Бүгінгі таңда электр қуатына тарифтер көтеріліп, халықтың «өркениеттен» алыс саяжайлар мен саяжайлар салуға деген құлшынысы артқан сайын, көптеген жеке меншік үйлердің иелері баламалы энергия көздеріне көбірек бет бұруда. Қазіргі уақытта ең арзаны жел энергиясы. Оны пайдалану үшін арнайы құрылғылар әзірленген. Әрі қарай мақалада жел генераторының не екенін қарастырамыз.
Терминология
Жел диірменінің электр генераторы – ауа ағынының кинетикалық энергиясын механикалық түрлендіретін құрылғы. Бұл күш ротордың айналуын бастайды. Оның жұмысының нәтижесінде механикалық энергия кейіннен электр энергиясына айналады.
Өнеркәсіптік пайдалану
Мұндай құрылғыларды ірі жеке немесе мемлекеттік энергетикалық компаниялар жасайды. Әдетте олар желілер деп аталатындарға біріктіріледі. Нәтижесінде жел электр станциялары пайда болды. Бұл өнеркәсіптік желілер әртүрлішикізаттың (отынның) және қалдықтардың толық болмауы арқылы ядролық немесе термиялық. Жел электр станциясының генераторы ақаусыз жұмыс істеуі үшін орташа жылдық ауа ағыны жоғары болуы керек. Заманауи жүйелердің қуаты 7,5 МВт жетуі мүмкін.
Кейбір операциялық қиындықтар
Өнеркәсіптік жел генераторы жеті-он күн ішінде арнайы дайындалған жерге орнатылады. Ал құрылымды салуға рұқсат алу кейбір жағдайларда бір жылдан астам уақытты алады. Сонымен қатар жел генераторларын орнату жұмыстары жүргізілетін жерде ұзақ мерзімді зерттеулер қажет. Жыл бойы дегенде ауа ағындарының бағыты мен жылдамдығы зерттеледі. Осы іс-шаралардың барлығы жобаларды жүзеге асыру мерзімін айтарлықтай арттырады.
Қысқаша тарихи дерек
Айта кетейік, адамдар жел энергиясын ертеде пайдалана бастаған. Қарапайым мысал - желкен. Жел диірмендері біздің дәуірімізге дейін 200 жыл бұрын салынды, ал электр энергиясы ашылғаннан кейін адамдар оны алу үшін ауа ағындарының күшін қолдануға тырысты. Өткен ғасырдың 50-жылдарына дейін Кеңес Одағында жаңа техниканы жобалау және жобалау бойынша үздіксіз жұмыс жүргізілді. Елде жел генераторлары кеңінен қолданылады.
Қолдану саласы
Жел генераторын тікелей мақсаты бойынша пайдалануға болады немесе ол таза сәндік функцияларды орындай алады. Пропеллерді ратчетпен жабдықтауға және қоюға боладықұрылғыны кез келген қолайлы жерге қойыңыз. Өнеркәсіптік мақсатта астықты ұнтақтау үшін бұрын жел генераторы қолданылған. Бүгінгі күні, әдетте, осы мақсаттар үшін басқа жабдықтар пайдаланылады. Үйде жиі жел генераторлары қолданылады. Қала маңындағы жылжымайтын мүлік иелерінің пікірлері суды сору процесінде мұндай дизайнның тиімділігі туралы куәландырады. Сонымен, кейбір пайдаланушылардың пікірінше, қондырғы ұңғымадан немесе ұңғымадан шамамен 30-50 литр / сағ көтеруге қабілетті. Мұндай генераторлар беру үшін өте өзекті. Жел құрылымдары желіге ток беруде үзілістер болған жағдайда жиі қажет. Олар жылу жүйесін іске қосу үшін де қолданылады. Дегенмен, жел генераторы электр энергиясын өндіру үшін кеңінен қолданылады.
Жіктеу
Егер жеке үйге жел генераторын сатып алу қажет болса, онда сіз осы қондырғының түрлері мен жұмыс принципі туралы көбірек білуіңіз керек. Дизайн карусель түрі болуы мүмкін. Бұл жағдайда оның тік айналу осі бар. Сондай-ақ, дизайн қанатты болуы мүмкін. Бұл қондырғының айналу осі көлденең екенін білдіреді. Әрі қарай әр түрін бөлек қарастырыңыз.
Карусель дизайны
Мұндай жел генераторының еңбегі сөзсіз. Ауа ағынының күшін арттыру процесінде ол тез тартымдылыққа ие болады. Кейіннен айналу жылдамдығы дерлік бірдей деңгейде. Бұл дизайн желдің бағытын тәуелсіз бақылайды. Бұл оған қосымша қажет емес дегенді білдіредіарматура. Карусель типті жел генераторы баяу қозғалады. Бұл жеткілікті қарапайым схемаларды пайдалануға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, төмен жылдамдық құрылымдарды пайдалануды айтарлықтай шектейді. Бұл күшейткіш редукторларды қосымша пайдалану қажеттілігіне байланысты. Көбейткіштердің тиімділігі айтарлықтай төмен. Беріліс қорабы болмаса, жел генераторының жұмысы айтарлықтай қиынырақ.
Қанат дизайны
Мұндай генератор (жел) дегеніміз не? Көптеген пайдаланушылардың пікірлері осы дизайнның пайдасына айтады. Қанат типті қондырғының жоғарыда сипатталғандармен салыстырғанда көптеген артықшылықтары бар. Мұндай жел генераторының сөзсіз артықшылықтарына пайдаланушылар айтарлықтай жоғары айналу жылдамдығын жатқызады. Осының арқасында мультипликаторды қосымша пайдаланудың қажеті жоқ. Қалақша құрылымының қалақтары ауа ағынына перпендикуляр, яғни тігінен орналасуы керек. Ол үшін тұрақтандырғыш қолданылады. Пайдаланушылардың пікірінше, жел генераторының тағы бір артықшылығы ауа ағынының энергияны түрлендірудің жоғары тиімділігі болып табылады. Сонымен қатар, мұндай конструкциялардағы айналу жылдамдығы пышақтардың санына кері пропорционалды. Осыған байланысты бөлімшелерде, әдетте, үш қанаттан аспайды. Мұндай қондырғылардың кең танымалдығы құрылымдарды дайындаудың қарапайымдылығына байланысты.
Құрылғы таңдау критерийлері
Ең алдымен орташа жылдамдықты дәл анықтау керек жәнеқұрылғы жұмыс істейтін жердегі ауа ағынының қолайлы бағыты. Сіз кейбір параметрлерді білуіңіз керек. Сонымен, қалақтардың айналуының басталу жылдамдығы 2 м/с құрайды. Құрылғы максималды тиімділікке 9-12 м / с ағынмен жетеді. Генератордың қуаты пропеллердің диаметріне және жел жылдамдығына байланысты.
Дизайн мүмкіндіктері
Үйдегі жел генераторы неден тұрады? Дизайндың өзі пышақтары бар дөңгелекті қамтиды. Оның беріліс қорабы да бар. Бұл механизм айналу моментін түрлендіруге және беруге арналған. Сондай-ақ дизайнда діңгек бар. Құрылғының өзі оған орнатылған. Сондай-ақ, құрылғы аккумулятормен және инвертормен жабдықталған. Соңғысының көмегімен тұрақты ток тиімді айнымалы токқа айналады.
Құрылғы және желі
Бүгінгі күні бар қондырғылардың көпшілігі орталықтандырылған немесе жергілікті электр көзімен жұмыс істейді. Мысалы, ол дизельдік генератор болуы мүмкін. Қосымша көзді пайдалану қажеттілігі ауа ағындарының тұрақсыздығымен түсіндіріледі. Бұл жағдайда желі тұрақтандыру тапсырмасын орындайды. Мұндай құрылымдарды пайдаланудың белгілі бір шарттары бар. Ең бастысы, жел генераторының қуаты міндетті түрде жел генераторынан кемінде 1,8 есе жоғары болуы керек.
Жұмыс принципі
Қуатты ауа ағындары жел генераторының қалақтарын қозғайды. Олар айнала бастайды. Алынған энергия ротор арқылы көбейткішке беріледі. ҚалайБөлімшелердің жеке де, топтық та жұмыс істей алатыны жоғарыда айтылды. Кейбір конструкцияларда құрылғы өнімділігін жақсарту үшін көбейткіштер орнатылады. Айта кету керек, мұндай қондырғыны әркім сатып ала алмайды. Осыған байланысты кейбір адамдар өз қолдарымен үйлеріне жел генераторларын салады. Мұны қалай жасау керектігін толығырақ қарастырамыз.
Бірлік түрі
Үйге арналған жел генераторлары дегеніміз не? Құрылғылардың екі түрі бар. Біріншісі – көлденең, екіншісі – тік жел генераторы. Соңғы дизайн, пайдаланушылардың өздеріне сәйкес, құрастыру және орнату оңайырақ - құрылғыны теңестіру өте оңай. Сонымен қатар, бұл жүйе желдің тиімді әрекетінің жоғары коэффициентіне ие. Құрастыру үшін таңдалған құрылғы неғұрлым қуатты болса, дөңгелектің салмағы мен диаметрі соғұрлым көп болады. Бұл өз кезегінде теңгерімдеуді және орнатуды қиындатады.
Компоненттер
Жел генераторын жасамас бұрын барлық қажетті элементтер мен бөлшектерді дайындау керек:
- 12 В батарея. Көлік құрылғысын пайдалануға болады, бірақ балама құрылғыны сатып алған дұрыс. Мұндай батарея қауіпсіз және берік болады.
- Генератор 12 В.
- Ротор 1,5-2 м.
- Металл бөшке немесе шелек (үлкен). Алюминийден немесе тот баспайтын болаттан жасалған ыдысты қолданған жөн.
- Батареяны зарядтау релесі.
- Шамдарды зарядтауға арналған реле (мысалы, автомобиль).
- Жартылай жабық қосқыш.
- Айысу қорабы.
- Вольтметр. Сіз көлікті пайдалана аласыз.
- Биіктігі 2 метрден 10 метрге дейінгі діңгек. Сіз оны өзіңіз де жасай аласыз. Бұл негіз үшін ПВХ құбырлары мен металл бөлшектерді қажет етеді.
- 4 M6 болт.
- Сымдар.
- Тот баспайтын сым немесе қысқыштар. Бұл элементтер діңгекке бекітіледі.
Сізге келесі құралдар да қажет болады:
- Кескіштер.
- Бұрғылау және бұрғылау.
- Бұрауыш.
- Кілттер.
Мастаны орнату
Оны орнатпас бұрын іргетастың көлеміне және құбырдың көлденең қимасына сәйкес іргетасты толтыру қажет. Бұл жағдайда климат пен топырақтың қасиеттерін ескеру қажет. Жел турбинасы бар діңгекті орнату ерітінді қатайғаннан кейін жүзеге асырылады (құюдан кейін кемінде бір аптадан кейін). Сіз жай ғана жерге тірек қазып, сымдарды бекіте аласыз. Дегенмен, бұл опцияның сенімділігі төмен.
Ротор
Диаметр желдің орташа жылдамдығына сәйкес таңдалады. Ротор жасалып, шкив қайта жасалады (қозғалысты жетекші белдікке немесе арқанға беруге арналған, шеңбер бойымен жиегі немесе ойығы бар арнайы үйкеліс дөңгелегі). Шындығында, желдің жылдамдығы 6-7 м/с дейін болса, 3 м элементтің қуаты жоғарырақ болады.
Қандар
Бөшке 4 тең бөлікке бөлінген. Ол үшін рулетка мен маркер қолданылады. Пышақтар металға арналған қайшымен кесіледі. Содан кейін қанаттар шығырға және түбіне бекітіледі. Бекіткіштер ретіндеболттар қолданылады. Оларға арналған орындар өте дәл өлшенуі керек, әйтпесе болашақта айналуды жиі реттеуге тура келеді. Пышақтар ауа ағынында қажетсіз екпіннің алдын алу үшін ақырын бүктеледі.
Құрастыру
Сымдар генераторға қосылған және схема коммутатор қорабында жиналған. Құрылғы діңгекке бекітілген. Сымдар тірекке және генераторға бекітілген. Содан кейін құрылғы, содан кейін батарея тізбекке қосылады. Көлденең қимасы 2,5 кВт-қа дейін болатын сымдардың көмегімен жүктеме қосылады. Пышақтардың иілу дәрежесіне байланысты айналу жылдамдығы белгіленеді. Мұндай құрылғы саяжайды немесе коттеджді энергиямен қамтамасыз ету үшін жеткілікті болуы керек.
Өнімділік артты
Діңгекті 20-25 метрге дейін көтергенде ауа ағынының жылдамдығы 30%-ға артады. Бұл ретте энергия өндіру де 1,5 есеге дейін артады. Бұл опция желдің жылдамдығының төмендеуінде (4 м/с дейін) қолданылады. Биік діңгекпен ағаштар мен ғимараттардың әсері жойылады. Міне, өз жел турбинасын жасау жолы.
Индустрияны дамыту
Бүгін үйдегі жел генераторын қолайлы бағамен сатып алуға болады. Бұл осы саланың тұрақты және белсенді дамуы туралы айтады. Орнатуды өзіңіз сатып алу немесе құрастыру арқылы сіз өзіңіздің үйіңіздің энергетикалық тәуелсіздігін ұзақ уақыт бойы қамтамасыз ете аласыз. Әдетте, шағын ғимарат үшін 1 кВт номиналды қуаты бар қондырғы жеткілікті. Сонымен қатар, құрылғының жұмыс аймағында желдің жылдамдығы8 м/с болуы керек. Егер аймақта тұрақты ауа ағыны болмаса немесе ол әлсіз болса, құрылғы дизельдік генератормен немесе фотоэлектрлік элементтермен жабдықталуы мүмкін. Ресейде бүгінгі күні жел генераторларын орнату үрдісінің пайда болуы ғана байқалады. Ішкі нарықта ішкі қажеттіліктерге арналған аз қуатты қондырғыларды өндірушілердің бір бөлігі ғана ұсынылған. Толық жиынтықта 1 кВт жел қондырғыларының құны 35-40 мың рубльден басталады. Бұл екі жыл бұрынғы бағалар. Құрылғыны орнату үшін сертификат берудің қажеті жоқ.
Қолданудың кемшіліктері мен артықшылықтары
Энергия тарифтерінің ұдайы өсуіне қарамастан, электр энергиясының өзі басқа шығындармен бірге салалардың негізгі бөлігінде айтарлықтай мән болып табылмайды. Бүгінгі таңда тұтынушы үшін тұрақтылық пен қамтамасыз ету қауіпсіздігі негізгі факторлар болып табылады. Жел генераторларынан алынатын өнеркәсіптік мақсаттағы энергия құнының өсуін тудыратын негізгі себептер:
- Біраз уақытқа автономды жұмыс істеу қажеттілігі. Бұл жағдайларда батареялар пайдаланылады.
- Өнеркәсіптік сапалы электр энергиясына қажеттілік. Ол үшін инвертор пайдаланылады.
- Үздіксіз жұмыс уақытының қажеттілігі. Мұндай жағдайларда дизельдік генераторлар қосымша пайдаланылады.
Құрылғыларды күнделікті өмірде қолдануға келетін болсақ, жұмыстың кемшіліктері мыналарды қамтуы керек:
- Батареялардың жоғары құны. Олқұрылғының өзі бағасының шамамен 25%-ы.
- Инвертордың салыстырмалы түрде жоғары құны.
- Электр қуатын сенімді қамтамасыз ету үшін кейбір жағдайларда дизельдік генератор қолданылады. Оның құны құрылғының өзіндік бағасымен салыстырмалы.
Алайда, бұл факторлар заманауи қос түрлендіру UPS және жалпы желімен өзектілігін жоғалтатынын атап өткен жөн. Бүгінгі таңда экономикалық тұрғыдан алғанда, өнеркәсіптік мақсатта жел генераторының көмегімен электр энергиясын емес, тұрақты немесе айнымалы токты алу өте орынды. Кейіннен ол ыстық суға және үйді жылытуға арналған жылуға айналады. Ол үшін қыздыру элементтері қолданылады. Бұл схеманың артықшылықтары бар. Атап айтқанда, бұл жағдайда суы бар кәдімгі қазандық энергия аккумуляторы ретінде әрекет ете алады, жылуды тұтыну үшін қамтамасыз етудің үздіксіздігі мен сапасына мұндай қатаң талаптар жоқ.
