Kategorie: Ciekawe fakty, Kwestie kontrowersyjne
Liczba wyświetleń: 183 352
Komentarze do artykułu: 15
Domowa farma wiatrowa: dobra czy kaprys?
Dzięki energii wiatru ludzkość jest znana od niepamiętnych czasów. Gdy nieznany wynalazca przystosował żagiel do bezpretensjonalnego statku pływającego, a za jego pomocą, wieki później, cała Ziemia została zbadana przez dociekliwych nawigatorów. Wiatraki, nawet w naszych czasach w wielu krajach, regularnie służą człowiekowi.
Ale dziś wykorzystanie wiatru oznacza przede wszystkim wytwarzanie energii elektrycznej. Spróbujmy dowiedzieć się, jakie to proste, tanie i wygodne. Dla tych, którzy chcą natychmiast usłyszeć wynik, wniosek: energia wiatrowa nigdy nie będzie tańsza niż energia otrzymywana z innych źródeł: elektrowni cieplnych, jądrowych lub hydroelektrycznych.
Dlatego sensowne jest angażowanie się w elektrownie wiatrowe dla domu tylko dla tych, którzy mają swędzące ręce, aby przystosować gotowy generator, który dostali „przy okazji”, lub dla entuzjastów czystej energii, którzy fanatycznie chcą ocalić planetę przed katastrofą ekologiczną. Nie można sobie wyobrazić innych powodów, dla których warto wykorzystywać energię wiatru przy zasilaniu z zewnętrznych sieci elektrycznych.
Po pierwsze, kilka informacji o możliwościach wykorzystania energii wiatrowej. Gdy wiatr działa na łopatki turbiny, efektywność pozyskiwania energii (Sprawność) nie może przekraczać 59%. Ta wartość została uzyskana w ich pracach przez wielu naukowców (Lanchester, Betz, Żukowski) już w 1920 roku. Od tego czasu jest znana jako „granica Betza”.
Czy warto rozważyć efektywność generator wiatrowyjeśli jest zasilany z darmowego źródła nieograniczonej mocy? Oczywiście, że tak! Znając efektywność konwersji, możesz oszacować wymaganą moc elektrowni, a następnie ile Twój portfel straci na wadze po jej zakupie.
Maksymalna moc, którą można „zabrać” z wiatru, jest równa obszarowi, na który działa (obszar zasięgu śmigła), pomnożona przez prędkość wiatru w sześcianie i wspomnianą powyżej sprawność, równą 0,6. Po wyrażeniu wszystkich wartości w układzie SI otrzymujemy, że 1 m2 turbiny przy prędkości wiatru 2 m / s pobiera moc aż ... 4,8 W. Przy prędkości wiatru 8 m / s (prędkość nominalna większości generatorów wiatrowych) wybór na jednostkę powierzchni wzrośnie do 307 watów.
Teraz informacje do rozważenia: rzeczywista wydajność instalacji domowych powinna wynosić nie więcej niż 0,3. Czas pracy farmy wiatrowe przy optymalnej prędkości wiatru waha się od 10 do 15% rocznie w warunkach klimatycznych krajów WNP.
Dlatego moc elektrowni wiatrowej uzyskanej ze wzoru należy zwiększyć o kolejne 4-5 razy. W praktyce zaleca się zainstalowanie elektrowni wiatrowej, koncentrując się nie tyle na wskaźnikach technicznych, co na możliwościach finansowych, na zasadzie: „im więcej, tym lepiej”. Z marzeniem o ustanowieniu mocnej, a jednocześnie kompaktowej instalacji, musisz natychmiast się rozstać. Jedna zaprzecza w zasadzie.
Ogólnie rzecz biorąc, konstrukcja elektrowni wiatrowej składa się z generatora, prostownika, akumulatora i falownika do przekształcania napięcia na zwykłą wartość 220 V. Sterowanie i zarządzanie wszystkimi jednostkami i elementami elektrowni odbywa się za pomocą sterownika mikroprocesorowego lub prostszych obwodów logicznych.
Studia charakterystyka techniczna farm wiatrowychpierwszeństwo należy przyznać tym, w których prędkość początku ruchu wirnika, początkowa prędkość ładowania akumulatorów i prędkość, z jaką wchodzą one w tryb pracy, są minimalne. Im szerszy zakres działających prędkości wiatru, tym większe prawdopodobieństwo uzyskania energii. W takim przypadku koszt odgrywa drugorzędną rolę: po co obniżać cenę urządzenia, jeśli będzie ono działać w twoim regionie przez kilka dni w roku?
Teraz nadszedł czas, aby zapytać o cenę produktów firm oferujących gotowe zestawy sprzętu.W ogóle nie będziemy tu mówić o prowizorycznych farmach wiatrowych. Nawet najlepsze przykłady produkcji przemysłowej mają wydajność nie większą niż 30%, a domowe konstrukcje z materiałów pomocniczych mogą wytwarzać jedynie hałas.
Całą różnorodność konstrukcji generatorów wiatrowych można sprowadzić do dwóch dużych grup: z poziomym ustawieniem wirnika generatora i generatorów z wirnikiem typu pionowego.
Poziome generatory łopatkowe mają wyższą wydajność, mniejsze zużycie materiału. Ale wymagają użycia masztów o większej wysokości, mają złożoną część mechaniczną i są niewygodne w utrzymaniu. Stacje typu pionowego są mniej ekonomiczne, mają większe zużycie materiału, ale działają w większym zakresie prędkości wiatru i są bardziej kompaktowe.
Rozważ jedną próbkę najciekawszych przedstawicieli elektrowni wiatrowych z każdej grupy. Najbardziej interesujące są elektrownie z wirnikiem poziomym bezprzekładniowy generator konturów „Windtronics”.
W nim zmniejsza się opór aerodynamiczny ze względu na specjalną konstrukcję turbiny, w której mocne magnesy trwałe są zamocowane na końcach łopat, a 68 cewki stojana są zamontowane wzdłuż obręczy. Dzięki takiemu rozwiązaniu wirnik jest również generatorem energii elektrycznej. Specjalne klapy na łopatach pozwalają turbinie zacząć poruszać się z prędkością wiatru 0,2 m / s. Dziś ta wartość jest rekordem dla generatorów.
Przy prędkości 0,9 m / s. turbina zaczyna wytwarzać prąd. Inne typy generatorów przy tych prędkościach wiatru nawet nie drgną. Waga produktu wynosi około 110 kg, średnica wynosi 1,8 metra, poziom hałasu nie przekracza 35 dB.
Dzięki sztywnej konstrukcji turbina jest w stanie wytrzymać prędkość wiatru do 62,6 sekundy. Roczna produkcja wynosi od 1500 do 2750 kW / h energii elektrycznej. Amerykańska firma Honeywell Wind Turbine wraz z turbiną dostarcza całą niezbędną elektronikę, przeznaczoną do podłączenia 2 generatorów lub panelu pomocniczego. Poważną i jedyną wadą farmy wiatrowej jest jej cena - 5750 USD przy nominalnej mocy generatora wynoszącej tylko 1,5 kW.
Można rozważyć obiecującego przedstawiciela elektrowni z generatorem typu pionowego Turbiny Urban Green Energy Eddy. Generatory są bardzo kompaktowe, prawie ciche i można je montować nawet w środowisku miejskim. Przy wadze generatora 95 kg zajmuje powierzchnię nieco ponad 2,5 m2.
Turbinę można zamontować w ciągu godziny i służy ona do 20 lat. Generator wytrzymuje obciążenie wiatrem do 193 km / hi wytwarza, w zależności od modyfikacji, od 2000 do 4000 kW / h energii rocznie. Główną wadą jest wysoka początkowa prędkość wiatru turbiny - 3,2 m / s. Informacje o koszcie generatora nie są jeszcze dostępne.
Oryginalny kształt turbiny, przypominający płatki róży, skłonił architektów do stworzenia elektrowni w formie drzewa z 3 do 12 turbinami zamontowanymi na gałęziach. „Power Flowers” - „drzewo kwiatowe” i przyciągnął uwagę opinii publicznej, tworząc dobre reklamy dla generatorów Eddy i UGE.
O różnych konstrukcjach i modelach elektrowni można mówić bardzo długo, ale łączy je jedno: bardzo wysoka cena. Z analizy propozycji firm można wywnioskować określony koszt jednostkowy 1 kW mocy urządzenia. Jest to około 2000 USD bez prac instalacyjnych. Dodając kolejne 500 USD na instalację i uruchomienie, otrzymujemy średni koszt sprzętu, który będzie wytwarzał 2000-3000 kW / h energii elektrycznej rocznie.
Według ekspertów energia elektryczna otrzymywana ze źródeł przyjaznych dla środowiska jest 3-4 razy droższa niż zwykle.W przypadku farm wiatrowych małej mocy koszt energii może być rzędu wielkości (10 razy) wyższy niż uzyskany z tradycyjnych źródeł. Jest to związane z dużymi jednorazowymi kosztami sprzętu oraz instalacją, uruchomieniem i konserwacją elektrowni wiatrowych.
Aby ukryć ten fakt, często używają stwierdzenia, że wraz ze wzrostem cen energii źródła przyjazne dla środowiska staną się opłacalne. Jednocześnie ignoruje się uwagę, że wraz ze wzrostem cen energii wzrośnie również koszt sprzętu o znacznym zużyciu materiałów. Perspektywy ograniczenia takiego „widelca” nie są oczekiwane nawet w odległej przyszłości.
Jeśli masz nieodparte pragnienie założenia farmy wiatrowej, najpierw zapoznaj się z archiwum raportów pogodowych z ostatnich kilku lat w Twojej okolicy. Takie informacje są teraz dostępne online i natychmiast wyjaśnią realne możliwości wykorzystania energii wiatrowej.
Zobacz także na electro-pl.tomathouse.com
: