Vindparker (vindparker) - enheter med en spesiell design der vindenergi konverteres til elektrisk energi. Hver dag blir de mer populære. Ved hjelp av naturlige, og viktigst, fornybare energikilder, er praktiske og enkle vindkraftverk, de såkalte vindmøllene, et utmerket alternativ til tradisjonelle kraftverk, spesielt i private hus.
Bruker vindkraft
Vindmøller, eller rettere sagt prinsippet om deres handling, ble ufortjent glemt på tjueårene av forrige århundre. Vindkraft ble imidlertid ikke brukt selv for å skaffe elektrisk energi. Hun drev kvernsteiner, ble brukt som mover for seilskuter, og lanserte senere pumper for pumping av vann i tanker, det vil si omgjort til mekanisk energi.
Vindenergi begynte å utvikle seg raskt på slutten av sekstitallet av det siste, XX århundre. På den tiden manglet tradisjonelle energibærere sterkt, i tillegg steg de kraftig i pris, og miljøproblemer knyttet til bruken deres ble stadig mer akutte.
Han fremmet bruken av alternative strømkilder, inkludert vindkraft, og teknologisk fremgang. Nye høyfastede og ganske lette materialer har dukket opp, noe som tillater bygging av tårn opp til 120 m høye og enorme kniver.
Vindene som blåser i mange regioner av planeten, er i stand til å rotere turbinene i kraftverket med en tilstrekkelig hastighet til å gi energi til private hjem, små gårder eller skoler i landlige områder.
Men i hvilken som helst tønne honning er det minst en flue i salven. Vinden kan ikke dempes, den blåser ikke alltid, spesielt i samme retning og med samme hastighet. Teknologisk fremgang står ikke stille. Hvis vindparker for et privat hus, som produserer hundrevis av kilowatt strøm i dag, ikke lenger er en sjeldenhet, så i morgen vil kanskje titalls megawatt bli daglige rutiner. Uansett er det allerede vindparker med en kapasitet på 5 mW eller mer.
Fordeler og ulemper ved vindparker
I tillegg til bruk av gratis vindenergi og uavhengighet fra eksterne strømkilder, har vindkraftstasjoner flere betydelige fordeler. Det er ingen miljøproblemer med lagring og avhending av avfall, og metoden for å produsere energi er en av de mest miljøvennlige. For ikke å nevne hvordan en vindturbin estetisk ser ut mot himmelen, kan det anses som sin fordel at installasjonen kan være både stasjonær og mobil.
I dag er det allerede i dag mulig å velge en vindpark med passende modell og kapasitet eller å bruke et anlegg som kombinerer bruk av flere energikilder, tradisjonelle og alternative. Det kan være en diesel- eller solkraftstasjon.
Vindparker har også ulemper. For det første er de så bråkete at store installasjoner må slås av om natten. For det andre forstyrrer de ofte flytrafikken eller radiobølgene. For det tredje må de plasseres på virkelig store områder. Og det er en annen betydelig ulempe med de lobete strukturer - de må være slått av under sesongens sesongmessige fugler.
Typer vindparker
I henhold til kraftverkets funksjonalitet kan vindparker deles inn i stasjonær og mobil, eller mobil.Kraftige stasjonære installasjoner krever en hel rekke forberedende arbeider, men de kan akkumulere nok strøm til bruk i rolig vær i oppladbare batterier.
Mobile kraftverk er enklere i design, upretensiøs, enkle å installere og enkle å betjene. De brukes vanligvis til å drive elektriske apparater eller når du reiser.
Utformingen skiller mellom vind- og vindparker til ving og rotor.
På installasjonsstedet for vindparken er det:
- bakken. De er installert på høyt underlag og er vanligst i dag;
- kyst. De er bygget i kystsonen i havene og havene, der på grunn av ujevn oppvarming av land og vann, kontinuerlig blåser vind;
- offshore. De er bygget i sjøen i en avstand på 10-15 km fra kysten, der det hele tiden blåser havvind;
- flytende. De ligger også i omtrent samme avstand fra kysten som offshore, men på en flytende plattform.
I henhold til kraftverket er vindmøller industrielle og innenlandske.
Bevinget vindpark
Vane vindparker, som er ledende på markedet for vindkraft, har blitt kjent. På en høy drøm er en bladmekanisme installert med en horisontal rotasjonsakse, hovedsakelig en tre-blad en, og kraften avhenger av størrelsen på bladene. Et slikt aggregat når sin maksimale rotasjonshastighet når knivene er vinkelrett på vindstrømmen, og dens utforming sørger for at anordningen automatisk kan rotere rotasjonsaksen i form av en stabilisatorvinge på små og elektroniske girkontrollsystemer på kraftigere stasjoner.
Vindmølleparker skiller seg hovedsakelig etter antall kniver. De kan være multiblad, to-blad, selv med ett blad og motvekt.
Rotary vindparker
Rotasjons- eller roterende vindkraftverk har en vertikal rotasjonsakse og er uavhengig av vindretningen. Dette er en viktig fordel når du bruker overflater som girer luftstrømmer. Ulempen med et vindpark med denne designen er bruken av flerpolige generatorer som opererer i lave hastigheter og ikke er utbredt.
Disse installasjonene er sakte i bevegelse og skaper derfor ikke mye støy. I tillegg er deres fordel enkelheten i elektriske kretsløp, som ikke krenkes av tilfeldige plutselige vindkast.
Eksperter mener at vindkraftparker er mest lovende for stor vindkraft. Det er sant at for å fremme en slik installasjon må ekstern energi brukes på den. Bare når den når en viss aerodynamisk ytelse, går den selv i generatormodus fra motormodus.
Kombinert vind-dieselsystem
Ulempen med vindmøller - ujevn tilførsel av strøm - i store nett blir oppveid av et stort antall installasjoner.
Det er også mulig å kompensere for denne ulempen ved å bruke kombinerte systemer der det er spesielle enheter som fordeler belastningen mellom vindkraftverket (vindturbin) og dieselmotoren. Derfor kan autonome nettverk med lav effekt fra 0,5 til 4 MW sammenkoblet med en dieselmotor fungere pålitelig og jevnt.
Moderne utstyr, som sparer omtrent 65% av flytende drivstoff per år, lar deg koble til en dieselmotor eller slå den av på bare noen få sekunder om nødvendig.
Husholdnings- og industrielle vindparker
Husholdnings vindkraftverk har kraft fra 250 W til 15 kW, kan fungere sammen med solcellepaneler, med eller uten batteri.
Elektrisitet som genereres av husholdnings vindparker er ganske dyr, men det hender ofte at det rett og slett ikke er andre kilder.
Innenlandske vindparker i Russland er produsert med en likestrømsgenerator som lader batterier opp til 800 Ah. Alle husholdningsapparater kan fungere fra slike batterier i huset: en TV, en vannkoker, etc.
Prosessen med å lade batterier etter å ha koblet fra lasten kan være ganske lang, avhengig av vindstyrken og generatorens kraft.
Det er også innenlandske innenlandske vindparker i det russiske markedet, de er ganske dyre, men de gir vanligvis ut mindre enn halvparten av den nominelle kraften.
Industrielle vindparker utmerker seg med betydelig større kraft og er vanligvis integrert i enkeltnett.
Private vindparker har generelt en kapasitet på 3 til 5, sjeldnere 10 kW. Hvis den gjennomsnittlige årlige vindhastigheten i regionen når 3-4 m / s, kan en slik vindpark gi strøm til et gjennomsnittlig landsted, bensinstasjon eller en liten kafé.
De viktigste egenskapene til vindparken
Nominell kraft er hovedindikatoren som kjennetegner alle kraftverk, vindturbiner er intet unntak. Det bestemmes av kraften som genereres av generatoren med en gjennomsnittlig vindhastighet på 12 m / s, og avhenger av type stasjon.
Den neste viktige indikatoren er den nominelle spenningen til vindparken som generatoren genererer. Det kan være 220 V eller 12 V, og 24 V.
Generatorens elektriske kraft avhenger av turbinens kraft. Siden kraften til turbinen er høyere, jo større diameter og derfor, jo sterkere mast, er denne indikatoren viktig når du velger og beregner utformingen av masten.
Vindturbinen har flere flere kjennetegn. Ytelsen er viktig - dette er mengden strøm som enheten genererer per år. Når du velger en vindturbin, er det nødvendig å vite den maksimale vindhastigheten som turbinen tåler, og dens minimum (start) hastighet som den begynner å rotere. Når du velger en rotasjonshastighet for turbinen, og antall kniver spiller en rolle.
Prinsipp for drift og arrangement av vindpark
I et vindmøllepark roterer en luftstrøm et hjul med kniver, fra hvilket momentet overføres til andre mekanismer. Jo større dimensjoner på hjulet er, jo større luftmengde fanger den og roterer derfor raskere.
På fysikkens språk blir den lineære vindhastigheten omdannet til vinkelhastigheten for rotasjonen til generatorens akse, som igjen omdanner rotasjonsbevegelsen til elektrisk energi, og overfører den gjennom kontrolleren til batteriene. Ved utgangen av enheten er strøm allerede egnet for bruk i hjemmet.
Det vil si at et lite vindmøllepark består av en turbin, kniver, hale (rotasjonsmekanisme), en mast med forlengelseskabler, batterier, en ladestyring og en omformer som konverterer 12 V til 220 V.
I tillegg til disse enhetene, inneholder et industrielt vindpark også sporingssystemer for vindretning og hastighet, vindgeneratorens tilstand og beskyttelse mot lynutladninger. I tillegg takler ikke masten belastningene i større skala, og den erstattes av et tårn, der alt tilleggsutstyr er plassert.
Vindpark design
Hovedindikatoren som lar deg bestemme bruken av et vindpark er den gjennomsnittlige årlige vindhastigheten, som skal være minst 5 m / s. Det er sant at i dag er det allerede lett spredbare vindparker designet for å drive private husholdninger, som begynner å operere med en minste lufthastighet på 3,5 m / s.
For å bestemme denne indikatoren brukes spesielle vindkort.
I forskjellige klimasoner i Russland vindhastighetsmålinger ble tatt for å bestemme hvor effektive vindparker er der. Vindturbiner og -stasjoner er allerede i drift i Kaliningrad-regionen, på Kommandørøyene, i Murmansk, Republikken Sakha (Yakutia) og Bashkortostan.
Når du bestemmer deg for om det skal installeres et vindkraftverk eller et privat vindmøllepark, er det verdt å starte med spesialister for å undersøke vindens retning og styrke ved hjelp av anemometre og lage kart over tilgjengeligheten av energien.Basert på disse dataene, en vindmølleutforming eller en utforming av flere anlegg, beregnes og utvikles dens tekniske og geometriske parametere.
Det er umulig å bygge et industrielt vindpark med tilstrekkelig kapasitet uten investorer, og godt utførte beregninger og et fullført prosjekt vil bidra til å bestemme tilbakebetalingsperioden for prosjektet og tiltrekke ekstra finansiering.
Private vindparker
I henhold til betydelig undervurdert statistikk, som ikke tar hensyn til frittliggende fjernbygninger og strukturer, har omtrent 30% av private husholdninger på landsbygda, hvor legging av elektriske nettverk er umulige av økonomiske årsaker, ikke strøm. Ikke overalt er det engang generatorer for flytende drivstoff. Og dette er i det 21. århundre!
Studier har vist at vindkraftstasjoner med forskjellige kapasiteter kan installeres i mange områder i Nord og Nord-Nord, på Sakhalin og Kamchatka, i Nedre Volga-regionen, Sibir, Karelia og Nord-Kaukasus.
Valget av installasjon påvirkes av kundenes behov. Hvis det er nødvendig å sikre driften av landbruksmaskiner, vil en vindkraftgenerator med lite strøm takle denne oppgaven. Hvis du trenger å elektrifisere hele bygningen, etablere gatebelysning, sørge for oppvarming til huset, må du utføre prosjektet til en vindkraftstasjon.
I tillegg til den gjennomsnittlige månedlige vindhastigheten og dens retning, er det nødvendig å beregne gjennomsnittlig månedlig forbruk og topp belastning på elektrisitet. Slike beregninger er om ønskelig enkle å utføre uavhengig.
Det er en annen indikator som påvirker kostnadene for utstyr og installasjon av vindmøller. Dette er høyden på masten. Jo høyere struktur, jo større vindhastighet og dyrere koster den. Optimal, ifølge eksperter, er en mastehøyde på 10 større enn det høyeste treet eller bygningen innenfor en radius på 100 m.
DIY vindpark
For drift av en elektrisk pumpe, TV, belysning eller andre elektriske apparater med lav effekt i en sommerhus, kan en vindkraftinstallasjon gjøres med egen hånd, hvis det er kunnskap om elektroteknikk.
Det finnes referansedata og anbefalinger for å velge kraften til vindgeneratoren, størrelsen og antallet av bladene og ganske detaljerte instruksjoner om hvordan du lager et vindkraftverk med egne hender, fra hvilke materialer og komponenter.
I dag vokser investeringene i bygging av store vindparker i Europa. Massekonstruksjon reduserer kostnadene på en kilowatt og bringer den nærmere prisen på strøm mottatt fra tradisjonelle kilder.
Utformingen av vindparker forbedres kontinuerlig, aerodynamiske og elektriske indikatorer forbedres, tapene reduseres.
Hjemmevindparker er av økonomer anslått å være de mest kostnadseffektive energiprosjektene. I fremtiden lover de uavhengighet fra negative trender i dette markedet.
