풍차는 오랫동안 이국적인 참신함을 멈췄습니다. 이제는 가능한 저축 옵션 중 하나로 간주됩니다. 지구 표면의 공기 흐름은 엄청난 양의 에너지를 운반하며, 현재 산업용 풍력 터빈과 소형 풍력 터빈에서 개인용으로 성공적으로 사용되고 있습니다.
개인 주택에 적합한 풍력 발전기를 올바르게 기술적으로 올바르게 선택하는 방법을 알려 드리겠습니다. 제안 된 기사에는 미니 발전소의 조립 및 작동 규칙이 설명되어 있습니다. 인기있는 모델의 등급을 감안할 때 관심있는 구매자에게 선택 권장 사항이 제공됩니다.
풍력 터빈의 설계 및 작동 원리
풍력 발전기는 풍력의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 특수 장치입니다. 이들은 독립적 인 전기 공급원으로 개인 주거용 건물, 중소 규모 농장 및 생산 기지에 설치하기에 탁월합니다.
가정용 표준 미니 발전소의 설계에는 다음 기능 요소가 포함됩니다.
- 블레이드 바람을 잡기위한 공기 역학적 형태.
- 발전기 교류 생산 용.
- 제어 장치 풍력 발전소의 자동 제어를 위해. 배터리 재충전을 조정하고 장치 간 에너지 흐름을 분배합니다.
- 저장 장치. 발전된 전기 축적을위한 특수 배터리.
- 인버터 생성 된 에너지의 매개 변수를 네트워크 표준으로 가져옵니다.
- 돛대, 블레이드를지면보다 높은 높이로 들어 올리십시오.
돛대는 다릅니다 : 스트레치 마크없이 자체지지, 견고하게 고정 및 스트레치 마크 회전. 후자는 정비 및 수리 및 복원 작업을 위해 낮추거나 올릴 수 있습니다.
바람의 영향으로 발전기 샤프트에 장착 된 블레이드가 회전하기 시작하여 로터를 시작하는 데 도움이됩니다. 결과적으로 공기 흐름의 운동 에너지는 기계적 에너지로 변환 된 다음 전기 에너지로 변환됩니다. 풍차의 매우 단순화 된 계획처럼 보입니다.
실제로 풍력 발전 단지의 에너지는 소비자에게 직접 도달하지 않습니다. 시스템에서 전류를 변환하려면 특수 장치를 연결해야합니다.
컨트롤러는 발전기 다음의 회로에 있습니다. 교류를 직류로 변환합니다. 이 형태에서, 전기는 배터리에 축적되어 저장된 후 직류를 교류로 변환하는 인버터를 통해 배터리로부터 전기가 공급되며, 개인 전력망에 에너지가 공급된다.
이러한 체계는 전압 불안정성을 완화시키고 소비가 완전히없는 기간 동안 에너지를 축적하는 것을 가능하게한다. 그리고 이것은 결국 가전 제품의 총 전력보다 낮은 전력의 풍력 발전기를 사용할 수있게합니다.
가변 상수 가변 방식에 따라 전류를 변환하는 동안, 약 20 %에 이르는 특정 에너지 손실이 발생합니다.
자율 풍력 발전소와 함께 태양 광 모듈과 연료 발전기를 모두 설치할 수 있습니다.
전기를 생산하는 여러 장치가 한 번에 관련되면 회로에는 다른 요소 인 회로 차단기 (ABP)가 추가됩니다. 하나의 대체 에너지 소스를 끄면 다른 하나의 백업 에너지가 시작되어야합니다.
현대식 풍력 발전 단지의 일환으로 다양한 디자인의 로터가 사용됩니다. 장점과 단점, 효율성과 기능이 다릅니다. 현재, 속도와 강도가 다른 바람과 상호 작용할 수있는 자율 시스템의 많은 개발이 있습니다.
바람 농장의 종류
소비자 유형에 따라 자율 풍력 발전기와 네트워크 설치가 구별됩니다. 전자는 중앙 전기 네트워크에서 떨어진 소비자에게 전력을 공급합니다.
두 번째-수십 / 수백 개의 풍차가 단일 시스템을 형성하고 공통 네트워크로 에너지를 전달합니다. 자율 장치의 전력은 75kW를 거의 넘지 않지만 네트워크 설치의 전력은 100kW에서 시작합니다.
건설 유형에 따라 풍력 발전기가 구별됩니다.
- 와 세로 회전축;
- 와 수평 회전축.
이 장치는 다른 작동 조건에 사용되지만 대부분 가로 축이있는 모델이 있습니다. 그들은 평범한 날씨 수탉처럼 작동하며 비슷한 구조를 가지고 있습니다. 로터 축은 지표면과 평행하게 회전합니다.
이러한 장치는 고효율 (약 40 %), 간단한 전력 제어 및보다 저렴한 가격이 특징이지만 높은 수준의 소음 및 진동이 특징입니다. 또한 바람 방향을 향해야합니다.
수평 로터가있는 풍력 터빈을 설치하려면 약 120m의 여유 공간과 최소 8m의 마스트가 필요합니다.
수직 회전 축을 가진 풍력 발전기는보다 컴팩트 한 디자인을 가지고 있으며 환경 요인에 덜 민감합니다.
이 유형의 장치에서 터빈은 지구 평면에 수직입니다. 이러한 설계는 가벼운 바람에서도 시작되며 공기 흐름 방향과 무관합니다.
저소음 (최대 30dB)으로 건물 지붕에 수직 풍력 터빈을 설치할 수 있습니다.
그러나 상당한 마이너스가 있습니다-그러한 발전기의 효율은 15 %에 불과합니다. 또한 수평 회전 축이있는 모델보다 비쌉니다.
풍력 발전기 모델은 회전 축의 위치뿐만 아니라 다음과 같이 다릅니다.
- 블레이드 수 -2 개 및 3 개의 블레이드가있는 풍차가 있으며 다중 블레이드 수정도 있습니다.
- 기능성 부품 제조용 재료 -항해 및 단단한 날;
- 나사 피치 -조정 또는 고정.
다중 블레이드 고정 풍차의 회전은 바람이 약한 경우에도 시작되지만 2 블레이드 및 3 블레이드 장치의 작동에는 더 강한 바람이 필요합니다. 동시에, 구조의 각 추가 블레이드는 더 큰 휠 저항을 생성하여 표준 발전기 작동 속도를 달성하기 어렵습니다.
풍력 터빈 용 블레이드 제조 재료에 따라 작동에 어려움이있을 수 있습니다. 세일링 요소는 제조가 더 쉬워서 저렴합니다.
그러나 자율적 전원 공급을 위해 풍력 터빈을 안정적으로 작동시켜야하는 경우 금속 또는 유리 섬유로 만들어진 단단한 블레이드가있는 디자인을 선호하는 것이 좋습니다.
나사의 피치는 너무 간단하지 않습니다. 가변 단계를 사용하면 풍력 발전소의 작동에 대한 유효 속도 범위를 크게 확장 할 수 있으며 이는 큰 장점입니다. 그러나 동시에 이러한 메커니즘은 고정식 설치의 전반적인 신뢰성을 낮추고 바람 바퀴를 크게 복잡하게하여 장치의 작동을 복잡하게합니다.
풍력 발전기 설치의 가능성
오늘날 소규모 풍력 발전 단지는 대체 전기 공급원으로 널리 사용되어 실제 비용을 절감 할 수 있습니다.
이러한 장치는 원칙적으로 주 전원 공급 장치 네트워크에서 떨어진 지역의 여름 별장에 설치됩니다. 그러나 이것이 사람들이 점차 이런 유형의 건축을 선호하는 유일한 이유는 아닙니다.
토지 소유자는 풍력 발전기를 성공적으로 사용하여 완전한 자율성과 상당한 에너지 절약을 달성합니다.
그러나 모든 구역이 풍력 터빈 설치에 적합한 것은 아닙니다. 미니 발전소가 제조업체가 선언 한 기간 동안 완전히 작동하려면 지형의 기후 조건이 특수 장비의 요구 사항을 충족해야합니다.
평균 풍속은 4.5-5 m / s 이상이어야합니다. 이 경우에만 풍력 터빈을 갖춘 구조물의 설치가 경제적으로 정당화됩니다.
지역별 평균 연간 풍속에 대한 대략적인 데이터를 찾으려면 특수한 바람지도를 봐야합니다. 풍속계와 신호 판독 장치를 사용하면보다 정확한 정보를 얻을 수 있습니다.
근처의 건물과 나무가 결과를 왜곡하지 않도록 측정 시스템을 높은 고도에 설치해야합니다.
가정에 미니 바람 농장을 설치하기로 결정한 경우 여유 공간의 가용성도 고려해야합니다. 바람은 블레이드를 따라 절대적으로“걸어야”하며 경로에 장애물이 없어서 다른 방향에서 도달 할 수 있음을 명심해야합니다.
그렇기 때문에 언덕 꼭대기가 풍력 터빈을 설치하기에 이상적인 장소로 간주되는 이유는 공기 질량이 해당 압력과 풍속의 증가로 응축되는 곳입니다. 해양 지역과 대초원 지대도 적합한 것으로 간주됩니다.
풍차를 최대한 활용하려면 나무와 고층 빌딩이없는 곳에 설치해야합니다.
250m 반경 내의 모든 장애물은 풍력 발전기의 작동에 영향을 미칩니다. 최대 효율 표시기를 얻으려면 터빈 축을 장애물 수준 이상으로 4-5m 이상 설정해야합니다.
장비 선택 규칙
가정을위한 풍력 발전기 선택은 책임감있게 접근해야합니다.
기본 정보를 미리 수집해야합니다.
- 집의 요구를 충족시키기 위해 공칭 및 최대 전기량을 계산하십시오.
- 풍차가 비활성화되는 기간을 결정하기 위해 거주 지역의 평균 연간 풍속에 대한 데이터를 봅니다.
- 이 지역의 기후 특징을 고려하십시오. 겨울철에 심한 서리가 관찰되면 풍력 발전소의 설치 자체가 정당화되지 않습니다.
- 풍력 발전기 작동 중 발생하는 소음의 강도를 확인하십시오.
- 다른 제조업체의 장치 기술 사양을 비교하십시오.
풍력 발전 설비를위한 기능 요소의 구성 요소 선택은 공칭 전력 값에 따라 수행됩니다. 이 경우 공칭 풍속은 풍력 발전기가 계산 된 양의 전기 에너지를 생성하는 값의 역할을합니다.
설치시 풍속 11m / s에서 최대 전력을 생산하고 해당 지역의 평균 표시기가 4.5m / s에 도달하면 풍력 터빈은 제조업체가 선언 한 에너지 량을 생성하지 않습니다.
풍력 발전기의 힘은 블레이드에 의해 형성된 바퀴의 직경에 달려 있다는 사실에 중점을 둘 필요가 있습니다. 크기를 2 배 늘리면 같은 풍속으로 풍차가 4 배 더 많은 전기를 생산합니다.
배터리 용량도 중요합니다. 침착 할 경우 집을 제공하기에 충분한 에너지가 있어야합니다.
개인 미니 윈드 팜의 설치는 이러한 유형의 작업을 전문으로하는 회사에 맡기는 것이 가장 좋습니다. 주요 목표는 최대한의 보안을 유지하는 것입니다. 풍력 터빈의 전반적인 설계는 극한의 기후 조건에서도 안정적으로 유지되도록 보장해야합니다.
가볍고 마스트가 낮은 저전력 풍력 발전기 모델을 독립적으로 설치할 수 있습니다. 중앙 지지대는 철근 콘크리트 기초 위에 설치해야합니다. 구조의 측면 안정성을 위해 3-4 스트레치 마크가 사용됩니다.
풍력 발전기의 대략적인 가격 및 회수
풍력 터빈의 인기는 매일 증가하고 있습니다. 그들이 크고 비싼 코티지를 장비하는 것이 유리하며, 그 내용물에는 많은 전기 에너지가 필요합니다.
중앙 집중식 전원 공급 장치가 없거나 간헐적으로 전기가 공급되는 인구가 많은 지역에 풍차를 설치하는 것이 좋습니다.
그러한 경우 풍력 발전기가 구출됩니다.이 사용에는 몇 가지 장점이 있습니다.
- 기류 에너지를 자유 전기로 변환;
- 풍력 터빈의 환경 안전;
- 전기 생산에서 원료 및 폐기물 부족;
- 기능 부품의 최소 마모;
- 장기 작동-25-30 년;
- 풍력 발전 단지의 운영을 지속적으로 모니터링 할 필요가 없습니다.
단점은 풍력의 변동성과 예측 불가능 성을 포함합니다. 손실을 최소화하려면 에너지 저장을 위해 소스를 복제하거나 추가 버퍼를 설치해야합니다. 회전하는 바람개비는 또한 날아 다니는 새들에게 잠재적 인 위협이됩니다.
풍력 발전소는 약 70km / h의 속도로 운전할 때 차량 소음과 비슷한 소음을 발생시킵니다. 소음 수준이 증가하면 동물을 격퇴 할뿐만 아니라 사람들에게 불편 함을 유발합니다
가정용 풍력 터빈의 또 다른 중요한 마이너스 비용은 높은 비용입니다. 이 부피가 큰 디자인은 고가의 재료로 만들어지며 컨트롤러, 배터리, 인버터 설치 및 마스트와 함께 제공됩니다.
러시아 제조 업체의 국내 풍력 발전기와 중국에서 제조 된 고품질 풍력 터빈은 유럽보다 훨씬 저렴합니다. 최대 2 kW의 정격 출력을 가진 수직 축을 가진 가정용 풍력 터빈의 비용은 $ 1300-2500의 범위에서 다양합니다.
그러나이 가격으로 전체 세트에는 블레이드가있는 발전기 만 포함됩니다. 나머지 장비는 별도로 구매하거나 직접 손으로 만들어야합니다. 완전한 식물은 약 40-50 % 더 비쌉니다.
3kW에서 7kW의 전력을 사용하는 가정용 풍력 발전소의 가격은 훨씬 높습니다. 관련 장비가있는 발전기는 구매자에게 5000-12,000 달러가 소요됩니다.
현재 중앙 집중식 전원 공급 장치의 대안으로 풍력 터빈을 사용하는 것은 높은 장비 비용으로 인해 수익성이 없습니다.
네트워크 전력 공급이 중단 되더라도 풍력 발전기를 설치하는 것이 항상 권장되는 것은 아닙니다. UPS와 함께 산업용 배터리를 기반으로 무정전 전원 시스템을 설치하는 것이 더 쉽고 저렴합니다.
중앙 집중식 전원 공급 장치에 완전히 액세스 할 수없는 곳에 풍력 발전 설비를 설치하는 것이 좋습니다. 이 경우의 회수 기간은 25 년입니다.
풍력 발전기를 조립하고 설치하기위한 구성 요소를 구입하기 전에 권장 기사에 나와있는 공식에 따라 계산을 수행하는 것이 좋습니다. 여기에는 계산을 수행하기위한 절차와 규칙이 있습니다.
최고의 브랜드 및 설치 개요
러시아 풍력 발전기 시장에는 상대적으로 저렴한 국내 브랜드의 신뢰할 수있는 장치뿐만 아니라 외국 제조업체와 기능이 다른 여러 제조업체의 풍차 모델이 제공됩니다. 가정 설치의 선택을 결정하려면 다른 단위의 특성을 비교해야합니다.
No. 1-풍력 터빈 Condor Home (러시아)
가정용 풍차에는 0.5-5 kW 용량의 장치가 포함됩니다. 그들은 주요 전기 공급원 또는 추가 기능을 할 수 있습니다. 콘도르 홈 스테이션은 저온에서 작동하여 가벼운 바람에서도 에너지를 생산할 수 있습니다.
모델에 따라 발전기 하우징은 플라스틱 또는 캐스트 알루미늄으로 만들어지며 블레이드는 유리 섬유로 만들어집니다. 효과적인 이중 제동 시스템이 있습니다. 돛대는 스트레치 마크로 높이 8-12m의 복합재로,이 장치를 설치하려면 파일 또는 콘크리트 기초가 필요합니다.
Condor Home 풍력 발전기는 특별한 지식이나 기술이 필요없는 완제품입니다. 이 장치는 풍력 발전소의 일부로 독립형 건물과 작은 마을을 모두 전기하도록 설계되었습니다
기본 장비에는 마스트 및 익스텐션, 발전기, 로터 및 블레이드, 충전 컨트롤러 및 패스너가 포함됩니다.
No. 2-미니 발전소 Falcon Euro (러시아)
그들은 1-15 kW의 용량을 가진 첨단 수직 축 풍력 발전기입니다. 전력선에서 떨어진 소비자의 주 / 백업 전원 공급 장치에 사용됩니다. 그들은 태양 전지 패널 및 연료 발전기와 함께 단지의 일부로 사용될 수 있습니다.
풍차에는 강력한 네오디뮴 자석이 장착되어 있습니다. 설치를 시작하는 시작 풍속은 1.5m / s이며 공칭 속도는 11m / s입니다. 설치된 공기 역학적 브레이크는 휠 속도를 제한하는 데 도움이됩니다. 제조업체에서 신고 한 서비스 수명은 20 년이며 미니 발전소의 공장 보증 기간은 36 개월입니다.
Wind Falcon Euro 발전기는 작동이 안정적이며 유지 보수가 소박합니다. 이 시리즈의 장치를 사용하면 섬 시설뿐만 아니라 지역의 전원 공급 문제를 쉽게 해결할 수 있습니다.
Falcon Euro 기본 설치 키트에는 여러 가지 기능 요소 (풍차, 발전기 및 컨트롤러, 마스트, 내장 부품)가 포함되어 있습니다. 인버터 설치 및 배터리는 별도로 선택됩니다.
No. 3-Sokol Air 수직 풍력 터빈 (러시아)
이 브랜드의 소형 풍력 발전소는 소규모 코티지와 중소 기업에 전기를 공급할 수 있습니다. 가정용으로는 0.5-15kW의 SAV 장치를 사용할 수 있습니다.
이 제품은 경풍에서 높은 효율을 특징으로하며 -50 ° C ~ + 50 ° C 범위의 저온 및 고온에서 부드럽게 작동하며 소음이 적고 외부 영향에 대한 내성이 특징입니다.
Sokol Air Vertical 장치의 발전은 풍향과 무관합니다. 수직 축 장치는 유지 보수 담당자없이 자동으로 작동합니다. 이 디자인은 전자기 및 공기 역학적 제동 시스템을 제공하여 바람 바퀴의 속도를 제한합니다.
블레이드는 강화 폴리 에스테르 또는 항공 알루미늄 (모델에 따라 다름)으로 만들어지며 자체 풀림 프로파일이 있습니다. 발전기는 영구 자석의 다중 극 삼상 여기입니다.
Sokol Air Vertical 풍력 터빈은 7-8m / s의 정격 출력을 제공하여 연간 평균 풍속이 낮은 지역에서 사용할 수 있습니다
풍력 발전소의 기본 장비에는 배터리 충전 컨트롤러가있는 풍력 터빈, 확장 기능이있는 마스트, 장착 키트가 포함됩니다. 인버터와 배터리는 기술 사양에 따라 별도로 선택됩니다.
No. 4-풍력 발전기 Energy Wind (러시아)
고객은 1-10kW의 전력으로 범용 응용 제품의 단일 및 3 날 모델을 사용할 수 있습니다. 이 풍차는 개인 주택과 별장에 전기를 공급하는 프로젝트를 만드는 데 적합합니다.
Energy Wind 장치의 기본은 자동 에나멜로 코팅 된 내구성 강화 강화 유리 섬유 블레이드와 스트림에서 공기를 제거하기위한 안정적인 시스템으로 구성됩니다. 수평 회전축이있는이 장치는 -40 ~ +40 도의 온도에서 안정적으로 작동합니다.
최소 작동 풍속은 2m / s이며, 블레이드의 일부 위치 3m / s에서 권장 마스트 높이는 8-20m입니다. 러시아 브랜드 단위의 평균 수명은 25 년이며 제조업체의 공식 보증은 3 년입니다.
에너지 풍력 발전기는 지속적인 관리 또는 유지 보수가 필요하지 않으므로 투자 자금의 빠른 재투자에 기여합니다.
설비의 기본 장비에는 마스트에 장착되는 영구 자석 발전기와 회전 메커니즘, 블레이드, 풍력 터빈 조립 용 패스너 세트가 포함됩니다. 마스트와 전기 저장 용 컨트롤러, 인버터 및 배터리는 별도로 구매해야합니다.
No. 5-풍력 터빈 Altek EW (중국)
풍력 터빈의 유형-수평 회전축. 1kW ~ 10kW의 정격 전력을 가진 장치는 교외 주거용 건물 및 코티지의 전원 공급 문제를 해결하는 데 탁월합니다.
Altek EW 풍차의 보호 케이스는 알루미늄 합금으로 만들어져 설계를 크게 단순화합니다. 발전기의 기능성 금속 부품은 내열성을 위해 실리콘으로 코팅되어 있습니다.
블레이드는 섬유 강화 플라스틱으로 만들어집니다. 중국 브랜드의 가정용 장치를 시작하기위한 풍속은 2.5m / s, 공칭 속도는 12m / s입니다.
Altek EW 풍력 발전기는 현대 대체 에너지 시장에 제시되는 전기를 생산하는 가장 저렴한 장치 중 하나입니다.
기본 장비에는 블레이드, 발전기 및 컨트롤러가 포함됩니다. 풍력 터빈의 나머지 기능 요소를 구입해야합니다.
공장에서 만든 키트의 비용이 불필요하게 높은 것처럼 보이면 자신의 손으로 풍력 발전기를 만드는 것이 좋습니다. 우리가 권장하는 기사는 세탁기에서 가정에 유용한 장치의 제조를 설명합니다.
풍력 발전소 사용 전망 :
현대 풍력 터빈의 작동 원리. 풍력 에너지가 전기로 변환되는 방법 :
오늘날에도 풍력 발전기를 사용하려면 지속적인 개발이 필요합니다. 이 대체 발전 방식의 가능성과 장기 전망은 유망하다. 그러나 특정 조치는 장비 제조업체 측면과 합의 행정 모두에서 필요합니다.
개인 가정을위한 소형 풍력 발전기를 설치한다고해서이 지역의 에너지 공급 문제를 완전히 해결할 수는 없습니다. 그러나 개별 사이트 소유자의 경우이 옵션이 벗어날 수 있습니다.
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