מחולל רוח (49 תמונות): בחירה לבית פרטי של טורבינת רוח לייצור חשמל, יתרונות וחסרונות, בניית חוות רוח

2024 מְחַבֵּר: Beatrice Philips | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-18 12:12

כדי לשפר את תנאי החיים, האנושות משתמשת במים ובמינרלים שונים. לאחרונה, מקורות אנרגיה חלופיים, במיוחד כוח הרוח, הפכו פופולריים. הודות לאחרון, אנשים למדו לקבל אספקת אנרגיה לצרכים ביתיים ותעשייתיים כאחד.

מה זה?

בשל העובדה שהצורך במשאבי אנרגיה גדל מדי יום, ומלאי נושאי האנרגיה הרגילים יורדים, השימוש במקורות אנרגיה חלופיים הופך להיות רלוונטי יותר ויותר מדי יום. לאחרונה מדענים ומהנדסי עיצוב יצרו דגמים חדשים של טורבינות רוח . השימוש בטכנולוגיות העדכניות ביותר מאפשר לשפר את מאפייני האיכות של היחידות ולהפחית את מספר ההיבטים השליליים במבנים.

מחולל רוח הוא סוג של מכשיר טכני הממיר אנרגיית רוח קינטית לאנרגיה חשמלית

הערך והיישום של המוצר שיחידות אלה מייצרות גדל ללא הרף בשל חוסר הדעת של המשאבים בהם הם משתמשים לעבודה.

איפה משתמשים בהם?

מחוללי רוח משמשים במקומות שונים, בדרך כלל באזורים פתוחים, בהם פוטנציאל הרוח הגדול ביותר. תחנות של מקורות אנרגיה חלופיים מותקנות בהרים, במים רדודים, איים ושדות. מתקנים מודרניים יכולים לייצר חשמל גם במהירויות רוח נמוכות. בשל אפשרות זו, מחוללי הרוח משמשים לאספקת אנרגיה חשמלית לאובייקטים בעלי יכולות שונות.

יַצִיב חוות רוח יכולה לספק חשמל לבית פרטי או למתקן תעשייתי קטן. במהלך היעדר הרוח, עתודת האנרגיה תצטבר ואז תשתמש בה מהסוללה.

טורבינות רוח בעוצמה בינונית יכול לשמש בחוות או בבתים המרוחקים ממערכות חימום. במקרה זה, מקור חשמל זה יכול לשמש לחימום חלל.

מכשיר ועקרון הפעולה

מחולל הרוח מופעל על ידי כוח רוח. העיצוב של מכשיר זה צריך לכלול את האלמנטים הבאים:

• להבי טורבינה או מדחף;
• טוּרבִּינָה;
• גנרטור חשמלי;
• ציר הגנרטור החשמלי;
• מהפך, שתפקידו להמיר זרם חילופין לזרם ישיר;
• מנגנון שמסובב את הלהבים;
• מנגנון המסובב את הטורבינה;
• סוֹלְלָה;
• תוֹרֶן;
• בקר תנועה סיבובית;
• מַנחֵת;
• חיישן רוח;
• שוק מד רוח;
• גונדולה ואלמנטים אחרים.

סוגי הגנרטורים שונים, ולכן המרכיבים המבניים בהם עשויים להיות שונים.

ביחידות תעשייתיות יש ארון חשמל, הגנה מפני ברקים, מנגנון נדנדה, בסיס אמין, מכשיר לכיבוי שריפה ותקשורת.

גנרטור רוח נחשב למכשיר הממיר אנרגיית רוח לחשמל. קודמי היחידות המודרניות הן טחנות המייצרות קמח מדגן. עם זאת, תרשים החיבור ועקרון הפעולה של הגנרטור כמעט ולא השתנו.

1. הודות לכוח הרוח, הלהבים מתחילים להסתובב, ומומנטו מועבר לציר הגנרטור.
2. סיבוב הרוטור יוצר זרם חילופין תלת פאזי.
3. דרך הבקר נשלח זרם חילופין לסוללה. הסוללה נחוצה על מנת ליצור פעולה יציבה של מחולל הרוחות.אם יש רוח, היחידה טוענת את הסוללה.
4. כדי להגן מפני הוריקן במערכת ייצור כוח הרוח, ישנם אלמנטים להסטת גלגל הרוח מהרוח. זה קורה על ידי קיפול הזנב או בלימת הגלגל באמצעות בלם חשמלי.
5. כדי להטעין את הסוללה, יהיה עליך להתקין בקר. הפונקציות של האחרון כוללות מעקב אחר טעינת הסוללה כדי למנוע התמוטטות שלה. במידת הצורך, מכשיר זה יכול לזרוק עודף אנרגיה על הנטל.
6. לסוללות יש מתח נמוך קבוע, אך הן צריכות להגיע לצרכן בהספק של 220 וולט. מסיבה זו, ממירים מותקנים בגנרטורים של רוח. האחרונים מסוגלים להמיר זרם חילופין לזרם ישיר, ולהגדיל את מחוון ההספק שלו ל -220 וולט. אם אינוורטר אינו מותקן, יהיה צורך להשתמש רק במכשירים המדורגים למתח נמוך.
7. הזרם שהופך נשלח לצרכן לחשמל סוללות חימום, תאורת חדרים ומכשירי חשמל ביתיים.

ישנם אלמנטים נוספים בעיצוב מחוללי רוח תעשייתיים, שבזכותם המכשירים פועלים במצב אוטונומי.

סוגים, היתרונות והחסרונות שלהם

סיווג חוות הרוח מבוסס על הקריטריונים הבאים

1. מספר להבים . כרגע במכירה אתה יכול למצוא טחנת רוח חד-להבית, נמוכה-להב, רב-להב. ככל שיש לגנרטור פחות להבים כך מהירות המנוע שלו תהיה גבוהה יותר.
2. אינדיקטור הספק מדורג . תחנות ביתיות מייצרות עד 15 כ"ס, חצי תעשייתיות - עד 100, ותעשייתיות - יותר מ -100 כ"ס.
3. כיוון הציר . טורבינות רוח יכולות להיות אנכיות ואופקיות כאחד, לכל סוג יש יתרונות וחסרונות.

מי שרוצה לרכוש מקור אנרגיה חלופי יכול לקנות גנרטור רוח עם רוטור, קינטי, מערבולת, מפרש, נייד.

יש גם סיווג של מחוללי כוח רוח לפי מיקומם. כיום, ישנם 3 סוגי יחידות.

1. יַבַּשׁתִי . טחנות רוח כאלה נחשבות לנפוצות ביותר; הן מותקנות על גבעות, גבהים, אתרים שהוכנו מראש. ההתקנה של מתקנים כאלה מתבצעת באמצעות ציוד יקר, שכן האלמנטים המבניים חייבים להיות קבועים בגובה גבוה.
2. תחנות חוף נבנות בחלק החוף של הים והאוקיינוס . פעולת הגנרטור מושפעת מרוח הים, שבגללה מכשיר הסיבוב מייצר אנרגיה מסביב לשעון.
3. בחוף הים . טורבינות רוח מסוג זה מותקנות בים, בדרך כלל במרחק של כ -10 מטרים מהחוף. מכשירים כאלה מייצרים אנרגיה מהרוח הימית הרגילה. לאחר מכן, האנרגיה עוברת לחוף באמצעות כבל מיוחד.

אֲנָכִי

טורבינות רוח אנכיות מאופיינות בציר סיבוב אנכי ביחס לקרקע. מכשיר זה, בתורו, מחולק לשלושה סוגים.

עם רוטור Savounis . המבנה כולל כמה אלמנטים חצי גליליים. סיבוב ציר היחידה מתרחש ללא הרף ואינו תלוי בחוזק ובכיוון הרוח. היתרונות של הגנרטור הזה הם רמת ייצור גבוהה, מומנט התחלתי איכותי, כמו גם היכולת לתפקד אפילו עם כוח רוח קל. חסרונות המכשיר: הפעלה יעילה של הלהבים, הצורך בכמות גדולה של חומרים בתהליך הייצור.

עם רוטור Darrieus . מספר להבים ממוקמים על ציר הסיבוב של המכשיר, אשר יחד הם בעלי צורה של רצועה. היתרונות של הגנרטור נחשבים להיעדר הצורך להתמקד בזרימת האוויר, היעדר קשיים בתהליך הייצור ותחזוקה פשוטה ונוחה. החסרונות של היחידה הם יעילות נמוכה, מחזור שיפוץ קצר והפעלה עצמית לקויה.

עם רוטור סלילי . מחולל הרוחות מסוג זה הוא שינוי של הגרסה הקודמת. יתרונותיה טמונים בתקופת פעולה ארוכה ובעומס נמוך על מנגנונים ויחידות תמיכה. חסרונות היחידה הם העלות הגבוהה של המבנה, התהליך הקשה והמורכב של ייצור הלהבים.

אופקי

ציר הרוטור האופקי במכשיר זה מקביל לפני השטח של כדור הארץ. הם חד-להביים, דו-להביים, שלושה-להבים וגם רב-להביים, בהם מספר הלהבים מגיע ל -50 חלקים. היתרונות של טורבינת רוח מסוג זה הינם יעילות גבוהה. החסרונות של היחידה הם כדלקמן:

• הצורך בהתמצאות בהתאם לכיוון זרימות האוויר;
• הצורך בהתקנת מבנים גבוהים - ככל שהתקנה גבוהה יותר כך הוא יהיה חזק יותר;
• הצורך בבסיס להתקנת התורן שלאחר מכן (הדבר תורם לעלייה בעלות התהליך);
• רעש גבוה;
• סכנה לציפורים שעפות ליד.

שַׁבשֶׁבֶת

למחוללי להבים יש צורה של מדחף. במקרה זה, הלהבים מקבלים את האנרגיה של זרימת האוויר ומעבדים אותה לתנועה סיבובית.

לתצורת האלמנטים הללו יש השפעה ישירה על יעילות טורבינת הרוח.

לטורבינות רוח אופקיות יש אימפלרים עם להבים, שמתוכם עשוי להיות מספר מסוים .בדרך כלל יש 3 כאלה. בהתאם למספר הלהבים, כוחו של המכשיר יכול להגדיל או לרדת. יתרון ברור של סוג זה של טורבינת רוח הוא חלוקת העומסים האחידה על נושאת הדחף. החיסרון של היחידה הוא שהתקנת מבנה כזה דורשת הרבה חומרים נוספים ועלויות עבודה.

טוּרבִּינָה

מחוללי טורבינות רוח נחשבים כיום ליעילים ביותר. הסיבה לכך היא השילוב האופטימלי של אזורי להב עם התצורה שלהם .היתרונות של העיצוב ללא להב כוללים רמה גבוהה של יעילות, רעש נמוך, הנגרמת על ידי הממדים הקטנים של המכשיר. בנוסף, יחידות אלה אינן מתמוטטות ברוחות עזות ואינן מהוות סכנה לאחרים ולעופות.

טחנת רוח מסוג טורבינה משמשת בערים ובעיירות, בעזרתה ניתן לספק בית פרטי וקוטג 'קיץ עם תאורה . לגנרטור כזה אין כמעט חסרונות.

הצד השלילי של טורבינת הרוח הוא הצורך בייצוב רכיבי המבנה.

תכונות עיקריות

המאפיינים היתרונות העיקריים של מחוללי הרוח הם:

• בטיחות סביבתית - הפעלת המתקנים אינה פוגעת בסביבה ובאורגניזמים חיים;
• חוסר מורכבות בעיצוב;
• קלות השימוש והניהול;
• עצמאות מרשתות חשמל.

בין החסרונות של מכשירים אלה, מומחים מבחינים בין הדברים הבאים:

• עלות גבוהה;
• ההזדמנות לשלם רק לאחר 5 שנים;
• יעילות נמוכה, הספק נמוך;
• הצורך בציוד יקר.

מידות (עריכה)

התקנים להפקת אנרגיה מרוח יכולים להיות בגדלים שונים. כוחם תלוי בגודל גלגל הרוח, גובה התורן ומהירות הרוח. היחידה הגדולה ביותר כוללת עמוד באורך 135 מ 'ואילו קוטר הרוטור שלה הוא 127 מ' . לפיכך, גובהו הכולל מגיע ל -198 מטרים. טורבינות רוח גדולות בגובה רב ולהבים ארוכים מתאימות לאספקת אנרגיה למפעלים תעשייתיים קטנים, חוות. ניתן להתקין דגמים קומפקטיים יותר בבית או בארץ.

נכון לעכשיו, הם מייצרים טחנת רוח צועדת עם להבים בקוטר 0, 75 ו -60 מטרים . לדברי מומחים, המידות של הגנרטור לא צריכות להיות גרנדיוזיות, שכן התקנה ניידת קטנה מתאימה להפקת כמות קטנה של אנרגיה. גובה הדגם הקטן ביותר של היחידה הוא 0.4 מטר ומשקלו פחות מ -2 ק ג.

יצרנים

כיום, ייצור טורבינות רוח מבוסס במדינות רבות בעולם. בשוק תוכלו למצוא דגמים ויחידות מתוצרת רוסית מסין. מבין היצרנים המקומיים, הפופולריות ביותר הן החברות הבאות:

• "אור-רוח";
• Rkraft;
• SKB Iskra;
• סאפסן-אנרג'יה;
• "אנרגיית רוח".

היצרנים יכולים לייצר טורבינות רוח על פי העדפתו האישית של הלקוח. כמו כן, לרוב היצרנים יש שירות לחישוב ועיצוב חוות רוח.

גם יצרנים זרים של מחוללי חשמל פופולריים מאוד:

• Goldwind - סין;
• וסטאס - דנמרק;
• משחקה - ספרד;
• סוציון - הודו;
• GE Energy - ארה"ב;
• סימנס, אנרקון - גרמניה.

על פי ביקורות צרכנים, מכשירים מתוצרת חוץ הינם באיכות גבוהה, מכיוון שהם מיוצרים באמצעות הציוד החדיש ביותר.

עם זאת, ראוי לזכור כי השימוש בגנרטורי רוח כאלה מרמז על שימוש בתיקונים יקרים, כמו גם על חלקי חילוף, שכמעט בלתי אפשרי למצוא בחנויות מקומיות. עלות יחידות ייצור החשמל תלויה בדרך כלל בתכונות העיצוב, הקיבולת והיצרן.

איך לבחור?

כדי לבחור את מחולל הרוח המתאים לבקתת קיץ או לבית, עליך לקחת בחשבון את הדברים הבאים

1. חישוב העוצמה של מכשירי חשמל מותקנים שיחוברו בחדר.
2. כוחה של היחידה העתידית, בהתחשב בגורם הבטיחות. האחרון לא יאפשר עומס יתר על הגנרטור במצב שיא.
3. האקלים של השטח. למשקעים יש השפעה שלילית על ביצועי המכשיר.
4. יעילות הציוד, הנחשבת לאחד האינדיקטורים החשובים ביותר.
5. אינדיקטורי רעש המאפיינים את טורבינת הרוח במהלך הפעולה.

בנוסף לכל האמור לעיל, הצרכן צריך להעריך את כל הפרמטרים של ההתקנה, וכן לקרוא את הביקורות עליו.

דרכים לשיפור יעילות העבודה

כדי להגדיל את יעילות הפעולה של מחולל הרוחות, יהיה צורך לשנות את יכולות ההפעלה ומאפייניו בכיוון חיובי. ראשית, כדאי להגדיל את יעילות הרגישות של האימפלר לרוח חלשה יחסית ולא יציבה.

כדי לתרגם את הרעיון למציאות, מומלץ להשתמש ב"מפרש עלי כותרת ".

זהו מעין קרום חד צדדי לזרימת אוויר, העובר בחופשיות את הרוח לכיוון אחד. הממברנה היא מחסום בלתי חדיר לתנועת המוני אוויר בכיוון ההפוך.

שיטה נוספת להגברת היעילות של טורבינת רוח היא שימוש במפזרים או מכסי הגנה, המנתקים את הזרימה מהמשטח היריב .לכל אחת מהאפשרויות יש יתרונות וחסרונות. עם זאת, הם בכל מקרה יעילים יותר מהדגם המסורתי.

בניית DIY

מחולל רוח יקר. אם אתה רוצה להתקין אותו בשטח שלך, כדאי לשקול את הנקודות הבאות:

• זמינות שטח מתאים;
• שכיחות רוחות תכופות וחזקות;
• היעדר מקורות אנרגיה חלופיים אחרים.

אחרת, חוות הרוחות לא תיתן את התוצאה הצפויה. מכיוון שהביקוש לאנרגיה חלופית גדל מדי שנה, ורכישת טורבינת רוח מהווה מכה מוחשית לתקציב המשפחתי, תוכל לנסות ליצור יחידה במו ידיך בהתקנה שלאחר מכן. ייצור טורבינת רוח יכול להתבסס על מגנטים ניאודימיום, תיבת הילוכים, להבים והיעדרם.

לטורבינת הרוח יש הרבה יתרונות . לכן, עם רצון רב ונוכחות יכולות מעצבים אלמנטריות, כמעט כל בעל מלאכה יכול לבנות תחנה לייצור חשמל באתר שלו. הגרסה הפשוטה ביותר של המכשיר נחשבת לטורבינת רוח עם ציר אנכי. האחרון אינו דורש תמיכה ותורן גבוה, והליך ההתקנה מאופיין בפשטות ומהירות.

כדי ליצור מחולל רוח, יהיה עליך להכין את כל האלמנטים הדרושים ולתקן את המודול במקום הנבחר. כחלק ממחולל אנרגיה אנכי תוצרת בית, נוכחותם של אלמנטים כאלה נחשבת חובה:

• רוטור;
• להבים;
• תורן צירי;
• גַלגַל מְכַוֵן;
• סוֹלְלָה;
• ממיר מתח;
• בקר.

הלהבים יכולים להיות עשויים מפלסטיק גמיש וקל, מכיוון שחומרים אחרים עלולים להינזק ולעוות תחת השפעת עומסים גבוהים. קודם כל, יש לחתוך 4 חלקים שווים מצינורות PVC. לאחר מכן, עליך לחתוך כמה שברי חצי עיגול מהפח ולתקן אותם לאורך שולי הצינורות. במקרה זה, רדיוס חלק הלהב צריך להיות 69 ס"מ. במקרה זה, גובה הלהב יגיע ל -70 ס"מ.

כדי להרכיב את מערכת הרוטור, עליך לקחת 6 מגנטים ניאודימיום, 2 דיסקיות פריט בקוטר 23 ס"מ, דבק להדבקה. יש להציב מגנטים על הדיסק הראשון, תוך התחשבות בזווית של 60 מעלות וקוטר של 16.5 ס"מ. על פי אותה תכנית, הדיסק השני מורכב, והמגנטים נשפכים עם דבק. עבור הסטאטור, עליך להכין 9 סלילים, שעל כל אחד מהם אתה מפתל 60 סיבובים של חיווט נחושת בקוטר של 1 מ"מ. ההלחמה חייבת להתבצע ברצף הבא:

• תחילת הסליל הראשון עם סוף הרביעי;
• תחילת הסליל הרביעי עם סוף השביעית.

השלב השני מורכב בצורה דומה. לאחר מכן, טופס עשוי דף דיקט, שתחתיתו מכוסה פיברגלס. עליון מותקנים שלבים מסלילי הלחמה. המבנה מלא בדבק ונותר למספר ימים להדבקת כל החלקים יחד. לאחר מכן, תוכל להתחיל לחבר את האלמנטים הבודדים של מחולל הרוחות למכלול אחד.

כדי להרכיב את המבנה ברוטור העליון, יש לבצע 4 חורים לחתיכים. הרוטור התחתון מותקן עם מגנטים כלפי מעלה על התושבת. לאחר מכן, עליך למקם את הסטאטור עם החורים הנדרשים להרכבת התושבת. הסיכות צריכות להיות מונחות על צלחת האלומיניום, ולאחר מכן לכסות את הרוטור השני כשהמגנטים כלפי מטה.

בעזרת מפתח ברגים, יש צורך לסובב את הסיכות כך שהרוטור ייפול באופן שווה וללא זעזועים . כאשר תופסים את המקום הנכון, כדאי לפרק את החתיכים ולהסיר את לוחות האלומיניום. בסוף העבודה, המבנה חייב להיות קבוע באומים ולא להידוק היטב.

צינור מתכת חזק באורך של 4 עד 5 מטרים מתאים כתורן . גנרטור שהורכב מראש מוברג אליו. לאחר מכן, המסגרת עם הלהבים מקובעת לגנרטור, ומבנה התורן מותקן על הרציף, המוכן מראש. מיקום המערכת קבוע בעזרת פלטה.

החיבור של ספק הכוח לטורבינת הרוח מתרחש בסדרה. הבקר חייב לקחת משאב מהגנרטור ולהמיר את הזרם החילופי לזרם ישר.