Tuuligeneraattori (49 Kuvaa): Valinta Tuuliturbiinin Omakotitaloon Sähkön Tuottamiseksi, Hyvät Ja Huonot Puolet, Tuulipuiston Rakentaminen

2024 Kirjoittaja: Beatrice Philips | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-18 12:11

Olosuhteiden parantamiseksi ihmiskunta käyttää vettä ja erilaisia mineraaleja. Viime aikoina vaihtoehtoisista energialähteistä, erityisesti tuulivoimasta, on tullut suosittuja. Jälkimmäisen ansiosta ihmiset ovat oppineet vastaanottamaan energiansaantia sekä kotimaisiin että teollisiin tarpeisiin.

Mikä se on?

Koska energiavarojen tarve kasvaa päivittäin ja tavallisten energialähteiden varastot vähenevät, vaihtoehtoisten energialähteiden käyttö on yhä tärkeämpää joka päivä. Viime aikoina tiedemiehet ja suunnitteluinsinöörit ovat luoneet uusia tuuliturbiinimalleja . Uusimpien tekniikoiden avulla voidaan parantaa yksiköiden laatuominaisuuksia ja vähentää rakenteiden negatiivisten näkökohtien määrää.

Tuuligeneraattori on eräänlainen tekninen laite, joka muuntaa liike -tuulen energian sähköenergiaksi

Näiden yksiköiden tuottaman tuotteen arvo ja käyttö lisääntyvät jatkuvasti, koska ne käyttävät työssä käytettäviä resursseja.

Missä niitä käytetään?

Tuuligeneraattoreita käytetään eri paikoissa, yleensä avoimilla alueilla, joissa tuulipotentiaali on suurin. Vaihtoehtoisten energialähteiden asemat on asennettu vuorille, matalille vesille, saarille ja pelloille. Nykyaikaiset laitokset voivat tuottaa sähköä myös pienellä tuulen nopeudella. Tämän mahdollisuuden vuoksi tuuligeneraattoreita käytetään toimittamaan sähköä eri kapasiteetin kohteille.

Kiinteä tuulipuisto voi toimittaa sähköä omakotitalolle tai pienelle teollisuuslaitokselle. Kun tuulta ei ole, energiavarasto kerätään ja käytetään sitten akusta.

Keskitehoiset tuuliturbiinit voidaan käyttää tiloilla tai taloissa, jotka ovat kaukana lämmitysjärjestelmistä. Tässä tapauksessa tätä sähkönlähdettä voidaan käyttää tilan lämmitykseen.

Laite ja toimintaperiaate

Tuuligeneraattoria käytetään tuulivoimalla. Tämän laitteen suunnittelun tulee sisältää seuraavat osat:

• turbiinin siivet tai potkuri;
• turbiini;
• sähkögeneraattori;
• sähkögeneraattorin akseli;
• invertteri, jonka tehtävänä on muuntaa vaihtovirta tasavirraksi;
• mekanismi, joka pyörittää teriä;
• mekanismi, joka kiertää turbiinia;
• akku;
• masto;
• pyörivä liikeohjain;
• pelti;
• tuulianturi;
• tuulimittarin varsi;
• gondoli ja muut elementit.

Generaattorityypit ovat erilaisia, joten niiden rakenneosat voivat vaihdella.

Teollisuusyksiköissä on sähkökaappi, salamasuoja, kääntömekanismi, luotettava perusta, palon sammutuslaite ja tietoliikenne.

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

1. Tuulen voiman ansiosta siivet alkavat pyöriä, joiden vääntömomentti välittyy generaattorin akselille.
2. Roottorin pyöriminen luo kolmivaiheisen vaihtovirran.
3. Säätimen kautta vaihtovirta lähetetään akkuun. Akku on välttämätön tuuligeneraattorin vakaan toiminnan aikaansaamiseksi. Jos tuuli on päällä, laite lataa akun.
4. Tuulivoimantuotantojärjestelmän hurrikaania vastaan on olemassa elementtejä, jotka ohjaavat tuulipyörän tuulelta. Tämä tapahtuu taittamalla häntä tai jarruttamalla pyörää sähköjarrulla.
5. Akun lataamiseksi sinun on asennettava ohjain. Jälkimmäisen toimintoihin kuuluu akun latauksen seuranta sen rikkoutumisen estämiseksi. Tarvittaessa tämä laite voi kaataa ylimääräistä energiaa painolastille.
6. Paristoissa on jatkuvasti matala jännite, mutta sen pitäisi saavuttaa kuluttaja 220 voltin teholla. Tästä syystä invertterit asennetaan tuuligeneraattoreihin. Jälkimmäiset kykenevät muuttamaan vaihtovirran tasavirraksi ja nostamaan sen tehonilmaisimen 220 volttiin. Jos taajuusmuuttajaa ei ole asennettu, on käytettävä vain niitä laitteita, jotka on mitoitettu pienjännitteelle.
7. Muunnettu virta lähetetään kuluttajalle lämmityspattereiden, huonevalojen ja kodinkoneiden virransyöttöön.

Teollisten tuuligeneraattoreiden suunnittelussa on lisäelementtejä, joiden ansiosta laitteet toimivat itsenäisessä tilassa.

Tyypit, niiden edut ja haitat

Tuulipuistojen luokittelu perustuu seuraaviin kriteereihin

1. Terien määrä Tällä hetkellä myynnissä on yksiteräinen, matalateräinen, moniteräinen tuulimylly. Mitä vähemmän siipiä generaattorissa on, sitä korkeampi sen moottorin kierrosluku on.
2. Nimellistehon ilmaisin . Kotitalousasemat tuottavat jopa 15 kW, puoliteollinen - jopa 100 ja teollinen - yli 100 kW.
3. Akselin suunta . Tuuliturbiinit voivat olla sekä pysty- että vaakasuoria, jokaisella tyypillä on hyvät ja huonot puolensa.

Ne, jotka haluavat hankkia vaihtoehtoisen energialähteen, voivat ostaa tuuligeneraattorin, jossa on roottori, kineettinen, pyörre, purje, mobiili.

Tuulivoimaloiden luokitus on myös niiden sijainnin mukaan. Nykyään yksiköitä on 3 tyyppiä.

1. Maanpäällinen . Tällaisia tuulimyllyjä pidetään yleisimmin; ne on asennettu kukkuloille, korkeuksille, etukäteen valmistetuille paikoille. Tällaisten laitteiden asennus suoritetaan kalliilla laitteilla, koska rakenneosat on kiinnitettävä korkealle.
2. Rannikkoasemia rakennetaan meren ja valtameren rannikkoalueelle . Merituuli vaikuttaa generaattorin toimintaan, minkä vuoksi 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. Myöhemmin energia menee rannalle erikoiskaapelin kautta.

Pystysuora

Pystysuorille tuulivoimaloille on ominaista pystysuora pyörimisakseli suhteessa maahan. Tämä laite puolestaan on jaettu kolmeen tyyppiin.

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

Darrieus -roottorilla . Laitteen pyörimisakselilla on useita teriä, jotka yhdessä ovat nauhan muotoisia. Generaattorin etuja pidetään ilman virtaukseen keskittymisen tarpeettomuuden puutteena, valmistusprosessin vaikeuksien puuttumisena sekä yksinkertaisena ja kätevänä huollona. Yksikön haittapuolia ovat alhainen hyötysuhde, lyhyt huoltosykli ja huono itsekäynnistys.

Kierukkaroottorilla . Tämäntyyppinen tuuligeneraattori on muutos edelliseen versioon. Sen etuna on pitkä käyttöaika ja pieni kuormitus mekanismeille ja tukiyksiköille. Yksikön haitat ovat rakenteen korkeat kustannukset, vaikeat ja monimutkaiset terien valmistusprosessit.

Vaakasuora

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

• tarve suunnata ilmavirtojen suunnan mukaan;
• tarve asentaa korkeita rakenteita - mitä korkeampi asennus, sitä tehokkaampi se on;
• perustan tarve maston myöhempää asennusta varten (tämä lisää prosessin kustannuksia);
• korkea melu;
• vaara ohi lentäville linnuille.

Vane

Terävoiman generaattoreilla on potkurin muoto. Tässä tapauksessa siivet vastaanottavat ilmavirran energian ja käsittelevät sen pyöriväksi liikeksi.

Näiden elementtien kokoonpanolla on suora vaikutus tuuliturbiinin tehokkuuteen.

Vaakasuorissa tuulivoimaloissa on siipipyörät, joissa on siivet, joita voi olla tietty määrä . Yleensä niitä on 3. Terien lukumäärästä riippuen laitteen teho voi joko kasvaa tai pienentyä. Tämän tyyppisen tuuliturbiinin selvä etu on kuormien tasainen jakautuminen painelaakereille. Yksikön haittana on, että tällaisen rakenteen asentaminen vaatii paljon lisämateriaaleja ja työvoimakustannuksia.

Turbiini

Tuuliturbiinigeneraattoreita pidetään tällä hetkellä tehokkaimpina. Syynä tähän on terän alueiden ja niiden kokoonpanon optimaalinen yhdistelmä . Terättömän rakenteen etuja ovat korkea hyötysuhde ja alhainen melu, joka johtuu laitteen pienistä mitoista. Lisäksi nämä yksiköt eivät romahda voimakkaassa tuulessa eivätkä vaaranna muita ja lintuja.

Turbiinityyppistä tuulimyllyä käytetään kaupungeissa, ja sen avulla on mahdollista tarjota oma talo ja kesämökki valaistuksella . Tällaisella generaattorilla ei käytännössä ole haittoja.

Tuuliturbiinin haittapuoli on tarve vakauttaa rakenteen komponentteja.

Pääpiirteet

Tuuligeneraattorien 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:

• kallis;
• mahdollisuus maksaa takaisin vasta 5 vuoden kuluttua;
• alhainen tehokkuus, pieni teho;
• kalliiden laitteiden tarve.

Mitat (muokkaa)

Laitteet tuulen energian tuottamiseksi voivat olla erikokoisia. Niiden teho riippuu tuulipyörän koosta, maston korkeudesta ja tuulen nopeudesta. Suurimmassa yksikössä on 135 m pitkä pylväs ja roottorin halkaisija 127 m . Siten sen kokonaiskorkeus on 198 metriä. Suuret korkeat tuuliturbiinit ja pitkät siivet soveltuvat energian toimittamiseen pienille teollisuusyrityksille ja maatiloille. Pienempiä malleja voidaan asentaa kotiin tai maahan.

Tällä hetkellä he valmistavat marssintyyppistä tuulimyllyä, jonka siivet ovat halkaisijaltaan 0, 75 ja 60 metriä . Asiantuntijoiden mukaan generaattorin mitat eivät saisi olla suuria, koska pieni kannettava laitteisto soveltuu pienen energian tuottamiseen. Yksikön pienin malli on 0,4 metriä korkea ja painaa alle 2 kiloa.

Valmistajat

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

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

Valmistajat voivat valmistaa tuuliturbiineja asiakkaan henkilökohtaisten mieltymysten mukaan. Lisäksi valmistajilla on usein palvelu tuulipuistojen laskemiseen ja suunnitteluun.

Myös ulkomaiset sähkögeneraattoreiden valmistajat ovat erittäin suosittuja:

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

Kuluttajien arvioiden mukaan ulkomaiset laitteet ovat korkealaatuisia, koska ne valmistetaan uusimmilla laitteilla.

On kuitenkin syytä muistaa, että tällaisten tuuligeneraattoreiden käyttö edellyttää kalliita korjauksia ja varaosia, joita on lähes mahdotonta löytää kotimaisista myymälöistä. Sähköntuotantoyksiköiden kustannukset riippuvat yleensä suunnittelusta, kapasiteetista ja valmistajasta.

Miten valita?

Jos haluat valita oikean tuuligeneraattorin kesämökille tai kotiin, sinun on otettava huomioon seuraavat seikat

1. Huoneeseen kytkettävien asennettujen sähkölaitteiden tehon laskeminen.
2. Tulevan yksikön teho, kun otetaan huomioon turvallisuustekijä. Jälkimmäinen ei salli generaattorin ylikuormitusta huipputilanteessa.
3. Alueen ilmasto. Sateella on negatiivinen vaikutus laitteen suorituskykyyn.
4. Laitteiden tehokkuus, jota pidetään yhtenä tärkeimmistä indikaattoreista.
5. Meluindikaattorit, jotka kuvaavat tuuliturbiinia käytön aikana.

Kaikkien edellä mainittujen lisäksi kuluttajan tulisi arvioida kaikki asennuksen parametrit ja lukea siitä tehdyt arvostelut.

Tapoja parantaa työn tehokkuutta

Tuuligeneraattorin toiminnan tehostamiseksi on tarpeen muuttaa sen käyttöominaisuuksia ja ominaisuuksia positiiviseen suuntaan. Ensinnäkin kannattaa lisätä juoksupyörän herkkyyttä suhteellisen heikkoon ja epävakaaseen tuuleen.

Idean kääntämiseksi todellisuuteen on suositeltavaa käyttää "terälehtipurje".

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

Toinen tapa lisätä tuuliturbiinin tehokkuutta on käyttää hajottimia tai suojakorkkeja, jotka katkaisevat virtauksen vastakkaiselta pinnalta . Jokaisella vaihtoehdolla on sekä etuja että haittoja. Ne ovat kuitenkin joka tapauksessa tehokkaampia kuin perinteinen malli.

DIY rakentaminen

Tuuligeneraattori on kallista. Jos haluat asentaa sen alueellesi, kannattaa harkita seuraavia kohtia:

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

Muuten tuulipuisto ei anna odotettua tulosta. Koska vaihtoehtoisen energian kysyntä kasvaa joka vuosi ja tuuliturbiinin hankinta on konkreettinen isku perheen talousarvioon, voit yrittää tehdä yksikön omin käsin ja asentaa sen myöhemmin. Tuuliturbiinin valmistus voi perustua neodyymimagneetteihin, vaihteistoon, teriin ja niiden poissaoloon.

Tuuliturbiinilla on paljon etuja . Siksi suurella halulla ja alkeellisten suunnittelukykyjen läsnäololla lähes jokainen käsityöläinen voi rakentaa aseman sähköntuotantoon sivustollaan. Laitteen yksinkertaisinta versiota pidetään pystysuoran akselin tuuliturbiinina. Jälkimmäinen ei vaadi tukea ja korkeaa mastoa, ja asennusprosessille on ominaista yksinkertaisuus ja nopeus.

Tuuligeneraattorin luomiseksi sinun on valmisteltava kaikki tarvittavat elementit ja kiinnitettävä moduuli valittuun paikkaan. Osana kotitekoista pystysuoraa energiageneraattoria tällaisten elementtien läsnäolo katsotaan pakolliseksi:

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

Terät voivat olla valmistettu kevyestä joustavasta muovista, koska muut materiaalit voivat vaurioitua ja vääntyä suurien kuormien vaikutuksesta. Ensinnäkin PVC -putkista on leikattava 4 yhtä suurta osaa. Tämän jälkeen sinun on leikattava pari puoliympyrän muotoista palasia purkista ja kiinnitettävä ne putkien reunoja pitkin. Tässä tapauksessa terän osan säteen tulisi olla 69 cm, jolloin terän korkeus saavuttaa 70 cm.

Roottorijärjestelmän kokoamiseksi sinun on otettava 6 neodyymimagneettia, 2 ferriittikiekkoa, joiden halkaisija on 23 cm, liimaa liimausta varten. Magneetit tulisi sijoittaa ensimmäiselle levylle ottaen huomioon 60 asteen kulma ja halkaisija 16,5 cm. Saman kaavion mukaisesti toinen levy kootaan ja magneetit kaadetaan liimalla. Staattoria varten sinun on valmisteltava 9 kelaa, joista jokainen kelataan 60 kierrosta kuparijohtimia, joiden halkaisija on 1 mm. Juotos on suoritettava seuraavassa järjestyksessä:

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

Toinen vaihe kootaan samalla tavalla. Seuraavaksi vanerilevystä valmistetaan lomake, jonka pohja on lasikuitua. Juotettujen kelojen vaiheet asennetaan päälle. Rakenne täytetään liimalla ja jätetään useita päiviä liimaamaan kaikki osat yhteen. Sen jälkeen voit aloittaa tuuligeneraattorin yksittäisten elementtien yhdistämisen yhdeksi kokonaisuudeksi.

Rakenteen kokoamiseksi yläroottoriin on tehtävä 4 reikää nastoille. Alempi roottori asennetaan magneeteilla ylöspäin kannattimeen. Tämän jälkeen sinun on asetettava staattori reikien kanssa, jotka tarvitaan telineen asentamiseen. Tappien tulee levätä alumiinilevyllä ja peittää sitten toisella roottorilla magneetit alaspäin.

Avaimia käyttäen on tarpeen kiertää tappeja niin, että roottori putoaa alas tasaisesti ja ilman nykimistä . Kun oikea paikka on otettu, kannattaa irrottaa nastat ja poistaa alumiinilevyt. Työn päätyttyä rakenne on kiinnitettävä muttereilla eikä sitä saa kiristää tiukasti.

Vahva metalliputki, jonka pituus on 4-5 metriä, sopii mastoksi . Valmiiksi koottu generaattori on ruuvattu siihen. Tämän jälkeen runko terillä kiinnitetään generaattoriin ja mastorakenne asennetaan alustalle, joka on valmistettu etukäteen. Järjestelmän sijainti on kiinnitetty hakasella.

Virtalähteen liittäminen tuuliturbiiniin tapahtuu sarjassa. Säätimen on otettava resurssi generaattorista ja muutettava vaihtovirta tasavirraksi.