Vindgenerator for et privat hjem: enhet, typer, gjennomgang av de beste tilbudene

Vindmøller har lenge sluttet å være en eksotisk nyhet; de regnes nå som et av de mulige sparealternativene.Luftstrømmer over jordoverflaten bærer en enorm mengde energi, som i dag med hell brukes i industrielle vindturbiner og små vindturbiner til privat bruk.

Vi vil fortelle deg hvordan du velger riktig og teknisk kompetent installasjon av en vindgenerator for et privat hjem. Vår foreslåtte artikkel beskriver reglene for montering og drift av minikraftverk. Interesserte kjøpere får anbefalinger om valg, og en vurdering av populære modeller er gitt.

Design og driftsprinsipp for vindturbiner

Vindgeneratorer er spesielle enheter som transformerer den kinetiske energien til vinden til elektrisk energi. Dette er uavhengige strømkilder som egner seg utmerket for installasjon i private boligbygg, små og mellomstore gårder og produksjonsbaser.

Utformingen av en standard minikraftstasjon for husholdningsbruk inkluderer følgende funksjonelle elementer:

1. Blader aerodynamisk formet for å fange vind.
2. Generator å produsere vekselstrøm.
3. Kontroller for automatisk styring av en vindpark. Lar deg regulere batterilading og distribuere energistrømmer mellom enheter.
4. Oppbevarings enhet. Spesialbatterier for lagring av generert elektrisitet.
5. Inverter å bringe parametrene for generert energi til nettstandarder.
6. Mast, heve bladene til en viss høyde over bakkenivå.

Det finnes ulike typer master: frittstående uten barduner, stivt festet og roterende på kar. Sistnevnte kan senkes og heves for vedlikehold, samt for reparasjons- og restaureringsarbeid.

Under påvirkning av vind begynner bladene som er montert på generatorakselen å rotere, og hjelper til med å starte rotoren. Som et resultat blir den kinetiske energien til luftstrømmer omdannet til mekanisk og deretter til elektrisk energi. Slik ser et svært forenklet diagram over hvordan en vindmølle fungerer ut:

I realiteten strømmer ikke energien fra en vindpark direkte til forbrukeren. Systemet må kobles til spesielle enheter for konvertering av elektrisk strøm.

En kontroller er plassert i kretsen etter generatoren. Den konverterer vekselstrøm til likestrøm. I denne formen akkumuleres og lagres elektrisitet i batterier, og deretter fra dem gjennom en omformer, som omdanner likestrøm til vekselstrøm, tilføres energien til det private strømnettet.

Denne ordningen gjør det mulig å jevne ut spenningsustabilitet, samt akkumulere energi i perioder med fullstendig fravær av forbruk. Og dette gjør det igjen mulig å bruke vindgeneratorer med mindre kraft enn den totale kraften til elektriske husholdningsapparater.

Under konvertering av elektrisk strøm i henhold til AC-DC-AC-skjemaet oppstår visse energitap, som utgjør omtrent 20 %

Sammen med en autonom vindstasjon er det mulig å installere både solcellemoduler og drivstoffgeneratorer.

Hvis flere enheter brukes samtidig for å generere strøm, suppleres kretsen med et annet element - en automatisk strømbryter (ABP). Det er nødvendig slik at når en kilde til alternativ energi er slått av, starter en annen, en backup, opp.

Moderne vindparker bruker ulike design av rotorer - roterende deler. De har sine fordeler og ulemper, forskjellig effektivitet og funksjonalitet. For tiden er det mange utviklinger av autonome systemer som er i stand til å samhandle med vind med forskjellige hastigheter og styrker.

Typer vindkraftverk

Ut fra type forbruker skilles det mellom autonome vindgeneratorer og nettdrevne installasjoner. Førstnevnte leverer energi til forbrukere fjernt fra sentrale elektriske nettverk.

De andre kan telle flere titalls/hundrevis av vindturbiner, som danner et enkelt system og leverer energi til et felles nettverk. Effekten til autonome enheter overstiger sjelden 75 kW, mens effekten til nettverksinstallasjoner starter på 100 kW.

Avhengig av type konstruksjon skilles vindgeneratorer ut:

• Med vertikal rotasjonsakse;
• Med horisontal rotasjonsakse.

Disse enhetene brukes til forskjellige driftsforhold, men de vanligste er modeller med horisontal akse. De fungerer som vanlige værvinger og har en lignende struktur. Rotorens akse roterer parallelt med jordoverflaten.

Slike enheter er preget av høy effektivitet (ca. 40%), enkel effektjustering og en rimeligere pris, men er også preget av høye nivåer av støy og vibrasjoner generert.I tillegg skal de være orientert mot vindretningen.

For å installere en vindmølle med horisontal rotor trenger du ca. 120 m ledig plass og en mast med en høyde på minst 8 m

Vindgeneratorer med vertikal rotasjonsakse har en mer kompakt design og er mindre utsatt for miljøfaktorer.

I enheter av denne typen er turbinen plassert vinkelrett på jordens plan. Slike strukturer lanseres selv fra en svak vind og er ikke avhengig av luftstrømmens retning.

Det lave støynivået (opptil 30 dB) gjør det mulig å installere vertikale vindturbiner på taket av bygninger

Imidlertid er det også en betydelig ulempe - effektiviteten til slike generatorer er bare 15%. I tillegg er de dyrere enn modeller med horisontal akse.

Modeller av vindgeneratorer skiller seg fra hverandre, ikke bare i plasseringen av rotasjonsaksen, men også:

• antall blader – det er vindmøller med to og tre blader, og det er også modifikasjoner med flere blader;
• materialer for produksjon av funksjonelle deler – med seil og stive blader;
• propellstigning – justerbar eller fast.

Stasjonære vindmøller med flere blader begynner å rotere selv i lav vind, men enheter med to og tre blader krever sterkere vind for å fungere. Samtidig skaper hvert ekstra blad i designet mer motstand mot hjulet, noe som gjør det vanskeligere å oppnå generatorens standard driftshastighet.

Avhengig av produksjonsmaterialet blader for vindturbiner, kan det oppstå visse vanskeligheter i arbeidet ditt. Seilelementer er lettere å produsere og koster derfor mindre.

Men hvis det er nødvendig å sikre pålitelig drift av en vindturbin for autonom strømforsyning, er det verdt å gi preferanse til strukturer med stive blader laget av metall eller forsterket glassfiber.

Når det gjelder propellstigningen er ikke ting så enkelt her heller. Den variable pitch lar deg utvide rekkevidden av effektive hastigheter for drift av en vindpark betydelig, og dette er et stort pluss. Men samtidig reduserer en slik mekanisme den generelle påliteligheten til den stasjonære installasjonen og gjør vindhjulet betydelig tyngre, noe som kompliserer driften av enheten.

Muligheten for å installere en vindgenerator

Små vindkraftverk er nå mye brukt som alternative strømkilder, som gjør det mulig å oppnå reelle besparelser.

Slike enheter er vanligvis installert i sommerhus, i områder fjernt fra hovedstrømnettet. Men dette er ikke den eneste grunnen til at folk i økende grad foretrekker strukturer av denne typen.

Grunneiere bruker vellykket vindgeneratorer for å oppnå fullstendig autonomi og betydelige energibesparelser

Imidlertid er ikke alle områder egnet for å installere en vindturbin. For at minikraftverket skal fungere fullt ut i løpet av levetiden angitt av produsenten, må de klimatiske forholdene i området oppfylle kravene til spesialutstyr.

Gjennomsnittlig vindhastighet bør ikke være mindre enn 4,5-5 m/s. Bare i dette tilfellet vil installasjonen av en struktur med en vindturbin være økonomisk berettiget.

For å finne ut omtrentlige data om gjennomsnittlig årlig vindhastighet etter region, må du se et spesielt vindkart.Mer nøyaktig informasjon kan fås ved hjelp av et vindmåler og en signalleser.

Målesystemet skal installeres i stor høyde slik at nærliggende bygninger og trær ikke forvrenger resultatene.

Hvis du bestemmer deg for å installere en minivindpark til hjemmet ditt, bør du også tenke på tilgjengelig plass. Samtidig er det nødvendig å ta hensyn til at vinden må "gå" helt fritt langs bladene, og uten hindringer i veien, nå dem fra forskjellige sider.

Det er derfor det ideelle stedet å installere en vindturbin anses å være toppen av åsene, hvor luftmasser komprimeres med en tilsvarende økning i trykk og vindhastighet. Marine regioner og steppesonen anses også som egnet.

For å få fullt utbytte av en vindturbin, må den installeres på et sted hvor det ikke er trær eller høye bygninger

Eventuelle hindringer innenfor en radius på 250 m vil påvirke drift av vindgeneratorer. For å oppnå maksimal effektivitetsindikatorer, er det nødvendig å installere turbinaksen over nivået av hindringer med minst 4-5 m.

Regler for valg av utstyr

Valget av en vindgenerator for ditt hjem bør behandles på en ansvarlig måte.

Du må samle inn grunnleggende informasjon på forhånd:

1. Beregn den nominelle og maksimale mengden elektrisitet for å dekke husets behov.
2. Se den gjennomsnittlige årlige vindhastigheten i ditt område for å finne ut når vindmøllen vil være inaktiv.
3. Ta hensyn til de klimatiske egenskapene til området. Hvis det er sterk frost i vintersesongen, vil det ikke lønne seg å installere en vindpark.
4. Finn ut intensiteten til støy som skapes når vindgeneratorer fungerer.
5. Sammenlign de tekniske egenskapene til enheter fra forskjellige produsenter.

Valg av komponentfunksjonelle elementer for et vindkraftverk utføres i henhold til nominell effektverdi. I dette tilfellet spiller den nominelle vindhastigheten også en rolle - verdiene der vindgeneratoren genererer den beregnede mengden elektrisk energi.

Hvis installasjonen produserer maksimal effekt ved en vindhastighet på 11 m/s, og i ditt område når gjennomsnittet 4,5 m/s, vil ikke vindmøllen produsere den energimengden som er oppgitt av produsenten

Det er også nødvendig å fokusere på det faktum at kraften til en vindgenerator avhenger av diameteren på hjulet som dannes av bladene. Hvis størrelsen dobles, vil vindmøllen produsere 4 ganger mer strøm ved samme vindhastighet.

Kapasiteten til batteriene er også viktig. Hvis det ikke er vind, bør de ha nok energi til å drive huset.

Det er bedre å overlate installasjonen av et privat mini-vindkraftverk til et selskap som spesialiserer seg på å utføre denne typen arbeid. Hovedmålet er å sikre maksimal sikkerhet. Den overordnede utformingen av vindturbinen må garanteres å holde seg stabil selv under ekstreme værforhold

Laveffektmodeller av vindgeneratorer med lette, lave master kan installeres uavhengig. Sentralstøtten skal monteres på et armert betongfundament. For sidestabilitet av strukturen brukes 3-4 strekkmerker.

Omtrentlig priser og tilbakebetaling av vindgeneratorer

Populariteten til vindturbiner vokser hver dag. De er gunstige for å utstyre store og dyre hytter, hvis vedlikehold krever mye elektrisk energi.

Det er tilrådelig å installere vindturbiner i befolkede områder der det ikke er sentralisert strømforsyning eller strømforsyningen er konstant avbrutt.

Det er i slike tilfeller vindgeneratorer vil komme til unnsetning, hvis bruk har en rekke fordeler:

• transformasjon av luftstrømsenergi til gratis elektrisitet;
• miljøsikkerhet for vindturbiner;
• fravær av råvarer og avfall i elektrisitetsproduksjonen;
• minimal slitasje på funksjonelle deler;
• lang levetid - 25-30 år;
• det er ikke nødvendig å kontinuerlig overvåke driften av vindparken.

Ulemper inkluderer variasjon og uforutsigbarhet av vindstyrke. For å minimere tap må du duplisere kilden eller installere en ekstra buffer for energilagring. Dessuten utgjør et roterende vindhjul en potensiell trussel mot flygende fugler.

Vindkraftverk skaper støy som kan sammenlignes med støy fra kjøretøy ved kjøring i en hastighet på ca. 70 km/t. Økt støynivå skremmer ikke bare vekk dyr, men forårsaker også ubehag for mennesker

En annen betydelig ulempe med vindturbiner for husholdningsbruk er deres høye kostnader. Disse klumpete strukturene er laget av dyre materialer og inkluderer en kontroller, batterier, en omformerinstallasjon og en mast.

Det skal bemerkes at husholdningsvindgeneratorer fra russiske produsenter, så vel som vindturbiner av høy kvalitet produsert i Kina, er mye billigere enn deres europeiske kolleger. Kostnaden for innenlandske vindturbiner med en vertikal akse med en nominell effekt på opptil 2 kW varierer i området $1300-2500.

Men til denne prisen inkluderer pakken kun en generator med blader.Det resterende utstyret må kjøpes separat eller gjør det selv. Komplette installasjoner koster omtrent 40-50 % mer.

Prisen på vindparker til hjemmebruk med en effekt på 3 kW til 7 kW er mye høyere. Slike generatorer med tilhørende utstyr vil koste kjøperen 5 000-12 000 dollar.

For tiden er bruken av vindturbiner som et alternativ til sentralisert strømforsyning ulønnsomt på grunn av de høye kostnadene for utstyr

Og selv når det er avbrudd i forsyningen av nettverkselektrisitet, er det ikke alltid tilrådelig å installere en vindgenerator. Det vil være enklere og billigere å installere et avbruddsfri strømforsyningssystem basert på industribatterier i kombinasjon med en UPS.

Det er fornuftig å installere et vindkraftverk på steder der tilgang til en sentralisert energiforsyning er helt fraværende. Tilbakebetalingstiden i dette tilfellet er 25 år.

Før du kjøper komponenter for montering og installasjon av en vindkraftgenerator, er det tilrådelig å utføre beregninger ved hjelp av formlergitt i vår anbefalte artikkel. Her finner du rekkefølge og regler for utførelse av beregninger.

Gjennomgang av de beste merkene og installasjonene

Det russiske markedet for vindgeneratorer tilbyr både pålitelige, relativt rimelige enheter fra innenlandske merker, og modeller av vindturbiner fra utenlandske produsenter som varierer i funksjonalitet. For å bestemme valg av installasjon for hjemmet ditt, må du sammenligne egenskapene til forskjellige enheter.

nr. 1 - vindgeneratorer Condor Home (Russland)

En serie vindturbiner for hjemmebruk inkluderer enheter med en effekt på 0,5-5 kW. De kan tjene som hovedkilden til elektrisitet eller ekstra.Condor Home-stasjoner er tilpasset drift under lave temperaturforhold og er i stand til å produsere energi selv i lav vind.

Avhengig av modell er generatorhuset laget av plast eller støpt aluminium, bladene er laget av glassfiber. Det er et effektivt dobbelt bremsesystem. Masten er kompositt, på barduner, og har en høyde på 8-12 m. For å installere disse enhetene trenger du en pel eller betongfundament.

Condor Home vindgeneratorer til hjemmet er helt ferdige produkter som ikke krever spesielle kunnskaper eller tekniske ferdigheter for å betjene. Apparatene er designet for elektrifisering av både frittstående bygninger og små bebyggelser som del av vindkraftverk

Grunnpakken inkluderer en mast og barduner, en generator, en rotor og blader, en ladekontroller og festemidler.

Nr. 2 - Falcon Euro minikraftverk (Russland)

De er høyteknologiske vindgeneratorer med vertikal akse med en effekt på 1-15 kW. De brukes til primær/reservestrømforsyning til forbrukere som er fjernt fra kraftledninger. Kan brukes som en del av et kompleks med solcellepaneler og en drivstoffgenerator.

Vindmøller er utstyrt med kraftige neodymmagneter. Startvindhastigheten for å starte installasjonen er 1,5 m/s, den nominelle hastigheten er 11 m/s. Den installerte aerodynamiske bremsen bidrar til å begrense hjulhastigheten. Den deklarerte levetiden fra produsenten er 20 år, fabrikkgarantien på minikraftverket er 36 måneder.

Falcon Euro vindgeneratorer er pålitelige i drift og upretensiøse i vedlikehold. Ved hjelp av enheter i denne serien er det enkelt å løse problemene med strømforsyning til lokale og øyanlegg

Det grunnleggende Falcon Euro-installasjonssettet inneholder flere funksjonelle elementer: et vindhjul, en generator og kontroller, en mast og innebygde deler. Inverterinstallasjonen og batteriene velges separat.

nr. 3 - vindturbiner Sokol Air Vertical (Russland)

Små vindkraftverk av dette merket kan gi strøm til både små hytter og mellomstore bedrifter. For hjemmebruk produseres SAV-enheter med en effekt på 0,5-15 kW.

De er preget av høy effektivitet i lett vind, fungerer jevnt ved lave og høye temperaturer i området fra -50 °C til +50 °C, er preget av lavt støynivå og motstand mot ytre påvirkninger.

Produksjonen av elektrisitet fra Sokol Air Vertical-enheter er ikke avhengig av vindretningen. Vertikalaksiale installasjoner fungerer i automatisk modus uten vedlikeholdspersonell. Designet gir et elektromagnetisk og aerodynamisk bremsesystem for å begrense hastigheten til vindhjulet.

Bladene er laget av forsterket polyester eller aluminium av flykvalitet (avhengig av modell) og har en selvavtrekkende profil. Generatoren er en flerpolet trefasegenerator med eksitasjon fra permanente magneter.

Sokol Air Vertical vindturbiner produserer nominell effekt på 7-8 m/s, noe som tillater bruk i regioner med lave gjennomsnittlige årlige vindhastigheter

Grunnpakken til et vindkraftverk inkluderer: en vindturbin med batteriladekontroller, en mast med gutter og et installasjonssett. Omformeren og batteriene velges separat i henhold til de tekniske spesifikasjonene.

nr. 4 - vindgeneratorer Energy Wind (Russland)

Kjøpere har tilgang til enkelt- og trebladsmodeller av produkter for universell bruk med en effekt på 1-10 kW. Disse vindturbinene er perfekte for å lage prosjekter for å gi strøm til private boligbygg og hytter.

Energy Wind-enheter er basert på slitesterke blader laget av forsterket glassfiber, malt med autoemalje, og et pålitelig luftstrømavtrekkssystem. Disse enhetene med en horisontal rotasjonsakse fungerer stabilt ved temperaturer fra -40 til +40 grader Celsius.

Minste driftsvindhastighet er 2 m/s, ved noen bladposisjoner - 3 m/s, anbefalt mastehøyde er 8-20 m. Gjennomsnittlig levetid for russiske merkeinstallasjoner er 25 år, den offisielle garantien fra produsenten er 3 år.

Energi Vindvindgeneratorer krever ikke konstant pleie eller vedlikehold, noe som bidrar til rask reinvestering av investerte midler

Grunnutstyret til installasjonene inkluderer en permanent magnet elektrisk generator med en monteringsenhet for masten og en roterende mekanisme, blader og et sett med festemidler for montering av en vindturbin. Masten, samt kontrolleren, omformeren og batterier for lagring av strøm må kjøpes separat.

nr. 5 - Altek EW vindturbiner (Kina)

Type vindturbiner – med horisontal rotasjonsakse. Enheter med en nominell effekt fra 1 kW til 10 kW er ideelle for å løse problemene med strømforsyning til landsteder og hytter.

Beskyttelseshuset til Altek EW vindturbiner er laget av aluminiumslegering, noe som letter designet betydelig. De funksjonelle metalldelene til generatoren er belagt med silisium for varmebestandighet.

Bladene er laget av fiberforsterket plast.Startvindhastigheten for lansering av husholdningsenheter av det kinesiske merket er 2,5 m/s, den nominelle hastigheten er 12 m/s.

Altek EW vindgeneratorer er en av de rimeligste enhetene for å generere elektrisitet som presenteres på det moderne alternative energimarkedet

Grunnpakken inkluderer blader, en generator og en kontroller. Resterende funksjonselementer til vindmøllen må kjøpes inn.

Hvis kostnadene for et fabrikkprodusert sett virker for høye for deg, er det fornuftig å bygge DIY vindgenerator. Artikkelen vi anbefaler beskriver hvordan du lager et nyttig husholdningsapparat fra en vaskemaskin.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Utsikter for bruk av vindkraftverk:

Driftsprinsippet til moderne vindturbiner. Hvordan vindenergi omdannes til elektrisitet:

Også i dag krever bruk av vindturbiner konstant utvikling. Mulighetene og langsiktige utsiktene til denne alternative metoden for å generere elektrisitet er lovende. Det er imidlertid behov for visse tiltak både fra utstyrsprodusenter og fra lokale administrasjoner.

Installasjon av små vindgeneratorer for private husholdninger vil ikke helt løse problemet med energiforsyning i regionene. Men for noen grunneiere kan dette alternativet være en utvei.

Fortell oss om din egen erfaring med å velge eller installere en vindturbin på en landtomt. Skriv kommentarer, legg ut bilder og still spørsmål i blokken nedenfor. Del teknologiske finesser og nyttig informasjon som vil være nyttig for besøkende på nettstedet.