Природные сокровища — вода, ветер и солнце требуют тщательных подготовленных мероприятий для последующего использования и применения. Придется попыхтеть, устанавливая мачту для ветрогенератора или закручивая гайки на ветротурбине. Как следует устанавливать электростанцию, работающую на энергии ветра?
Содержание
Унесенные ветром
Прочувствовав однажды на себе мощную силу ураганного ветра, можно сделать вывод, что энергия ветра способна творить чудеса: вращать турбины электростанций и других ветреных электроустановок.
Естественно, первый ветрячок вращающийся и шелестящий под порывом ветра, самодельно изготовленный из картона и прибитый не деревянную палочку не может в полной мере дать ответ на вопрос: «Что такое ветряной генератор». Но чтобы воспользоваться дармовой природной энергией необходимо досконально изучить принципы аэродинамики и устройство ветротурбин.
Иллюзии, что создать электростанцию дома или на даче это просто, будут попросту унесены ветром. Поэтому, чтобы этого не случилось необходимо изучить конструкцию и способ установки ветряных электростанций для дома.
Что представляет собой ветряная электростанция
Ветряная электростанция представляет собой совокупность нескольких ветроэлектрических установок (ВЭУ), преобразующих энергию ветра в энергию электрическую.
Основной «боевой единицей» электростанций является ветряной генератор, благодаря которому и происходит преобразование энергии потока ветра в механику вращения ротора. Ветрогенераторы разделены на следующие категории:
• промышленного назначения (мощность 10 кВт — 100 Вт)
• для частного применения (мощность 1000 — 10000 Вт)
• коммерческие.
Независимо от назначения ветрогенератор, являясь составной частью электростанции, имеет базовую конфигурацию, классификацию и технические характеристики.
конструкция
Конструкцию установки, одиноко возвышающуюся где-то посреди широкой степи, невозможно спутать ни с чем. Высокая устойчивая мачта и вращающиеся лопасти турбины наверху установки дают понять, что идет непрерывный процесс переработки энергии.
Конструктивно ветрогенератор состоит из следующих элементов:
• ветротурбины, которая установлена на мачте и оснащена ротором и лопастями
• электрогенератора
• контроллера аккумуляторного заряда
• инвертора для преобразования энергии
• накопительных аккумуляторов.
Ничего сверхъестественного в конструкции установки не существует. В конструкции используют все изобретения, используемые нами в постоянном быту.
классификация
Классификацию ветрогенераторов можно разделить по следующим параметрам:
• по материалу изготовления лопастей
• по количеству лопастей турбины
• по оси вращения и шагу винта ветротурбины.
По количеству лопастей установки разделены на двух-, трех и многолопастные. Для выработки электроэнергии главное не количество лопастей и сам факт вращения, а необходимое количество оборотов для выхода на рабочие обороты генератора.
Различают ветрогенераторы с парусными и жесткими лопастями. Парусные лопасти более просты в изготовлении. Жесткие лопасти ветрогенераторов изготавливают из композитного материала фибергласса (FRP).
Классическое количество лопастей турбины ветрогенератора – 3.
Существуют два типа ветротурбин: с вертикальной и горизонтальной осью вращения.
Вертикальная ось вращения это роторные или «карусельные» турбины, а также ортогональные или «лопастные».
Горизонтальная ось вращения присущи крыльчатым турбинам.
Для вертикальных установок с размещение ротора по вертикали направление ветра не играет роли. Лопасти вертикальных турбин достаточно длинные, имеющие дугообразную форму, прикреплены в верхней и нижней части.
Именно благодаря вертикальному расположению вала ротора, Н-образные турбины способны «ловить ветер» любого направления. При этом нет необходимости подстраивать положение оси ротора при любом изменении направления ветра.
Различают фиксированный и изменяемый шаг винта ветротурбины. Изменяемый шаг винта может увеличить диапазон рабочих скоростей, однако это приведет к удорожанию всей установки.
технические характеристики
Ветроэлектрическую или ветроэнергетическую установку характеризуют следующие технические характеристики:
• производительность электрогенератора
• мощность электростанции
• начальная скорость и номинальная скорость ветра
• общий вес электростанции и цена.
Принцип работы ветрогенератора
Напомним, что обязательным условием работы установки является непрерывный ветер с минимальной скоростью 4 м/с. В противном случае нет смысла устанавливать нерентабельную дорогую установку. А теперь расскажем о принципе работы ВЭУ.
Поток ветра вращает турбину с лопастями, которая передает крутящий момент посредством редуктор на вал генератора. Ротор генератора вращается и создает переменный ток. Инвертор преобразовывает постоянный ток, накопленный в аккумуляторных батареях, в переменный ток. В общем случае конструкция установки состоит из генератора, устройства выпрямительного, батареи аккумуляторной и инвертора-преобразователя.
Управление над элементами электростанции возложено на микропроцессорный контроллер с несложной логической схемой.
Важно помнить, что собрать ветрогенератор самостоятельно сложно. Поэтому имеет смысл приобрести готовую конструкцию и установить ее.
Оговоримся сразу, что цены ветряных электростанций для дома существенны и составляет от 1 тыс. евро.
Как установить готовые ветрогенераторы
Ветрогенераторы имеют солидный вес, поэтому для крепления и их установки используют мачты.
Установить ветрогенератор электростанцию для дома можно с использованием:
• мачты с растяжками
• гидравлической и конической мачты
• сборных мачт-ферм.
устанавливаем мачту
Ветрогенераторы от производителя устанавливают на открытых площадках или крышах. Для установки предпочтительнее использовать мачту с растяжками (опору с полостью для шлейфа проводов). В зависимости от марки ветрогенератора высота мачты может достигать 6-18 м. (диаметр от 48 до 500 мм).
Мачту устанавливают на специальный фундамент радиусом от 3,0 до 9,0 м с опорами растяжек. Крепление основы мачты и опор растяжек осуществляет с применением анкера. Кольцо анкера располагают под углом 35-55 град к основанию мачты. Сборку мачты и подъем производят с использованием тяговой техники (лебедок и блоков).
После подготовки и сборки мачты производят соединение генератора с мачтой. Все силовые и сигнальные кабели располагают внутри и закрепляют. Затем производят закрепление генератора и турбины для присоединения «крылатой части».
Лопасти ветрогенератора прикручивают к фланцам вала генератора. После закрепления и балансировки лопастей устанавливают обтекатель и датчик направления ветра. Окончательно производят закрепление растяжек к мачте: на анкерные кольца устанавливают талрепы и протягивают растяжки.
После закрепления растяжек по необходимой длине мачту можно поднимать.
По завершению подъема и установки мачты растяжки подтягивают и корректируют положение мачты строго вертикально.
Коническую мачту устанавливают без растяжек на подготовленный фундамент с применение подъемного крана. Крепление концов мачты конической осуществляют с помощью болтового соединения нижнего фланца к фундаменту.
Гидравлические и сборные мачты-фермы обладают высокой ветровой устойчивость и незначительной площадью основания. Но из-за значительного веса самой мачты их установка затруднительна.
Как установить ветряную электростанцию на крышу дома показано в видео.
Loading ...