กังหันลมผลิตไฟฟ้าในรัสเซีย: วิธีการเลือกติดตั้งและหลีกเลี่ยงความผิดหวัง

ความสามารถในการรับกระแสไฟฟ้าฟรีจากลมดึงดูดให้เจ้าของบ้านหลายหลัง แต่บางส่วนของพวกเขาล้มเหลวผิดหวังในวิธีนี้และเขียนความคิดเห็นเชิงลบในฟอรัมต่างๆ แต่คุณสามารถหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการสร้างการติดตั้งและใช้ประโยชน์จากสิ่งเหล่านั้นได้อย่างเต็มที่

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมที่มีวงจรไฟฟ้าและหลักการออกแบบคล้ายกับที่อื่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้า. ความแตกต่างที่สำคัญอยู่ที่วิธีการหมุนใบพัดเนื่องจากพลังงานจลน์ของการไหลของอากาศที่จับโดยใบพัดแอโรไดนามิก

สภาพท้องถิ่นโดยประมาณ

ความเร็วและพลังของลมควรหมุนใบพัดของเครื่องยนต์ได้อย่างน่าเชื่อถือพลังงานที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าใช้ไป หากยังไม่เสร็จสิ้นคุณจะถูกทิ้งไว้โดยไม่ใช้ไฟฟ้า

การประมาณความน่าจะเป็นของลมที่ใช้งานโดยประมาณจะได้รับการช่วยเหลือตามตารางการกระจายลมประจำปีโดยเฉลี่ย เพียงจำไว้ว่ามันถูกออกแบบมาสำหรับความสูง 50 เมตรจากพื้นผิวโลก สำหรับสภาพจริงมีความจำเป็นต้องแนะนำการแก้ไข

แผนภูมิการกระจายลมประจำปีโดยเฉลี่ยสำหรับดินแดนของรัสเซียซึ่งกำหนดไว้สำหรับความสูง 50 เมตร (เพื่อเพิ่มคลิกที่ภาพ):

ข้อมูลที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้นสำหรับแต่ละพื้นที่สามารถชี้แจงกับพนักงานของสถานีตรวจอากาศในภูมิภาคและคำนึงถึงความสูงในการติดตั้งที่วางแผนไว้ ไม่จำเป็นต้องขอทิศทางลม: เครื่องกำเนิดลมจะหมุนโดยอัตโนมัติ

ผลของภูมิประเทศและฤดูกาล

ลมขึ้นอยู่กับฤดูกาล ในบางพื้นที่อาจมีกล่อมยาว

นอกจากนี้ความดันลมลดลงอย่างรวดเร็ว:

• ป่าและต้นไม้ใกล้เคียง

• บ้านและอาคารใกล้เคียง

• ตำแหน่งของโครงสร้างในตำแหน่งต่ำหรือสูง

สำหรับการติดตั้งระบบไฟฟ้าพลังงานลมยอดเขาที่เปิดจากทุกทิศทางนั้นเหมาะสมที่สุด ขอแนะนำให้ยกกังหันลมให้สูงที่สุดที่อนุญาต มันเป็นการดีกว่าที่จะใช้รากฐานที่แข็งแกร่งแยกต่างหากและหอคอยที่มีนามสกุลที่แนบอย่างแน่นหนาซึ่งเพิ่มความเสถียร: ด้วยแรงลมแรงทรงพลัง

เจ้าของส่วนบุคคลติดตั้งพลังงานลมบนหลังคาหรือผนังของบ้าน นี่ไม่ใช่ตัวเลือกที่ดีที่สุด มันใช้งานได้กับเครื่องยนต์ที่ใช้พลังงานต่ำ: โครงสร้างอาคารจะถูกเขย่าอย่างต่อเนื่องโดยการเปลี่ยนโหลดแบบไดนามิกและเสียงของใบพัดหมุนจะถูกส่งผ่านองค์ประกอบอาคารไปยังสถานที่อยู่อาศัย

ตัวอย่าง: บนหลังคาเรียบของอาคารของห้างสรรพสินค้าใกล้เคียง - อาคารสองชั้นที่ทำจากแผ่นคอนกรีตเสริมเหล็กเป็นเวลาสองปีหอคอยที่มีเสาอากาศของผู้ให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่ MTS ทำงาน หลังจากรอยแตกปรากฏขึ้นระหว่างแผ่นหลังคาและหลังคาเริ่มรั่วเสาอากาศก็ถูกถอดออกและอาคารก็ถูกซ่อมแซม

การเลือกการออกแบบล้อลม

ในประวัติศาสตร์ทั้งหมดของมนุษยชาติมีการทดสอบอุปกรณ์จำนวนมากที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานลม ประสิทธิภาพสูงสุด (ประสิทธิภาพสูง) มีอยู่ในโครงสร้างที่ก่อให้เกิดแรงยกเช่นใบพัดโค้งของใบพัดเครื่องยนต์อากาศยาน (จดจำนิพจน์ที่มีชื่อเสียง“ จากใบพัด”) หรือมอเตอร์เรือ / เรือที่อยู่ในมุมที่แหลมไปสู่กระแสอากาศ / ของเหลว

ในการเลือกรุ่นของล้อลมมันไม่จำเป็นต้องรู้ความเร็วลม (V) เท่านั้น แต่ยังต้องพิจารณาการออกแบบใบพัดของพัดลมด้วย ตัวบ่งชี้หลักของพวกเขาคือพื้นที่ของพื้นผิวกวาด (S) ซึ่งได้รับผลกระทบจากกระแสลม

ในการประมาณกำลังไฟ (N) ที่พัดลมสามารถลบได้สูตรจะใช้: N = (SρV³)/2.

ค่าρคือความหนาแน่นของมวลอากาศ

ผู้ขายบางรายเรียกร้องประสิทธิภาพของกังหันลมแต่ละตัวที่ความเร็วลมสูงถึง 3 m / s หรือขนาดของใบมีดที่อธิบายถึงวงกลมที่มีรัศมี≤1.3เมตรในระหว่างการใช้งาน ทดแทนลักษณะของอุปกรณ์ของพวกเขาในสูตรด้านบน: คุณตรวจสอบความน่าเชื่อถือของข้อความโฆษณาดังกล่าวตามกฎหมายเบื้องต้นของฟิสิกส์

ลมที่มีความเร็ว ≤3m⁄sec ไม่สามารถส่งพลังงานได้อย่างน่าเชื่อถือไปยังเครื่องกำเนิดลมธรรมดา แต่สำหรับเงื่อนไขดังกล่าวคุณสามารถใช้ใบมีดของพื้นที่ที่เพิ่มขึ้นซึ่งถูกสร้างขึ้นโดยการเพิ่มขนาดของพวกเขา - โดยเฉพาะความยาว 2 เมตร อย่างไรก็ตามโครงสร้างดังกล่าวมีความยาวสี่เมตรเหมาะสำหรับโรงงานอุตสาหกรรม

ถ้าเรากลับไปที่ตารางเวลาของการกระจายลมและคำนึงถึงผลกระทบเฉพาะของพวกเขาในล้อลม (ไม่สูง 50 เมตร) จากนั้นถ้าลักษณะของลมตรงกับโซนสีส้ม (จาก 5 m / s) หรือสูงกว่ามหาวิทยาลัยรัฐ Voronezh จะพิสูจน์ต้นทุนของการผลิต

ที่ความเร็วลมสูงพลังงานที่สร้างขึ้นจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในกรณีเช่นนี้จะมีการกำหนดค่าเฉพาะเครื่องกำเนิดลม ในสถานการณ์อื่นเขาอาจไม่สามารถทำตามความคาดหวังของเขาได้

ข้อมูลจำเพาะของผู้ผลิตเบื้องต้น

การทดสอบและตรวจสอบพลังงานของเครื่องกำเนิดลมจะดำเนินการในโรงงาน: อุโมงค์ลมที่มีการไหลของอากาศที่ปรับได้จากพัดลมที่อยู่กับที่ เป็นการตรวจสอบลักษณะทางอากาศพลศาสตร์ของอากาศยานและตัวถังรถยนต์ทั้งหมด แต่วิธีนี้ไม่ได้สะท้อนถึงสภาพการใช้งานจริงของการติดตั้งไฟฟ้าพลังงานลม

ในอุโมงค์ลมลมพัดไปในทิศทางเดียวด้วยความพยายามอย่างต่อเนื่อง แต่ในความเป็นจริงมันจะเปลี่ยนทั้งความเร็วและทิศทางค่อนข้างเสมอ สังเกตพฤติกรรมของใบพัดสภาพอากาศปกติ และเครื่องกำเนิดลมจากมันแตกต่างจากผลของการเร่งความเร็วและการเบรก

เพื่อทำความเข้าใจสิ่งนี้ก็เพียงพอแล้วที่จะพยายามผ่อนคลายมือด้วยตลับลูกปืนอย่างง่าย (ใบพัดกังหันอากาศ) จากนั้นใบพัดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (หรือมอเตอร์) อัดแน่นไปด้วยขดลวดที่ล้อมรอบด้วยสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ฝ่ายค้านที่สร้างขึ้นจะต้องเอาชนะแม้ในเวลาที่ไม่ได้ใช้งาน เมื่อเชื่อมต่อโหลด (เพื่อประโยชน์ของสิ่งนี้ทุกอย่างเสร็จสิ้น) จะต้องใช้พลังงานมากขึ้น

การเปลี่ยนแปลงของแรงลม

ลมกระโชกเล็กน้อย (แรงขึ้น / อ่อนแอลง) มีผลเพียงเล็กน้อยต่อความเร็วของโรเตอร์และแรงกระแทกของลม - อย่างมีนัยสำคัญ เพื่อตอบโต้พวกเขามีการใช้รูปแบบการหน่วงต่าง ๆ รวมถึงการเบรกและการพับองค์ประกอบโครงสร้าง

ตัวอย่างคือกังหันลมที่มีตำแหน่งกระดูกงูสูง (ปลายหาง) ในช่วงที่เกิดพายุฝนฟ้าคะนองโครงสร้างทั้งหมดจะถูกเอียงกลับไปเป็นน้ำหนักที่ค่อนข้างใหญ่ในทันที

หลังจากลดแรงดันก็จะกลับสู่ตำแหน่งเดิม ในลมกระโชกหนึ่งหอคอยของหอคอยแห่งพลังงานแห่งพายุ และหากเครื่องกำเนิดลมดังกล่าวติดตั้งอยู่ในอาคารก็จะรับรู้ถึงแรงกระแทกดังกล่าว ได้อย่างไร

ระบบเบรกแม่เหล็กไฟฟ้าทำงานได้ดีขึ้นและเบาลงซึ่งจะปิดการม้วนด้วยความเร็วที่สำคัญ แต่มันซับซ้อนและมีราคาแพงกว่ามาก

การเปลี่ยนทิศทางลม

ลมสามารถสร้างกระแสลมจากด้านต่าง ๆ ในระนาบแนวนอน การออกแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าลมหลายแบบมีปฏิกิริยาตอบสนองต่อแรงดังกล่าวได้อย่างดีเยี่ยมเนื่องจากพื้นที่ขนาดใหญ่ของพื้นผิวกวาดของใบมีดทำงาน

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าลมเริ่มเคลื่อนไหวของแรงลมซ้ำ แต่มีมวลจำนวนมากแกนของทิศทางลมจะผ่านความเฉื่อยและไปยังมุมการโก่งตัวที่ใหญ่กว่ามาก

ด้วยลมกระโชกที่สำคัญมันสามารถไปถึงทิศทางที่ตั้งฉากหรือลื่นผ่านมันและหยุดในสถานะตรงกันข้ามกับลม ล้อลมจะหยุดกลับไปที่ตำแหน่งเดิมและออกจากโหมดการทำงาน ในสถานการณ์เหล่านี้ระบบลดการสั่นสะเทือน (ถ้ามี) ทำงานได้ไม่ดี

กังหันอากาศไม่ได้ถูกติดตั้งในทิศทางนั้นทันที แต่มวลของมันน้อยกว่ามากและความพยายามที่ใช้ในกระบวนการแม่เหล็กไฟฟ้าไม่ได้ถูกนำไปใช้

ป้องกันฟ้าผ่า

ด้วยเหตุผลบางอย่างพวกเขาลืมมันหรือจำได้ครั้งสุดท้าย แต่เปล่าประโยชน์ ที่ตั้งของโครงสร้างโลหะที่ระดับความสูงและแม้กระทั่งการผลิตกระแสไฟฟ้าในช่วงพายุฝนฟ้าคะนองสร้างสิ่งที่จำเป็นสำหรับการดึงดูดศักยภาพฟ้าผ่า

มันง่ายกว่าที่จะคิดเกี่ยวกับการออกแบบระบบป้องกันฟ้าผ่าและสร้างมันขึ้นมาพร้อมกับการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมในภายหลังเพื่อทำการปรับเปลี่ยน

วงจรบ้านสถานีลมทั่วไป

มีความจำเป็นต้องพิจารณาการออกแบบขั้นสุดท้ายของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมโดยคำนึงถึงงานการใช้พลังงานไฟฟ้า แผนภาพการเชื่อมต่อโหลดควรช่วย

แผนภาพที่เรียบง่ายของโรงไฟฟ้าในบ้านพร้อมแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์และเครื่องกำเนิดลม (คลิกที่ภาพเพื่อดูภาพขยาย):

มีความจำเป็นต้องเริ่มเลือกเครื่องกำเนิดลมตามกำลังที่สร้างขึ้นตามหลักการที่อธิบายไว้ในบทความ “ โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อบ้าน”. อ่านบทความนี้แล้วคุณจะเข้าใจว่าสถานีพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ทำงานบนอัลกอริทึมเดียวกัน

โปรดทราบว่าสถานีดังกล่าวสามารถปรับให้เข้ากับโครงการโดยรวมและเสริมซึ่งกันและกันทำงานร่วมกับอุปกรณ์ไฟฟ้าเดียวกัน: อินเวอร์เตอร์, ตัวควบคุม และ แบตเตอรี่ สามารถทำงานได้จากแหล่งใด ๆ : แผงโซลาร์เซลล์ลม

ภายใต้เงื่อนไขบางประการเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจ แม้ว่าคุณจะสามารถละทิ้งแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์และใช้งานได้จากเครื่องกำเนิดลมเท่านั้น ทางเลือกเป็นของคุณ

แหล่งข้อมูลบางแห่งแนะนำให้ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมโดยไม่มีตัวควบคุมและแบตเตอรี่เพื่อจ่ายกระแสไฟให้กับองค์ประกอบความร้อนที่ให้ความร้อนกับน้ำของหม้อไอน้ำหรือหลอดไส้ ความคิดนี้มีเมล็ดพืชสุกอยู่: รูปแบบนั้นง่ายมาก แต่ไส้หลอดนิโครเมี่ยมในสภาวะเย็นมีความต้านทานต่ำซึ่งเพียงแค่แยกขั้วเอาท์พุทของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า จุดนี้ควรนำมาพิจารณาในแต่ละจุดเริ่มต้นของวงจรเช่นเปิด preheater

ปัญหาที่เป็นไปได้

เมื่อใช้งานกังหันลมคุณอาจพบ:

• การละเมิดความแข็งแรงของการยึดฐานหรือเครื่องหมายยืดเชิงกล ควรมีการตรวจสอบเป็นระยะ

• น้ำแข็งของร่างกายและใบมีดในสภาพอากาศหนาวเย็นนำไปสู่การปรากฏตัวของน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นซึ่งจะสร้างแรงที่เพิ่มขึ้นและลดประสิทธิภาพของระบบ;

• การเสื่อมสภาพในเสถียรภาพเนื่องจากการละเมิดความเร็วในการหมุน (เปลี่ยนความเร็วลม) ซึ่งเป็นเรื่องปกติที่สุดสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส;

• ไฟไหม้ในวงจรไฟฟ้าที่มีความเสียหายของฉนวน

ผู้ผลิตกังหันลมที่ดีที่สุดในโลก

อุปกรณ์ของ บริษัท เหล่านี้พิสูจน์ตัวเองได้อย่างน่าเชื่อถือดังนั้นจึงมีค่าใช้จ่ายสูง อย่างไรก็ตามในระยะแรกของการพัฒนาพลังงานลมคุณสามารถลองออกแบบที่คล้ายกันด้วยมือของคุณเอง ทักษะที่ได้รับจากการใช้งานจะช่วยประเมินศักยภาพในการรับแรงลมในพื้นที่ของคุณโดยไม่มีค่าใช้จ่ายทางการเงินขนาดใหญ่