Vindparker (vindkraftsparker) - enheter med en speciell design där vindenergi omvandlas till elektrisk energi. Varje dag blir de mer populära. Med hjälp av naturliga, och viktigast, förnybara energikällor, är bekväma och enkla vindkraftverk, de så kallade vindkraftverk, ett utmärkt alternativ till traditionella kraftverk, särskilt i privata hus.
Använd vindkraft
Väderkvarnar, eller snarare principen om deras handling, glömdes inte förtjänst på tjugotalet av förra seklet. Men vindkraft användes inte ens då för att få elektrisk energi. Hon drivde kvarnstenar, användes som flyttare för segelfartyg och lanserade senare pumpar för att pumpa vatten i tankar, det vill säga förvandlat till mekanisk energi.
Vindenergi började utvecklas snabbt i slutet av sextiotalet av det sista, XX-talet. Vid den tiden saknade traditionella energibärare hårt, dessutom steg de kraftigt i pris, och miljöproblem förknippade med deras användning blev allt mer akut.
Han främjade användningen av alternativa elkällor, inklusive vindkraft och tekniska framsteg. Nya högstyrka och ganska lätta material har dykt upp, vilket möjliggör byggandet av torn upp till 120 m höga och enorma blad.
Vindarna som blåser i många regioner på planeten kan rotera kraftverken i kraftverket med en tillräcklig hastighet för att ge energi till privata hem, små gårdar eller skolor på landsbygden.
Men i alla tunnor honung finns det minst en fluga i salvan. Vinden kan inte dämpas, den blåser inte alltid, särskilt i samma riktning och med samma hastighet. Teknologiska framsteg står inte stilla. Om vindkraftsparker för ett privat hus, som genererar hundratals kilowatt el i dag, inte längre är en sällsynthet, i morgon blir kanske tiotals megawatt dagliga rutiner. I alla fall finns det redan vindkraftsparker med en kapacitet på 5 mW eller mer.
För- och nackdelar med vindkraftsparker
Förutom användningen av fri vindkraft och oberoende från externa elkällor har vindkraftverk flera betydande fördelar. Det finns inget miljöproblem med lagring och bortskaffande av avfall, och metoden att producera energi är en av de mest miljövänliga. För att inte tala om hur en vindkraftverk estetiskt ser ut mot himlen, kan det betraktas som dess fördel att installationen kan vara både stationär och mobil.
Dessutom är det redan idag möjligt att välja en vindkraftspark med lämplig modell och kapacitet eller att använda en anläggning som kombinerar användning av flera energikällor, traditionella och alternativa. Det kan vara en diesel- eller solkraftverk.
Vindparker har också nackdelar. För det första är de så bullriga att stora installationer måste stängas av på natten. För det andra stör de ofta lufttrafiken eller radiovågorna. För det tredje måste de placeras på riktigt enorma områden. Och det finns ytterligare en betydande nackdel med de lobade strukturerna - de måste stängas av under säsongsbetonade fågelflyg.
Typer vindparker
Beroende på kraftverkets funktionalitet kan vindparker delas in i stationära och mobila eller mobila.Kraftfulla stationära installationer kräver en hel rad förberedelser, men de kan samla in tillräcklig mängd el för användning i lugnt väder i laddningsbara batterier.
Mobila kraftverk är enklare i design, opretentiös, enkla att installera och enkla att använda. De används vanligtvis för att driva elektriska apparater eller när du reser.
Konstruktionen skiljer mellan vind- och vindkraftsparker.
På platsen för vindparken finns:
- marken. De är installerade på hög mark och är vanligast idag;
- kust. De är byggda i kust- och havsområdena, där vindarna ständigt blåser på grund av ojämn uppvärmning av land och vatten;
- offshore. De är byggda i havet på 10-15 km från kusten, där havsvindar hela tiden blåser;
- flytande. De är också belägna på ungefär samma avstånd från kusten som offshore, men på en flytande plattform.
Enligt kraftverkets omfattning är vindkraftverk industriella och inhemska.
Bevingad vindpark
Vane vindkraftsparker, som är ledande på marknaden för vindkraft, har blivit bekanta. På en hög dröm installeras en bladmekanism med en horisontell rotationsaxel, huvudsakligen en tre-blad en, och dess kraft beror på storleken på bladen. En sådan enhet når sin maximala rotationshastighet när bladen är vinkelräta mot vindflödet, och dess konstruktion tillhandahåller den automatiska rotationsaxelns rotationsanordning i form av en stabilisatorvinge på små och elektroniska styrsystem för gägar på kraftigare stationer.
Vindkraftparker skiljer sig huvudsakligen av antalet blad. De kan vara flera blad, två blad, även med ett blad och motvikt.
Rotary vindparker
Rotations- eller roterande vindkraftverk har en vertikal rotationsaxel och är oberoende av vindriktningen. Detta är en viktig fördel när du använder ytgapande luftströmmar. Nackdelen med en vindkraftspark med denna design är användningen av flerpoliga generatorer som arbetar med låga hastigheter och inte är utbredda.
Dessa installationer är långsamma och skapar därför inte mycket ljud. Dessutom är deras fördel enkelheten hos elektriska kretsar, som inte kränks av slumpmässiga plötsliga vindstöt.
Experter tror att vindkraftsparker är de mest lovande för stor vindkraft. Det är sant att för att främja en sådan installation måste extern energi appliceras på den. Först när den når vissa aerodynamiska prestanda går den själv i generatorläge från motorläge.
Kombinerat vind-dieselsystem
Nackdelen med vindkraftverk - ojämn elförsörjning - i stora nät kompenseras av ett stort antal installationer.
Du kan också kompensera för denna nackdel med kombinerade system där det finns specialanordningar som fördelar belastningen mellan vindkraftverket (vindkraftverk) och dieselmotorn. Därför kan autonoma nät med låg effekt från 0,5 till 4 MW tillsammans med en dieselmotor fungera pålitligt och jämnt.
Modern utrustning, som sparar cirka 65% av flytande bränsle per år, låter dig ansluta en dieselmotor eller stänga av den på bara några sekunder om det behövs.
Hushålls- och industriella vindkraftsparker
Hushållens vindkraftverk har effekt från 250 W till 15 kW, kan fungera tillsammans med solpaneler, med eller utan batteri.
Elektricitet som produceras av hushållens vindkraftsparker är ganska dyr, men det händer ofta att det helt enkelt inte finns några andra källor.
Inhemska vindkraftsparker i Ryssland tillverkas med en likströmsgenerator som laddar batterier upp till 800 Ah. Alla hushållsapparater kan arbeta med sådana batterier i huset: en TV, en vattenkokare etc.
Processen att ladda batterier efter att ha lossat lasten kan vara ganska lång beroende på vindstyrkan och generatorens kraft.
Det finns också inhemska inhemska vindparker på den ryska marknaden, de är ganska dyra, men de ger vanligtvis ut mindre än hälften av den nominella kraften.
Industriella vindkraftsparker kännetecknas av betydligt större kraft och är vanligtvis integrerade i enskilda nätverk.
Privata vindkraftsparker har vanligtvis en kapacitet på 3 till 5, mindre än 10 kW. Om den genomsnittliga årliga vindhastigheten i regionen når 3-4 m / s, kan en sådan vindkraftspark ge el till ett genomsnittligt hus, bensinstation eller ett litet kafé.
Vindkraftsparkens huvudsakliga egenskaper
Nominell effekt är den viktigaste indikatorn som kännetecknar alla kraftverk, vindkraftverk är inget undantag. Det bestäms av kraften som genereras av generatorn med en genomsnittlig vindhastighet på 12 m / s och beror på stationstyp.
Nästa viktiga indikator är den nominella spänningen för vindkraftsparken som generatorn genererar. Det kan vara antingen 220 V eller 12 V och 24 V.
Generatorns elektriska kraft beror på turbinen. Eftersom turbinens effekt är högre, ju större dess diameter och därför, desto starkare mast, är denna indikator viktig när man väljer och beräknar mastens konstruktion.
Vindkraftverket har flera fler egenskaper. Dess prestanda är viktigt - det är den mängd el som enheten genererar per år. När du väljer en vindkraftverk är det nödvändigt att känna till den maximala vindhastigheten som turbinen tål, och dess minsta (start) hastighet då den börjar rotera. När du väljer en turbinrotationsfrekvens och antalet blad spelar en roll.
Princip för drift och arrangemang av vindpark
I en vindkraftspark roterar en luftström ett hjul med blad, från vilka vridmoment överförs till andra mekanismer. Ju större dimensioner på hjulet, desto större luftflöde fångar det och roterar därför snabbare.
På fysikens språk omvandlas den linjära vindhastigheten till vinkelhastigheten för generatorens axel, som i sin tur omvandlar rotationsrörelsen till elektrisk energi och överför den genom regulatorn till batterierna. Vid utgången av enheten är el redan lämpligt för hushållsbruk.
Det vill säga, en liten vindkraftspark består av en turbin, blad, svans (rotationsmekanism), en mast med förlängningskablar, batterier, en laddningsregulator och en växelriktare som omvandlar 12 V till 220 V.
Förutom dessa enheter innehåller en industriell vindkraftspark även spårningssystem för vindriktningen och dess hastighet, vindgeneratorns tillstånd och skydd mot blixtnedslag. Dessutom klarar inte masten belastningarna i större skala, och den ersätts av ett torn, där all ytterligare utrustning finns.
Vindpark design
Den huvudsakliga indikatorn som låter dig bestämma användningen av en vindpark är den genomsnittliga årliga vindhastigheten, som bör vara minst 5 m / s. Det är riktigt, idag finns det redan lätt spridbara vindkraftsparker utformade för att driva privata hushåll, som börjar arbeta med en minsta lufthastighet på 3,5 m / s.
För att bestämma denna indikator används speciella vinddiagram.
I olika klimatzoner i Ryssland vindhastighetsmätningar gjordes för att bestämma hur effektiva vindkraftsparker är där. Vindkraftverk och stationer verkar redan i Kaliningrad-regionen, på Commander Islands, i Murmansk, Republiken Sakha (Yakutia) och Bashkortostan.
När du beslutar om att installera ett vindkraftverk eller en privat vindkraftspark är det värt att börja med specialister för att undersöka vindens riktning och styrka med hjälp av anemometrar och bygga kartor över tillgången på dess energi.Baserat på dessa data, en vindturbinkonstruktion eller en konstruktion av flera anläggningar, beräknas och utvecklas dess tekniska och geometriska parametrar.
Det är omöjligt att bygga en industriell vindkraftspark med tillräcklig kapacitet utan investerare, och väl genomförda beräkningar och ett avslutat projekt kommer att bidra till att bestämma återbetalningsperioden för projektet och locka till sig ytterligare finansiering.
Privata vindkraftsparker
Enligt betydligt underskattad statistik, som inte tar hänsyn till fristående avlägsna byggnader och strukturer, har cirka 30% av privata hushåll på landsbygden, där läggningen av elnät är omöjligt av ekonomiska skäl, inte el. Inte överallt finns även generatorer för flytande bränsle. Och det här är på 2000-talet!
Studier har visat att vindkraftverk med olika kapacitet kan installeras i många områden i norr och Fjärran Norden, på Sakhalin och Kamchatka, i regionen Nedre Volga, Sibirien, Karelen och Nordkaukasien.
Valet av installation påverkas av kundernas behov. Om det är nödvändigt att säkerställa driften av jordbruksmaskiner kommer en vindkraftsgenerator med låg effekt att klara denna uppgift. Om du behöver elektrifiera hela byggnaden, etablera gatubelysning, tillhandahålla värme för huset, måste du genomföra projektet för ett vindkraftverk.
Förutom den genomsnittliga månatliga vindhastigheten och dess riktning är det nödvändigt att beräkna den genomsnittliga månatliga förbrukningen och toppbelastningen på el. Sådana beräkningar är, om så önskas, lätta att utföra oberoende.
Det finns en annan indikator som påverkar kostnaderna för utrustning och installation av vindkraftverk. Detta är mastens höjd. Ju högre struktur, desto större vindhastighet och desto dyrare kostar den. Enligt experter är optimalt en masthöjd på 10 större än det högsta trädet eller byggnaden inom en radie av 100 m.
DIY vindpark
För drift av en elektrisk pump, TV, belysning eller andra elektriska apparater med låg effekt i en sommarstuga, kan en vindkraftsinstallation göras med egen hand, om det finns viss kunskap om elektroteknik.
Det finns referensdata och rekommendationer för att välja vindgeneratorns kraft, storleken och antalet blad och ganska detaljerade instruktioner om hur man gör ett vindkraftverk med egna händer, från vilka material och komponenter.
Idag växer investeringar i byggandet av stora vindkraftsparker i Europa. Masskonstruktion minskar kostnaden för en kilowatt och tar den närmare priset på el som tas emot från traditionella källor.
Vindkraftsparkernas utformning förbättras ständigt, aerodynamiska och elektriska indikatorer förbättras, förlusterna minskar.
Hemmavindparker beräknas av ekonomer vara de mest kostnadseffektiva energiprojekten. I framtiden lovar de oberoende från negativa trender på denna marknad.
