我们为私人住宅选择并安装风力发电机

风电场:运行原理,优点,缺点

世界风力涡轮机制造商

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  1. 苏司兰能源公司不仅在亚洲,而且在全世界都是领先的风力涡轮机制造商。该公司雇佣了 13,000 名专家,他们在印度、比利时、美国和中国的十家工厂工作。第一台风力涡轮机于 1996 年生产,并且已经在 2000 年设计了第一台发电厂。根据市场需求,产量的增长在 2006 年开始显着增加。目前,这家印度公司在相关产品的性能方面排名第六。
  2. 自 2007 年以来,德国制造商 ENERCON GmbH 一直是世界各国和德国的领导者,其市场份额超过 50%。早在 1986 年,第一批产品就下线了。目前,工厂位于印度、瑞典和葡萄牙。
  3. 华锐风电属于中国第一家开发、设计、制造和销售陆上和海上风电场的企业。华锐风电为 1.5 至 6.0 兆瓦的风力涡轮机制造涡轮机。产品分为四大系列:SL1500、SL3000、SL5000、SL6000。
  4. 风力涡轮机制造商维斯塔斯风能系统在丹麦、德国、印度、罗马尼亚、英国、西班牙、瑞典、挪威、澳大利亚、美国和中国设有工厂。该公司生产的风力涡轮机转子直径为四十七至一百六十四米,容量为660千瓦至7兆瓦。

用自己的双手制作风车

要做的主要工作是旋转转子的制造和安装。首先,您应该选择结构类型及其尺寸。了解设备所需的功率和生产能力将有助于确定这一点。

大多数节点(如果不是全部节点)都必须自己制作,因此选择将受到设计创建者所拥有的知识、他最熟悉的设备和设备的影响。通常,首先制造一个试制风车,在此帮助下检查性能并指定结构参数,然后开始制造工作的风力涡轮机。

风机选型

最优质的风车产自德国、法国和丹麦。这些国家制造风力涡轮机,为住宅私营部门、农场、学校和小型零售店供电。在俄罗斯,由于电力成本低,电力销售不言而喻的垄断,风力涡轮机、太阳能电池板和其他类型的替代能源并不常见。

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移动式风力涡轮机适用于石油行业或在现场建造的安装团队(原型)

但将偏远设施接入电网的高成本(仍有村庄未通电)、官员的粗鲁、冗长的四处走动程序和从垄断公司获取技术规格的程序迫使业主为其设施使用替代能源。

首先要明白,风力发电机的效率在60%左右,对风速有依赖性,需要定期维护。如果您仍然决定选择风力涡轮机,您应该知道。风力发电机的选择应根据其应用的具体情况而定。有新的发展和模型:提高效率,垂直,水平,正交,无刀片。

对于企业或私人住宅,此数据可能在项目或电费单上。如果需要给山寨供电,选择1-3千瓦的风力发电机型号,逆变器需要小功率,不用电池也可以。拥有别墅风力涡轮机的原理很简单:有风 - 有电,没有风 - 我们在花园或房子周围工作。您可以自己制作一个简单的风力发电机,只需收集必要的材料并将它们连接在一起。

对于永久居住的私人住宅,这个原则是行不通的。经常无风时,应特别注意蓄能器。这需要大容量。但是,为了更快地充电,发电机本身也必须是大功率的。也就是说,安装的各个节点彼此紧密互连。更可靠的组合是与柴油发电机和太阳能电池板共生。这是100%保证家里有电,但也更贵。

商用风力涡轮机现在被广泛使用。在他们的帮助下产生的电力被出售给各种缺乏能源供应的企业。通常,这样的发电厂由多个不同容量的风力涡轮机组成。它们产生的 380 伏交流电压直接馈入企业的电网。此外,风力涡轮机可用于为大量电池充电,从电池中转换为交流电压的能量也可馈入电网。

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俄罗斯制造的风力涡轮机

在大多数情况下,企业主安装风力涡轮机、太阳能电池板和柴油发电机以满足他们自己的生产需要。容我们说,获得在俄罗斯销售电力的许可是另一回事。能源审计后,电力被释放,例如,通过用 LED 替换照明灯。投资回收期是计算出来的,在没有预算的情况下,现代化可以分为几个阶段。

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一台风力发电机要多少钱

俄罗斯制造的风力涡轮机的价格低于德国、丹麦或印度的风力涡轮机。最便宜的中国风车,虽然它们的质量要低得多。用于私人住宅的最简单的风力涡轮机成本高达 500 美元。它们可以用于本地发电,但不能解决家庭充满电的问题。更强大的 3 kW 风力发电机为家庭提供充足的电力将花费更多。

一套家用风力发电机的大致成本:

  • 对于小型私人(乡村)住宅,功率 3 kW/72V,当量。 1700-1800 美元;
  • 为小屋提供电力,功率 5 kW/120V,当量。 4000 美元;
  • 为几所房屋或一个农场供电,功率为 10 kW / 240V,当量。 8500 美元。

俄罗斯生产的具有垂直旋转轴的风力涡轮机有特殊需求。该设备的优点包括:

  1. 转子运动所需的小风速;
  2. 不受风向影响;
  3. 低噪音背景,无振动;
  4. 鸟类安全设计
  5. 无需强制启动;
  6. 适用于任何天气条件,任何风力。

组件和计算

建造成本差异很大,这取决于风车的设计和使用的组件。风力涡轮机有两种主要类型 - 水平旋转轴(必须位于高度,最佳 25-35 m)和垂直轴,可以简单地放置在地面上。

除了发电机本身,对于具有水平旋转轴的风车,还需要一个带有叶片的转子、一个齿轮箱和一个旋转尾翼,以及一个保护外壳。所有这些通常都安装在高桅杆上。由于桅杆通常是一个相当庞大和高大的结构,因此有必要在其下方铺设基础,并使用额外的拉伸电缆对其进行固定。

除了结构的总价格外,还增加了使用起重机安装的成本。为了避免建造高且昂贵的桅杆,对于小型风力涡轮机,越来越多地使用具有转子垂直旋转轴的设计选项,它们能够在 1 m/s 的风速下在较低的高度运行.但此类系统相对较新,因此尚未积累有关其运行的明确统计数据。它们提供的电力更少,但它们更便宜且不那么嘈杂,它们更容易用你自己的双手制作。

我们为私人住宅选择并安装风力发电机在地面上,在室内,有一个用于将发电机的直流电转换为交流电的逆变器、一组电池、隔离开关和断路器,用于重新分配接收到的电力,并在紧急情况或维修时关闭设备。

具有水平旋转轴的风力涡轮机全年产生的大致能量可以使用以下经验公式计算:E = 1.64 * D * D * V * V * V。其中:E——每年的电量(kWh/年),D——转子直径(米),V—— 年平均风速 (小姐)。之后,我们计算你家每年消耗的电量和成本,然后将得到的数字乘以 25-30 年——风车的估计寿命。基于此,我们根据组件的成本计算叶片所需的尺寸和结构的大致总成本。

如果桅杆可以独立建造,则建议购买电气设备和风车本身系列,工厂组装。虽然,工匠们已经多次展示了基于其他设备(汽车发电机、工业设备,他们甚至设法使用家用电器改装的电动机)的自制风力涡轮机的例子,使用自制的转子叶片和尾巴。

方案、方法和技巧很容易在 Internet 或专业技术杂志上找到,但在这种情况下,建造的风力涡轮机的性能和安全性将完全由您承担。

显然,随着转子叶片直径和桅杆高度的增加,收集到的风能越大,发电量就会增加,但最终的结构成本也会成比例地增加。

根据各种估计,为家庭建造小型风力涡轮机的成本在每 1 千瓦电 2-8 千美元之间。如果您家中没有集中式电源,那么风车的成本很可能比自己铺设电力线或为柴油发电机加油要便宜。

我们为私人住宅选择并安装风力发电机如果它被认为是一种储蓄方式,请考虑并得出关于它对家庭的必要性的结论。顺便说一句,现在大型工业风力涡轮机每 1 kW 产生的电力已经比传统火力发电厂产生的电力便宜。小型风力涡轮机的电力成本略高,但近年来一直在稳步下降。

无论如何,如果今天的风车最终无利可图,请不要丢弃自己的计算 - 一段时间后,具有高效率指标的新型发电机的出现,电价的变化可以从根本上改变您之前的决定.

还要注意在许多国家实施的上网电价的情况。根据该电价,在家中使用包括风能在内的替代能源产生的电力可以返回电网,并收取附加费。该国上网电价的出现或其费率的变化可能会显着影响风车的投资回收时间及其为家庭带来的节省。

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最佳使用模式

风吹得不均匀,在它的帮助下增加的发电量很少会与房屋中的最大消耗期同时发生。因此,希望您有机会提供必要的负载并使用风力发电机产生的所有多余电力 - 用于加热锅炉中的水,补充加热系统的房屋内的电加热器,井中的泵将水泵入屋顶的水箱,或者用于更奇特的任务,例如为电动汽车的电池充电——所有这些都应该在强风中自动开启,并且总消耗量低。

我们为私人住宅选择并安装风力发电机一般来说,在俄罗斯气候条件下,冬季漫长寒冷且风速相对较低,最节能和最便宜的方案是安装在地面或 5-10 m 小桅杆上的垂直旋转轴的风力涡轮机高,把它举到房子的屋顶上,给果树加冠。风车直接连接到室内单独的电加热器和锅炉,无需电流转换器和电池。

完全有可能用自己的双手来实施这样的方案,而无需安装人员。在这种情况下,风力发电机本质上是产生热量来加热房屋,而房屋又充当无量纲蓄热器,让您不必太担心风力的不规则变化,充分利用风力产生的所有电力发电机。此外,这样的系统被证明是自我调节的——强风可以更快地冷却房子,但同时它也可以让风力发电机和电加热器串联从内部加热。

风力涡轮机的类型

使用了两种主要类型的风车,它们有根本的区别:

  • 水平的
  • 垂直的

在这两种情况下,我们都在谈论转子的旋转轴。各种型号的卧式装置的设计差别不大,代表了一种家用风扇或螺旋桨。垂直设备具有更多种类的设计类型,在外观上彼此显着不同。让我们更详细地考虑它们:

卧式风车

水平结构更有效,因为它们仅通过叶片的工作侧感知风流。三叶片叶轮应用最为广泛,但对于小型设计,可以增加叶片数量。

它是用于制造具有巨大叶片跨度(超过 100 m)的大型工业设计的水平结构,当它们组合在一起时,形成了相当多产的发电厂。丹麦、德国、斯堪的纳维亚国家等西欧国家积极利用风车为民众提供能源。

这些设备有一个缺点——它们需要指向风。对于小型风力发电机,通过安装像飞机一样的尾部来解决问题,该尾部会自动将结构定位在风中。大型型号有一个特殊的导向装置,可以控制叶轮相对于流量的位置。

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垂直结构

垂直式风力发电机效率较低,因此它们仅用于为个人消费者提供能源——私人住宅、小屋、一组设备等。对于自行制造,此类设备是最合适的,因为它们有多种设计选项可供选择,它们不需要爬上非常高的桅杆(尽管这对它们来说不是禁忌)。

立式转子可以用手头的任何材料组装,各种知名的任何类型都可以用作样品:

  • Savonius 或 Darier 转子
  • 更现代的特列季亚科夫转子
  • 正交设计
  • 螺旋体装置等

没有必要详细描述所有类型,因为它们的数量在不断增加。几乎所有新开发项目都基于垂直旋转轴,旨在用于私人住宅或庄园。大多数开发都为垂直设备的主要问题 - 低效率提供了自己的解决方案。一些变体具有相当高的速率,但具有复杂的船体结构(例如,特列季亚科夫的设计)。

选择原则

首先,我们制定了我们承诺解决的问题:您究竟为什么需要风能,它将提供什么过程。换句话说,消费者将是什么。接下来,为未来的风力涡轮机创建项目的过程:您将必须决定它将是什么类型,能量将如何准确地传输到最终消费者(电流或机械 - 以扭矩、平移运动的形式,以某种方式不同)。

在本文中,我们将讨论风力涡轮机最重要元素的类型 - 转子,我们将分析每个选项的优缺点。我们还将谈到使用产生的能量的话题。我们希望这些信息可以帮助您在设备的设计阶段。

我们希望这些信息可以帮助您在设备的设计阶段。

一台风力发电机要多少钱一个房子

以下是家用和花园风力发电机的价格。通常,此类装置的功率在 5-50 kW 范围内。

  • 3 千瓦,48 伏。使用辅助电源和主电源。这样的模型产生的能量足以保证山寨的寿命。价格约为9万卢布;
  • 5 千瓦,120 伏。这台风力发电机可以用大量的电器为整个房子供电,没有任何问题。价格为200-25万卢布;
  • 10 千瓦,240 伏。这种风力发电机可以为一个农场或几个住宅楼提供电力。此类装置用于小型超市、车库等发电的例子很多。价格约为40万卢布;
  • 20 千瓦,240 伏。这足以为一些配水站提供电力。价格约为75万卢布;
  • 30 千瓦,240 伏。这样的风力发电机将为5-7层的公寓楼提供电力。安装费用约为一百万卢布;
  • 50 千瓦,380 伏。这种装置用于工业。它们不适合家庭使用。价格超过300万卢布。

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风力涡轮机领域

风电场的优点和优点

  • 免费的可再生能源。风能是可再生和免费的。风车不排放二氧化碳2 或其他有害物质。风是一种理想的、无限的能源。更多风电场的建设减少了向大气排放有害物质的发电厂的发生。
  • 多样性。风能的使用促进了多种能源的发展,并最大限度地减少了对传统发电厂或其他类型能源的依赖。
  • 未来。风能有未来!新风电场的创建导致技术发展、技术创新和新就业机会的创造。
  • 降低成本。近年来,风能成本大幅下降。在过去的二十年里,成本下降了多达 80%,使这种能源成为目前所有类型的发电厂中最赚钱的。
  • 额外的利润。风电场所在场地的所有者可以期望从这片土地的租赁中获利,因为发电厂所需的实际面积很小。此外,发电厂所在的土地可用于农业(种植不同的作物),因为电站没有有害排放。
  • 谨慎。这种发电厂的使用寿命平均为 20-30 年,拆除后,无论是在景观中还是在大气中,都没有留下任何痕迹。
  • 效率。风电场的运行过程相当简单,组装时间很短,运维成本也很低。发电厂产生的能量是其消耗的 85 倍。它在能源运输过程中的损失也相对较小。
  • 采用。建立风电场得到公众的认可。绝大多数人都理解并支持使用这种能源的好处。

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安装与否

在决定是否安装风电场时,需要获取以下初始数据:

  • 安装地点的平均风速,以米/秒为单位。在第一个近似值中,图片由俄罗斯的风图给出。但是在特定的安装位置,可能会有各种影响风速的因素,例如山丘、河床。要准确确定年风图,您可以使用 Wild 风向标、风速计,或每天对周围的自然环境进行观察。

  • 集中供电的可用性、千瓦时的成本以及铺设电力线的可能性。

评估风车投资回报的算法如下:

  • 根据风力图和设备的技术特点,确定夏季和冬季或每月的发电量。例如,对于上面讨论的 2 kW 设备,以 5 m/s 的速度产生的功率将是 400 W;
  • 根据获得的数据,确定年发电量;
  • 根据一千瓦时的成本,确定发电的价格;
  • 将风力涡轮机套件的成本除以所得数字,并以年为单位获得回报。

要对计算进行调整,请考虑:

  • 电池必须至少每三年更换一次;
  • 现代风力发电机的使用寿命为20年;
  • 设备需要维修。费用和服务条款必须与设备销售商明确;
  • 千瓦时的成本每年都在增长,在过去的 10 年里增长了 3 倍以上。计划 2017 年电价至少增长 4%,因此我们可以从电价的上涨中着手。

如果获得的投资回报数字不令人满意,但您希望拥有替代能源或无法连接到集中式电源,那么您应该考虑提高风车效率并降低其成本的选项安装和维护。

以下选项是可能的:

  • 安装几台功率较小的设备而不是一台大功率设备。由于小型风力涡轮机在低风速下效率更高,这将降低主要设备的价格,降低安装和维护成本,并提高生产力;
  • 安装专用网络电源管理系统,结合中央供电系统。这样的设备今天是可商购的。

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