קטגוריות: מאמרים מוצגים » אספקת חשמל אוטונומית
מספר צפיות: 20109
הערות לכתבה: 3
מחוללי רוח ברוסיה: כיצד לבחור, להתקין ולהימנע מאכזבה
היכולת לקבל חשמל בחינם על ידי הרוח פונה לבעלי בתים בודדים רבים, אך חלק מסוים מהם נכשל, מאוכזב משיטה זו וכותב ביקורות שליליות בפורומים שונים. אבל אתה יכול להימנע מטעויות ביצירת התקנות כאלה ולהפיק את המרב מהן.
מחולל הרוח עם מעגל החשמל ועקרונות העיצוב שלו דומה לכל אחד אחר גנרטור חשמלי. ההבדל העיקרי נעוץ בשיטת סיבוב הרוטור שלו בגלל האנרגיה הקינטית של זרימות האוויר שנתפסו על ידי הלהבים האווירודינמיים.
תנאים מקומיים משוערים
המהירות והעוצמה של הרוח צריכים לסובב באופן אמין את הדחף של המנוע, אשר האנרגיה שלו צורכת על ידי הגנרטור. אם זה לא נעשה, אתה תישאר ללא חשמל.
אומדן משוער של ההסתברות לרוח פעילה ייעזר בלוח הזמנים הממוצע של חלוקת הרוח. רק קחו בחשבון שהוא מיועד לגובה של 50 מטר מעל פני האדמה. לתנאים אמיתיים יש להכניס תיקונים.
טבלת חלוקת הרוחות השנתית הממוצעת לשטחה של רוסיה, מוגדרת לגבהים של 50 מטר (להגדלה, לחץ על התמונה):
ניתן להבהיר מידע ספציפי יותר עבור כל אזור עם צוות תחנת מזג האוויר האזורית, ולקחת בחשבון את גובה ההתקנה המתוכנן. אין צורך לבקש מהם כיווני רוח: מחולל הרוח מסתובב אוטומטית.
השפעת השטח והעונה
תלוי בעונה, הרוח נושבת בדרכים שונות. באזורים מסוימים עשויה להיות הפוגה ארוכה.
בנוסף, לחץ הרוח מופחת בחדות:
-
יער ועצים סמוכים;
-
בתים ומבנים שכנים;
-
מיקום המבנה בשפלה או מאחורי הגובה.
להתקנת מתקני חשמל לרוח, מיטות גבעות הפתוחות מכל הכיוונים מתאימות ביותר. רצוי להעלות את טורבינת הרוח לגובה המרבי המותר. עדיף להשתמש בבסיס חזק ונפרד ובמגדל עם שלוחות מחוברות היטב שמגבירות את היציבות: עם לחץ רוח עוצמתי יכולים להתרחש כוחות הפיכת ענק.
בעלי אינדיבידואלים מרימים מתקני כוח רוח על גג הבית או הקיר. זו לא האפשרות הטובה ביותר. זה מיושם עבור מנועים בעלי עוצמה נמוכה: מבנה הבניין יזעזע כל הזמן על ידי שינוי בעומסים דינמיים, והרעש של רוטור מסתובב יועבר דרך אלמנטים לבניין לחצרים למגורים.
דוגמא: על גג שטוח של בניין בית כלבו סמוך - בניין בן שתי קומות עשוי לוחות בטון מזוין במשך שנתיים, עבד מגדל עם אנטנה של מפעיל הסלולר MTS. לאחר שהופיעו סדקים בין הפנלים והגג החל לדלוף, האנטנה הוסרה והמבנה עבר שיפוץ.
בחירת עיצוב גלגל רוח
בכל תולדות האנושות נבדקו מספר עצום של מכשירים המופעלים על ידי אנרגיית רוח. היעילות המרבית (יעילות גבוהה) טבועה במבנים היוצרים כוח הרמה כמו הלהבים המעוקלים של מדחפי מנוע מטוסים (זכרו את הביטוי המפורסם "מהמדחף") או מנועי סירה / ספינה הממוקמים בזוויות חדות לזרמי אוויר / נוזלים שעולים.
כדי לבחור דגם של גלגל רוח, יש צורך לא רק לדעת את מהירות הרוח (V), אלא גם לקבוע את עיצוב להבי המאוורר. האינדיקטור העיקרי שלהם הוא אזור המשטח הנסחף (S), המושפע מזרימת הרוח.
כדי להעריך את העוצמה (N) שהמאוורר יכול להסיר, משתמשים בנוסחה: N = (SρV3)/2.
הערך ρ הוא צפיפות המוני האוויר.
ישנם מוכרים הטוענים כי היעילות של תחנות כוח נפרדות במהירויות אוויר של עד 3 מ '/ ש' או בגודל הלהבים המתארים מעגל ברדיוס של <1.3 מטר במהלך הפעולה. החלף את מאפייני המכשירים שלהם בנוסחה שלעיל: אתה בודק את האמינות של הצהרות פרסום כאלה על פי חוקי הפיסיקה האלמנטריים.
רוח במהירות ≤3m⁄sec אינה יכולה להעביר אנרגיה מהימנה לגנרטור רוח קונבנציונאלי. אבל בתנאים כאלה, אתה יכול להשתמש להבי שטח מוגבר, שנוצר על ידי הגדלת הממדים שלהם - במיוחד באורך של 2 מטר. עם זאת, מבנים כאלה, בגלל תוחלת ארבעה מטרים, מתאימים יותר למפעלים תעשייתיים.
אם נחזור ללוח הזמנים של חלוקת הרוחות ונביא בחשבון את ההשפעה הספציפית שלהם על גלגל הרוח (לא בגובה של 50 מטר), אז אם אופי הרוחות תואם את אזור הכתום (מגובה 5 מ"ש) ומעלה, אוניברסיטת מדינת וורונז תצדיק את עלויות ייצורו והתקנתו.
במהירויות רוח גבוהות, ההספק הנוצר גדל בצורה חדה. במקרים כאלה, כל הגנרטור הרוח מוגדר. במצבים אחרים יתכן שהוא לא יעמוד בציפיותיו.
מבוא למפרט היצרן
בדיקה ובדיקה של כוחו של מחולל הרוח מתבצעת במפעל: מנהרת רוח עם זרימת אוויר מתכווננת ממאווררים נייחים. זה בודק את המאפיינים האווירודינמיים של כלי טיס וכל גופי המכוניות. אולם שיטה זו אינה משקפת את תנאי ההפעלה בפועל של מתקן חשמלי רוח.
במנהרת רוח הרוח נושבת בכיוון אחד במאמץ מתמיד, אך במציאות היא תמיד משתנה מעט גם במהירות וגם בכיוון. שימו לב להתנהגות של שקע מזג אוויר רגיל. ומחולל הרוח ממנו שונה מאוד מההשפעות של האצה ובלימה.
כדי להבין זאת, די לנסות להרפות עם היד מיסב פשוט (להבי שבשבת) ואז את הרוטור של גנרטור חשמלי (או מנוע) ממולא בכיפופים מוקפים בשדות אלקטרומגנטיים. צריך להתגבר על האופוזיציה שנוצרה אפילו במצב סרק. כשמחברים את העומס (לצורך זה, הכל נעשה), הוא נדרש להפעיל יותר כוח.
שינוי בלחץ הרוח
משבי רוח קלים (חזקים / חלשים יותר) משפיעים מעט על מהירות הרוטור, וזעזועי רוח - באופן משמעותי. כדי להתמודד איתם משתמשים בתכניות דעיכה שונות, כולל בלימה וקיפול של אלמנטים מבניים.
דוגמה לכך היא גנרטורים לרוח עם עמדת קיל גבוה (סוף זנב). במהלך פגיעה בסערה, כל המבנה מוטה בפתאומיות למשקל די גדול.
לאחר הפחתת הלחץ הוא חוזר למקומו. במשב רוח אחד מכפילים מגדלי המגדל את אנרגיית הסערה. ואם מחולל רוח כזה קבוע על הבניין, אז הוא תופס זעזועים כאלה. רק איך?
מערכת הבלימה האלקטרומגנטית עובדת טוב יותר ורך יותר, הסוגר את הפיתולים במהירות קריטית. אבל זה הרבה יותר מסובך ויקר.
שינוי כיוון הרוח
רוח יכולה ליצור משבים מצדדים שונים במישור אופקי. עיצובים רבים של גנרטורי רוח מגיבים ברגישות רבה לעומסים כאלה בגלל השטח הגדול של המשטח הסחוף של להבי העבודה.
מחוללי רוח מתחילים לחזור על תנועת עומס הרוח, אך לאחר מסה משמעותית, ציר כיוון הרוח עובר באינרציה ועובר לזוויות סטיה רחבות בהרבה.
עם משבי רוח משמעותיים הוא יכול להגיע לכיוון בניצב או להחליק דרכו ולעצור במצב הפוך לרוח. גלגל הרוח ייעצר, יחזור למקומו המקורי ויצא למצב הפעלה. במצבים אלה, מערכת דעיכת הרטט (אם קיימת) אינה מתפקדת היטב.
שבשבת מזג האוויר לא מותקנת באופן מיידי בכיוון, אך המסה שלו הרבה פחות, והמאמצים שמושקעים בתהליכים אלקטרומגנטיים אינם מיושמים.
הגנה מפני ברקים
משום מה הם שוכחים מזה או זוכרים את זה אחרון. אבל לשווא. מיקומם של מבני מתכת בגובה רב, ואפילו ייצור חשמל במהלך סופת רעמים, יוצר את התנאים המוקדמים למשיכת פוטנציאלים לברקים.
פשוט יותר לחשוב על עיצוב הגנת הברק וליצור אותו יחד עם התקנת גנרטור רוח מאשר מאוחר יותר לבצע את השינויים.
מעגלי רוח אופייניים לתחנת בית
יש לקבוע את התכנון הסופי של מחולל הרוח תוך התחשבות במשימות צריכת האנרגיה החשמלית. תרשים חיבור העומס אמור לעזור.
תרשים מפושט של תחנת כוח ביתית עם סוללה סולארית וגנרטור רוח (לחץ על התמונה להגדלה):
יש צורך בבחירת גנרטור רוח בהתאם לכוח הנוצר על פי העקרונות המתוארים במאמר "תחנות כוח סולאריות לבית". קרא מאמר זה ותביני שתחנות רוח וסולארי פועלות על אותם אלגוריתמים.
שימו לב שתחנות כאלה יכולות להשתלב בצורה מושלמת בתכנית הכוללת ולהשלים זו את זו, לעבוד יחד על אותו ציוד כוח: מהפך, הבקר ו סוללות יכול לעבוד מכל מקור: פאנלים סולאריים, רוח.
בתנאים מסוימים זה אפשרי מבחינה כלכלית. אם כי אתה יכול לנטוש את סוללת השמש ולעבוד רק מגנרטור רוח. הבחירה היא שלך.
מקורות מסוימים ממליצים על שימוש בגנרטור רוח ללא בקר וסוללות להנעת גופי החימום המחממים את מי הדודים, או נורות ליבון. רעיון זה יש גרגר בשל: התוכנית מפושטת מאוד. אך לחוטים בניכרום במצב קר יש התנגדות פעילה נמוכה, שפשוט מנערת את מסופי הפלט של הגנרטור. יש לקחת בחשבון נקודה זו בכל התחלה של מעגל כזה: הפעל את המכשיר שחומם מראש.
בעיות אפשריות
בעת הפעלת גנרטור רוח, אתה עלול לחוות:
-
הפרה של חוזק הידוק הבסיס או הרחבות מכניות. יש לבדוק אותם מעת לעת;
-
הדובדבן של הגוף והלהבים במזג אוויר קר מוביל למראה של משקל נוסף, היוצר עומסים מוגברים ומפחית את היעילות של המערכת;
-
הידרדרות ביציבות כתוצאה מהפרה של מהירות הסיבוב (שינוי מהירות הרוח), האופיינית ביותר לגנרטורים אסינכרוניים;
-
שריפה במעגל החשמל עם נזקי בידוד.
מיטב היצרנים העולמיים של גנרטורים רוח
הציוד של חברות אלה הוכיח את עצמו באופן אמין, ולכן יש לו עלות גבוהה. עם זאת, בשלב הראשוני של פיתוח אנרגיית הרוח, תוכלו לנסות ולעצב עיצוב דומה במו ידיכם. המיומנויות שנצברו מיישומה יעזרו להעריך את הפוטנציאל לעומסי רוח באזורך ללא עלויות כספיות גדולות.
ראה גם באתר elektrohomepro.com
: