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Parc éolien domestique: bon ou caprice?
Avec l'utilisation de l'énergie éolienne, l'humanité est connue depuis des temps immémoriaux. Une fois qu'un inventeur inconnu a ajusté la voile à un navire flottant sans prétention, et avec son aide, des siècles plus tard, la Terre entière a été examinée par des navigateurs curieux. Les moulins à vent, même à notre époque dans de nombreux pays, servent régulièrement l'homme.
Mais aujourd'hui, l'utilisation du vent implique avant tout la production d'électricité. Essayons de comprendre à quel point c'est simple, bon marché et pratique. Pour ceux qui veulent entendre immédiatement le résultat, la conclusion: l'éolien ne sera jamais moins cher que l'énergie reçue d'autres sources: centrales thermiques, nucléaires ou hydroélectriques.
Par conséquent, il est logique de s'engager dans des centrales éoliennes pour la maison uniquement pour ceux qui ont les mains qui démangent pour adapter un générateur prêt à l'emploi qu'ils ont obtenu "à l'occasion", ou pour les amateurs d'énergie propre qui veulent fanatiquement sauver la planète des catastrophes environnementales. D'autres raisons d'utiliser l'énergie éolienne lorsqu'elle est alimentée par des réseaux électriques externes ne peuvent tout simplement pas s'imaginer.
Tout d'abord, quelques informations sur les possibilités d'utilisation de l'énergie éolienne. Lorsque le vent agit sur les aubes de turbine, l'efficacité d'extraction d'énergie (Efficacité) ne peut pas dépasser 59%. Cette valeur a été obtenue dans leurs travaux par un certain nombre de scientifiques (Lanchester, Betz, Zhukovsky) dès 1920. Depuis, elle est connue sous le nom de «limite Betz».
Est-il sensé de considérer l'efficacité générateur de vents'il est alimenté par une source gratuite de puissance illimitée? Bien sûr qu'il y en a! Connaissant l'efficacité de la conversion, vous pouvez estimer la puissance requise de la centrale électrique, puis combien votre portefeuille perdra du poids après son achat.
La puissance maximale qui peut être "retirée" du vent est égale à la zone sur laquelle elle agit (la zone de la portée de l'hélice), multipliée par la vitesse du vent dans le cube et l'efficacité mentionnée ci-dessus, égale à 0,6. Après avoir exprimé toutes les valeurs dans le système SI, nous obtenons que 1m2 de l'éolienne à une vitesse de vent de 2 m / s prend autant de puissance que ... 4,8 W. Avec une vitesse du vent de 8 m / s (la vitesse nominale de la plupart des éoliennes), la sélection par unité de surface passera à 307 watts.
Maintenant, informations à considérer: l'efficacité réelle des installations domestiques ne doit pas être supérieure à 0,3. Temps de travail parcs éoliens à la vitesse optimale du vent, il varie de 10 à 15% par an dans les conditions climatiques des pays de la CEI.
Par conséquent, la puissance d'une centrale éolienne obtenue à partir de la formule doit être augmentée de 4 à 5 fois supplémentaires. En pratique, il est recommandé d'installer une centrale éolienne, centrée non pas tant sur des indicateurs techniques que sur des capacités financières, sur le principe: "Plus c'est mieux, mieux c'est." Avec un rêve d'établir une installation puissante et, en même temps, compacte, vous devez immédiatement vous séparer. On contredit en principe.
La conception d'une centrale éolienne, en général, se compose d'un générateur, d'un redresseur, d'une batterie et d'un onduleur pour convertir la tension à la valeur habituelle de 220V. Le contrôle et la gestion de toutes les unités et éléments d'une centrale électrique sont effectués par un contrôleur à microprocesseur ou des circuits logiques plus simples.
Etudier caractéristiques techniques des parcs éoliens, il faut privilégier celles où la vitesse de début de mouvement du rotor, la vitesse de charge initiale des batteries et la vitesse à laquelle elles entrent en mode de fonctionnement sont minimales. Plus l'éventail des vitesses de vent en fonctionnement est large, plus il est probable qu'il obtienne de l'énergie. Dans ce cas, le coût joue un rôle secondaire: pourquoi prendre l'installation moins chère si elle fonctionne dans votre région plusieurs jours par an?
Il est maintenant temps de demander le prix des produits des entreprises proposant des équipements prêts à l'emploi.Nous ne parlerons pas du tout ici de parcs éoliens faits maison. Même les meilleurs exemples de fabrication industrielle ont une efficacité ne dépassant pas 30%, et les constructions faites à la maison à partir de matériaux auxiliaires ne peuvent que produire du bruit.
Toute la variété des conceptions d'éoliennes peut être réduite à deux grands groupes: avec une disposition horizontale du rotor du générateur et des générateurs avec un rotor de type vertical.
Les générateurs de type à palettes horizontales ont une efficacité plus élevée, moins de consommation de matière. Mais ils nécessitent l'utilisation de mâts de plus grande hauteur, ont une pièce mécanique complexe et sont peu pratiques à entretenir. Les stations de type vertical sont moins économiques, elles ont une plus grande consommation de matière, mais fonctionnent dans une plus grande plage de vitesses de vent et sont plus compactes.
Prenons un échantillon des représentants les plus intéressants des centrales éoliennes de chaque groupe. Le plus grand intérêt des centrales à rotor horizontal est générateur de contour sans engrenage "Windtronics".
La traînée aérodynamique y est réduite en raison de la conception spéciale de la turbine, dans laquelle de puissants aimants permanents sont fixés aux extrémités des pales et 68 bobines de stator sont montées le long de la jante. Avec cette solution, le rotor est également un générateur d'énergie électrique. Des volets spéciaux sur les pales permettent à la turbine de commencer à se déplacer à une vitesse du vent de 0,2 m / s. Aujourd'hui, cette valeur est un record pour les générateurs.
À une vitesse de 0,9 m / s. la turbine commence à produire de l'électricité. D'autres types de générateurs à ces vitesses de vent ne peuvent même pas bouger. Le poids du produit est d'environ 110 kg, le diamètre est de 1,8 mètre, le niveau de bruit n'est pas supérieur à 35 dB.
Grâce à sa construction rigide, l'éolienne peut résister à des vitesses de vent allant jusqu'à 62,6 secondes. La production annuelle est de 1500 à 2750 kW / h d'électricité. La société américaine Honeywell Wind Turbine, équipée d'une turbine, fournit toute l'électronique nécessaire, conçue pour connecter 2 générateurs ou un panneau solaire supplémentaire. Un inconvénient grave et unique d'un parc éolien est son prix - 5750 $ avec une puissance nominale du générateur de seulement 1,5 kW.
Un représentant prometteur des centrales électriques avec un générateur de type vertical peut être envisagé Turbines Urban Green Energy Eddy. Les générateurs sont très compacts, presque silencieux et peuvent être montés même en milieu urbain. Avec un poids de générateur de 95 kg, il occupe une superficie d'un peu plus de 2,5 m2.
La turbine peut être montée en une heure et peut durer jusqu'à 20 ans. Le générateur résiste à des charges de vent allant jusqu'à 193 km / h et génère, selon la modification, de 2000 à 4000 kW / h d'énergie par an. Le principal inconvénient est la vitesse initiale élevée du vent pour l'éolienne - 3,2 m / s. Les informations sur le coût du générateur ne sont pas encore disponibles.
La forme originale de la turbine, qui rappelle les pétales de rose, a incité les architectes à créer une centrale électrique sous la forme d'un arbre avec 3 à 12 turbines montées sur ses branches. "Power Flowers" - "arbre fleuri" et a attiré l'attention du grand public en créant de bonnes publicités pour les générateurs Eddy et UGE.
On peut parler de différents modèles et modèles de centrales électriques pendant très longtemps, mais une chose les unit: un prix très élevé. A partir d'une analyse des propositions des entreprises, on peut déduire un certain coût unitaire de 1 kW de puissance d'équipement. C'est environ 2 000 $ sans travaux d'installation. En ajoutant 500 $ supplémentaires pour l'installation et la mise en service, nous obtenons le coût moyen des équipements qui produiront 2000 à 3000 kW / h d'énergie électrique par an.
Selon les experts, l'électricité reçue de sources respectueuses de l'environnement est 3-4 fois plus chère que d'habitude.Lors de l'utilisation de parcs éoliens de faible puissance, le coût de l'énergie peut être un ordre de grandeur (10 fois) supérieur à celui obtenu à partir de sources traditionnelles. Cela est associé à d'importants coûts d'équipement uniques et à l'installation, la mise en service et la maintenance des centrales éoliennes.
Afin de masquer ce fait, ils utilisent souvent l'affirmation selon laquelle avec la croissance des prix de l'énergie, les sources respectueuses de l'environnement deviendront rentables. Dans le même temps, on ne tient pas compte du fait qu'avec la croissance des prix de l'énergie, le coût des équipements qui consomment beaucoup de matières augmentera également. Et les perspectives de réduction d'une telle «fourchette» ne sont pas attendues, même dans un avenir lointain.
Si vous avez un désir irrésistible de créer un parc éolien, vous devez d'abord vous familiariser avec les archives des bulletins météorologiques des dernières années dans votre région. Ces informations sont désormais disponibles en ligne et clarifieront immédiatement les possibilités réelles d'utilisation de l'énergie éolienne.
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