Kodu tuuleelektrijaamad: eelised ja puudused. Tuuleelektrijaam: hind

Tuuleelektrijaam (WPP) on alternatiivne keskkonnasõbralik energiaallikas. Tuulepark on hulk hajutatud või kontsentreeritud tuuleelektrijaamu (tuulegeneraatorid või tuulikud), mis on ühendatud ühisesse võrku (kaskaadid). Suurimad tuulepargid võivad koosneda sadadest või enamatest tuulegeneraatoritest, mis töötavad nii iseseisvalt kui ka ühel ühisel jõuallikal. Tuuleparkide jaoks on kõige tõhusamad piirkonnad, kus tuule keskmine kiirus on üle 4,5 m/s.

Venemaal on suured tuuleenergia ressursid, kokku hinnatakse riigi tuulepotentsiaali ligikaudu 14 000 TWh/aastas. Venemaa suurim tuulejaam on Zelenogradskaja tuulepark (5,1 MW), lisaks märgime ära Anadõri tuulepargi, Zapoljarnaja ja Tjupkildõ tuulepargi. Töötavate tuuleparkide koguvõimsus Venemaal on üle 16,5 MW. Lisaks elektrienergiale kasutatakse soojus- ja mehaanilise energia tootmiseks tuuleenergiat.

„Zelenogradi tuuleturbiin asub Kaliningradi oblastis Zelenogradi rajooni Kulikovo küla lähedal.

Tuuleturbiin muudab õhuvoolude kineetilise energia mehaaniliseks energiaks, mida kasutatakse elektrivoolugeneraatori rootori pöörlemiseks. Tööstuslikke tuulikuid kasutatakse tuuleelektrijaamade ehitamisel. Nende võimsus võib ulatuda 7,5 MW-ni, see sõltub tuuliku konstruktsioonist, õhuvoolu tugevusest, õhutihedusest ja puhutava pinna pindalast. Tööstuslik tuulik koosneb tavaliselt vundamendist, võimsuse juhtkapist, tornist, redelist, pöördmehhanismist, gondlist, elektrigeneraatorist, tuulejälgimismehhanismist, pidurisüsteemist, jõuülekandest, labadest, voolikust, sidest ja piksekaitsesüsteem. Tuuleturbiinid tulevad vertikaalse pöörlemisteljega (pöörlevad labad jne) ja horisontaalteljega - ringikujuline pöörlemine, mis on oma lihtsuse ja kõrge efektiivsuse tõttu levinumad.

Tuulegeneraatori seade sisaldab tuuleturbiini (pöörlevad labad või rootor) ja elektrigeneraatorit. Generaatorilt saadud elekter suunatakse tavaliselt akuhaldusseadmesse, misjärel see akumuleeritakse akudesse ja muundatakse vooluvõrku ühendatud inverteri abil vajaliku tugevuse, sageduse ja pingega vahelduvvooluks (näiteks: 50 Hz/220 V). Elektriregulaatori väljundis oleval tuulikul on 24, 48 või 96 volti alalisvoolu. Akud salvestavad energiat kasutamiseks tuule puudumisel. Tuuleturbiinide ja seadmete vastastikuse mõju skeemi saab igal viisil muuta ja täiustada.

Tuuleelektrijaamade tüübid.

Maapealne on kõige levinum tüüp. Tuulegeneraatorid asuvad siin kõrgel (mäed, künkad). Suurim tuulepark on USA-s asuv California Alta võimsusega 1,5 GW. Rohkem kui 500 m kõrgusel merepinnast asuvad tuulegeneraatorid on maapealsete jaamade mägine valik.

Avamere ehitatakse merre, rannikust 10-60 km kaugusel. Selle eeliseks on määratud maismaa territooriumide puudumine ja kõrge kasutegur tänu meretuulte püsivusele. Maapealse omaga võrreldes on see kallim.

Suurbritannia suurim jaam London Array toodab 630 MW elektrit.

Coastal on ehitatud merede ja ookeanide rannikuvöönditesse, mida põhjustavad igapäevased meretuuled.

Ujuv – võrdlemisi uut tüüpi. See on paigaldatud ujuvplatvormile mõnel kaugusel kaldast.

Hüppeline tõus, kus tuulikud asetatakse kõrgele maapinnast, et kasutada tugevamaid ja püsivamaid õhuvoolusid.

Tuuleturbiinide eelised:

1. Odav paigaldus ja hooldus
2. Pole vaja suuri töötajaid
3. Keskkonnasõbralikkus (isegi hävimisel), ei eraldu atmosfääri, häirib ökosüsteemi ja maastikku
4. Energiaallika taastumine
5. Jaama ümber pole vaja spetsiaalset ala
6. Kõrge tase netokasum elektrienergia praeguse maksumuse ja selle energia hankimise minimaalse maksumuse kõrge suhte tõttu

Tuuleturbiinide puudused:

1. Kõrge barjäär ettevõtlusega alustamisel. Tuuleparkide rajamine, täpsed maastikumääramise arvutused pikaajaliste näitude põhjal
2. Tuule spontaansuse tõttu ei ole võimalik täpselt prognoosida toodetud energia hulka
3. Väike võimsus
4. Kõrge müratase, mis võib negatiivselt mõjutada keskkond(Kuid kaasaegsed tehnoloogiad võimaldada saavutada looduskeskkonna tasemele lähenev müratase juba 30 meetri kaugusel turbiinist)
5. Lindude kahjustamise võimalus ning televisiooni- ja raadiosignaalide moonutamine

Tuleviku tuuleturbiiniprojektid:

Terade asemel tuulevarred. Paigaldamine Abu Dhabi lähedal asuva Masdari autodeta rohelise linna projektis. 1203 energiasäästlikku 55 m kõrgust tüve üksteisest 10-20 m kaugusel “kasvavad” maapinnast, kõikuvad tuules ja toodavad seeläbi energiat elektroodikihtide keraamilisi kettaid kokku surudes.

Ülimassiivne tuulik Aerogenerator X erineb klassikalistest tuulikutest oma muljetavaldava suuruse ja 3 korda suurema energiatoodanguga kui tavaline tuulik (10 MW). Tera ulatus on 275 m. Disain on kasutatud lai, mitte kõrge. Tuulik pöörleb üle merepinna nagu karussell.

Norra turbiinide linn Stavangeri rannikul. Kuna Euroopa Liit on võtnud eesmärgiks pakkuda energiat vähemalt 20% ulatuses loodusjõududest, on võimalik, et Norrast saab tuule ja vee kaudu peamine energiatootja. Paljud ühendatud tuuleturbiinid on tõeline linn kahe miljoni töökohaga. Sellest energiast peaks piisama Norrale ja osale Euroopast. Aastaks 2020 loodavad arendajad pakkuda 12% maailma energiavarustusest. Keskkonnasõbralikud turbiinid säästavad rohkem kui 10 700 miljonit tonni süsinikdioksiidi heitkoguseid.

Tuuleenergia

Liikuvate õhumasside energia on tohutu. Tuuleenergia varud on enam kui sada korda suuremad kui kõigi planeedi jõgede hüdroenergia varud. Tuuled puhuvad pidevalt ja kõikjal maa peal – alates kergest tuulest, mis toob suvekuumuses teretulnud jaheduse, kuni võimsate orkaanideni, mis põhjustavad hindamatut kahju ja hävingut. Õhuookean, mille põhjas me elame, on alati rahutu. Meie riigi avarustel puhuvad tuuled suudavad hõlpsalt rahuldada kogu selle elektrivajaduse! Miks nii rikkalikku, kättesaadavat ja keskkonnasõbralikku energiaallikat nii vähe kasutatakse? Tänapäeval katavad tuulejõul töötavad mootorid vaid ühe tuhandiku maailma energiavajadusest.

Samuti sisse Iidne Egiptus kolm ja pool tuhat aastat eKr kasutati vee tõstmiseks ja teravilja jahvatamiseks tuulemootoreid. Rohkem kui viiekümne sajandi jooksul pole tuulikud peaaegu oma välimust muutnud. Näiteks Inglismaal on 17. sajandi keskel ehitatud veski. Vaatamata kõrgele eale töötab ta regulaarselt tänaseni. Venemaal oli enne revolutsiooni umbes 250 tuhat tuulikut, mille koguvõimsus oli umbes 1,5 miljonit kW. Nad jahvatavad kuni 3 miljardit naela teravilja aastas.

20. sajandi tehnoloogia avas tuuleenergiale täiesti uued võimalused, mille ülesandeks sai hoopis teine ​​- elektri tootmine. Sajandi alguses töötas N. E. Žukovski välja tuulemootori teooria, mille põhjal sai luua suure jõudlusega installatsioone, mis suudaksid energiat vastu võtta kõige nõrgemast tuulest. Ilmunud on palju tuuleturbiinide konstruktsioone, mis on võrreldamatult arenenumad kui vanad tuulikud. Uutes projektides kasutatakse paljude teadmusharude saavutusi.

Tuulikud on osutunud suurepärasteks tasuta energiaallikateks. Pole üllatav, et aja jooksul hakati neid kasutama mitte ainult teravilja jahvatamiseks. Tuulikud pöörlesid ketassaed suurtes saeveskites tõstsid nad raskusi suurtele kõrgustele ja neid kasutati vee tõstmiseks. Koos vesiveskitega jäid need praktiliselt mineviku võimsaimateks masinateks. Näiteks Hollandis, kus tuulikuid oli kõige rohkem, töötasid need edukalt kuni meie sajandi keskpaigani. Mõned neist kehtivad tänaseni.

Huvitaval kombel tekitasid veskid keskajal mõnedes ebausklikku hirmu – isegi kõige lihtsamad mehaanilised seadmed olid nii ebatavalised. Millerile omistati kurjade vaimudega suhtlemine.

Tänapäeval on tuulerataste kujunduste loomisel kaasatud lennukispetsialistid, kes teavad, kuidas valida kõige sobivam labaprofiil ja uurida seda tuuletunnelis – mis tahes tuuleelektrijaama süda. Teadlaste ja inseneride jõupingutustega on loodud mitmesuguseid kaasaegseid tuuleturbiine.

Tuulegeneraatorite tüübid

Arenenud suur hulk tuulegeneraatorid. Sõltuvalt pöörlemistelje orientatsioonist voolusuuna suhtes võib tuulegeneraatoreid klassifitseerida:

tuulevoolu suunaga paralleelse horisontaalse pöörlemisteljega;
tuule suunaga risti oleva horisontaalse pöörlemisteljega (sarnaselt vesirattaga);
vertikaalse pöörlemisteljega, mis on risti tuulevoolu suunaga.

Siin on tuuleenergia veebisait. NPG "SINMET" on kodumaine tuuleelektrijaamade (tuulegeneraatorite) ARENDAJA ja TOOTJA, üks autonoomse tuuleenergia valdkonna liidreid maailmas - Brüsseli ülemaailmse innovatsiooninäituse "Eureka" Grand Prix ja kolme kuldmedali võitja. -2005". NPG "SINMET" esitleb autonoomseid tuuleelektrijaamu: tuulegeneraatorit võimsusega 5 ja tuulegeneraatorit võimsusega 40 kW, samuti nendel põhinevaid tuule-päikese- ja tuulediiseljaamu.

Tuule-diiselelektrijaamu saab integreerida kohalikesse võrkudesse ja ühendada ka päikesepaneelidega. Tuule-diislikütuse agregaadid võimaldavad sõltuvalt piirkonna tuulepotentsiaalist säästa 50-70% võrreldava võimsusega diiselgeneraatorite tarbitavast kütusest.

Põhiline Konstruktiivsed otsused tuulegeneraatorid on kaitstud leiutiste patentidega.

Tuuleenergia

Inimene on tuuleenergiat kasutanud juba ammusest ajast. Kuid selle tuhandeid aastaid ookeane sõitnud purjekad ja tuuleveskid kasutasid neist 2,7 triljonist vaid tühist osa. kW energiat, mida valdavad Maal puhuvad tuuled. Arvatakse, et tehniliselt on võimalik arendada 40 miljardit kW, kuid isegi see on enam kui 10 korda suurem kui planeedi hüdroelektripotentsiaal.

Miks on nii rikkalik, kättesaadav ja keskkonnasõbralik energiaallikas nii alakasutatud? Tänapäeval katavad tuulejõul töötavad mootorid vaid ühe tuhandiku maailma energiavajadusest.

Maa tuuleenergia potentsiaal oli 1989. aastal hinnanguliselt 300 miljardit kWh aastas. Kuid ainult 1,5% sellest summast sobib tehnika arendamiseks. Peamiseks takistuseks on tema jaoks tuuleenergia hajumine ja püsimatus. Tuule muutlikkus eeldab energiaakude ehitamist, mis tõstab oluliselt elektrikulu. Hajutuse tõttu nõuab võrdse võimsusega päikese- ja tuuleelektrijaamade rajamine viimaste jaoks viis korda rohkem pinda (samas saab neid maid korraga kasutada ka põllumajanduslikeks vajadusteks).

Kuid Maal on ka piirkondi, kus tuuled puhuvad piisava järjekindluse ja jõuga. (Tuult puhub kiirusega 5-8 m/sek nimetatakse mõõdukaks, 14-20 m/sek on tugev, 20-25 m/sek on tormine ja üle 30 m/sek orkaan). Sellised alad on näiteks Põhja-, Läänemere ja Arktika mere rannik.

Viimased uuringud on suunatud eelkõige tuuleenergiast elektrienergia saamisele. Soov meisterdada tuuleenergia masinate tootmist on viinud paljude selliste agregaatide sünnini. Mõned neist ulatuvad kümnete meetrite kõrgusele ja arvatakse, et aja jooksul võivad need moodustada tõelise elektrivõrk. Väiketuulikud on mõeldud üksikute majade elektriga varustamiseks.

Ehitatakse valdavalt alalisvooluga tuuleelektrijaamu. Tuuleratas ajab dünamo – elektrivoolugeneraatorit, mis laeb samaaegselt paralleelselt ühendatud akusid.

Tänapäeval varustavad tuuleelektrijaamad naftatöölisi usaldusväärselt elektriga; nad töötavad edukalt äärealadel, kaugetel saartel, Arktikas, tuhandetes põllumajandusfarmides, kus läheduses pole suuri asulaid ega avalikke elektrijaamu.

Tuuleenergia kasutamise põhisuund on elektrienergia tootmine autonoomsetele tarbijatele, aga ka mehaaniline energia vee tõstmiseks kuivadel aladel, karjamaadel, soode kuivendamiseks jne. Sobivate tuuletingimustega piirkondades saab kasutada akudega tuulikuid. elektrilised automaatsed ilmajaamad, signalisatsiooniseadmed, raadiosideseadmed, katoodkorrosioonikaitse magistraaltorustikud ja jne.

Ekspertide hinnangul saab tuuleenergiat tõhusalt kasutada piirkondades, kus lühiajalised katkestused energiavarustuses on aktsepteeritavad ilma olulise majandusliku kahjuta. Energiasalvestiga tuuleturbiinide kasutamine võimaldab neid kasutada peaaegu iga tarbija energiaga varustamiseks.

Võimsad tuulikud asuvad tavaliselt pidevalt puhuvate tuultega piirkondades (mere rannikul, madalatel rannikualadel jne.) Selliseid paigaldisi kasutatakse juba Venemaal, USA-s, Kanadas, Prantsusmaal ja teistes riikides.

Tuuleelektriseadmete laialdast kasutamist tavatingimustes takistab endiselt nende kõrge hind. Vaevalt on vaja öelda, et tuule eest pole vaja maksta, kuid selle tööks rakendamiseks vajalikud masinad on liiga kallid.

Tuult kasutades tekib tõsine probleem: liigne energia tuulise ilmaga ja selle puudumine vaiksetel perioodidel. Kuidas koguda ja salvestada tuuleenergiat edaspidiseks kasutamiseks? Lihtsaim viis seisneb selles, et tuuleratas käitab pumpa, mis akumuleerib vett ülal asuvasse reservuaari ning sealt voolav vesi aga veeturbiini ja alalis- või vahelduvvoolugeneraatorit. On ka teisi meetodeid ja projekte: alates tavapärastest, kuigi väikese võimsusega akudest kuni hiiglaslike hoorataste pöörlemiseni või suruõhu pumpamiseni maa-alustesse koobastesse kuni vesiniku tootmiseni kütusena. Viimane meetod tundub eriti paljutõotav. Elekter tuulikust lagundab vee hapnikuks ja vesinikuks Vesinikku saab veeldatud kujul säilitada ja põletada soojuselektrijaamade ahjudes vastavalt vajadusele.

Kirjandus

Teadus ja Elu, nr 1, 1991 M.: Pravda.

Noortetehnoloogia, nr 5, 1990

Felix R. Paturi XXI sajandi arhitektid M.: PROGRESS, 1979.

Teadus ja Elu, nr 10, 1986 M.: Pravda.

Bagotsky V.S., Skundin A.M.

Keemilised vooluallikad M.: Energoizdat, 1981. 360 lk.

Korovin N.V. Uus keemilised allikad praegune M.: Energeetika, 1978. 194 lk.

Dr Dietrich Berndt Suletud akude disainitase ja tehnilised piirangud WARTA patareide uurimiskeskus

Lavrus V.S. Patareid ja akud K.: Teadus ja tehnika, 1995. 48 lk.

Teadus ja Elu, nr 5...7, 1981 M.: Pravda.

Murygin I.V. Elektroodide protsessid tahketes elektrolüütides M.: Nauka, 1991. 351 lk.

Toitekaitse käsiraamat American Power Conversion

Shultz Yu. Elektrilised mõõteseadmed 1000 kontseptsiooni praktikutele M.: Energoizdat, 1989. 288 lk.

Teadus ja Elu, nr 11, 1991 M.: Pravda.

Yu. S. Kryuchkov, I. E. Perestyuk Wings of the Ocean L.: Laevaehitus, 1983. 256 lk.

V. Brukhan. Vaba atmosfääri tuuleenergia potentsiaal NSVL kohal Metroloogia ja hüdroloogia. nr 6, 1989

Uus teadlane nr 1536, 1986

Päevaleht Telegraf, 25.09.1986

Ühekorruseliste hoonete karkass koosneb põikraamidest, mis on ülaosas sarikakonstruktsioonidega liigendatud. Hoone põikjäikuse tagavad jäigalt vundamenti kinnitatud sambad ja katteketas.

Hoonetes, mille katus on asetatud üle pideva suure teki raudbetoonplaadid, hõlbustab üksikute raamide töötingimusi tänu „kõva” katuse poolt koormuse osalisele ülekandmisele külgnevatele raamidele.

Ehitised, mille katused on laotud piki plaate, on ebasoodsamas olukorras, sest üksikute raamide deformatsiooni sõltumatus kohalike koormuste mõjul võib mõnel juhul põhjustada hoone tööomaduste halvenemist.

Seetõttu tuleks olulise tõstevõimega sildkraanadega, aga ka suure kõrgusega mittekraanadega hoonete projekteerimisel ette näha pikisuunalised ühendused piki ülemisi kõõlu sõrestikustruktuurid, mis mingil määral ühendab raamide tööd põikisuunas.

Hoone pikisuunalise jäikuse tagamine ainult tänu sammastele on majanduslikult põhjendatud ainult kraanata hoonete puhul: sildeavadega L≤ 24 m ja kõrgused H ≤ 8,4 m, samuti hoonetele, millel on L= 30 m ja H ≤7,2 m Kõrge kõrgusega hoonete ja sildkraanaga hoonete puhul on vaja ette näha pikisuunalised vertikaalsed jäikusühendused.

Sellised ühendused tehakse sammaste vahel ja vajadusel ka hoone katuses.

Tuulekoormuse ülekandmine otsaseintelt sammastele ja vertikaalsetele ühendustele katusekonstruktsioonide kaudu on soovitav ainult teatud avade ja kõrgustega hoonete puhul. Suure või vähem olulise kõrgusega suure avaga hoonetes raskendab selline katuse kasutamine sõrestikkonstruktsioonide kinnitamist sammastele, muudab katete stabiilsust tagavad konstruktsioonid keerukamaks ning mõnel juhul ei saa seda ilma ohtu seadmata üldse teostada. katuse terviklikkus ja selle kinnituste tugevus sõrestikkonstruktsioonidele.

Selliste hoonete otsaseinad tuleks projekteerida horisontaalsete tuulefermide abil, kandes neile valdava enamuse tuulekoormusest.

Suhteliselt väikestest toodetest valmistatud katused, mis on valmistatud piki sarikaid, suudavad neelata otsaseintelt tuulekoormust ja kanda need sammastele ainult siis, kui need on lahti ühendatud põiki horisontaalsete ühenduste süsteemiga piki sarikate konstruktsioonide ülemisi nööre.

Selliste, aga ka muude sekundaarkonstruktsioonide (sõrestike, tugipostide, trakside vahelised vertikaalühendused) kasutustingimused sõltuvad hoone parameetritest.

Kõik ühekorruselised tööstushooned jagunevad konstruktsiooniliselt homogeenseteks rühmadeks sõltuvalt transpordivahendite tüübist ja üldised omadused(ulatus ja kõrgus), mis on toodud allolevas tabelis 1.

I gruppi kuuluvad kuni 24 m sildepikkusega ja kuni 8 m kõrgused hooned, samuti hooned, mille sildevahe on 30 m ja kõrgus kuni 7 m.

II rühma kuuluvad ehitised, millel on põiki paisumisvuugid: L= 18 m ja H = 9–15 m; L= 24 m ja H = 9–12 m; L ≥ 30 m ja H = 9–10 m;

III rühma kuuluvad hooned, millel on põiki paisumisvuugid, kuid kõrgemad kui II rühma hooned, samuti ehitised, millel puuduvad ristsuunalised paisumisvuugid. L= 18 m, 24 m, 30 m, kõrgus üle 12 m.

Kõik nimetatud nomenklatuuri hooned, välja arvatud A - b - I rühma hooned, nõuavad ühenduste kasutamist.

Tabel 1

Iga pikirea temperatuuriploki keskele paigaldatakse sammastevahelised vertikaalsed jäikusühendused. Õhukraanadega hoonetes on vertikaalsed ühendused piki sammasid paigutatud ainult kraanatalade põhja kõrgusele (joonis 1) ja ilma sildkraanata hoonetes - veergude täiskõrguseni. Kraanahoonete terassammaste vahele paigaldatakse ühendused ka sammaste ülekraana osadesse, nii temperatuuriploki keskele kui ka selle äärmistes astmetes (joon. 2 a, b). Kui terassamba kraanaosa kõrgus ületab 8,5 m, on ühendused kahekordistunud (joonis 2 c).

Diagrammi järgi jagunevad sammastevahelised terasühendused risti- ja portaalühendusteks. Ristsammastele on iseloomulik 6-meetrine sammaste vahe, portaalsammastele aga 12-meetrine sammaste vahe.

2. Vertikaalsed ühendused piki terassammasid:

a – ristühendused; b – portaaliühendused; c – topeltristühendused

Sammastevahelises ruumis paiknevaid ja nendega kindlalt ühendatud kapitaalseinu saab kasutada ehitise pikisuunalise jäikuse tagamiseks vertikaalsete ühenduste asemel ainult siis, kui on tagatud, et neid seinu ei võeta hoone ekspluatatsiooni või rekonstrueerimise käigus lahti.

Kõigis hoonetes, mille katus on piki püstakuid, on vaja ette näha horisontaalsed põikjäikused, mis paigaldatakse piki sarikate konstruktsioonide ülemisi nööre iga temperatuuriploki välispaneelidesse, olenemata tuuleparkide olemasolust või puudumisest.

Kõrged hooned nõuavad horisontaalsete tuuleparkide paigaldamist hoonete otstesse. Hoonetes, kus on sildkraanad, paigaldatakse tuulefermid kraanatalade ülaosa tasemele (joonis 3).

Riis. 3. Tuulepargi paigutus kraanatalade tasemel

Tuulefermide rõhu ülekandmiseks mööda kraanatalade joont täidetakse talade otste vahed betooniga ja kraanatalade kinnitus sidepaneeli sammastele arvestatakse nii, et need neelavad kõik horisontaalsed jõud. (sealhulgas kraanade pikisuunalisest pidurdamisest tulenevad jõud), mis mõjuvad piki kraana talade joont.

Ilma sildkraanadeta hoonetes peavad tuulepargid asuma vertikaalsete trakside ülaosa tasemel.

Kõigil tuulefermide kasutamise juhtudel ilma sarikateta hoonetes tuleb tuulesõrestike tasemele paigaldada vahetükid tuulerõhu ülekandmiseks fermidelt vertikaalsetesse ühendustesse.

Sarikakonstruktsiooniga hoonetes on nende kinnitus sammaste külge arvestatud tuuleparkidest lähtuvatele horisontaalkoormustele. Sarikakonstruktsioonide otste vahed on soovitatav täita betooniga.

Kõik üksikute ehituselementide pikisuunalised koormused tuleb lõpuks üle kanda vertikaalsetesse ühendustesse sammaste pikisuunalistes ridades või jaotada sammaste vahel. Vajaduse sekundaarsete seadmete järele, et tagada sõlmede tugevus ja sellises ülekandes osalevate katteelementide stabiilsus, määrab suuresti katuse tüüp.

A - a - I, II, III ja A - b - I tüüpi hoonetes, millel on jäigad katused ilma orsettideta, jaotatakse tuulekoormused kattekihiga kõigi pikisuunaliste ridade sammaste vahel. Iga sarikakonstruktsiooni kinnitamine sammaste külge peab sellistel juhtudel olema kavandatud kogu tuulekoormuse selle osa jaoks, mille see neelab.

Kui sõrestike konstruktsioonide sammaste külge kinnitamise vajalikku tugevust ei ole võimalik tagada (näiteks suure kõrgusega sõrestikkonstruktsioonide pinnakatete korral tugedel), paigaldatakse välispaneelides sõrestikukonstruktsioonide tugipostide vahele vertikaalsed ühendused. temperatuuriplokist. Samal ajal paigaldatakse kõigi rea veergude vahele piki nende päid vahetükid, et jaotada tuulerõhku, mida tajub vertikaalse ühenduse kaudu rea kõigi veergude vahel.

A - b - II tüüpi hoonetes, kus sammaste vahelised vertikaalsed ühendused on paigutatud kogu sammaste kõrgusele, kanduvad tuulejõud katte abil sammastele üle ainult nendes kohtades, kus sõrestikukonstruktsioonid on kinnitatud sammaste külge. kinnituspaneel. Sel juhul on vaja korraldada täiendavaid ühendusi levialas. Nii et väikese kõrgusega sarikate konstruktsioonide korral paigaldatakse iga pikirea sammaste vahelisele toele vahetükid, mis edastavad tuulekoormused vertikaalsetele ühendustele. Iga sarikate konstruktsiooni kinnitamine sammaste külge töötab ainult oma osa kogu tuulekoormusest. Ja kui tugikonstruktsioonid on olulisel kõrgusel (paralleelsete kõõludega teras- ja raudbetoonfermid, ilma traksideta raudbetoonist sõrestikud jne), tuleks sõrestike tugipostide vahele paigaldada vertikaalsed ühendused (C1). temperatuuriploki sammud, mis on ühendatud pideva vahetükkide ahelaga. Terasest sarikafermid seotakse täiendavalt lahti mööda alumisi kõõluseid traksidega (C2) ja kinnitatakse ülejäänud sõrestike külge traksidega piki alumist kõõlu (C3) ja vahepuksidega piki ülemist kõõlu (C4) (joonis 4).

Riis. 4. Terasfermide kattes olevate ühenduste skeem

Hoonetes, kus on raske või eriti raske töövõimega sildkraanad piki iga temperatuuriploki pikisuunas servi alumise rihma tasemel katusefermid paigaldage vahetükid (C5) ja traksid (C6) (joonis 4).

Laternatega hoonetes paigaldatakse laterna sees vahekauguse keskele vahetükid, mis ühendavad sõrestike konstruktsioonide ülemiste kõõlude sõlmed, samuti vertikaalsed ja horisontaalsed ühendused temperatuuriploki äärmistes astmetes.

Sidemed projekteeritakse valtsitud, painutatud, painutatud-keevitatud profiilidest või elektrikeevitatud torudest.

Need kinnitatakse tavalise täpsusega või suure tugevusega poltidega, samuti keevitamise teel.

Avaldamise kuupäev: 2014-10-17; Loe: 8172 | Lehe autoriõiguste rikkumine

Studopedia.org – Studopedia.Org – 2014-2018 (0,003 s)…

Tuulegeneraator on seade tuule kineetilise energia muundamiseks mehaaniliseks energiaks ja seejärel elektrienergiaks. Toodetud elektrikoguse alusel jagunevad sellised seadmed suurteks, võimsusega üle 100 kW, ja väikesteks, võimsusega alla 100 kW.

Suuri, kuni mitme megavatise võimsusega, kasutatakse tuuleelektrijaamade üksikute elementidena, mis edastavad energiat põhivõrkudesse. suur number tarbijad. Tuuleelektrijaamad asuvad merede, suurte veekogude kallastel ja kõrbealadel. Nende kasutuselevõtu kohustuslik atribuut on infrastruktuur energia edastamiseks elektriliinidele.

Mõned väikesed tuulegeneraatorid, mida selles artiklis käsitletakse, on leidnud rakenduse eramajade ja autonoomsete objektide toiteallikaks erinevatel eesmärkidel - telekommunikatsioonitornid, tänavavalgustus, juhtimissüsteemide elemendid liiklust. Need on paigaldatud saidi lähedale ja neid täiendatakse sageli diiselgeneraatoriga.

Toimimispõhimõte

Tuulegeneraator on mitme seadme kompleks:

Seadme tööpõhimõte seisneb selles, et tuule rõhk (rõhk) pöörab tuuleratast, mis edastab pöörlemise generaatori rootorile. Generaatori rootor ergastab generaatori staatori mähistes vahelduvvoolu, mis antakse kontrollerile. Kontroller muudab selle voolu alalisvooluks ja laeb sellega akut.

Kõik tarbijad saavad energiat akust inverteri kaudu (220 V) või otse (12, 24, 48 V – olenevalt akude arvust). Tuuleveski energia ei kandu otse tarbijatele, mis on tingitud vastuvõetava voolu parameetrite ebastabiilsusest.

Tuuleelektrijaamade tüübid

Tuuleparkide klassifitseerimiseks kehtivad järgmised kriteeriumid:

1. Terade arv. Kuni 4 labaga tuulikuid nimetatakse väikese labaga ja kiireteks. 4 või enama teraga, mitme teraga ja väikese kiirusega. Jaotus selle kriteeriumi järgi tuleneb asjaolust, et mida väiksem on labade arv, kui muud asjad on võrdsed, on tuulikul suurem arv p/min
2. Hinnatud jõud. Kriteerium on üsna meelevaldne, kuid rakendatakse järgmist gradatsiooni: kuni 15 kW majapidamises (eramajade jaoks, teisaldatavad), 15-100 kW pooltööstuslikud (väiketaludele, kauplustele, pumbajaamad), 100 kW – tööstuslikud MW-seadmed – mõeldud suure hulga tarbijate kasutatava energia tootmiseks.
3. Pöörlemistelje suund. See kriteerium on kõige elementaarsem, kuna see mõjutab tuuleveski põhiomadusi:
   • Horisontaalse pöörlemisteljega. Enamasti kahe või kolme teraga, suure kiirusega. Selliste seadmete eeliste hulka kuuluvad: suur kiirus, mis tähendab lihtsamat generaatorit; tuuleenergia kõrge kasutusmäär ja sellest tulenevalt suurem kasutegur; disaini lihtsus. Puuduste hulka kuuluvad: kõrge müratase, vajadus paigaldamiseks kõrge masti järele.
   • Vertikaalse pöörlemisteljega. Tuntud on palju erinevaid disainilahendusi – Savoniuse tuulegeneraatorid, Darrieuse rootorid, spiraalrootor, mitme labaga tuulegeneraatorid. Artikli autori sõnul on kõigi selliste struktuuride eelised väga kaheldavad. Nendel seadmetel on keeruline disain, nõuavad keerukat generaatorit, neil on madal tuuleenergia kasutustegur (0,18-0,2 versus 0,42 horisontaalsete puhul). Eeliste hulka kuulub madal müratase ja võimalus paigaldada madalale kõrgusele.

Valiku küsimus

Seadme valimisel peate vastama järgmistele küsimustele:

• Nõutav võimsus kW-des. On vaja hinnata kogutarbimist kuus ja valida selle kriteeriumi alusel elektrijaam;
• Seadmete tootja. On vaja, et tooted oleksid sertifitseeritud kasutamiseks Vene Föderatsioonis, siis võite olla kindel, et seadme omadused vastavad riiklikele mürataseme ja elektromagnetiliste häirete standarditele. Pange tähele seadme garantiiaega ja kasutusiga, see peab olema vähemalt 15 aastat. Uurige seadmete hoolduse ja garantiiremondi kohta. Ei ole üleliigne uurida teistelt kasutajatelt tootja ja müüja kohta ülevaateid.
• Tuulegeneraatori paigaldamiseks vajalik asukoht. Põhineb teie tegelikest võimalustest. Kui on võimalik paigaldada kõrge mast koos horisontaalne tüüp seadet, siis eelistage seda. Vastasel juhul kaaluge vertikaaltelje kujundust.
• Hind. Mis on kallim, pole alati parem. Siin, nagu ka mujal, saate rohkem maksta kaubamärgi või teile täiesti ebavajalike funktsioonide eest. Määrake selgelt oma nõuded seadmele, ärge tellige mittevajalikke komponente.

Paigaldamine

Paigaldamisel tuleb meeles pidada, et Vene Föderatsioonis ei ole alla 75 kW võimsusega tuuleelektrijaamade paigaldamise keeldu ja neid ei maksustata. Aga ennast tasuks ikka kurssi viia määrused selliste seadmete paigaldamise ja kasutamise kohta igas konkreetses piirkonnas.

Millele peaksite tähelepanu pöörama:

• Lubatud masti paigalduskõrgus;
• Elektriliinide olemasolu kavandatava paigalduskoha läheduses;
• Lubatud müratase detsibellides;
• Töötava elektrijaama tekitatud õhus esinevad häired.

Lubatud kõrgust reguleerivad kohalikud eeskirjad, kuid masti ei tohi paigutada elektriliinide lähedusse.

Kahe viimase punkti jaoks on vaja võtta andmed elektrijaama tehnilistest omadustest. Vene Föderatsioonis sertifitseeritud tarnijate ja tootjate puhul vastavad need omadused kohalikele seadustele.

Hea samm oleks hankida paigaldamiseks nõusolek naabritelt ja territooriumi teenindavalt organisatsioonilt, kui see on olemas. Nõusolek tuleb saada kirjalikult.

Kui kõik formaalsused on lahendatud, on vaja määrata konkreetne asukoht masti paigaldamiseks. Tuleb märkida, et kasutegur on suurem, kui läheduses pole puid ega kõrgeid hooneid ning mast asub mäe otsas. Paigalduskoht tuleks valida nii, et läheduses asuvad hooned ja puud ei jääks tuuliku ette. Samuti oleks vale asetada mast künkale, järsaku ette.

Mast tuleb paigaldada rangelt vastavalt tootja juhistele. Vajadusel tuleks kaasata kvalifitseeritud spetsialiste ja erivarustust.

Hind

Turul on saadaval kodu tuuleelektrijaamad võimsusega 0,4 kW kuni 75 kW erinevatelt tootjatelt. Sama võimsusega seadmete hinnavahemik on üsna suur.

Vaatame tabelit:

Mis viga? Kuid tõsiasi on see, et tootjad näitavad sageli hinda ainult osa jaoks vajalikust komplektist. Mõelgem näiteks Energostocki müüdavale 2 kW tuulikule. Hind veebisaidil on 57 600 rubla, kuid läheme toote üksikasjaliku kirjelduse juurde.

Ja seal on hind täielik komplekt varustus: tuulegeneraator, kontroller, inverter, aku, mast. Ja kogu komplekti hind on 176 800 rubla. Siit järeldus – kontrolli kindlasti kogu komplekti hinda!

Venemaal ja Hiinas toodetud generaatorite keskmised hinnad on järgmised: 1 kW 100–120 TR, 3 kW – 200 TR, 5 kW – 300 TR, 10 kW poolelt miljonilt ja võimsad seadmed võimsusega 20 kW või rohkem maksavad üle miljoni rubla. Ostes seadmeid mõnelt Lääne tootjalt või USA-lt, on hinnad 20-30% kõrgemad.

DIY tuuleelektrijaamad

Kui plaanite tuulegeneraatorit valmistada, peaksite pöörama tähelepanu võrgu ressurssidele, mis pakuvad 2 lähenemisviisi: esimene on kõigi elementide kokkupanek oma kätega ja teine ​​​​on valmiskomponentide ostmine.

Montaaži ajal on suurim raskus tuuleratta valmistamisel. Nõutavate aerodünaamiliste omadustega horisontaaltelje jaoks mõeldud labade tootmine ei ole lihtne. On kaks võimalust: kas maksta töökoja toodangu eest vajalikud tööriistad ja kogemusi või vaadata vertikaalse pöörlemisteljega disaini poole, mille jaoks saab labad teha tavalisest tünnist.

Saate osta kasutatud generaatori, kasutada pesumasinat või tööstusmootorit. Valikus on suur valik neodüümmagnetitel põhinevaid valmisgeneraatoreid ja komponente nende kokkupanekuks.

Masti valmistamine on väga oluline etapp, sest sellest sõltub kogu konstruktsiooni tööohutus. Peate seda hoolikalt käsitlema, usaldades konstruktsiooni tugevuse arvutused spetsialistile.

Parem on osta kontrollerid, inverterid ja akud valmis kujul.

Kas installida või mitte

Tuuleelektrijaama paigaldamise otstarbekuse üle otsustamisel peate hankima järgmised lähteandmed:

Tuuleturbiini tasuvuse hindamise algoritm on järgmine:

• Tuulekaardi järgi ja tehnilised kirjeldused seadmed genereeritud võimsuse määramiseks suveks ja talveperioodid või igakuiselt. Näiteks ülalkirjeldatud 2 kW seadme puhul on genereeritav võimsus kiirusel 5 m/s 400 W;
• Saadud andmete põhjal määrake aastane toodetav võimsus;
• Hinna järgi kilovatt-tunni kohta määrata toodetud elektri hind;
• Jagage tuulegeneraatori komplekti maksumust saadud arv annab teile tasu aastate pärast.

Arvutuste korrigeerimiseks peaksite kaaluma:

• Laetavad akud peavad olema vahetada vähemalt kord kolme aasta jooksul;
• Kaasaegne kasutusiga tuulegeneraator 20 aastat;
• Seade vajab hooldust. Teenuse maksumus ja tingimused tuleb selgitada seadme müüjaga;
• Kilovatttunni hind tõuseb igal aastal, viimase 10 aasta jooksul on see enam kui kolmekordistunud. 2017. aastal on plaanis tariifid tõusta vähemalt 4%, seega saame lähtuda sellest elektri kallinemise arvust.

Kui saadud tasuvusnäitajad ei ole rahuldavad, kuid soovite omada alternatiivset energiaallikat või puudub võimalus liituda tsentraliseeritud toiteallikaga, peaksite kaaluma võimalusi tuuliku efektiivsuse suurendamiseks ja selle kulude vähendamiseks. paigaldus ja hooldus.

Võimalikud on järgmised valikud:

• Mitme väiksema seadme paigaldamine ühe suure seadme asemel. See vähendab kapitaliseadmete hinda, vähendab paigaldus- ja hoolduskulusid ning suurendab ka tootlikkust, kuna väikestel tuulikutel on madalate tuulekiiruste korral suurem kasutegur;
• Spetsiaalse võrku ühendatud energiajuhtimissüsteemi paigaldamine, kombineerituna tsentraalse toitesüsteemiga. Selliseid seadmeid võib täna müügil leida.

• isegi suure eramaja toiteallikaks piisab 10 kW võimsusest;
• hinnata elektrijaama võimet toota elektrit teie piirkonnas;
• vali tuulegeneraatori paigaldamiseks õige koht;
• kontrollida ostetud seadmete täielikkust;
• kasutada võimalusi seadmete tasuvusmäära suurendamiseks;
• Kui selle ostmine on kallis, tehke seda ise, see pole nii keeruline.

Kirjeldus

Tuuleelektrijaama paigaldamine kl suvila või sisse isiklik kodu pakub palju eeliseid, mis autonoomsel toiteallikal on. See seade, mis on loodud tuuleenergia püüdmiseks, muundamiseks ja salvestamiseks, pakub inimestele vajalikku kasu tasuta taastuvelektrist. Oma tuuleelektrijaama kokkupanemise töö pole keeruline ja seda saab teha vähese materjalikuluga, peamine on selles küsimuses soov ja tulemus õigustab selle saavutamiseks kuluvat raha.

Toimimispõhimõte

Koduse tuuleelektrijaama tööpõhimõte on ülimalt lihtne. Tuul toimib õhuvooluna õhuratta labadel, pannes selle liikuma. Põhimõtteliselt on see lapse oma, millel on propeller. Kuid rattaga labad mängivad sel juhul tuulemootori rolli, kuna nad pööravad sellega ülekande kaudu ühendatud elektrigeneraatorit, mis voolu tekitades laeb akut. Akud, mis on kord elektriga täidetud, suudavad seda inverteriga teisendatuna varustada kõigi kodumajapidamiste elektriseadmetega.

Kõige tõhusamad tuulegeneraatorid on need, mille labad on õhuvoolu suhtes horisontaalsed. Kogu seadme efektiivsust mõjutab oluliselt selle labadega kirjeldatud raadius, seega, et see indikaator oleks optimaalne, peab nende kirjeldatud ring olema läbimõõduga vähemalt 2,5 meetrit.

Tuuliku tööd mõjutab ka labade arv, seega mida vähem neid on, seda suurem on rootori pöörlemiskiirus, maksimum saavutatakse ühe laba kasutamisel koos vastukaaluga.

Tuulepargi normaalne töö on võimalik tuule kiirusel 3 m/s, mistõttu tuleb seda eramaja toiteallikaks valides arvestada aasta keskmise tuulekiirusega tuulepargi asukohas. Kodu.

Eelised ja miinused

Tuuleturbiinide eelised:

• Tänu autonoomiale ja taastuvale energiaallikale on peamised kulud ühekordsed ja langevad seadmete ostmisele ja paigaldamisele, samas kui tegevuskulud ei ole kriitilised.
• Kõikide komponentide ja sõlmede automaatne töö ilma inimese sekkumiseta, kuna energia ise toob tuul.
• Võimalus valida töö ajal madala müratasemega generaator.
• Sellise süsteemi kõigi üksuste ja elementide töö on võimalik peaaegu kõigis kliimatingimustes.
• Enamik sellise paigalduse osi töötab vähendatud kulumisrežiimis, mis tagab pikaajaline nende teenindust ilma parandamise või asendamiseta.

Tuuleturbiinil pole oma spetsiifilisi puudusi:

• Esiteks, teatud tingimustel, mõnikord kui mast on valesti paigaldatud, võib sealt tulla infraheli.
• Teiseks, masti kõrguse tõttu, nagu enamiku kõrghoonete puhul, on selle maandamine kohustuslik.
• Kolmandaks, kuna see on endiselt töötav ja liikuvate osadega süsteem, vajab see perioodiliselt ennetavat hooldust.
• Orkaantuulte, tormide ja muude ilmastikuhäirete korral on võimalik jaama üksikute üksuste rike.

Liigid

Tuulegeneraatorid jagunevad mitme parameetri järgi tüüpideks:

• Sõltuvalt telje suunast, mille ümber tuuleturbiini labad pöörlevad, on neid kahte tüüpi: horisontaalne ja vertikaalne. Esimestel on parim efektiivsus, ja viimased on halva ilma suhtes stabiilsemad.
• Tuuleratta labade arvu järgi: kahe teraga, kolme teraga ja paljude labadega üksused.
• Olenevalt kasutatud tera materjalidest: kõva ja purje versioon. Esimesed on orkaanide ja tormide mõjule vastupidavamad, teised aga palju odavamad.
• Terade asendi võimalik reguleerimine: konstantse ja reguleeritava labade sammuga. Esimene on lihtsam ja töökindlam ning teist saavad kasutada ainult professionaalid.

Kaasaegsed tuulikud ei vaja ülivõimsaid tuuleiile. Nende disain on läbimõeldud mitte halvemini kui jalgratas, nii et tavalise maja energia saamiseks piisab tuule kiirusest 2-5 m/s.

Disaini omadused

Otsustades sellist seadet ise osta või ehitada, peate arvestama sellise kujunduse kõigi omadustega:

• Kodumasinad ei tööta kunagi otse tuulegeneraatori enda energiast, nad saavad seda tarbida ainult kaudselt, st pärast tuuleenergia ja generaatori labade pöörlemismehaanilise energia ülekandmist ja kogunemist laetud akusse. Kodus kasutatakse reeglina akusid, mille nimipinge on 12 või 24 volti;
• Kuna akud toodavad pidevat pinget, peate selle muutmiseks koduvõrkudele tavapäraseks vahelduvaks siinusvormiks kasutama väljundis inverterit;
• Tuulemasina tekitatav pinge on mõeldud ainult akude endi laadimiseks läbi muundamisseadmete.
• Ilmastikutingimustes, kui tuule jõud on labade pööramiseks ebapiisav või tuul puudub üldse, genereeritakse uut energiat Toidet loomulikult ei toimu ja seda antakse ainult seni, kuni tuulemasina voolu genereerimise ajal akusse kogunenud elektrienergia maht ammendub, eriti oluline on seda kontrollida, kui see on ainus elektrienergia allikas.

Generaatori kui koduelektrijaama ühe elemendi efektiivsuse tagamiseks on vaja õigesti arvutada maja kõigi tarbimisallikate võimsuse suhe ja konkreetse koduse akujaamaga inverteri võimsus. Stabiilne töö kogu süsteemi toimimine on võimalik ainult siis, kui generaator toodab akude laadimiseks piisavat voolu.

Elektritarbimise keskmise väärtuse arvutamisel on soovitatav keskenduda kõigi kodumasinate elektriseadmete võimsuste summale, võttes arvesse nende sisselülitamise järjekorda ja tööaega. Võrreldes saadud arvutusi igakuiste elektriarvesti näitudega, saate määrata tegelikule tarbimisele lähima näitaja.

Reeglina piisab keskmise kodu toiteks pöördseadmest võimsusega 3 kW. Peate selle valima vastavalt järgmistele parameetritele:

• Väljundis vastuvõetud signaali kuju: ruutlaine või sinusoid; Esimene on tüüpiline odavatele mudelitele ja põhjustab toitega elektriseadmete ülekuumenemist. Seda voolu ei saa kasutada toiteallikana laserprinterid ja mõned mikroprotsessoriga seadmed. Seetõttu on selle kasutamine isegi kodus seotud teatud piirangute ja ettevaatusabinõudega. Teist, mida genereerivad kallid seadmed, iseloomustab madal harmooniliste võnkumiste tase ja see on optimaalne mis tahes energiat tarbivate seadmete tööks.
• tööpinge ja aku mahutavus;
• Väljundpinge peab vastama energiat tarbivate seadmete vajadustele;
• Vastupidavus koormuse muutustele, näiteks võimsate elektrimootorite ühendamisel võrku;
• Elektritarbimine koormuseta;
• Unerežiimi sisselülitamise võimalus ja laadija olemasolu komplektis.

Koduse elektrivõrgu autonoomse toimimise aeg sõltub otseselt akujaama kõigi elementide koguvõimsusest. Selliste inverteriga kasutatavate elementidena kasutatakse spetsiaalseid kõrgendatud tiheduse ja ohutusega akusid, nii et need võivad asuda igas ruumis.

Odavamad, kuid elamurajoonis kasutamiseks vähem mugavad on standardsed autotoiteallikad. Nende disain seab piirangud isegi voolule.

Mis puutub elektrit tootvasse masinasse, siis akude laadimiseks piisab 1 kW võimsusega seadmest, mis annab voolu kuni 3 kW võimsusega invertermuundurile.

Praeguse allika valimine

Kõigi tuuleelektrijaamade kõige keerulisem ja kallim element on generaator, kogu süsteemi üksus, kus voolu genereeritakse. Parim variant Iseseisva projekteerimise jaoks esitatakse elektrimootor alalispingevooluga 60-100 volti. See ei vaja konstruktsiooni muutmist ja ühildub masina aku laadimisseadmetega.

Masina jõuallika kasutamisel on omad raskused, sest selleks on vaja nominaalset tööpööret ca 1800-2500 p/min, mis on tuuleratta puhul muidugi ebareaalne, kui just astmelisi käigukaste ei kasuta.

Asünkroonset tüüpi mootor, mis kasutab neodüümmagneteid, võib olla hea valik, mis aga nõuab konstruktsiooni muutmist. Kuid selle lõpuleviimiseks on vaja treipink ja professionaal, kes selle kallal töötab. Seetõttu pole see valik omatehtud jaoks eriti sobiv.

DIY tuulegeneraator

Vajalikud materjalid ja tööriistad

Materjalid:

• PVC toru ristlõikega 150 ja pikkusega 600 mm;
• alumiiniumleht 300x300 mm, paksus 2 kuni 2,5 mm;
• suletud raudprofiil 80x40 mm, meeter pikk;
• üks toru ristlõikega 25 mm ja pikkusega 300 mm, teine ​​- 32 mm ja pikkusega 4 kuni 6 m;
• vasesüdamikuga kaabel koormusgeneraatoriga ühendamiseks;
• Alalisvoolumootor ise on 500 p/min;
• selle jaoks mõeldud rihmaratas ristlõikega 120-150 mm;
• vähemalt üks 12-voldine aku;
• inverter 12/220 volti.

Vajalikud tööriistad:

• keevitusseade;
• mutrivõtmete komplekt;
• metalli puurid;
• elektriline puur;
• tera metalli lõikamiseks;
• poldid ristlõikega 6 mm koos mutritega.

Samm-sammult juhend

• PVC-toru lõigatakse neljaks osaks, millest igaüks lõigatakse diagonaalselt, nii et ühel küljel oleks kitsenemine kuni 20-25 mm - need on tulevase sõukruvi labad.
• Need on kinnitatud poltide ja mutritega 1200 sammuga rihmarattale, mis on paigaldatud elektrimootori võllile.
• Metallprofiili laiale küljele keevitatakse 25 mm toru servast 1/3 kaugusel.
• Selle lühikese õla küljele on paigaldatud mootor ja vastasküljele on paigaldatud alumiiniumleht, mis suunab tuulelipu konstruktsiooni vastutuleva õhuvoolu poole.
• Kogu konstruktsioon sisestatakse 25 toruga 30 mm torusse, mille suhtes toimub pöörlemine.
• Mootori külge antakse kaabel, mille järel monteeritakse kutttraatidele maasse 30 mm torust mast, mille külge on paigaldatud tuulelippmehhanism ja generaator.
• Jaama elektriline alus on soovitav paigutada eraldi ruumi, selleks ühendatakse generaatorist kaabel laadimisrelee kaudu sinna paigaldatud akudega. Ja pärast akust muundamist varustab inverter maja tarbijaid vooluga.

Valmis ostmine

Hinnad

Selliste süsteemide hinnad on reeglina otseselt proportsionaalsed nende võimsusega, mille kahekordistamisel kõigi elektrijaamade seadmete maksumus kahekordistub.

Näiteks 3 kW/48 volti tuuleelektrijaam maksab umbes 100 000 rubla. Ja selle analoogi võimsusega 5 kW / 120 volti on hind ligikaudu 220 000 rubla.

Selle reegli alusel müüakse 10 kW/240 volti ja 20 kW/240 volti ühikuid vastavalt 413 000 ja 750 000 rubla eest.

Kust osta saab

Selliseid süsteeme saate osta spetsialiseeritud kauplustes ja ettevõtetes või tellida need koos kohaletoimetamise ja paigaldamisega Interneti kaudu.

Valiku kriteeriumid

Peamiseks kriteeriumiks tuulegeneraatori ostmisel pärast selle hinda on konkreetsel juhul vajalik paigaldusvõimsus.

Kodusteks vajadusteks piisab seadmest, mille võimsus on 3 kW või rohkem, ja isegi kui kasutada kõiki võimalusi, on ebatõenäoline, et saate kodus tipptasemel jaama, mille võimsus on 20 kW, täis laadida. :

• 3 kW/48 V generaatorid on hea asendus tavalistele elektrivõrkudele.
• Seade alates 5 kW/120 voltist varustab korraga energiat peaaegu kõikidele maja seadmetele.
• Seadmed alates 10 kW/240 volti sobivad mitmete elamute toiteks, aga ka võimsate elektritööriistade ja masinate toiteks.
• 20 kW/240-voldine seade annab suurima võimsuse eramaja reserviga mitmele juurdeehitusele ja isegi tänavavalgustusega.

Ammendamatu energia, mida nad endaga kaasas kannavad õhumassid, on alati inimeste tähelepanu köitnud. Meie vanaisad õppisid kasutama tuult tuuleveskite purjede ja rataste külge, misjärel see tormas kaks sajandit sihitult üle Maa avaruste.

Tänaseks on talle taas kasulikku tööd leitud. Eramaja tuulegeneraator muutub tehnilisest uudsusest meie igapäevaelu tõeliseks teguriks.

Tutvume tuuleelektrijaamadega lähemalt, hindame nende tulusa kasutamise tingimusi ja kaalume olemasolevad sordid. Kodused käsitöölised saavad meie artiklis sellel teemal mõtlemisainet. ise kokkupanek tuulik ja selle tõhusaks tööks vajalikud seadmed.

Mis on tuulegeneraator?

Koduse tuuleelektrijaama tööpõhimõte on lihtne: õhuvool paneb pöörlema ​​generaatori võllile paigaldatud rootori labad ja tekitab selle mähistes vahelduvvoolu. Tekkiv elekter salvestatakse akudesse ja kasutatakse vastavalt vajadusele kodumasinate poolt. Loomulikult on see lihtsustatud skeem koduse tuuleveski toimimisest. Praktiliselt täiendavad seda seadmed, mis muundavad elektrit.

Vahetult generaatori taga energiaahelas on kontroller. See muudab kolmefaasilise vahelduvvoolu alalisvooluks ja suunab selle akusid laadima. Enamus kodumasinad ei saa töötada pideva võimsusega, seega on patareide taha paigaldatud teine ​​seade - inverter. See teostab pöördoperatsiooni: muundab alalisvoolu kodumajapidamises kasutatavaks vahelduvvooluks pingega 220 V. On selge, et need muundumised ei möödu jälgi jätmata ja võtavad päris korraliku osa algenergiast (15-20%).

Kui tuulik on ühendatud päikesepatarei või mõne muu elektrigeneraatoriga (bensiin, diisel), siis vooluringi täiendab automaatlüliti (ATS). Kui peamine vooluallikas on välja lülitatud, aktiveerib see varuallika.

Maksimaalse võimsuse saavutamiseks tuulegeneraator peaks asuma piki tuulevoolu. Lihtsates süsteemides rakendatakse tuulelippude põhimõtet. Selleks kinnitatakse generaatori vastasotsa vertikaalne tera, mis pöörab seda tuule poole.

Võimsamatel paigaldistel on pöörlev elektrimootor, mida juhib suunaandur.

Tuulegeneraatorite peamised tüübid ja nende omadused

Tuulegeneraatoreid on kahte tüüpi:

1. Horisontaalse rootoriga.
2. Vertikaalse rootoriga.

Esimene tüüp on kõige levinum. Seda iseloomustab kõrge efektiivsus (40-50%), kuid on suurenenud tase müra ja vibratsioon. Lisaks nõuab selle paigaldamine suurt vaba ruumi (100 meetrit) või kõrget masti (alates 6 meetrit).

Vertikaalse rootoriga generaatorid on energeetiliselt vähem tõhusad (kasutegur on peaaegu 3 korda madalam kui horisontaalsetel).

Nende eelised hõlmavad lihtsat paigaldamist ja usaldusväärset disaini. Madal müratase võimaldab paigaldada vertikaalseid generaatoreid majade katustele ja isegi maapinna tasemele. Need paigaldised ei karda jäätumist ja orkaane. Need lastakse välja nõrga tuulega (1,0-2,0 m/s), samas kui horisontaaltuulik vajab keskmise tugevusega õhuvoolu (3,5 m/s ja rohkem). Vastavalt tiiviku (rootori) kujule vertikaalsed tuulegeneraatorid väga mitmekesine.

Vertikaalsete tuuleturbiinide rootorirattad

Tänu madalale rootori kiirusele (kuni 200 pööret minutis) ületab selliste paigaldiste mehaaniline eluiga oluliselt horisontaalsete tuulegeneraatorite oma.

Kuidas arvutada ja valida tuulegeneraatorit?

Tuul ei ole läbi torude pumbatav maagaas ega elekter, mis katkematult läbi juhtmete meie koju voolab. Ta on kapriisne ja püsimatu. Täna rebib orkaan katuseid maha ja murrab puid ning homme annab teed täielikule rahunemisele. Seega enne ostmist või isetootmine tuuleturbiini, peate hindama õhuenergia potentsiaali teie piirkonnas. Selleks tuleb määrata aasta keskmine tuulejõud. Selle väärtuse leiate Internetist nõudmisel.

Pärast sellise tabeli saamist leiame oma elukoha pindala ja vaatame selle värvi intensiivsust, võrreldes seda hindamisskaalaga. Kui aasta keskmine tuulekiirus jääb alla 4,0 meetri sekundis, siis pole tuuliku paigaldamisel mõtet. See ei anna vajalikku kogust energiat.

Kui tuuletugevus on tuuleelektrijaama paigaldamiseks piisav, võite jätkata järgmise sammuga: generaatori võimsuse valimine.

Kui me räägime kodu autonoomse energiavarustuse kohta, siis arvestatakse 1 pere keskmist statistilist elektritarbimist. See jääb vahemikku 100–300 kWh kuus. Madala aastase tuulepotentsiaaliga (5-8 m/sek) piirkondades suudab 2-3 kW võimsusega tuulik toota sellise koguse elektrit. Arvestada tuleks sellega, et talvel keskmine kiirus tuuled on suuremad, seega on energiatootmine sel perioodil suurem kui suvel.

Tuulegeneraatori valimine. Ligikaudsed hinnad

Vertikaalsete kodumaiste tuulegeneraatorite hinnad võimsusega 1,5–2,0 kW on vahemikus 90–110 tuhat rubla. Selle hinnaga pakett sisaldab ainult labadega generaatorit, ilma mastita ja lisavarustust (kontroller, inverter, kaabel, akud). Terviklik elektrijaam koos paigaldusega maksab 40-60% rohkem.

Võimsamate tuuleturbiinide (3-5 kW) maksumus on vahemikus 350 kuni 450 tuhat rubla (alates lisavarustus ja paigaldustööd).

DIY tuuleveski. Lõbus või tõeline kokkuhoid?

Ütleme kohe, et täieliku ja tõhusa tuulegeneraatori valmistamine oma kätega pole lihtne. Omaette teema on tuuleratta õige arvutamine, ülekandemehhanism, võimsusele ja kiirusele sobiva generaatori valik. Anname selle protsessi peamiste etappide kohta ainult lühidalt soovitusi.

Generaator

Autogeneraatorid ja elektrimootorid alates pesumasinad otseajamiga ei sobi selleks otstarbeks. Nad on võimelised tuulerattalt energiat tootma, kuid see on ebaoluline. Tõhusaks töötamiseks vajavad isegeneraatorid väga suuri kiirusi, mida tuulik ei suuda arendada.

Pesumasinate mootoritel on veel üks probleem. Seal on küll ferriitmagnetid, aga tuulegeneraator vajab tõhusamaid - neodüümi omasid. Töötle neid isepaigaldamine ja voolu kandvate mähiste mähis nõuab kannatlikkust ja suurt täpsust.

Ise kokkupandud seadme võimsus ei ületa reeglina 100-200 vatti.

IN Hiljuti Isetegijate seas on populaarsed jalgrataste ja tõukerataste rattad. Tuuleenergia seisukohast on need võimsad neodüümgeneraatorid, mis sobivad optimaalselt vertikaalsete tuuleratastega töötamiseks ja akude laadimiseks. Sellisest generaatorist saate ammutada kuni 1 kW tuuleenergiat.

Mootorratas - omatehtud tuuleelektrijaama valmis generaator

Kruvi

Kõige lihtsam on valmistada purje- ja rootorpropellereid. Esimene koosneb kergetest kumeratest torudest, mis on paigaldatud keskplaadile. Iga toru peale tõmmatakse vastupidavast kangast terad. Sõukruvi suur tuul nõuab labade hingedega kinnitamist, et orkaani ajal need klappiksid ega deformeeruks.

Pöörleva tuuleratta konstruktsiooni kasutatakse vertikaalsete generaatorite jaoks. Seda on lihtne valmistada ja töökindel.

Horisontaalse pöörlemisteljega omatehtud tuulegeneraatorid töötavad propelleriga. Kodukäsitöölised koguvad seda alates PVC torud läbimõõt 160-250 mm. Terad on paigaldatud ümarale terasplaadile, millel on generaatori võlli kinnitusava.

Vajadus kokku hoida Loodusvarad sunnib enamikku osariike otsima alternatiivsed allikad elektrit. Üheks selliseks allikaks on tuuleenergia, mille abil on võimalik toota elektrienergiat mahus, mis vastab nii kodutarbijate kui ka tarbijate vajadustele. tööstusettevõtted. Tuulest elektrienergia tootmise konstruktsiooni aluseks on mastile paigaldatud generaator.

Tuulegeneraatori seade

Tuuleelektrijaama konstruktsioon sisaldab järgmisi elemente:

• generaator;
• Mast;
• terad;
• Anemomeeter;
• Laetavad patareid;
• AVR seade ( automaatne sisselülitamine reserv);
• Trafo.

Tuuleelektrijaama tööpõhimõte põhineb tuuleenergia muundamisel turbiini pöörlevaks liikumiseks. See juhtub labade (rootori) abil. Tuul järgib labade kontuuri, pannes need pöörlema.

Kaasaegsetel tuuleelektrijaamadel on kolm laba. Nende pikkus võib ulatuda 56 meetrini. Pöörlemiskiirus on vahemikus 12-24 pööret minutis. Pöörlemiskiiruse suurendamiseks kasutatakse käigukasti. Kaasaegsete tuulegeneraatorite võimsus võib ulatuda 750 kW-ni.

Anemomeeter on mõeldud tuule kiiruse mõõtmiseks. See on paigaldatud turbiini korpuse tagaküljele. Tuule kiiruse teavet analüüsib sisseehitatud arvuti, et luua suurim arv elektrit.

Tuulepargi konstruktsioon võib töötada tuule kiirusel 4 meetrit sekundis. Kui tuule kiirus jõuab 25 meetrini sekundis, lülituvad tuuleenergia kasutamisel põhinevad tuuleelektrijaamad automaatselt välja. Terade kontrollimatu pöörlemine tugeva tuule korral on üks õnnetuste ja tuuliku hävimise põhjusi.

Trafo muundab pinge väärtusteks, mis on vajalikud elektrienergia transportimiseks tarbijani mööda elektriliini juhtmeid. Trafod paigaldatakse tavaliselt masti alusele

Mast on oluline element tuuleelektrijaamade projektid. Generaatori võimsus sõltub selle kõrgusest. Tänapäevaste tuulikute masti kõrgus jääb vahemikku 70-120 meetrit. Mõned kujundused sisaldavad kopteriväljakuid.

Tuulegeneraatorite paigaldus

Üks seadme täieliku toimimise vajalikest tingimustest on valik sobiv koht selle paigutamiseks. Ideaalis peaks see olema kõrge tuulekiiruse ja madala turbulentsiga kõrge maa.

Kui läheduses on mets, vähendab see tuulegeneraatori efektiivsust. Elektriõhuliinide puudumine läheduses ei võimalda toodetud elektrit tarbijatele ümber suunata.

Tuuleelektrijaamade tööst tingitud probleemid

Hoolimata asjaolust, et tuuleturbiinid on paljulubav viis elektrienergia tootmiseks, on nende tööga seotud palju probleeme. Eelkõige Euroopa riikides, kus tuuleenergiat aktiivselt juurutatakse, kurdavad paljud inimesed ebamugavust, mida põhjustab tuuleturbiinide lähedus.

Enamikus riikides puuduvad seadused, mis selgelt määratleksid, millisele kaugusele elamutest võib neid paigutada. Mõnikord on tuulegeneraatorit näha juba 200-250 meetri kaugusel majast. Inimesed kurdavad valju müra üle, mida on kuulda sadade meetrite ümber. Tuuleveski pöörlevate labade varju võib heita mitme kilomeetri kaugusele. See põhjustab tõsist psühholoogilist ebamugavust.

Probleeme tekitab asjaolu, et tuuleenergia täies mahus kasutuselevõtt algas suhteliselt hiljuti. Võimsaid tuulegeneraatoreid pole varem kasutatud. Seetõttu ei ole nende täielikku mõju inimestele uuritud. Praegu töötatakse välja seadusi, et minimeerida nende mehhanismide tööst tulenevat ebamugavust.