzen dos tipus principals de molins de vent, que presenten diferències fonamentals:

• horitzontal
• vertical

En tots dos casos, estem parlant de l'eix de rotació del rotor. El disseny de diversos models de dispositius horitzontals difereix poc entre si, representant una mena de ventilador o hèlix domèstic. Els dispositius verticals tenen una varietat molt més gran de tipus de disseny, exteriorment significativament diferents entre si. Considerem-los amb més detall:

Molins de vent horitzontals

Les estructures horitzontals són més eficients, ja que perceben el flux del vent només amb el costat de treball de les pales.Els impulsors de tres pales són els més utilitzats, però per a dissenys petits es pot augmentar el nombre de pales.

Són estructures horitzontals les que s'utilitzen per a la fabricació de grans dissenys industrials amb una gran envergadura de fulles (més de 100 m), que, quan es combinen, formen centrals elèctriques força productives. Els estats d'Europa occidental, com Dinamarca, Alemanya, els països escandinaus, utilitzen activament els molins de vent per proporcionar energia a la població.

Els dispositius tenen un inconvenient: s'han d'apuntar al vent. Per als petits generadors eòlics, el problema es resol instal·lant una cua com un avió, que posiciona automàticament l'estructura al vent. Els models grans tenen un dispositiu de guia especial que controla la posició de l'impulsor en relació al cabal.

Estructures verticals

Els generadors eòlics de tipus vertical tenen una eficiència més baixa, de manera que s'utilitzen per proporcionar energia només a consumidors individuals: una casa privada, una casa de camp, un grup de dispositius, etc. Per a l'autoproducció, aquests dispositius són els més adequats, ja que tenen una àmplia selecció d'opcions de disseny, no necessiten pujar a un pal molt alt (tot i que això no està contraindicat per a ells).

Els rotors verticals es poden muntar amb qualsevol material a mà, qualsevol tipus d'una varietat de coneguts es pot utilitzar com a mostra:

• Rotors Savonius o Darier
• rotor Tretiakov més modern
• dissenys ortogonals
• dispositius helicoides, etc.

No cal descriure detalladament tots els tipus, ja que el seu nombre augmenta constantment.Gairebé totes les novetats es basen en un eix de rotació vertical i estan destinades a ser utilitzades en cases particulars o finques. La majoria dels desenvolupaments ofereixen la seva pròpia solució al problema principal dels dispositius verticals: baixa eficiència. Algunes variants tenen taxes força altes, però tenen una estructura de casc complexa (per exemple, el disseny de Tretiakov).

Principis de selecció

Per començar, formulem el problema que ens comprometem a resoldre: per què precisament es necessita energia eòlica, quin procés proporcionarà. En altres paraules, quin serà el consumidor. A continuació, el procés de creació d'un projecte per a un futur aerogenerador: haureu de decidir quin tipus serà, com es transmetrà exactament l'energia al consumidor final (corrent elèctric o mecànica, en forma de parell, moviments de translació, etc.). d'alguna manera diferent).

A l'article parlarem dels tipus de l'element més important d'una turbina eòlica: el rotor, analitzarem els avantatges i els contres de cada opció. També tocarem el tema de l'ús de l'energia generada. Esperem que aquesta informació us ajudi a l'etapa de disseny de la unitat.

Esperem que aquesta informació us ajudi a l'etapa de disseny de la unitat.

Quant costa un aerogenerador per a una casa

A continuació es mostren els preus dels aerogeneradors per a la llar i el jardí. Com a regla general, la potència d'aquestes instal·lacions és d'entre 5 i 50 kW.

• 3 kW, 48 volts. S'utilitzen tant l'alimentació auxiliar com la principal. L'energia generada per aquests models és suficient per garantir la vida útil de la casa. El preu és d'uns 90 mil rubles;
• 5 kW, 120 volts.Aquest aerogenerador alimentarà una casa sencera amb un gran nombre d'electrodomèstics sense cap problema. El preu és de 200-250 mil rubles;
• 10 kW, 240 volts. Aquests generadors eòlics poden proporcionar electricitat a una granja o a diversos edificis residencials. Hi ha molts exemples en què aquestes instal·lacions s'utilitzen per generar energia en petits supermercats, garatges, etc. El preu és d'uns 400 mil rubles;
• 20 kW, 240 volts. Això és suficient per subministrar electricitat a alguna estació de distribució d'aigua. El preu és d'uns 750 mil rubles;
• 30 kW, 240 volts. Aquest generador eòlic proporcionarà electricitat a un edifici d'apartaments de 5-7 plantes. El cost d'instal·lació és d'un milió de rubles;
• 50 kW, 380 volts. Aquestes instal·lacions s'utilitzen a la indústria. No són aptes per a ús domèstic. El preu és de més de 3 milions de rubles.

Camps d'aerogeneradors

Avantatges i pros dels parcs eòlics

• Energia renovable gratuïta. L'energia eòlica és renovable i gratuïta. Els molins de vent no emeten CO₂ o altres substàncies nocives. El vent és una font d'energia ideal i infinita. La construcció de més parcs eòlics comporta una reducció de l'aparició de centrals elèctriques que emeten substàncies nocives a l'atmosfera.
• Diversitat. L'ús de l'energia eòlica afavoreix una varietat de fonts d'energia i minimitza la dependència de les centrals elèctriques convencionals o d'altres tipus de generació d'energia.
• Futur. L'energia eòlica té futur! La creació de nous parcs eòlics comporta el desenvolupament tecnològic, la innovació tècnica i la creació de nous llocs de treball.
• Disminució de costos.Els costos de l'energia eòlica han baixat significativament en els últims anys. Durant els darrers vint anys, el cost s'ha reduït fins a un 80%, convertint aquest tipus d'energia actualment en la més rendible de tot tipus de centrals elèctriques.
• Benefici addicional. El propietari del solar on es troben els parcs eòlics pot esperar beneficiar-se de l'arrendament d'aquest terreny, ja que la superfície real necessària per a la planta és petita. A més, els terrenys on es troba la central es poden utilitzar en agricultura (per al cultiu de diferents conreus) ja que les estacions no tenen emissions nocives.
• Prudència. La vida útil d'aquesta central elèctrica és de mitjana de 20 a 30 anys i, després del seu desmantellament, no en queden rastres, ni al paisatge ni a l'atmosfera.
• Eficiència. El procés de funcionament dels parcs eòlics és bastant senzill, el temps de muntatge és molt curt i els costos d'operació i manteniment també són força baixos. La central elèctrica produeix 85 vegades més energia de la que consumeix. També té pèrdues relativament petites durant el transport d'energia.
• Adopció. La instal·lació d'un parc eòlic gaudeix d'un reconeixement públic. La gran majoria de la gent entén i dóna suport als beneficis d'utilitzar aquesta forma d'energia.

Instal·lar o no

A l'hora de decidir si s'instal·la un parc eòlic, cal obtenir les següents dades inicials:

• La velocitat mitjana del vent al lloc d'instal·lació en metres per segon. En la primera aproximació, la imatge ve donada per un mapa dels vents a Rússia. Però en un lloc d'instal·lació particular, hi pot haver diversos factors que afecten la velocitat del vent, per exemple, turons, llits dels rius.Per determinar amb precisió el mapa anual del vent, podeu utilitzar la veleta Wild, un anemòmetre o realitzar observacions diàries de la natura circumdant.

• Disponibilitat d'alimentació centralitzada, el cost d'un quilowatt-hora i la possibilitat de posar una línia elèctrica.

L'algorisme per avaluar la recuperació d'un molí de vent és el següent:

• Segons el mapa del vent i les característiques tècniques de l'aparell, determineu la potència generada per als períodes d'estiu i hivern o mensual. Per exemple, per al dispositiu de 2 kW comentat anteriorment, la potència generada a una velocitat de 5 m / s serà de 400 W;
• A partir de les dades obtingudes, determineu la capacitat generada anualment;
• A partir del cost d'un quilowatt-hora, determineu el preu de l'electricitat generada;
• Dividiu el cost del kit de turbina eòlica per la xifra resultant i obteniu el retorn en anys.

Per fer ajustos al càlcul, tingueu en compte:

• Les piles s'hauran de canviar almenys un cop cada tres anys;
• La vida útil d'un generador eòlic modern és de 20 anys;
• El dispositiu necessita ser reparat. El cost i les condicions del servei s'han d'aclarir amb el venedor de l'equip;
• El cost d'un quilowatt-hora creix cada any, durant els 10 anys anteriors s'ha multiplicat per més de 3. El 2017 està previst un creixement tarifari com a mínim del 4%, de manera que podem procedir d'aquest augment dels preus de l'electricitat.

Si les xifres d'amortització obtingudes no són satisfactòries, però voleu disposar d'una font d'energia alternativa o no hi ha possibilitat de connectar-vos a una font d'alimentació centralitzada, hauríeu de considerar opcions per augmentar l'eficiència del molí de vent i reduir-ne el cost. instal·lació i manteniment.

Les opcions següents són possibles:

• Instal·lant diversos dispositius de menor potència en lloc d'un de gran.Això reduirà el preu dels equips principals, reduirà els costos d'instal·lació i manteniment i augmentarà la productivitat a causa del fet que els aerogeneradors petits són més eficients a velocitats de vent baixes;
• Instal·lació d'un sistema especial de gestió d'energia de xarxa, combinat amb un sistema d'alimentació central. Aquests dispositius estan disponibles comercialment avui dia.