Bài viết này thảo luận chi tiết về một loại thiết bị làm máy phát điện gió cho nhà riêng: đặc điểm thiết kế, mục đích và phạm vi hoạt động, cấu trúc bên trong và phân loại. Trong nội dung này, bạn có thể tìm thấy thông tin hữu ích sẽ giúp bạn quyết định lựa chọn tuabin gió chất lượng cao, giá trung bình cho các loại thiết bị phổ biến, cũng như mô tả chi tiết về công nghệ sản xuất.
Nội dung
Tua bin gió cho nhà riêng: mục đích và đặc điểm thiết kế
Các trang trại gió tư nhân được sử dụng rộng rãi như một nguồn năng lượng điện thay thế để tiết kiệm. Thông thường, các thiết bị như vậy được lắp đặt trong các ngôi nhà nhỏ mùa hè.
Tua bin gió được sử dụng như một nguồn năng lượng điện thay thế
Thông thường chúng được sử dụng ở những khu vực xa lưới điện chính. Tuy nhiên, đây không phải là lý do duy nhất ủng hộ việc mua một tuabin gió cho một ngôi nhà riêng. Hầu hết các chủ sở hữu đất sử dụng các thiết kế này để đạt được quyền tự chủ và tiết kiệm.
Không phải mọi địa điểm đều thích hợp để lắp đặt các thiết bị này, vì không phải mọi điều kiện đều đáp ứng các yêu cầu của thiết bị này. Điều này chủ yếu liên quan đến tốc độ gió. Để một trang trại gió hoạt động bình thường, tốc độ gió trung bình ít nhất phải là 4-4,5 m / s. Chỉ trong trường hợp này, việc lắp đặt cấu trúc sẽ hợp lý về mặt kinh tế.
Bạn có thể sử dụng bản đồ gió để tìm ra tốc độ gió trung bình hàng năm. Nó phản ánh dữ liệu gần đúng theo khu vực. Có thể thu được các chỉ số chính xác hơn bằng cách sử dụng một thiết bị đặc biệt - máy đo gió, cũng như thiết bị đọc tín hiệu của nó.
Ghi chú! Thiết bị đo phải được lắp đặt thật cao, nếu không cây cối và tòa nhà sẽ làm sai lệch kết quả.
Để tuabin gió hoạt động hiệu quả, khu vực lắp đặt nó phải là tuabin gió
Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của máy phát điện gió
Máy phát điện gió là một loại thiết bị đặc biệt có chức năng biến đổi động năng của gió thành cơ năng. Nó dẫn động các cánh quạt gắn trên máy phát điện. Kết quả là, một dòng điện xoay chiều được tạo ra trong các cuộn dây của nó. Năng lượng điện được tạo ra được lưu trữ trong pin dự trữ, từ đó nó được cung cấp cho các thiết bị gia dụng.
Sơ đồ mô tả công việc được đơn giản hóa. Tất nhiên, việc xây dựng một máy phát điện gió phức tạp hơn nhiều. Ngoài ra còn có một bộ điều khiển trong chuỗi năng lượng. Chức năng của nó là chuyển đổi AC ba pha sang DC. Sau đó, nó sẽ đi để sạc pin.
Hầu hết các thiết bị gia dụng không có khả năng được cung cấp bởi nguồn DC. Do đó, một biến tần được lắp vào dây chuyền phía sau pin. Nó biến đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều, hiệu điện thế là 220V. Tất cả các hoạt động này lấy đi một phần năng lượng ban đầu - khoảng 15-20%.
Tòa nhà có thể được sạc lại không chỉ từ trang trại gió, mà còn từ các tấm pin mặt trời, cũng như từ máy phát điện chạy bằng xăng hoặc dầu diesel. Nếu các phần tử này có mặt trong chuỗi, thì mạch được bổ sung bởi một thành phần khác - bộ ngắt mạch. Khi nguồn điện chính bị tắt, nó sẽ khởi động các nguồn dự phòng.
Nguyên lý hoạt động của máy phát điện gió
Một trang trại điện gió bao gồm các thành phần sau:
- rôto có các cánh (tùy thuộc vào tính năng của kiểu máy, có thể có một số cánh cho máy phát điện gió, theo quy luật, có 2 hoặc 3 cánh trong số đó, mặc dù cũng có các tùy chọn nhiều cánh);
- hộp giảm tốc hoặc hộp giảm tốc điều khiển tốc độ giữa máy phát và rôto;
- vỏ bảo vệ giúp bảo vệ các bộ phận kết cấu khỏi ảnh hưởng tiêu cực của các yếu tố bên ngoài;
- "Đuôi", đảm bảo sự quay của cấu trúc theo hướng gió;
- pin lưu trữ dự trữ một lượng năng lượng nhất định;
- cài đặt biến tần để chuyển đổi một loại dòng điện thành một loại khác.
Bạn có thể mua loại trang trại gió nào: phân loại thiết bị
Có một số cách phân loại theo đó các nhà máy điện gió được chia thành các nhóm:
- Theo hướng chuyển động quay của các cánh - cối xay gió ngang và dọc.
- Theo số lượng lưỡi - thiết bị hai, ba và nhiều lưỡi.
- Theo loại vật liệu được sử dụng để sản xuất các lưỡi - buồm và các thiết kế lưỡi cứng.
- Theo phương pháp điều khiển - cối xay gió với mũi dao cố định hoặc điều chỉnh.
Cấu trúc bên trong của máy phát điện gió
Lời khuyên hữu ích! Trong hầu hết các trường hợp, các chuyên gia khuyên chủ sở hữu nhà ở ngoại ô nên mua tuabin gió có cánh quạt cố định, vì các thiết bị điều chỉnh quá khó hoạt động.
Một trang trại gió có trục nằm ngang được đặt vuông góc với luồng không khí. Thiết kế có cấu trúc tương tự và hoạt động trên nguyên tắc giống như một cánh quạt thời tiết thông thường. Cối xay gió với máy phát điện quay có hiệu suất cao trong khi giá cả phải chăng. Hoạt động của các thiết bị này dựa trên lực cản của dòng khí.
Tua bin gió trục đứng hay còn gọi là tua bin gió trực giao có thiết kế nhỏ gọn nhưng giá thành cao hơn nhiều. Do cấu tạo đặc biệt nên loại thiết bị này hoàn toàn không phụ thuộc vào hướng gió. Các cánh quạt trông giống như tuabin, giúp giảm tải đáng kể cho phần trục. Bạn nên mua máy phát điện gió thẳng đứng nếu gió trên trang web thường xuyên thay đổi hướng.
Ưu điểm và nhược điểm của nhà máy phong điện gia đình
Giống như bất kỳ loại thiết bị nào khác, trang trại gió có cả ưu điểm và nhược điểm. Để quyết định mua thiết bị này, nên cân nhắc giữa điểm mạnh và điểm yếu của nó.
Sự phổ biến của việc sử dụng các trang trại gió là do số lượng lớn các ưu điểm
Tại sao mua máy phát điện gió (220V) cho nhà riêng lại có lợi:
- Không có chi phí bổ sung, vì không cần nhiên liệu để vận hành thiết bị.
- Không cần phải theo dõi liên tục. Cấu trúc tự tạo ra điện mỗi khi gió thổi.
- Một phương pháp tạo ra điện tương đối yên tĩnh và hoàn toàn thân thiện với môi trường.
- Thiết bị có thể được sử dụng trong hầu hết mọi điều kiện khí hậu.
- Sự mài mòn của các bộ phận là tối thiểu.
Lắp đặt máy phát điện gió cho gia đình kèm theo những nhược điểm sau:
- chi phí mua thiết bị trả dần trong 5-6 năm;
- một chỉ số tương đối nhỏ về hiệu quả, được phản ánh qua quyền lực;
- giá tuabin gió cao;
- để bù đắp cho tình trạng không hoạt động của thiết bị vào những ngày không có gió, cần có thêm thiết bị: máy phát điện và ắc quy dự trữ (chi phí cho các yếu tố này rất cao);
- trong một số chế độ, tuabin gió cho ngôi nhà phát ra âm thanh hạ tầng (điều tương tự cũng xảy ra nếu việc lắp đặt thiết bị có lỗi);
- bảo trì phòng ngừa thường xuyên là cần thiết;
- bão có thể làm hỏng thiết bị nghiêm trọng.
Tùy thuộc vào sức mạnh của thiết bị và bản đồ gió của khu vực, cối xay gió có thể cung cấp điện cho cả một ngôi nhà nông thôn nhỏ và một ngôi nhà nông thôn lớn
Lời khuyên hữu ích! Bắt buộc phải tính toán lợi nhuận trước khi mua một máy phát điện gió cho gia đình của bạn, giá thiết bị có thể quá cao, và chi phí mua nó sẽ không trả hết. Để làm được điều này, bạn cần tính chỉ số công suất trung bình của ngôi nhà (tính đến công suất của tất cả các thiết bị điện), đánh giá khu vực sẽ lắp đặt thiết bị và tìm ra số ngày có gió mỗi năm là bao nhiêu.
Tính khả thi khi mua: giá tuabin gió cho nhà riêng
Giá thành của tuabin gió cho nhà riêng khá cao. Chi phí mua thiết bị sẽ chỉ được thanh toán nếu khu vực đó có điều kiện phù hợp.
Việc lắp đặt một trang trại gió là hợp lý trong các trường hợp sau:
- địa hình đáp ứng yêu cầu trang bị;
- vùng mà vị trí tọa lạc được đặc trưng bởi gió mạnh;
- không có khả năng sử dụng các nguồn năng lượng điện thay thế khác.
Trong các trường hợp khác, chi phí mua máy phát điện gió cho gia đình sẽ không thể trả hết. Nếu số ngày gió trong năm ít, các thiết bị này có thể được bổ sung bằng các tấm pin mặt trời hoặc máy phát điện chạy bằng dầu diesel hoặc xăng.
Tùy thuộc vào loại công trình, tuabin gió có thể thẳng đứng hoặc nằm ngang
Làm thế nào để tăng lợi nhuận của tuabin gió cho nhà riêng
Các khu vực ven biển cũng như các khu vực trống trải ở vùng núi là nơi lý tưởng để lắp đặt thiết bị gió. Ở những vùng này, tốc độ gió trên 60-70 m / s. Cư dân của những khu vực này hoàn toàn có thể từ bỏ hệ thống cấp điện trung tâm và chuyển đến các trang trại điện gió. Trên các khu vực bằng phẳng, luồng gió đều hơn, nhưng sức mạnh của chúng không đủ để cung cấp đầy đủ điện cho ngôi nhà.
Rất không mong muốn lắp đặt thiết bị gần rừng và rừng trồng. Cây cối sẽ giữ lại một phần năng lượng, điều này sẽ làm giảm lợi nhuận của các tuabin gió. Luồng không khí tăng theo khoảng cách từ mặt đất. Điều này có nghĩa là cột buồm của trang trại gió càng cao, thiết bị có thể bắt được càng nhiều xung lực. Mặt khác, một cấu trúc quá cao cần được gia cố thêm. Gió giật mạnh sẽ dễ đánh sập nó hơn những cối xay gió có cột buồm cao tới 5-7 m.
Các chuyên gia khuyên bạn nên lắp đặt thiết bị ở độ cao 10-15 m so với mặt đất. Có hai cách để sửa một cấu trúc như vậy:
- Bằng cách đổ bê tông phần đế.
- Sử dụng mắc cài kim loại.
Sự kết hợp giữa tuabin gió và các tấm pin mặt trời được coi là hiệu quả nhất để tạo ra điện.
Để đổ bê tông phần đế của cối xay gió, bạn sẽ cần đào bốn giếng sâu với đường kính nhỏ. Các phần mở rộng cột buồm được nhúng vào chúng, sau đó chúng được đổ bằng vữa xi măng. Quá trình này khá tốn công và tốn kém, nhưng nó có độ tin cậy cao. Ngay cả khi có gió giật mạnh, cột buồm vẫn đứng yên. Rủi ro duy nhất là gãy lưỡi.
Cố định cột buồm bằng dây thừng liên quan đến việc sử dụng cáp kim loại. Nó được kéo căng cho đến khi tuabin gió nằm thẳng góc với bề mặt trái đất. Sau đó, các dây buộc cáp được cố định chắc chắn trong đất.
Quan trọng! Các tuabin gió có cột buồm cao cần được nối đất.
Mua máy phát điện gió nào tốt hơn cho gia đình: nhà sản xuất và chi phí
Việc lựa chọn một trang trại gió phải được tiếp cận một cách thấu đáo. Các tiêu chí chính là sức mạnh của thiết bị, loại trục (ngang hoặc dọc) và nhà sản xuất. Trước khi mua, bạn phải nghiên cứu kỹ các đặc tính kỹ thuật và so sánh các sản phẩm từ các nhà sản xuất khác nhau.
Giá tuabin gió do Nga sản xuất:
| nhà chế tạo | Giá, nghìn rúp |
| Công ty điện gió | 30-300 |
| Rkraft | 65-908 |
| Năng lượng gió | 78-130 |
| Sapsan-Năng lượng | 149-319 |
| GRC-Dọc | 204-600 |
Nhiều tổ chức trong số này sản xuất thiết bị theo yêu cầu và cung cấp hỗ trợ thiết kế và tính toán.
Giá của các tuabin gió trong nước do nước ngoài sản xuất cao hơn nhiều. Chi phí lắp đặt tối thiểu là 120 nghìn rúp. Sản phẩm của các công ty nước ngoài được phân biệt bằng chất lượng cao do sử dụng thiết bị công nghệ cao trong sản xuất. Tuy nhiên, việc sửa chữa các thiết bị như vậy sẽ rất tốn kém và việc mua phụ tùng thay thế có thể khó khăn.
Giá thành của một tuabin gió nhà máy do Nga sản xuất có thể dao động trong khoảng 30-600 nghìn rúp.
Lợi ích của tuabin gió do nhà máy sản xuất:
- cơ hội để mua một thiết bị theo bộ hoàn chỉnh và thậm chí đặt hàng cài đặt chuyên nghiệp của nó;
- một loạt các nhà sản xuất và sửa đổi với các đặc điểm khác nhau;
- đảm bảo chất lượng;
- khả năng gọi một chuyên gia có trình độ để thực hiện công việc sửa chữa.
Do chi phí thiết bị nhà máy cao, nhiều chủ sở hữu của các khu vực ngoại ô thích các cấu trúc tự làm. Phải mất khoảng 3000-5000 rúp để tạo ra một máy phát điện gió tự chế. Phần lớn số tiền này được dùng để mua pin chất lượng có thể sạc trong thời gian dài.
Bài viết liên quan:
Tự làm tấm pin mặt trời: một nguồn điện giá cả phải chăng
Thiết bị là gì, hoạt động ra sao. Các loại tấm pin mặt trời. Tính khả thi của việc sử dụng cho một nơi cư trú mùa hè và ở nhà.
Ưu điểm của trang trại gió tự làm:
- tiết kiệm đáng kể tiền;
- khi tạo ra một cối xay gió tự chế, nhà thiết kế sẽ biết tất cả các tính năng của cấu trúc của nó;
- khả năng chế tạo các bộ phận chính và cánh quạt của tuabin gió bằng tay của chính bạn từ các vật liệu phế liệu.
Các cấu trúc tự chế, không giống như các trang trại gió trong nhà máy, thường xuyên hỏng hóc hơn nhiều.
Ghi chú! Tốt hơn hết bạn nên gọi thợ chuyên lắp đặt thiết kế nhà xưởng. Nếu không, bất kỳ sai sót nào được thực hiện trong quá trình cài đặt sẽ làm mất hiệu lực bảo hành.
Các thiết kế tuabin gió tự chế có chất lượng và độ tin cậy kém hơn các mẫu công nghiệp
Cách làm cối xay gió bằng tay của chính bạn: công nghệ và khuyến nghị
Sử dụng thiết bị tự chế trên trang web có thể gây ra sự bất bình từ hàng xóm.Do đó, trước khi tự tay làm một máy tạo gió, bạn cần chú ý tuân thủ một số quy tắc.
Tất cả các tòa nhà riêng lẻ đều bị giới hạn chiều cao. Cấm lắp đặt cối xay gió có cột buồm cao hơn 15 m nếu các vật sau đây ở gần:
- đường hầm;
- cầu;
- các sân bay.
Tuabin gió không được tạo ra nhiễu trong không khí. Để ngăn chặn sự xuất hiện của chúng, bạn nên sử dụng biện pháp bảo vệ đặc biệt. Ngoài ra, mức độ tiếng ồn do các cánh quạt phát ra cần được theo dõi và giữ trong giới hạn bình thường.
Tua bin gió tự chế đơn giản nhất làm bằng chai nhựa
Vật liệu cần thiết để chế tạo máy phát điện gió thẳng đứng bằng tay của chính bạn
Một trang trại gió trục đứng có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng điện cho các tòa nhà gia đình khác nhau hoặc một ngôi nhà vườn nhỏ. Sức mạnh của nó đủ để chiếu sáng khu vực địa phương trong bóng tối.
Để tạo máy phát điện bằng tay của chính bạn từ máy phát điện trên ô tô, bạn sẽ cần các vật liệu sau:
- pin có thể sạc lại cho 12V (axit hoặc heli);
- thùng chứa hình trụ dung tích làm bằng nhôm hoặc thép không gỉ (chảo, xô);
- máy phát điện ô tô (12V);
- vôn kế;
- công tắc nút nhấn bán kín (12V);
- rơ le sạc pin ô tô hoặc đèn báo sạc;
- bộ chuyển đổi (12-220V và 700-1500W);
- dây có tiết diện 2,5 và 4 mm;
- kẹp để cố định máy phát điện vào cột buồm (2 chiếc).
Thiết bị cấu trúc tạo gió
Để thực hiện công việc, bạn sẽ cần các công cụ và thiết bị như:
- máy mài (bạn có thể sử dụng kéo kim loại);
- bút dạ hoặc bút chì xây dựng;
- kềm cắt da và thước dây;
- khoan với một bộ mũi khoan;
- tuốc nơ vít và một bộ chìa khóa.
Công nghệ chế tạo máy phát điện gió từ máy phát ô tô
Về cơ bản, một vật chứa hình trụ sẽ được sử dụng, ví dụ như một cái xô, một cái nồi cũ hoặc một cái xoong. Dùng bút chì và thước cuộn đánh dấu lên để được phép chia thành 4 phần bằng nhau. Theo các dấu hiệu, vết cắt được thực hiện bằng máy mài để thu được các tấm lưỡi dọc. Trong trường hợp này, điều rất quan trọng là không được cắt kim loại đến cùng.
Ghi chú! Nếu thùng chứa được làm bằng tôn sơn hoặc thép mạ kẽm, bạn không thể sử dụng máy mài để cắt, nếu không kim loại sẽ quá nóng. Trong trường hợp này, nó được khuyến khích sử dụng kéo.
Các lỗ cho bu lông phải được tạo trong ròng rọc, cũng như trong đáy của vật chứa. Ở giai đoạn này của việc tạo ra một máy phát điện gió cho một ngôi nhà riêng bằng tay của chính bạn, bạn cần phải cực kỳ cẩn thận và cẩn thận về sự đối xứng. Bất kỳ sự không chính xác nào trong việc bố trí lỗ sẽ dẫn đến kết cấu không cân bằng trong quá trình quay.
Để làm máy phát điện bằng tay của chính bạn, bạn có thể sử dụng máy phát điện trên ô tô
Các cánh phải được uốn cong, trong khi chúng không được chìa ra ngoài quá nhiều. Khi thực hiện công việc này, cần phải tính đến hướng chuyển động quay của máy phát điện. Thông thường, cối xay gió được định hướng theo chiều kim đồng hồ. Tốc độ quay và diện tích tiếp xúc của luồng không khí với kết cấu sẽ phụ thuộc vào góc uốn của các cánh đã chọn.
Tiếp theo, một thùng chứa có các lưỡi được cố định trên ròng rọc. Máy phát điện được lắp trên cột buồm, sau đó nó được cố định bằng kẹp. Tất cả những gì còn lại là kết nối tất cả các dây và lắp ráp mạch điện. Tất cả các dây cáp được cố định vào cột cối xay gió. Để kết nối pin lưu trữ, hãy sử dụng dây có tiết diện 4 mm. Đối với điều này, một đoạn dài 100 cm là đủ. Kết nối với mạng của các thiết bị chiếu sáng và hộ gia đình được thực hiện bằng cách sử dụng dây có tiết diện là 2,5 mm. Biến tần hoặc bộ chuyển đổi yêu cầu dây 4mm.
Cách tạo tuabin gió từ máy giặt
Để tạo một máy tạo gió từ máy giặt bằng tay của chính bạn, bạn sẽ cần một danh sách các bộ phận nhất định. Một số trong số chúng có thể được loại bỏ khỏi các thiết bị gia dụng cũ, và số còn lại sẽ phải mua.
Thiết kế tuabin gió sẽ bao gồm các yếu tố sau:
- bộ giảm tốc để điều chỉnh tốc độ quay;
- rôto có cánh;
- vỏ bảo vệ;
- pin lưu trữ;
- phần đuôi;
- biến tần;
- cột buồm để cố định máy phát điện.
Tua bin gió làm từ các bộ phận của máy giặt
Máy phát điện của thiết kế được làm từ động cơ điện của máy giặt. Công suất của nó ít nhất phải là 1,5 kW.
Ngoài ra, bạn sẽ cần:
- giấy nhám và keo dán;
- mỗi nam châm neodymium 5 và 12 mm (32 chiếc.);
- nhựa epoxya hoặc hàn lạnh.
Các nam châm neodymium sẽ được gắn trên rôto. Chúng có thể được mua tại nhiều cửa hàng văn phòng phẩm hoặc trực tuyến. Cần phải tháo các lõi ra khỏi rôto của động cơ không đồng bộ. Sau đó, các bộ phận này bị cắt bỏ một phần. Chiều sâu cắt không được vượt quá 2 mm. Bạn có thể sử dụng máy tiện cho việc này. Ngoài ra, các rãnh phải được tạo trong lõi, độ sâu của chúng là 5 mm.
Ở giai đoạn tiếp theo trong quá trình sản xuất máy phát điện gió cho gia đình, việc lắp đặt nam châm được thực hiện bằng tay của chính bạn. Để bắt đầu, một nắp cứng được gắn trên lõi. Sau đó, nam châm được đặt vào những nơi thích hợp với khoảng cách bằng nhau. Điều rất quan trọng là phải giữ khoảng cách, nếu không trong tương lai các nam châm sẽ dính lại với nhau, điều này sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến sức mạnh của trang trại gió. Tốt hơn hết bạn nên dùng keo siêu dính để cố định các bộ phận này. Khi làm việc, nên đeo kính bảo vệ, vì nam châm có thể bị bật ra trong quá trình dán.
Vị trí của nam châm neodymium trong sản xuất cối xay gió tự chế
Khi khuôn mẫu với nam châm đã hoàn toàn sẵn sàng, nó sẽ phù hợp với rôto. Các khoảng trống kết quả phải được lấp đầy bằng nhựa epoxy hoặc hàn lạnh. Vào cuối công việc, rôto được kẹp cẩn thận trong một bộ phận, và bề mặt của nó được xử lý bằng giấy nhám. Trước khi khởi động cối xay gió, hãy kiểm tra tất cả các ổ trục và các kết nối được bắt vít xem có chắc chắn không. Bạn không nên sử dụng các bộ phận thậm chí đã bị mòn một phần để lắp ráp cấu trúc; tốt hơn là nên mua những bộ phận mới.
Để tạo ra một cánh quạt, tốt hơn nên chọn vật liệu nhẹ với độ an toàn cao. Đối với những mục đích này, sợi thủy tinh là phù hợp. Do đó, các cánh quạt có trọng lượng nhẹ và chống mài mòn. Cột buồm tốt nhất nên làm bằng ống thép. Đường kính tối ưu là 32 mm.
Việc lắp ráp tuabin gió có thể được thực hiện bởi bất kỳ ai có hiểu biết về cách hoạt động của các mạch điện. Điều chính trong việc này là phải chú ý đến tất cả các chi tiết và cẩn thận kiểm tra tất cả các hành động của bạn. Để loại bỏ khả năng xảy ra lỗi, bạn có thể sử dụng video trực quan, mô tả chi tiết toàn bộ quá trình sản xuất các bộ phận và lắp ráp thêm chúng.
