امروز، با افزایش تعرفه های برق و افزایش تمایل مردم برای ساخت کلبه های روستایی و ویلاهای دور از "تمدن"، بسیاری از صاحبان املاک خصوصی به طور فزاینده ای به منابع انرژی جایگزین روی می آورند. ارزان ترین در حال حاضر انرژی باد است. برای استفاده از آن دستگاه های خاصی طراحی شده است. در ادامه مقاله، به این خواهیم پرداخت که ژنراتور بادی چیست.
اصطلاحات
مولد برق آسیاب بادی دستگاهی است که انرژی جنبشی جریان هوا را به مکانیکی تبدیل می کند. این نیرو شروع به چرخش روتور می کند. در نتیجه کار آن، انرژی مکانیکی متعاقباً به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود.
کاربرد صنعتی
چنین دستگاه هایی توسط شرکت های بزرگ انرژی خصوصی یا دولتی ساخته می شوند. معمولاً آنها به اصطلاح در شبکه ها ترکیب می شوند. نتیجه مزارع بادی است. این شبکه های صنعتی متفاوت هستنداز هسته ای یا حرارتی به دلیل عدم وجود کامل مواد خام (سوخت) و زباله. برای اینکه ژنراتور مزرعه بادی بدون خرابی کار کند، متوسط دبی هوای سالانه باید زیاد باشد. قدرت سیستم های مدرن می تواند به 7.5 مگاوات برسد.
برخی مشکلات عملیاتی
ژنراتور بادی صنعتی در مدت هفت یا ده روز در محل مخصوص آماده شده نصب می شود. و اخذ مجوز برای ساخت سازه در برخی موارد بیش از یک سال طول می کشد. علاوه بر این، مطالعات طولانی مدت در محل نصب ژنراتورهای بادی مورد نیاز است. حداقل در طول سال جهت و سرعت جریان هوا مورد مطالعه قرار می گیرد. تمامی این فعالیت ها دوره اجرای پروژه ها را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.
پیشینه تاریخی مختصر
شایان ذکر است که مردم در دوران باستان شروع به استفاده از انرژی باد کردند. یک مثال ساده بادبان است. آسیاب‌های بادی 200 سال قبل از عصر ما ساخته می‌شدند و پس از کشف الکتریسیته، مردم شروع به استفاده از نیروی جریان هوا برای به دست آوردن آن کردند. تا دهه 50 قرن قبل، کار مداوم بر روی طراحی و طراحی تجهیزات جدید در اتحاد جماهیر شوروی انجام می شد. ژنراتورهای بادی به طور گسترده در کشور استفاده شده است.
دامنه کاربرد
ژنراتور باد را می توان مستقیماً برای هدف مورد نظر خود مورد استفاده قرار داد یا می تواند عملکردهای صرفاً تزئینی را انجام دهد. پروانه را می توان با جغجغه مجهز کرد و گذاشتدستگاه به هر مکان مناسب برای مقاصد صنعتی، یک ژنراتور بادی قبلاً برای آسیاب دانه استفاده می شد. امروزه معمولاً تجهیزات دیگری برای این اهداف استفاده می شود. ژنراتورهای باد اغلب برای خانه استفاده می شود. بررسی های صاحبان املاک و مستغلات حومه حومه گواه اثربخشی چنین طراحی در فرآیند پمپاژ آب است. بنابراین، به گفته برخی از کاربران، دستگاه قادر است حدود 30-50 لیتر در ساعت را از یک چاه یا چاه بلند کند. چنین ژنراتورهایی برای دادن بسیار مرتبط هستند. سازه های بادی اغلب در مواردی که وقفه ای در تامین جریان به شبکه وجود دارد ضروری هستند. آنها همچنین برای راه اندازی سیستم گرمایش استفاده می شوند. با این حال، ژنراتور بادی بیشترین استفاده را برای تولید برق دارد.
طبقه بندی
اگر نیاز به خرید یک ژنراتور باد برای یک خانه خصوصی بود، باید در مورد انواع این واحد و اصل عملکرد بیشتر بدانید. طرح می تواند از نوع چرخ فلکی باشد. در این حالت دارای یک محور چرخش عمودی است. همچنین، طرح می تواند بالدار باشد. به این معنی که محور چرخش واحد افقی است. بعد، هر نوع را جداگانه در نظر بگیرید.
طراحی چرخ فلک
چنین مولد بادی بدون شک محاسن خود را دارد. در روند افزایش قدرت جریان هوا به سرعت کشش به دست می آورد. متعاقباً سرعت چرخش تقریباً در یک سطح است. این طرح به طور مستقل جهت باد را کنترل می کند. این بدان معنی است که او نیازی به اضافی نداردوسایل مولد باد از نوع چرخ فلکی کند حرکت می کند. این امکان استفاده از طرح های نسبتاً ساده را فراهم می کند. در عین حال، سرعت پایین به طور قابل توجهی استفاده از سازه ها را محدود می کند. این به دلیل این واقعیت است که نیاز به استفاده اضافی از گیربکس های افزایش یافته وجود دارد. چند برابر کننده ها بازده نسبتاً پایینی دارند. بدون گیربکس، عملکرد یک ژنراتور بادی بسیار دشوارتر است.
طراحی بال
چنین ژنراتور (بادی) چیست؟ نظرات بسیاری از کاربران به نفع این طراحی است. واحد نوع بال دارای مزایای زیادی در مقایسه با مواردی است که در بالا توضیح داده شد. به مزایای بدون شک که چنین ژنراتور بادی دارد، کاربران سرعت چرخش نسبتاً بالایی را نسبت می دهند. با تشکر از این، نیازی به استفاده اضافی از ضریب نیست. تیغه های ساختار پره باید عمود بر جریان هوا، یعنی به صورت عمودی قرار گیرند. برای این، یک تثبیت کننده استفاده می شود. مزیت دیگری که کاربران می گویند مولد باد پره ای دارد راندمان تبدیل انرژی بالای جریان هوا است. در عین حال سرعت چرخش در چنین طرح هایی با تعداد تیغه ها نسبت معکوس دارد. از این نظر، واحدها معمولاً بیش از سه بال ندارند. محبوبیت گسترده چنین تاسیساتی نیز به دلیل سهولت ساخت سازه ها است.
معیارهای انتخاب دستگاه
اول از همه باید دقیقاً میانگین سرعت وجهت ترجیحی جریان هوا در مکانی که واحد در آن کار می کند. شما باید از برخی پارامترها آگاه باشید. بنابراین سرعت اولیه ای که چرخش تیغه ها شروع می شود 2 متر بر ثانیه است. این واحد با جریان 9-12 متر بر ثانیه به حداکثر کارایی می رسد. قدرت ژنراتور به قطر پروانه و سرعت باد بستگی دارد.
ویژگی های طراحی
ژنراتور بادی خانگی از چه چیزی تشکیل شده است؟ طراحی خود شامل یک چرخ با تیغه است. گیربکس هم داره. این مکانیزم برای تبدیل و انتقال گشتاور طراحی شده است. همچنین در طراحی یک دکل وجود دارد. خود دستگاه روی آن نصب شده است. همچنین دستگاه مجهز به باتری و اینورتر می باشد. با کمک دومی، جریان مستقیم به یک جریان متناوب موثر تبدیل می‌شود.
دستگاه و شبکه
بیشتر واحدهایی که امروزه وجود دارند با یک منبع الکتریکی متمرکز یا محلی کار می کنند. به عنوان مثال، می تواند یک دیزل ژنراتور باشد. نیاز به استفاده از منبع اضافی با ناپایداری جریان هوا توضیح داده می شود. در این حالت، شبکه یک کار تثبیت کننده را انجام می دهد. شرایط خاصی برای استفاده از چنین سازه هایی وجود دارد. یکی از اصلی ترین آنها این است که قدرت شبکه باید لزوماً بیشتر از یک ژنراتور بادی، حداقل 1.8 برابر باشد.
اصل کار
جریانهای قوی هوا پره های یک مولد باد را به حرکت در می آورند. آنها شروع به چرخیدن می کنند. انرژی دریافتی از طریق روتور به ضریب انتقال می یابد. چگونهدر بالا گفته شد که واحدها می توانند هم به صورت انفرادی و هم به صورت گروهی فعالیت کنند. در برخی از طرح ها، چند برابر برای بهبود عملکرد دستگاه نصب می شود. باید گفت که همه نمی توانند چنین واحدی را خریداری کنند. در این راستا برخی افراد با دست خود برای خانه خود مولد باد می سازند. نحوه انجام این کار را بیشتر بررسی خواهیم کرد.
نوع واحد
ژنراتورهای بادی برای خانه چیست؟ دو نوع دستگاه وجود دارد. اولی افقی و دومی مولد باد عمودی است. طراحی دوم، طبق گفته خود کاربران، مونتاژ و نصب آسان تر است - متعادل کردن دستگاه بسیار آسان است. علاوه بر این، این سیستم دارای ضریب عمل موثر باد بالاتری است. هرچه دستگاه انتخاب شده برای مونتاژ قدرتمندتر باشد، وزن و قطر چرخ بیشتر خواهد بود. این به نوبه خود تعادل و نصب را دشوارتر می کند.
کامپوننت
قبل از ساختن یک ژنراتور بادی، باید تمام عناصر و جزئیات لازم را آماده کنید:
- باتری 12 ولت. می توانید از دستگاه ماشین استفاده کنید، اما بهتر است یک جایگزین بخرید. چنین باتری ایمن تر و بادوام تر خواهد بود.
- ژنراتور 12 V.
- روتور 1.5-2 متر.
- بشکه یا سطل فلزی (بزرگ). مطلوب است از ظرف ساخته شده از آلومینیوم یا فولاد ضد زنگ استفاده شود.
- رله شارژ باتری.
- رله برای شارژ لامپ (مثلاً خودرو).
- سوئیچ نیمه آب بندی.
- جعبه اتصال.
- ولت متر. می توانید از ماشین استفاده کنید.
- دکل که ارتفاع آن از ۲ تا ۱۰ متر است. خودتان هم می توانید درست کنید. این به لوله های پی وی سی و قطعات فلزی برای پایه نیاز دارد.
- 4 پیچ M6.
- سیم.
- سیم یا گیره ضد زنگ. این عناصر به دکل متصل خواهند شد.
همچنین به ابزارهای زیر نیاز دارید:
- Cutters.
- دریل و مته.
- پیچ گوشتی.
- کلیدها.
نصب دکل
قبل از نصب آن باید فونداسیون را متناسب با حجم پایه و سطح مقطع لوله پر کرد. در این مورد باید ویژگی های آب و هوا و خاک را در نظر گرفت. نصب دکل با توربین بادی پس از جامد شدن ملات (حداقل یک هفته پس از ریختن) انجام می شود. شما به سادگی می توانید یک تیرک را در زمین حفر کنید و سیم ها را تعمیر کنید. با این حال، این گزینه کمتر قابل اعتماد است.
روتور
قطر با توجه به میانگین سرعت باد انتخاب می شود. یک روتور ساخته شده و یک قرقره بازسازی می شود (چرخ اصطکاک ویژه با لبه یا شیار در اطراف، که برای انتقال حرکت به تسمه محرک یا طناب طراحی شده است). در واقع، با سرعت باد تا 6-7 متر بر ثانیه، قدرت یک عنصر 3 متری بیشتر خواهد شد.
بالها
بشکه به 4 قسمت مساوی تقسیم می شود. برای این کار از اندازه گیری نوار و نشانگر استفاده می شود. تیغه ها با قیچی برای فلز بریده می شوند. سپس بال ها به قرقره و پایین ثابت می شوند. به عنوان بستپیچ و مهره استفاده می شود. مکان های آنها باید بسیار دقیق اندازه گیری شود، در غیر این صورت در آینده اغلب مجبور خواهید بود چرخش را تنظیم کنید. تیغه ها به آرامی تا می شوند تا از وزش های غیر ضروری در جریان هوا جلوگیری کنند.
مونتاژ
سیم هایبه ژنراتور متصل می شوند و مدار در جعبه سوئیچ مونتاژ می شود. دستگاه به دکل متصل است. سیم ها روی قطب و ژنراتور ثابت می شوند. بعد، واحد، و سپس باتری به مدار متصل می شود. با کمک سیم هایی که سطح مقطع آنها تا 2.5 کیلو وات است، بار وصل می شود. بسته به درجه خم شدن تیغه ها، سرعت چرخش تنظیم می شود. چنین واحدی باید برای تامین انرژی یک خانه روستایی یا کلبه کافی باشد.
افزایش بهره وری
وقتی دکل تا 20-25 متر بالا می رود، سرعت جریان هوا 30٪ افزایش می یابد. در عین حال، تولید انرژی نیز تا 1.5 برابر افزایش می یابد. این گزینه در کاهش سرعت باد (تا 4 متر بر ثانیه) استفاده می شود. با دکل بلند، نفوذ درختان و ساختمان ها از بین می رود. در اینجا نحوه ساخت توربین بادی برای خود آورده شده است.
توسعه صنعت
امروز می توانید یک ژنراتور بادی خانگی را با هزینه مناسب خریداری کنید. این حکایت از توسعه مداوم و فعال این صنعت دارد. با خرید یا مونتاژ نصب خود، می توانید استقلال انرژی خانه خود را برای مدت طولانی تضمین کنید. به عنوان یک قاعده، یک واحد با توان نامی 1 کیلو وات برای یک ساختمان کوچک کافی است. در عین حال سرعت باد در منطقه کار دستگاهباید 8 متر بر ثانیه باشد. اگر جریان هوای پایدار در منطقه وجود نداشته باشد یا ضعیف باشد، می توان دستگاه را به دیزل ژنراتور یا سلول های فتوولتائیک مجهز کرد. امروزه در روسیه تنها به ظهور تمایل به نصب ژنراتورهای بادی اشاره شده است. تنها تعداد کمی از تولیدکنندگان واحدهای کم مصرف برای نیازهای داخلی در بازار داخلی نمایندگی دارند. هزینه توربین های بادی برای 1 کیلو وات در یک مجموعه کامل از 35-40 هزار روبل شروع می شود. این قیمت ها مربوط به دو سال پیش است. برای نصب دستگاه نیازی به صدور گواهینامه نیست.
معایب و مزایای بهره برداری
علی رغم رشد مداوم تعرفه های انرژی، هزینه برق خود به هیچ وجه ارزش قابل توجهی در بخش عمده صنایع با سایر هزینه ها ندارد. برای مصرف کننده امروز، ثبات و امنیت عرضه عوامل کلیدی هستند. دلایل اصلی که باعث افزایش هزینه انرژی برای مصارف صنعتی به دست آمده از ژنراتورهای بادی می شود عبارتند از:
- نیاز به عملیات مستقل برای مدتی. در این موارد از باتری ها استفاده می شود.
- نیاز به انرژی الکتریکی با کیفیت صنعتی. برای این کار از یک اینورتر استفاده می شود.
- نیاز به زمان کار مداوم. در چنین مواردی از دیزل ژنراتورها نیز استفاده می شود.
در مورد استفاده از دستگاه ها در زندگی روزمره، معایب عملکرد باید شامل موارد زیر باشد:
- هزینه بالای باتری ها. او استتقریباً 25٪ از قیمت خود دستگاه.
- هزینه نسبتاً بالای اینورتر.
- برای اطمینان از تامین مطمئن برق، در برخی موارد از ژنراتور دیزلی استفاده می شود. هزینه آن با قیمت خود دستگاه قابل مقایسه است.
با این حال، باید توجه داشت که این عوامل ارتباط خود را با یک یو پی اس با تبدیل دوگانه مدرن و یک شبکه مشترک از دست می دهند. امروزه از نظر اقتصادی، برای مقاصد صنعتی مصلحت است که با کمک یک مولد بادی، نه برق، بلکه جریان مستقیم یا متناوب دریافت شود. سپس برای آب گرم و گرمایش خانه به گرما تبدیل می شود. برای این، از عناصر گرمایش استفاده می شود. این طرح مزایای خود را دارد. به طور خاص، در این مورد، یک دیگ بخار معمولی با آب می تواند به عنوان یک انباشته کننده انرژی عمل کند، برای مصرف گرما الزامات سختگیرانه ای برای تداوم و کیفیت تامین وجود ندارد.
