Жел генераторы (49 фото): электр энергиясын өндіруге арналған жел қондырғысының жеке үйі үшін таңдау, артықшылықтары мен кемшіліктері, жел электр станциясының құрылысы

2024 Автор: Beatrice Philips | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-18 12:17

Адамзат өмір сүру жағдайын жақсарту үшін су мен түрлі пайдалы қазбаларды пайдаланады. Соңғы кезде баламалы энергия көздері, әсіресе жел энергиясы танымал бола бастады. Соңғысының арқасында адамдар тұрмыстық және өндірістік қажеттіліктер үшін энергиямен қамтамасыз етуді үйренді.

Бұл не?

Энергия ресурстарына деген қажеттілік күн сайын артып келе жатқандықтан және кәдімгі энергия тасымалдаушылардың қорлары азайып бара жатқандықтан, баламалы энергия көздерін қолдану күн сайын өзекті бола бастады. Жақында ғалымдар мен инженер -конструкторлар жел қондырғыларының жаңа үлгілерін жасауда . Соңғы технологияларды қолдану қондырғылардың сапалық сипаттамаларын жақсартуға және құрылымдардағы жағымсыз аспектілердің санын азайтуға мүмкіндік береді.

Жел генераторы - желдің кинетикалық энергиясын электр энергиясына түрлендіретін техникалық құрылғының түрі

Бұл қондырғылар шығаратын өнімнің құны мен қолданылуы олар жұмыс үшін пайдаланатын ресурстардың сарқылмауына байланысты үнемі өсіп отырады.

Олар қай жерде қолданылады?

Жел генераторлары әр түрлі жерлерде қолданылады, әдетте жел потенциалы жоғары болатын ашық жерлерде. Баламалы энергия көздерінің станциялары тауларда, таяз суларда, аралдар мен алқаптарда орнатылған. Қазіргі қондырғылар желдің жылдамдығы төмен болса да электр энергиясын өндіре алады. Осы мүмкіндіктің арқасында жел генераторлары әртүрлі қуаттылықтағы объектілерді электр энергиясымен қамтамасыз ету үшін қолданылады.

Стационарлық жел электр станциясы жеке үйді немесе шағын өндірістік объектіні электрмен қамтамасыз ете алады. Жел болмаған кезде энергия қоры жинақталады, содан кейін батареядан пайдаланылады.

Орташа қуатты жел турбиналары фермаларда немесе жылу жүйесінен алыста орналасқан үйлерде қолдануға болады. Бұл жағдайда бұл электр энергиясының көзі ғарышты жылыту үшін пайдаланылуы мүмкін.

Құрылғы және жұмыс принципі

Жел генераторы жел қуатымен жұмыс істейді. Бұл құрылғының дизайны келесі элементтерді қамтуы керек:

• турбина қалақтары немесе винт;
• турбина;
• электр генераторы;
• электр генераторының осі;
• функциясы айнымалы токты тұрақты токқа түрлендіру болып табылатын инвертор;
• пышақтарды айналдыратын механизм;
• турбинаны айналдыратын механизм;
• батарея;
• мачта;
• айналмалы қозғалысты реттегіш;
• демпфер;
• жел сенсоры;
• жел өлшегіш білік;
• гондола және басқа элементтер.

Генераторлардың түрлері әр түрлі, сондықтан олардың құрылымдық элементтері әр түрлі болуы мүмкін.

Өндірістік қондырғыларда қуат шкафы, найзағайдан қорғау, бұрылу механизмі, сенімді іргетас, өртті сөндіруге арналған құрылғы және телекоммуникация бар.

Жел генераторы жел энергиясын электр энергиясына түрлендіретін құрылғы болып саналады. Қазіргі қондырғылардың алдындағылары - астықтан ұн шығаратын диірмендер. Алайда, байланыс схемасы мен генератордың жұмыс принципі іс жүзінде өзгерген жоқ.

1. Жел күшінің арқасында пышақтар айнала бастайды, оның моменті генератор білігіне беріледі.
2. Ротордың айналуы үш фазалы айнымалы ток жасайды.
3. Контроллер арқылы батареяға ауыспалы ток жіберіледі. Батарея жел генераторының тұрақты жұмысын қамтамасыз ету үшін қажет. Егер жел болса, құрылғы батареяны зарядтайды.
4. Жел энергиясын өндіру жүйесіндегі дауылдан қорғау үшін жел дөңгелегін желден бұратын элементтер бар. Бұл құйрықты бүктеу немесе электр тежегішінің көмегімен дөңгелекті тежеу арқылы болады.
5. Батареяны қайта зарядтау үшін сізге контроллерді орнату қажет. Соңғысының функциялары батареяның бұзылуын болдырмау үшін оның зарядталуын бақылауды қамтиды. Қажет болса, бұл құрылғы артық энергияны балластқа түсіре алады.
6. Батареялар тұрақты төмен кернеуге ие, бірақ ол тұтынушыға 220 вольт қуаттылығымен жетуі керек. Осы себепті инверторлар жел генераторларына орнатылады. Соңғылары айнымалы токты тұрақты токқа айналдыра алады, оның қуат индикаторын 220 вольтке дейін арттырады. Егер инвертор орнатылмаса, төмен кернеуге есептелген құрылғыларды ғана қолдану қажет болады.
7. Түрлендірілген ток тұтынушыларға жылу батареяларын, бөлмені жарықтандыруды және тұрмыстық техниканы беру үшін жіберіледі.

Жел генераторларының конструкциясында қосымша элементтер бар, соның арқасында құрылғылар автономды режимде жұмыс істейді.

Түрлері, олардың артықшылықтары мен кемшіліктері

Жел электр станцияларының жіктелуі келесі критерийлерге негізделген

1. Пышақтардың саны . Қазіргі уақытта сатылымда сіз бір қалақты, төменгі жүзді, көп жүзді жел диірменін таба аласыз. Генератордың пышақтары неғұрлым аз болса, оның қозғалтқышының айналу жиілігі соғұрлым жоғары болады.
2. Номиналды қуат көрсеткіші . Тұрмыстық станциялар 15 кВт -қа дейін, жартылай өнеркәсіптік - 100 -ге дейін, ал өнеркәсіптік - 100 кВт -тан астам энергия шығарады.
3. Осьтік бағыт . Жел турбиналары тік және көлденең болуы мүмкін, олардың әрқайсысының оң және теріс жақтары бар.

Баламалы энергия көзін алғысы келетіндер роторлы, кинетикалық, құйынды, желкенді, жылжымалы жел генераторын сатып ала алады.

Сондай -ақ, жел энергетикалық генераторларының орналасуына қарай классификациясы бар. Бүгінгі таңда қондырғылардың 3 түрі бар.

1. Жер үсті . Мұндай жел диірмендері ең кең таралған болып саналады; олар төбелерге, биіктіктерге, алдын ала дайындалған алаңдарға орнатылады. Мұндай қондырғыларды орнату қымбат жабдықты қолдану арқылы жүзеге асырылады, өйткені құрылымдық элементтер жоғары биіктікте бекітілуі керек.
2. Теңіз мен мұхиттың жағалау бөлігінде жағалау станциялары салынуда . Генератордың жұмысына теңіз самалы әсер етеді, соның арқасында айналмалы құрылғы тәулік бойы энергия шығарады.
3. Теңіз . Мұндай типтегі жел турбиналары теңізде, әдетте жағадан шамамен 10 метр қашықтықта орнатылады. Мұндай құрылғылар тұрақты теңіздегі желден энергия өндіреді. Кейіннен энергия арнайы кабель арқылы жағаға кетеді.

Тігінен

Тік жел турбиналары жерге қатысты вертикаль айналу осімен сипатталады. Бұл құрылғы өз кезегінде 3 түрге бөлінеді.

Савунис роторымен . Құрылым бірнеше жартылай цилиндрлік элементтерден тұрады. Бірлік осінің айналуы үнемі жүреді және желдің күші мен бағытына тәуелді емес. Бұл генератордың артықшылығы-жоғары өндірістік қабілеттілік, жоғары сапалы іске қосу моменті, сондай-ақ шамалы жел күшімен жұмыс істеу мүмкіндігі. Құрылғының кемшіліктері: пышақтардың тиімділігі төмен, өндіріс процесінде материалдардың үлкен көлемінің қажеттілігі.

Дарриус роторымен . Құрылғының айналу осінде бірнеше пышақтар орналасқан, олар бірге жолақ түрінде болады. Генератордың артықшылықтары ауа ағынына назар аудару қажеттілігінің болмауы, өндіріс процесінде қиындықтардың болмауы, қарапайым және ыңғайлы қызмет көрсету болып саналады. Қондырғының кемшіліктері төмен тиімділік, қысқа жөндеу циклы және нашар өздігінен іске қосу болып табылады.

Бұрандалы ротормен . Бұл түрдегі жел генераторы - алдыңғы нұсқаның модификациясы. Оның артықшылықтары ұзақ жұмыс кезеңінде және механизмдер мен тірек қондырғыларына төмен жүктемеде. Құрылғының кемшіліктері - бұл құрылымның жоғары құны, пышақтарды өндірудің күрделі және күрделі процесі.

Көлденең

Бұл құрылғыдағы көлденең ротордың осі жер бетіне параллель. Олар бір жүзді, екі жүзді, үш жүзді, сонымен қатар көп жүзді, онда пышақтардың саны 50 данаға жетеді. Жел турбинасының бұл түрінің артықшылығы - жоғары тиімділік. Құрылғының кемшіліктері келесідей:

• ауа ағынының бағытына сәйкес бағдарлау қажеттілігі;
• жоғары конструкцияларды орнату қажеттілігі - қондырғы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым күшті болады;
• діңгекті кейіннен орнату үшін іргетастың қажеттілігі (бұл процестің құнын арттыруға ықпал етеді);
• жоғары шу;
• ұшып бара жатқан құстарға қауіп төндіреді.

Вейн

Пышақты қуат генераторлары винт түрінде болады. Бұл жағдайда пышақтар ауа ағынының энергиясын алады және оны айналмалы қозғалысқа өңдейді.

Бұл элементтердің конфигурациясы жел турбинасының тиімділігіне тікелей әсер етеді.

Көлденең жел турбиналарында қалақшалары бар дөңгелектер бар, олардың белгілі бір саны болуы мүмкін . Әдетте олардың 3 -і бар. Пышақтардың санына байланысты құрылғының қуаты не ұлғаяды, не азаяды. Жел турбинасының бұл түрінің айқын артықшылығы - тартқыш мойынтірекке жүктеменің біркелкі таралуы. Қондырғының жетіспеушілігі - мұндай құрылымды орнату көптеген қосымша материалдар мен еңбек шығындарын талап етеді.

Турбина

Жел турбинасының генераторлары қазіргі уақытта ең тиімді болып саналады. Мұның себебі - пышақ аймақтарының олардың конфигурациясымен оңтайлы үйлесуі . Пышақсыз конструкцияның артықшылықтары - бұл құрылғының кіші өлшемдерінен болатын жоғары тиімділік, төмен шу. Сонымен қатар, бұл қондырғылар қатты желде құлап кетпейді және басқалар мен құстарға қауіп төндірмейді.

Турбиналық типтегі жел диірмені қалалар мен елді мекендерде қолданылады, оның көмегімен жеке үй мен жазғы коттеджді жарықтандырумен қамтамасыз етуге болады . Мұндай генератордың іс жүзінде ешқандай кемшілігі жоқ.

Жел қондырғысының минусы - бұл құрылымның тұрақтандырушы компоненттерінің қажеттілігі.

негізгі сипаттамалары

Жел генераторларының негізгі артықшылықтары:

• экологиялық қауіпсіздік - қондырғылардың жұмысы қоршаған ортаға және тірі организмдерге зиян келтірмейді;
• дизайндағы күрделіліктің болмауы;
• пайдалану мен басқарудың қарапайымдылығы;
• электр желілерінен тәуелсіздік.

Бұл құрылғылардың кемшіліктері арасында сарапшылар мыналарды ажыратады:

• жоғары құны;
• тек 5 жылдан кейін төлеу мүмкіндігі;
• төмен тиімділік, төмен қуат;
• қымбат қондырғыларға қажеттілік.

Өлшемдері (өңдеу)

Желден энергия өндіруге арналған қондырғылар әр түрлі мөлшерде болуы мүмкін. Олардың қуаты жел дөңгелегінің көлеміне, мачтаның биіктігіне және желдің жылдамдығына байланысты. Ең үлкен қондырғыда ұзындығы 135 м баған бар, ал ротордың диаметрі 127 м . Осылайша, оның жалпы биіктігі 198 метрге жетеді. Шағын өнеркәсіптік кәсіпорындарды, шаруа қожалықтарын энергиямен қамтамасыз ету үшін биіктігі мен ұзын жүзі бар үлкен жел турбиналары қолайлы. Неғұрлым ықшам модельдерді үйде де, елде де орнатуға болады.

Қазіргі уақытта олар диаметрі 0, 75 және 60 метр қалақшалары бар жел диірменінің жорық түрін шығаруда . Сарапшылардың пікірінше, генератордың өлшемдері үлкен болмауы керек, өйткені шағын портативті қондырғы аз мөлшерде энергия өндіруге жарамды. Құрылғының ең кіші моделі - 0,4 метр, салмағы 2 келіден аз.

Өндірушілер

Бүгінде жел қондырғыларының өндірісі әлемнің көптеген елдерінде жолға қойылған. Нарықта сіз Қытайдан ресейлік модельдер мен қондырғыларды таба аласыз. Отандық өндірушілердің ішінде келесі фирмалар ең танымал:

• «Жел-жарық»;
• Rkraft;
• СКБ Искра;
• Сапсан-Энергия;
• «Жел энергиясы».

Өндірушілер жел қондырғыларын тұтынушының жеке қалауы бойынша жасай алады. Сондай -ақ, өндірушілерде жел электр станцияларын есептеу мен жобалау қызметі жиі кездеседі.

Шетелдік генератор өндірушілері де өте танымал:

• Алтын жел - Қытай;
• Вестас - Дания;
• Gamesa - Испания;
• Сузион - Үндістан;
• GE Energy - АҚШ;
• Siemens, Enercon - Германия.

Тұтынушылардың пікірлері бойынша, шетелдік қондырғылар жоғары сапалы, себебі олар соңғы үлгідегі жабдықтармен шығарылады.

Алайда, есте ұстаған жөн, мұндай жел генераторларын пайдалану қымбат жөндеуді, сонымен қатар қосалқы бөлшектерді қолдануды білдіреді, оларды отандық дүкендерде табу мүмкін емес. Энергия өндіретін қондырғылардың құны әдетте дизайн ерекшеліктеріне, қуаттылыққа және өндірушіге байланысты.

Қалай таңдау керек?

Жазғы коттеджге немесе үйге жел генераторын дұрыс таңдау үшін төмендегілерді ескеру қажет

1. Бөлмеде қосылатын орнатылған электр құрылғыларының қуатын есептеу.
2. Қауіпсіздік факторын ескере отырып, болашақ қондырғының қуаты. Соңғысы ең жоғары жағдайда генератордың шамадан тыс жүктелуіне жол бермейді.
3. Аумақтың климаты. Жауын -шашын құрылғының жұмысына теріс әсер етеді.
4. Жабдықтың тиімділігі, ол маңызды көрсеткіштердің бірі болып саналады.
5. Жұмыс кезінде жел қондырғысын сипаттайтын шу көрсеткіштері.

Жоғарыда айтылғандардан басқа, тұтынушы қондырғының барлық параметрлерін бағалауы керек, сонымен қатар ол туралы шолуларды оқуы керек.

Еңбек тиімділігін арттыру жолдары

Жел генераторының жұмысының тиімділігін арттыру үшін оның жұмыс мүмкіндіктері мен сипаттамаларын оң бағытта өзгерту қажет болады. Біріншіден, салыстырмалы түрде әлсіз және тұрақсыз желге жұмыс дөңгелегінің сезімталдығының тиімділігін арттыру қажет.

Идеяны шындыққа айналдыру үшін «желкенді желкенді» қолданған жөн.

Бұл желді бір бағытта еркін өткізетін ауа ағыны үшін біржақты мембрана. Мембрана ауа массаларының қарама -қарсы бағыттағы қозғалысына су өткізбейтін кедергі болып табылады.

Жел турбинасының тиімділігін арттырудың тағы бір әдісі - қарама -қарсы беттен ағуды тоқтататын диффузорларды немесе қорғаныс қақпақтарын қолдану . Опциялардың әрқайсысының артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Дегенмен, олар кез келген жағдайда дәстүрлі модельге қарағанда тиімдірек.

DIY құрылысы

Жел генераторы қымбат. Егер сіз оны өз аумағыңызда орнатқыңыз келсе, келесі тармақтарды ескерген жөн:

• қолайлы жердің болуы;
• жиі және күшті желдің таралуы;
• басқа баламалы энергия көздерінің болмауы.

Әйтпесе, жел электр станциясы күткен нәтиже бермейді. Баламалы энергияға сұраныс жыл сайын артып келе жатқандықтан және жел қондырғысын сатып алу отбасылық бюджетке айтарлықтай соққы болып табылатындықтан, кейіннен орнатумен өз қолыңызбен қондырғы жасауға тырысуға болады. Жел турбинасының өндірісі неодим магнитіне, беріліс қорабына, қалақтарға және олардың болмауына негізделуі мүмкін.

Жел турбинасының көптеген артықшылықтары бар . Сондықтан, үлкен қалау мен қарапайым дизайнерлік қабілеттердің болуымен кез келген шебер өз сайтында электр энергиясын өндіретін станция құра алады. Құрылғының қарапайым нұсқасы тік осі бар жел қондырғысы болып саналады. Соңғысы қолдау мен жоғары діңгекті қажет етпейді, және орнату процедурасы қарапайымдылығы мен жылдамдығымен сипатталады.

Жел генераторын жасау үшін сізге барлық қажетті элементтерді дайындау және модульді таңдалған жерге бекіту қажет болады. Үйдегі тік энергия генераторының құрамында мұндай элементтердің болуы міндетті болып саналады:

• ротор;
• пышақтар;
• осьтік мачта;
• статор;
• батарея;
• инвертор;
• контроллер.

Пышақтар жеңіл серпімді пластиктен жасалуы мүмкін, себебі басқа материалдар жоғары жүктеме әсерінен зақымдалуы және деформациялануы мүмкін. Ең алдымен, ПВХ құбырларынан 4 тең бөлікті кесу керек. Осыдан кейін, қаңылтырдан жартылай дөңгелек фрагменттерді кесіп алып, оларды құбырлардың шеттеріне бекіту керек. Бұл жағдайда пышақ бөлігінің радиусы 69 см болуы керек. Бұл жағдайда пышақтың биіктігі 70 см жетеді.

Роторлық жүйені жинау үшін сізге 6 неодимий магнитін, диаметрі 23 см болатын 2 феррит дискісін, байланыстыру үшін желімді алу қажет. Магниттерді бірінші дискіге 60 градус бұрышы мен 16,5 см диаметрін ескере отырып қою керек. Сол схемаға сәйкес екінші диск жиналады, ал магниттер желіммен құйылады. Статор үшін сізге 9 катушканы дайындау керек, олардың әрқайсысында диаметрі 1 мм болатын 60 сымдық мыс сымдарын ораңыз. Дәнекерлеу келесі ретпен жүргізілуі керек:

• бірінші катушканың басталуы төртінші соңымен;
• жетінші соңымен төртінші катушканың басы.

Екінші кезең ұқсас түрде жиналады. Әрі қарай, фанер парағынан пішін жасалады, оның төменгі жағы шыны талшықпен жабылған. Дәнекерленген катушкалардың фазалары үстіне орнатылады. Құрылым желіммен толтырылған және барлық бөліктерді бір -біріне жабыстыру үшін бірнеше күнге қалдырылады. Осыдан кейін сіз жел генераторының жеке элементтерін бір бүтінге қосуды бастауға болады.

Құрылымды жоғарғы роторға жинау үшін шпилькаларға 4 тесік жасау керек. Төменгі ротор кронштейнге магнитпен жоғары орнатылады. Осыдан кейін статорды кронштейнді орнатуға қажетті тесіктері бар орналастыру қажет. Түйреуіштер алюминий пластинаға тіреліп тұруы керек, содан кейін магнитті төмен қаратып екінші ротормен жабыңыз.

Кілтті қолдана отырып, түйреуіштерді ротордың біркелкі және серпіліссіз төмен түсуі үшін айналдыру қажет . Дұрыс орын алған кезде, шпилькаларды бұрап, алюминий табақтарды алып тастаған жөн. Жұмыстың соңында құрылым жаңғақтармен бекітілуі керек және мықтап тартылмауы керек.

Ұзындығы 4 -тен 5 метрге дейінгі берік металл құбыр мачта ретінде жарамды . Оған алдын ала жиналған генератор бұрандалы. Осыдан кейін, пышақтары бар рамка генераторға бекітіледі, ал мачтаның құрылымы алдын ала дайындалған платформаға орнатылады. Жүйенің орналасуы жақшамен бекітіледі.

Қуат көзінің жел қондырғысына қосылуы тізбектей жүреді. Контроллер генератордан ресурс алып, айнымалы токты тұрақты токқа түрлендіруі керек.