Ветравыя генератары: канструкцыя, прынцып працы

Тэхналогіі выпрацоўкі альтэрнатыўнай энергіі даўно развіваюцца найбуйнейшымі кампаніямі ва ўсім свеце. Асобныя еўрапейскія краіны прадугледжваюць магчымасці эканоміі за кошт укаранення падобных распрацовак у энергетычныя сеткі ўжо ў бліжэйшыя гады. Адным з самых перспектыўных напрамкаў гэтай галіне з'яўляецца ветравая энергетыка, якая не так папулярная ў параўнанні з сонечнымі батарэямі, але пры гэтым валодае сваімі перавагамі. У прыватнасці, ветрагенератары для дома адрозніваюцца эфектыўнасцю выпрацоўкі энергіі і абсалютнай экалагічнай бясшкоднай ў эксплуатацыі.

прылада ветрагенератараў

У склад бытавой ветроэлектрической ўстаноўкі ўваходзіць электрагенератар і турбіна, якая ўсталёўваецца на адмысловай мачце з расцяжкамі і раскручваць лопасцямі. Для апрацоўкі атрыманай энергіі прадугледжваецца кантролер зарада батарэй, злучаны з акумулятарамі. Як правіла, у якасці элементаў сілкавання выкарыстоўваюцца неабслугоўваныя кампаненты на 24 В. Таксама ў канструкцыі прадугледжваецца інвертар, які падключаецца да электрасеткі. Больш складанай прыладай валодаюць прамысловыя ветравыя генератары, якія прадстаўляюць цэлы комплекс абсталявання. Можна сказаць, гэта паўнавартасныя станцыі, якія ўключаюць сілавы шафа з элементамі кіравання, камунікацыйныя развязкі, электрычныя генератары, сістэмы сачэння за параметрамі ветру, прылады кантролю лопасцяў, сродкі пажаратушэння, аховай ад маланак і іншыя кампаненты.

Прынцып працы

Любы ветрагенератар працуе на прынцыпах пераўтварэнні энергій. Кручэнне актыўных кампанентаў (лопасцяў або ротараў) выпрацоўвае пад'ёмную і імпульсную сілы, за кошт чаго прыходзіць у дзеянне і махавік. У працэсе раскручвання махавіка ротар фармуе магнітнае поле на нерухомай часткі ўстаноўкі. У выніку на драты пачынае паступаць электрычны ток. Такая мадэль з'яўляецца агульнай і ставіцца практычна да ўсіх станцыях гэтага тыпу. Іншая справа, што на практыцы эксплуатацыі ветравыя генератары могуць падвяргацца карэкціроўкам з-за ўмоў надвор'я. Хоць распрацоўшчыкі канструкцый тых жа лопасцяў імкнуцца максімальна прадугледжваць розныя паказчыкі і сілы ўздзеяння ветру, усё ж такі гэта з'ява непрадказальна і можа суправаджацца мноствам іншых фактараў.

магутнасць установак

На дадзеным этапе развіцця вобласці рана казаць пра стандартызаваных фарматах выпуску такіх агрэгатаў, але пэўныя заканамернасці ў паказчыках асноўных характарыстык прасочваюцца. Напрыклад, магутнасць ветрагенератара для бытавых патрэб звычайна складае не больш за 100 кВт. Як ні дзіўна, запатрабаваныя і мадэлі, якія забяспечваюць да 1 кВт, падобныя ўстаноўкі адносяць да микроветровой энергетыцы. Іх ужываюць пры аснашчэнні яхт, сельскагаспадарчых ферм і т. Д.

Больш сур'ёзнае прамысловае і камерцыйнае абсталяванне вырабляюць не так шмат кампаній, але магутнасць такіх установак можа дасягаць 5 МВт. Як правіла, гэта масіўныя турбіны, маса якіх дасягае некалькі тон. У той жа час вытворцы імкнуцца рабіць абсталяванне мабільныя ці, па меншай меры, прадугледжваць магчымасць транспарціроўкі. Калі ж казаць пра мадэлі для хатняга ўжывання, то ў большасці выпадкаў гэта ветрагенератары на 220В, агульная магутнасць якіх можа складаць каля 4 кВт.

Асаблівасці малых ветрагенератараў

Гэты клас абсталявання ўяўляе найбольшую цікавасць з боку камерцыйных кампаній і радавых спажыўцоў, зацікаўленых у выкарыстанні ветравой энергіі. Ўстаноўкі гэтага тыпу размяшчаюць стандартнай канструкцыяй, у якую ўваходзяць лопасці, ротар, турбіны, сродкі арыентацыі, генератар з мачтай, інвертар і акумулятары. Да асаблівасцяў ж такіх прылад можна аднесці незалежнасць ад цэнтральных электрасетак - гэта значыць, што малыя ветрагенератары для дома могуць працаваць у аўтаномным рэжыме. Такі фармат эксплуатацыі найбольш прывабны для ўладальнікаў загараднай нерухомасці, дзе адсутнічае стабільнае забеспячэнне ад цэнтральнай электрасеткі. Акрамя гэтага стваральнікі такіх установак у некаторых мадэлях імкнуцца сумяшчаць канцэпцыю ветрагенератара і сонечнай батарэі. У выніку бытавая міні-станцыя абсталёўваецца модулем пастаяннага току для сувязі з сонечнымі панэлямі.

разнавіднасці генератараў

Прынцыповы падзел такіх установак абумовіла класіфікацыю па восях кручэння. У прыватнасці, існуе вертыкальны ветрагенератар і яго гарызантальны аналаг крыльчатый тыпу. Агрэгаты першага першай групы адрозніваюцца адчувальнасцю да парывам і не маюць патрэбы ў спецыяльнай арыентацыі. Аднак падобныя мадэлі маюць і сур'ёзны недахоп - у параўнанні з гарызантальнымі ўстаноўкамі іх рабочая паверхню ў два разы менш па плошчы. Гэта значыць вертыкальная ротарная вось кручэння турбін лепш арыентуецца пад характарыстыкі ветру, але першапачаткова забяспечвае меншы аб'ём энергіі.

У сваю чаргу, крыльчатый мадэлі з гарызантальна накіраванай воссю здольныя ўзаемадзейнічаць з патокамі ветру большай плошчай. Вядома, ёсць праблема з кірункам рабочых элементаў, але гэтая задача вырашаецца з дапамогай звычайнага флюгера. Адпаведна, па сукупнасці вартасцяў крыльчатый ўстаноўкі на дадзены момант перспектыўней, чым вертыкальны ветрагенератар карусельные тыпу. Зрэшты, канструкцыі ўдасканальваюцца, і не выключана, што на першы план выйдзе нешта сярэдняе паміж гэтымі варыянтамі.

вытворцы ветрагенератараў

На рынку ветрагенератараў першынство бяруць еўрапейскія і кітайскія вытворцы. У прыватнасці, найбольшыя поспехі паказвае дацкая кампанія Vestas, а таксама кітайскія вытворцы Goldwind і Sinovel.

Што тычыцца айчынных прадпрыемстваў, то ім таксама ёсць чым пахваліцца. На рынку, да прыкладу, даступныя мадэлі ад кампаніі «Сапсан-Энергія». На сённяшні дзень карыстачам даступныя дзве версіі установак гэтай маркі - на 1000 і 5000 Вт. Чэлябінску прадпрыемства «ГРЦ-Вертыкаль» выпускае як раз ўстаноўкі вертыкальнага тыпу з намінальнай магутнасцю ад 1500 да 30 000 Вт. Можна знайсці і расійскія ветрагенератары для забеспячэння невялікімі аб'ёмамі энергіі. Да прыкладу, кампанія «Стройинжсервис» прапануе ветравой генератар на 500 Вт. Важна адзначыць, што практычна кожны расійскі вытворца забяспечвае і сэрвіснае абслугоўванне абсталявання, таму праблем у змесце тэхнікі не павінна ўзнікаць.

пытанне кошту

Кожны вытворца, нягледзячы на выкарыстанне агульных прынцыпаў рэалізацыі установак, усё ж ідзе сваім шляхам. У выніку атрымліваюцца агрэгаты з унікальнымі характарыстыкамі і, адпаведна, цэннікамі. У пачатковым сегменце можна знайсці ветравой генератар, цана якога будзе вар'іравацца ад 40 да 70 тыс. Руб. Гэта бытавая міні-станцыя з аўтаномным рэжымам працы, якая аптымальна падыдзе для запытаў невялікага дома. Далей ідуць прапановы коштам 100-150 тыс. Руб. Як правіла, гэта агрэгаты магутнасцю ад 5000 Вт, якія могуць выкарыстоўвацца і для камерцыйных мэтаў.

Мэтазгоднасць выкарыстання ветрагенератараў

Паводле ацэнак спецыялістаў, такія ўстаноўкі не заўсёды выгадна выкарыстоўваць для забеспячэння прыватных патрэб. Гэта звязана з высокімі коштамі на акумулятарныя батарэі, інвертары і мантаж. Акрамя гэтага часам патрабуецца і ўстаноўка дызель-генератара ў якасці дадатку, што таксама павялічвае выдаткі на арганізацыю такога спосабу забеспячэння энергіяй. Тым не менш ветравыя генератары сябе могуць апраўдаць, калі пераўтварэнне ажыццяўляецца напрамую ў цяпло. У гэтым выпадку рэалізуецца функцыя генератара як сістэмы ацяплення, магчымасці якой можна выкарыстоўваць і для гарачага водазабеспячэння, і для элементарнага абагрэву дому.

заключэнне

Пры ўсіх недахопах ветравыя ўстаноўкі актыўна рухаюцца на рынку, прыцягваючы ўсё новых карыстальнікаў. Гэта абумоўлена перспектывамі сегмента і прывабнасцю тых магчымасцяў, якія забяспечваюць бясплатныя крыніцы энергіі. Ужо сёння ветравыя генератары здольныя браць на сябе поўнае энергазабеспячэнне прыватных дамоў. Вядома, не ва ўсіх рэгіёнах выкарыстанне такіх установак сябе апраўдвае ў сілу кліматычных асаблівасцяў. Але нават у гэтых выпадках спецыялісты рэкамендуюць не адмаўляцца ад падобных прапаноў, дапаўняючы ўстаноўкі фотаэлектрычнымі элементамі, паліўнымі генератарамі і іншымі дапаможнымі крыніцамі энергіі.