Вятърна турбина за частна къща: специфичност и технология на производство

Тази статия разглежда подробно такъв тип оборудване като вятърен генератор за частна къща: конструктивни характеристики, неговото предназначение и обхват, вътрешна структура и класификация. В текста можете да намерите полезна информация, която ще ви помогне да решите избора на висококачествена вятърна турбина, средни цени за популярни видове оборудване, както и подробно описание на производствената технология.

Вятърна турбина за частна къща: предназначение и дизайнерски характеристики

Вятърните паркове в частни къщи се използват широко като алтернативни източници на електрическа енергия за постигане на икономии. Често такива устройства се инсталират в летните вили.

Вятърните турбини се използват като алтернативни източници на електрическа енергия

Най-често те се използват в райони, отдалечени от основните електрически мрежи. Това обаче далеч не е единствената причина в полза на закупуването на вятърна турбина за частна къща. Повечето собственици на земя използват тези проекти, за да постигнат автономност и икономии.

Не всеки сайт е подходящ за инсталиране на такива устройства, тъй като не всички условия отговарят на изискванията на това оборудване. Това се отнася преди всичко за скоростта на вятъра. За да функционира вятърната ферма нормално, средната скорост на вятъра трябва да бъде най-малко 4-4,5 m / s. Само в този случай инсталирането на конструкцията ще бъде икономически обосновано.

Можете да използвате картата на вятъра, за да разберете средната годишна скорост на вятъра. Той отразява приблизителни данни по региони. По-точни индикатори могат да бъдат получени с помощта на специално устройство - анемометър, както и устройство за отчитане на неговите сигнали.

Забележка! Измервателното устройство трябва да бъде инсталирано много високо, в противен случай дърветата и сградите ще изкривят резултата.

За ефективната работа на вятърната турбина, нейната инсталационна зона трябва да бъде вятърна турбина

Принципът на действие и структура на вятърния генератор

Вятърният генератор е специален тип оборудване, което преобразува кинетичната вятърна енергия в механична. Той задвижва роторните лопатки, монтирани на генератора. В резултат на това в неговите намотки се създава променлив ток. Генерираната електрическа енергия се съхранява в акумулаторни батерии, откъдето се подава към домакински уреди.

Описаната схема на работа е опростена. Разбира се, конструкцията на вятърен генератор е много по-сложна. В енергийната верига има и контролер. Неговата функция е да преобразува трифазен променлив ток в постоянен. След това отива за зареждане на батериите.

Повечето домакински уреди не могат да се захранват с постоянен ток. Следователно във веригата зад акумулатора е монтиран инвертор. Той преобразува постоянен ток в променлив ток, чието напрежение е 220V. Всички тези операции отнемат част от първоначалната енергия - около 15-20%.

Сградата може да бъде попълнена не само от вятърна ферма, но и от слънчеви панели, както и от бензинов или дизелов генератор. Ако тези елементи присъстват във веригата, тогава веригата се допълва от друг компонент - прекъсвач. Когато основното захранване е изключено, той стартира резервните.

Принципът на действие на вятърния генератор

Вятърният парк се състои от следните компоненти:

• ротор с лопатки (в зависимост от характеристиките на модела може да има няколко лопатки за вятърен генератор, като правило има 2 или 3 от тях, въпреки че има и опции с много лопатки);
• скоростна кутия или скоростна кутия, която контролира скоростта между генератора и ротора;
• защитна обвивка, която предпазва структурните части от негативното влияние на външни фактори;
• "Опашка", която осигурява завой на конструкцията, следващ посоката на вятъра;
• акумулаторна батерия, която съхранява определено количество енергия;
• инверторна инсталация, която преобразува един вид ток в друг.

Какъв вид вятърна ферма можете да закупите: класификация на оборудването

Има няколко класификации, според които вятърните централи са разделени на групи:

1. По посока на въртеливото движение на лопатките - хоризонтални и вертикални вятърни мелници.
2. По броя на остриетата - дву-, три- и многоостриеви устройства.
3. По вида на материала, използван за производството на остриетата - дизайн на платна и твърди остриета.
4. Според метода на управление - вятърни мелници с фиксирана или регулируема стъпка на острието.

Вътрешната структура на вятърния генератор

Полезен съвет! В повечето случаи експертите препоръчват на собствениците на крайградски жилища да си купят вятърна турбина с фиксирана стъпка на острието, тъй като регулируемите устройства са твърде трудни за работа.

Вятърен парк с хоризонтална ос е разположен перпендикулярно на въздушния поток. Дизайнът има подобна структура и функционира на същия принцип като конвенционалния ветропоказател. Вятърните мелници с ротационен генератор имат висока ефективност, докато са на достъпна цена. Работата на тези устройства се основава на съпротивлението на въздушния поток.

Вятърните турбини с вертикална ос или ортогонални вятърни турбини имат компактен дизайн, но цената им е много по-висока. Поради специалната си структура този тип оборудване е напълно независимо от посоката на вятъра. Лопатките приличат на турбини, което значително намалява натоварването на оста. Препоръчително е да закупите вертикален вятърен генератор, ако вятърът на площадката постоянно променя посоката си.

Предимства и недостатъци на домашните вятърни електроцентрали

Както всеки друг тип оборудване, вятърните паркове имат както предимства, така и недостатъци. За да вземете решение за закупуването на това устройство, препоръчително е да претеглите неговите силни и слаби страни.

Популярността на използването на вятърни паркове се дължи на големия брой предимства

Защо е изгодно да закупите вятърен генератор (220V) за частна къща:

1. Без допълнителни разходи, тъй като не е необходимо гориво за работа на устройството.
2. Няма нужда от постоянно наблюдение. Структурата генерира електричество самостоятелно всеки път, когато духа вятър.
3. Сравнително тих и напълно екологичен метод за производство на електричество.
4. Устройството може да се използва при почти всякакви климатични условия.
5. Износването на части е минимално.

Инсталирането на вятърен генератор за дома е придружено от следните недостатъци:

• разходите за закупуване на оборудване се изплащат за 5-6 години;
• относително малък показател за ефективност, който се отразява в мощността;
• висока цена на вятърни турбини;
• за да се компенсира бездействието на устройството в безветрени дни, се изисква допълнително оборудване: генератор и акумулаторна батерия (цената на тези елементи е много висока);
• в някои режими вятърните турбини за къщата излъчват инфразвуци (същото се случва, ако инсталирането на оборудването е направено с грешки);
• изисква се редовна профилактична поддръжка;
• ураганът може сериозно да повреди оборудването.

В зависимост от мощността на устройството и картата на вятъра на района, вятърна мелница може да осигури електричество както на малка селска къща, така и на голяма селска вила

Полезен съвет! Задължително е да изчислите рентабилността, преди да закупите вятърен генератор за дома си, цената на оборудването може да е твърде висока и разходите за закупуването му няма да се изплатят. За да направите това, трябва да изчислите средния показател за мощност на къщата (отчита се мощността на всички електрически уреди), да оцените площта, където ще бъде инсталирано оборудването, и да разберете какъв е броят на ветровитите дни в годината.

Възможност за закупуване: цени на вятърни турбини за частна къща

Цената на вятърните турбини за частни къщи е доста висока. Разходите за закупуване на оборудване ще се изплатят само ако районът има подходящи условия.

Инсталирането на вятърна ферма е оправдано в следните случаи:

• теренът отговаря на изискванията за оборудване;
• регионът, в който се намира обектът, се характеризира със силен вятър;
• няма възможност за използване на други алтернативни източници на електрическа енергия.

В други случаи разходите за закупуване на вятърен генератор за дом няма да се изплатят. Ако броят на ветровитите дни в годината е малък, тези устройства могат да бъдат допълнени със слънчеви панели или генератори, работещи на дизел или бензин.

В зависимост от вида на конструкцията, вятърните турбини могат да бъдат вертикални или хоризонтални

Как да увеличим рентабилността на вятърна турбина за частна къща

Морските зони, както и откритите площи в планинските райони са идеални за инсталиране на вятърно оборудване. В тези региони скоростта на вятъра е над 60-70 m / s. Жителите на тези райони могат напълно да изоставят централните системи за електрозахранване и да отидат до вятърни паркове. На равни площи вятърните потоци са по-равномерни, но тяхната сила не е достатъчна, за да осигури напълно къщата с електричество.

Изключително нежелателно е да се инсталира оборудване в близост до гори и насаждения. Дърветата ще задържат част от енергията, което ще намали рентабилността на вятърните турбини. Въздушният поток се увеличава с отдалечаване от земята. Това означава, че колкото по-високо е мачтата на вятърния парк, толкова повече импулс може да улови устройството. От друга страна, прекалено високата конструкция се нуждае от допълнителна армировка. Ще бъде по-лесно да го съборят силните пориви на вятъра, отколкото вятърните турбини с мачта, която достига 5-7 m.

Експертите препоръчват инсталирането на оборудване на височина 10-15 м от земята. Има два начина да се определи такава структура:

1. Чрез бетониране на основата.
2. Използване на метални скоби.

Комбинацията от вятърна турбина и слънчеви панели се счита за най-ефективна за генериране на електричество.

За да бетонирате основата на вятърната мелница, ще трябва да изкопаете четири дълбоки кладенци с малък диаметър. Удълженията на мачтите се потапят в тях, след което се изсипват с циментова замазка. Този процес е доста трудоемък и скъп, но е много надежден. Дори при силни пориви на вятъра мачтата ще остане неподвижна. Единственият риск е счупването на острието.

Фиксирането на мачтата с въжета включва използването на метален кабел. Той се разтяга, докато вятърната турбина не бъде разположена строго перпендикулярно на повърхността на земята. След това кабелните връзки са здраво закрепени в земята.

Важно! Вятърните турбини с високи мачти трябва да бъдат заземени.

Кое е по-добре да си купите вятърен генератор за дома: производители и цена

Към избора на вятърна ферма трябва да се подхожда задълбочено. Основните критерии са мощността на оборудването, видът на оста (хоризонтална или вертикална) и производителят. Преди да купите, трябва внимателно да проучите техническите характеристики и да сравните продукти от различни производители.

Цени за руски вятърни турбини:

Много от тези организации произвеждат оборудване по поръчка и помагат при проектирането и изчисленията.

Цените на домашните вятърни турбини от чуждо производство са много по-високи. Минималната цена на инсталациите е 120 хиляди рубли. Продуктите на чуждестранни компании се отличават с високо ниво на качество поради използването на високотехнологично оборудване в производството. Ремонтът на такива устройства обаче ще струва скъпо и закупуването на резервни части може да бъде трудно.

Цената на руска фабрична вятърна турбина може да варира в рамките на 30-600 хиляди рубли.

Предимства на фабрично произведените вятърни турбини:

• възможността да закупите устройство в пълен комплект и дори да поръчате професионалното му инсталиране;
• богат избор от производители и модификации с различни характеристики;
• осигуряване на качеството;
• възможността да се обадите на квалифициран специалист за извършване на ремонтни дейности.

Като се имат предвид високите разходи за фабрично оборудване, много собственици на крайградски зони предпочитат конструкции, направени сами. За направата на домашен вятърен генератор са необходими около 3000-5000 рубли. По-голямата част от тази сума се изразходва за закупуване на качествена батерия, която може да задържи заряд за дълго време.

Свързана статия:

Направи си сам слънчеви панели: източник на енергия на достъпна цена

Какво е устройството, как работи. Разновидности на слънчеви панели. Възможност за използване за лятна резиденция и у дома

Предимствата на вятърните паркове „направи си сам“:

• значителни спестявания в пари;
• когато създава домашна вятърна мелница, дизайнерът ще знае всички характеристики на нейната структура;
• способността да направите основните части и лопатки за вятърна турбина със собствените си ръце от скрап материали.

Самоделните конструкции, за разлика от фабричните вятърни паркове, се провалят много по-често.

Забележка! По-добре е да се обадите на специалист за монтаж на фабричен дизайн. В противен случай всяка грешка, направена по време на инсталационния процес, анулира гаранцията.

Домашните дизайни на вятърните турбини отстъпват по качество и надеждност на индустриалните модели

Как да направите вятърна мелница със собствените си ръце: технология и препоръки

Използването на самоделно устройство на сайта може да предизвика недоволство от съседите.Ето защо, преди да направите вятърен генератор със собствените си ръце, трябва да се погрижите за спазването на няколко правила.

Всички отделни сгради са обект на височинни ограничения. Монтирането на вятърна мелница с височина на мачтата над 15 м е забранено, ако наблизо са следните обекти:

• тунели;
• мостове;
• летища.

Вятърната турбина не трябва да създава въздушни смущения. За да се предотврати появата им, се препоръчва да се използва специална защита. Освен това нивото на шум, излъчван от лопатките, трябва да се следи и да се поддържа в нормални граници.

Най-простата домашна вятърна турбина, изработена от пластмасови бутилки

Материали, необходими за направата на вертикален вятърен генератор със собствените си ръце

Вятърната ферма с вертикална ос може да се използва за осигуряване на електричество за различни домакински сгради или малка градинска къща. Силата му е достатъчна, за да освети местността в тъмното.

За да създадете вятърен генератор със собствените си ръце от автомобилен генератор, ще ви трябват следните материали:

• акумулаторна батерия за 12V (киселинна или хелиева);
• просторен цилиндричен контейнер, изработен от алуминий или неръждаема стомана (тиган, кофа);
• автомобилен генератор (12V);
• волтметър;
• полухерметичен бутонен превключвател (12V);
• автомобилно реле за зареждане на акумулатора или индикаторна лампа за зареждане;
• преобразуватели (12-220V и 700-1500W);
• проводници с площ на напречното сечение 2,5 и 4 mm;
• скоба за фиксиране на генератора към мачтата (2 бр.).

Устройство за генериране на вятър

За да свършите работата, ще ви трябват инструменти и устройства като:

• мелница (можете да използвате метални ножици);
• маркер или строителен молив;
• Щипки и рулетка;
• бормашина с комплект бормашини;
• отвертка и комплект ключове.

Технология на производство на вятърен генератор от автомобилен генератор

Като основа ще се използва цилиндричен контейнер, например кофа, стара цирея или тенджера. С помощта на молив и рулетка трябва да го маркирате, така че да получите разделение на 4 равни части. Според маркировките се правят разфасовки с мелница, така че да се получат вертикални плочи с остриета. В този случай е много важно да не отрежете метала до края.

Забележка! Ако контейнерът е направен от боядисана ламарина или поцинкована стомана, не можете да използвате мелница за рязане, в противен случай металът ще прегрее. В този случай е препоръчително да използвате ножици.

Дупки за болтове трябва да бъдат направени в ролката, както и в дъното на контейнера. На този етап от създаването на вятърен генератор за частна къща със собствените си ръце, трябва да бъдете изключително внимателни и внимателни към симетрията. Всякакви неточности при поставяне на отвори ще доведат до небалансирана структура по време на въртене.

За да направите вятърен генератор със собствените си ръце, можете да използвате автомобилен генератор

Остриетата трябва да са огънати, докато не трябва да стърчат твърде много. При извършване на тази работа е необходимо да се вземе предвид посоката на въртеливото движение на генератора. Най-често вятърната мелница е ориентирана по посока на часовниковата стрелка. Скоростта на въртене и зоната на контакт на въздушните потоци със конструкцията ще зависят от избрания ъгъл на огъване на лопатките.

След това върху ролката е фиксиран контейнер с остриета. Генераторът е инсталиран на мачта, след което е фиксиран със скоби. Остава само да свържете всички проводници и да сглобите веригата. Всички кабели са фиксирани към мачтата на вятърната мелница. За да свържете акумулаторната батерия, използвайте проводници с напречно сечение от 4 мм. За това ще бъде достатъчно парче с дължина 100 см. Свързването към мрежата от домакински и осветителни устройства се извършва с помощта на проводници с площ на напречното сечение 2,5 mm. Инверторът или преобразувателят изисква 4 мм жица.

Как да си направим вятърна турбина от пералня

За да създадете вятърен генератор от пералня със собствените си ръце, ще ви е необходим списък с определени части. Някои от тях могат да бъдат премахнати от стари домакински уреди, а останалите ще трябва да бъдат закупени.

Дизайнът на вятърната турбина ще се състои от следните елементи:

• редуктор за регулиране на скоростта на въртене;
• ротор с лопатки;
• защитен корпус;
• акумулаторна батерия;
• секция на опашката;
• инвертор;
• мачти за закрепване на генератора.

Вятърна турбина, изработена от части на перални машини

Генераторът на конструкцията е направен от електродвигател от пералня. Мощността му трябва да бъде най-малко 1,5 kW.

Освен това ще ви трябва:

• шкурка и лепило;
• неодимови магнити 5 и 12 mm всеки (32 бр.);
• епоксидна смолаа или студено заваряване.

Неодимовите магнити ще бъдат монтирани на ротора. Те могат да бъдат закупени в много стационарни или онлайн магазини. Необходимо е да се отстранят жилите от ротора на асинхронния двигател. След това тези части са частично отрязани. Дълбочината на рязане не трябва да надвишава 2 mm. За това можете да използвате струг. Освен това в сърцевините трябва да се направят канали, чиято дълбочина е 5 мм.

На следващия етап от производството на вятърен генератор за дома, инсталирането на магнити се извършва ръчно. Като начало върху сърцевината е монтиран твърд капак. След това магнитите се поставят на подходящите места на еднакво разстояние. Много е важно да се спазва дистанция, в противен случай в бъдеще магнитите ще се слепват, което ще се отрази негативно на мощността на вятърната ферма. По-добре е да използвате супер лепило за фиксиране на тези части. Препоръчително е да се носят защитни очила по време на работа, тъй като магнитите могат да отскачат по време на процеса на залепване.

Местоположението на неодимови магнити при производството на домашна вятърна мелница

Когато шаблонът с магнити е напълно готов, той се побира върху ротора. Получените празнини трябва да бъдат запълнени епоксидна смола или студено заваряване. В края на работата роторът се затяга внимателно в тиска и повърхността му се обработва с шкурка. Преди да стартирате вятърната мелница, проверете за здравина всички лагери и болтовите връзки. Не трябва да използвате дори частично износени части за сглобяване на конструкцията; по-добре е да купувате нови.

За да създадете работно колело, по-добре е да изберете лек материал с висок запас на безопасност. За тези цели е подходящ фибростъкло. В резултат на това остриетата са леки и устойчиви на износване. Мачтата е най-добре направена от стоманени тръби. Оптималният диаметър е 32 мм.

Сглобяването на вятърна турбина може да се извърши от всеки, който има представа как работят електрическите вериги. Основното в този случай е да бъдете внимателни към всички подробности и внимателно да проверявате всичките си действия. За да премахнете възможността за грешки, можете да използвате визуални видеоклипове, които подробно описват целия процес на производство на части и тяхното по-нататъшно сглобяване.

Как да направите вятърен генератор със собствените си ръце за 220V (4 kW): видео