ฟาร์มกังหันลม: การวางแผนและประเภทของฟาร์มกังหันลม

ฟาร์มลม (ฟาร์มลม) - อุปกรณ์ของการออกแบบพิเศษที่พลังงานลมถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า ทุกวันพวกเขาได้รับความนิยมมากขึ้น การใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียนจากธรรมชาติและที่สำคัญที่สุดโรงไฟฟ้าพลังงานลมที่สะดวกและเรียบง่ายที่เรียกว่ากังหันลมเป็นทางเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับโรงไฟฟ้าแบบดั้งเดิมโดยเฉพาะในบ้านส่วนตัว

การใช้พลังงานลม

กังหันลมหรือเป็นหลักการของการกระทำของพวกเขาถูกลืมในช่วงกลางศตวรรษที่ยี่สิบ อย่างไรก็ตามพลังงานลมไม่ได้ถูกนำมาใช้เพื่อให้ได้พลังงานไฟฟ้า เธอขับเคลื่อนหินโม่ถูกใช้เป็นผู้เสนอญัตติสำหรับเรือใบและต่อมาได้เปิดตัวปั๊มสำหรับสูบน้ำเข้าสู่ถังนั่นคือเปลี่ยนเป็นพลังงานกล

พลังงานลมเริ่มพัฒนาอย่างรวดเร็วในช่วงปลายอายุหกสิบเศษของศตวรรษที่ XX ในเวลานั้นผู้ให้บริการพลังงานแบบดั้งเดิมเริ่มขาดแคลนอย่างมากนอกจากนี้พวกเขายังเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในด้านราคาและปัญหาสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานของพวกเขาเริ่มรุนแรงขึ้น

เขาส่งเสริมการใช้แหล่งพลังงานทางเลือกรวมถึงพลังงานลมและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี วัสดุที่มีความแข็งแรงสูงและมีน้ำหนักเบาใหม่ได้ปรากฏตัวขึ้นทำให้สามารถสร้างหอคอยได้สูงถึง 120 เมตรและใบมีดขนาดใหญ่

ลมที่พัดผ่านในหลายภูมิภาคของโลกสามารถหมุนกังหันของโรงไฟฟ้าด้วยความเร็วที่เพียงพอเพื่อให้พลังงานแก่บ้านส่วนตัวฟาร์มขนาดเล็กหรือโรงเรียนในพื้นที่ชนบท

แต่ในน้ำผึ้งใด ๆ บาร์เรลมีอย่างน้อยหนึ่งแมลงวันในครีม ลมไม่สามารถทำให้เงียบลงได้ แต่ไม่ได้พัดทุกครั้งโดยเฉพาะในทิศทางเดียวกันและที่ความเร็วเดียวกัน ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีไม่หยุดนิ่ง ถ้าวันนี้ฟาร์มกังหันลมสำหรับบ้านส่วนตัวที่ผลิตกระแสไฟฟ้าหลายร้อยกิโลวัตต์ไม่เป็นของหายากอีกต่อไปแล้วในวันพรุ่งนี้บางทีเมกะวัตต์อาจกลายเป็นกิจวัตรประจำวัน ในกรณีใด ๆ มีฟาร์มกังหันลมที่มีกำลังการผลิต 5 mW หรือมากกว่า

ข้อดีและข้อเสียของฟาร์มกังหันลม

นอกเหนือจากการใช้พลังงานลมฟรีและความเป็นอิสระจากแหล่งไฟฟ้าภายนอกโรงไฟฟ้าพลังงานลมยังมีข้อได้เปรียบที่สำคัญหลายประการ ไม่มีปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมในการจัดเก็บและกำจัดของเสียและวิธีการผลิตพลังงานเป็นหนึ่งในวิธีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากที่สุด ไม่ต้องพูดถึงว่ากังหันลมจะดูสวยงามอย่างไรเมื่อเทียบกับท้องฟ้าก็ถือได้ว่าเป็นข้อดีของการติดตั้งที่สามารถเคลื่อนที่ได้ทั้งที่อยู่นิ่งและเคลื่อนที่

นอกจากนี้ในปัจจุบันมีความเป็นไปได้ที่จะเลือกโรงไฟฟ้าพลังงานลมในรูปแบบและความสามารถที่เหมาะสมหรือใช้พืชที่ผสมผสานการใช้พลังงานหลายแหล่งทั้งแบบดั้งเดิมและแบบทางเลือก มันอาจเป็นโรงไฟฟ้าดีเซลหรือพลังงานลมสุริยะ

ฟาร์มกังหันลมก็มีข้อเสียเช่นกัน ประการแรกพวกเขาจะมีเสียงดังมากจนต้องปิดเครื่องในตอนกลางคืน ประการที่สองพวกเขามักรบกวนการจราจรทางอากาศหรือคลื่นวิทยุ ประการที่สามพวกเขาจะต้องอยู่ในพื้นที่ขนาดใหญ่อย่างแท้จริง และยังมีข้อเสียเปรียบที่สำคัญอีกประการหนึ่งของโครงสร้างที่ห้อยเป็นตุ้ม - พวกมันจะต้องปิดในระหว่างเที่ยวบินนกตามฤดูกาล

ประเภทของฟาร์มกังหันลม

ตามการทำงานของโรงไฟฟ้ากังหันลมสามารถแบ่งออกเป็นเครื่องเขียนและโทรศัพท์มือถือหรือมือถือการติดตั้งแบบอยู่กับที่ทรงพลังต้องการงานเตรียมการทั้งหมด แต่สามารถสะสมพลังงานได้มากพอสำหรับใช้ในสภาพอากาศที่สงบในแบตเตอรี่แบบชาร์จได้

โรงไฟฟ้ามือถือนั้นมีการออกแบบที่เรียบง่ายไม่โอ้อวดติดตั้งง่ายและใช้งานง่าย พวกเขามักจะใช้พลังงานไฟฟ้าหรือเมื่อเดินทาง

การออกแบบที่แตกต่างระหว่างใบพัดกังหันลมและฟาร์มลม

ในสถานที่ติดตั้งกังหันลมมี:

• พื้นดิน มีการติดตั้งบนพื้นที่สูงและเป็นที่นิยมที่สุดในปัจจุบัน
• ใกล้ชายฝั่ง พวกเขาถูกสร้างขึ้นในเขตชายฝั่งทะเลของทะเลและมหาสมุทรเนื่องจากความร้อนของพื้นดินและน้ำไม่สม่ำเสมอทำให้เกิดลมพัดอย่างต่อเนื่อง
• นอกฝั่ง พวกเขาถูกสร้างขึ้นในทะเลในระยะทาง 10-15 กม. จากชายฝั่งซึ่งลมทะเลพัดตลอดเวลา
• ที่ลอย พวกเขายังตั้งอยู่ที่ประมาณระยะทางเดียวกันจากชายฝั่งเป็นนอกชายฝั่ง แต่บนแพลตฟอร์มลอย

ตามขอบเขตของโรงไฟฟ้ากังหันลมเป็นอุตสาหกรรมและในประเทศ

ฟาร์มกังหันลมปีก

ฟาร์มกังหันลมซึ่งเป็นผู้นำในตลาดพลังงานลมมีความคุ้นเคย ในความฝันที่สูงมีการติดตั้งกลไกใบมีดที่มีแกนหมุนในแนวนอนส่วนใหญ่เป็นแบบใบมีดสามใบและกำลังของมันขึ้นอยู่กับขนาดของใบมีด การชุมนุมดังกล่าวมาถึงความเร็วในการหมุนสูงสุดเมื่อใบมีดตั้งฉากกับการไหลของลมดังนั้นการออกแบบของมันจึงมีไว้สำหรับอุปกรณ์หมุนแกนหมุนอัตโนมัติในรูปแบบของปีกโคลงในระบบควบคุมขนาดเล็กและระบบหันเหอิเล็กทรอนิกส์

กังหันลมฟาร์มกังหันลมส่วนใหญ่แตกต่างกันตามจำนวนของใบพัด พวกเขาสามารถหลายใบมีดสองใบแม้จะมีหนึ่งใบและถ่วง

ฟาร์มกังหันลมหมุน

โรงไฟฟ้าพลังงานลมแบบหมุนหรือแบบหมุนมีแกนหมุนตามแนวตั้งและไม่ขึ้นอยู่กับทิศทางของลม นี่คือข้อได้เปรียบที่สำคัญเมื่อใช้กระแสอากาศที่ผิวหาว ข้อเสียของฟาร์มกังหันลมของการออกแบบนี้คือการใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบหลายขั้วที่ทำงานที่ความเร็วต่ำและไม่แพร่หลาย

การติดตั้งเหล่านี้เคลื่อนที่ช้าและดังนั้นจึงไม่สร้างเสียงรบกวนมากนัก นอกจากนี้ข้อดีของพวกเขาคือความเรียบง่ายของวงจรไฟฟ้าซึ่งไม่ได้ถูกละเมิดโดยลมกระโชกอย่างกะทันหัน

ผู้เชี่ยวชาญเชื่อว่าฟาร์มกังหันลมแบบหมุนมีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับพลังงานลมขนาดใหญ่ จริงเพื่อส่งเสริมการติดตั้งเช่นนี้ต้องใช้พลังงานจากภายนอก เมื่อถึงสมรรถนะแอโรไดนามิกบางตัวมันจะเข้าสู่โหมดเครื่องกำเนิดจากโหมดเครื่องยนต์

ระบบลมดีเซลร่วม

ข้อเสียของกังหันลม - การจ่ายไฟฟ้าไม่สม่ำเสมอ - ในเครือข่ายขนาดใหญ่ถูกชดเชยด้วยการติดตั้งจำนวนมาก

คุณสามารถชดเชยข้อเสียเปรียบนี้โดยใช้ระบบรวมซึ่งมีอุปกรณ์พิเศษที่แจกจ่ายภาระระหว่างโรงไฟฟ้าพลังงานลม (กังหันลม) และเครื่องยนต์ดีเซล ดังนั้นเครือข่ายอิสระที่ใช้พลังงานต่ำจาก 0.5 ถึง 4 เมกะวัตต์ที่จับคู่กับเครื่องยนต์ดีเซลสามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือและเท่าเทียมกัน

อุปกรณ์ที่ทันสมัยซึ่งช่วยประหยัดเชื้อเพลิงเหลวได้ประมาณ 65% ต่อปีช่วยให้คุณเชื่อมต่อเครื่องยนต์ดีเซลหรือปิดเครื่องในเวลาไม่กี่วินาทีหากจำเป็น

ครัวเรือนและฟาร์มกังหันลม

โรงไฟฟ้าพลังงานลมในครัวเรือนมีกำลังไฟตั้งแต่ 250 วัตต์ถึง 15 กิโลวัตต์สามารถทำงานร่วมกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ได้โดยมีหรือไม่มีแบตเตอรี่

กระแสไฟฟ้าที่ผลิตโดยฟาร์มกังหันลมในครัวเรือนมีราคาค่อนข้างแพง แต่มักเกิดขึ้นว่าไม่มีแหล่งอื่น

ฟาร์มกังหันลมในประเทศในรัสเซียผลิตด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงซึ่งชาร์จแบตเตอรี่ได้สูงสุด 800 Ah เครื่องใช้ในครัวเรือนทั้งหมดสามารถทำงานได้จากแบตเตอรี่ในบ้านเช่นทีวีกาต้มน้ำไฟฟ้าเป็นต้น

กระบวนการชาร์จแบตเตอรี่หลังจากปลดการเชื่อมต่ออาจมีความยาวขึ้นอยู่กับความแรงของลมและพลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

นอกจากนี้ยังมีฟาร์มกังหันลมภายในประเทศในตลาดรัสเซียซึ่งค่อนข้างมีราคาแพง แต่โดยปกติแล้วจะให้พลังงานน้อยกว่าครึ่งหนึ่ง

ฟาร์มกังหันลมอุตสาหกรรมมีความโดดเด่นด้วยพลังที่มากขึ้นและมักจะรวมอยู่ในเครือข่ายเดียว

ฟาร์มกังหันลมเอกชนโดยทั่วไปมีความจุ 3 ถึง 5 น้อยกว่าบ่อย 10 กิโลวัตต์ หากความเร็วลมเฉลี่ยต่อปีในภูมิภาคถึง 3-4 เมตร / วินาทีดังนั้นฟาร์มกังหันลมดังกล่าวสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าให้กับบ้านในชนบทสถานีบริการหรือร้านกาแฟขนาดเล็ก

ลักษณะสำคัญของฟาร์มกังหันลม

กำลังไฟเป็นตัวบ่งชี้หลักที่แสดงลักษณะโรงไฟฟ้าทั้งหมดกังหันลมจะไม่มีข้อยกเว้น มันถูกกำหนดโดยพลังงานที่สร้างโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ความเร็วลมเฉลี่ย 12 m / s และขึ้นอยู่กับประเภทของสถานี

ตัวบ่งชี้ที่สำคัญต่อไปคือแรงดันไฟฟ้าของฟาร์มกังหันลมที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสร้างขึ้น สามารถเป็นได้ทั้ง 220 V หรือ 12 V และ 24 V

พลังงานไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขึ้นอยู่กับพลังของกังหัน เนื่องจากพลังของกังหันสูงขึ้นขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางก็จะยิ่งใหญ่ขึ้นดังนั้นเสากระโดงก็จะยิ่งแข็งแกร่งมากขึ้นตัวบ่งชี้นี้จึงมีความสำคัญเมื่อเลือกและคำนวณการออกแบบเสา

กังหันลมมีคุณสมบัติอื่น ๆ อีกมากมาย ประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญ - นี่คือปริมาณไฟฟ้าที่อุปกรณ์สร้างขึ้นต่อปี เมื่อเลือกกังหันลมจำเป็นต้องทราบความเร็วลมสูงสุดที่กังหันสามารถทนได้และความเร็วต่ำสุด (เริ่มต้น) ที่จะเริ่มหมุน เมื่อเลือกความเร็วในการหมุนของกังหันและจำนวนใบพัดมีบทบาท

หลักการทำงานและการจัดการฟาร์มกังหันลม

ในฟาร์มกังหันลมกระแสลมหมุนล้อด้วยใบมีดซึ่งส่งแรงบิดไปยังกลไกอื่น ยิ่งขนาดของล้อใหญ่เท่าไหร่ก็ยิ่งมีการไหลของอากาศมากเท่านั้นและหมุนเร็วขึ้น

ในภาษาของฟิสิกส์ความเร็วลมเชิงเส้นจะถูกแปลงเป็นความเร็วเชิงมุมของการหมุนของแกนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งในทางกลับกันจะเปลี่ยนการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นพลังงานไฟฟ้าส่งผ่านตัวควบคุมไปยังแบตเตอรี่ ที่ทางออกของอุปกรณ์ไฟฟ้ามีอยู่แล้วเหมาะสำหรับใช้ในประเทศ

นั่นคือฟาร์มกังหันลมขนาดเล็กประกอบด้วยกังหันใบมีดหาง (กลไกแบบหมุน) เสาที่มีสายเคเบิลต่อขยายแบตเตอรี่ตัวควบคุมการประจุและอินเวอร์เตอร์ที่แปลง 12 V ถึง 220 V

นอกจากอุปกรณ์เหล่านี้แล้วฟาร์มกังหันลมอุตสาหกรรมยังมีระบบติดตามสำหรับทิศทางของลมและความเร็วสถานะของเครื่องกำเนิดลมและการป้องกันการปล่อยฟ้าผ่า นอกจากนี้เสากระโดงไม่สามารถรองรับแรงที่มีขนาดใหญ่กว่าและมันถูกแทนที่ด้วยหอคอยซึ่งอุปกรณ์เพิ่มเติมทั้งหมดตั้งอยู่

การออกแบบฟาร์มกังหันลม

ตัวบ่งชี้หลักที่ช่วยให้คุณตัดสินใจเกี่ยวกับการใช้ฟาร์มกังหันลมคือความเร็วลมเฉลี่ยต่อปีซึ่งควรมีอย่างน้อย 5 m / s จริงอยู่ในปัจจุบันมีฟาร์มกังหันลมที่สามารถกระจายตัวได้ง่ายซึ่งออกแบบมาเพื่อให้พลังงานแก่ครัวเรือนส่วนตัวซึ่งเริ่มทำงานด้วยความเร็วลมต่ำสุด 3.5 ม.

เมื่อต้องการกำหนดตัวบ่งชี้นี้จะใช้แผนภูมิลมพิเศษ

ในแบบต่างๆ เขตภูมิอากาศของรัสเซีย การวัดความเร็วลมถูกนำมาพิจารณาว่าฟาร์มกังหันลมมีประสิทธิภาพอย่างไร กังหันลมและสถานีกำลังปฏิบัติการอยู่ในภูมิภาคคาลีนินกราดบนเกาะผู้บัญชาการในเมอร์มานสค์สาธารณรัฐซาฮา (ยาคุเตีย) และแบชคอร์โตซาน

เมื่อตัดสินใจว่าจะติดตั้งโรงไฟฟ้าพลังงานลมหรือฟาร์มกังหันลมส่วนตัวคุณควรเริ่มต้นจากผู้เชี่ยวชาญเพื่อทำการวิจัยเกี่ยวกับทิศทางและความแรงของลมโดยใช้เครื่องวัดความเร็วลมและสร้างแผนที่ความพร้อมใช้งานของพลังงานจากข้อมูลเหล่านี้การออกแบบกังหันลมหรือการออกแบบของพืชหลายชนิดพารามิเตอร์ทางเทคนิคและทางเรขาคณิตของมันจะถูกคำนวณและพัฒนา

มันเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างฟาร์มกังหันลมอุตสาหกรรมที่มีกำลังการผลิตเพียงพอโดยไม่ต้องลงทุนและการคำนวณที่ดำเนินการอย่างดีและโครงการที่เสร็จสมบูรณ์จะช่วยกำหนดระยะเวลาคืนทุนของโครงการและดึงดูดทางการเงินเพิ่มเติม

ฟาร์มกังหันลมส่วนตัว

ตามสถิติที่มีนัยสำคัญต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญซึ่งไม่ได้คำนึงถึงอาคารและโครงสร้างระยะไกลแยกเดี่ยวประมาณ 30% ของครัวเรือนส่วนตัวในพื้นที่ชนบทที่การวางเครือข่ายไฟฟ้าเป็นไปไม่ได้ด้วยเหตุผลทางเศรษฐกิจไม่มีไฟฟ้า เครื่องปั่นไฟไม่ใช่ทุกคนที่ใช้เชื้อเพลิงเหลว และนี่คือในศตวรรษที่ 21!

การศึกษาได้แสดงให้เห็นว่าสถานีพลังงานลมที่มีความสามารถหลากหลายสามารถติดตั้งได้ในหลายพื้นที่ของภาคเหนือและภาคเหนือตอนบนบน Sakhalin และ Kamchatka ในภูมิภาค Volga ล่าง, Siberia, Karelia และ North Caucasus

ตัวเลือกของการติดตั้งขึ้นอยู่กับความต้องการของลูกค้า หากมีความจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานของเครื่องจักรกลการเกษตรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมจะรับมือกับภารกิจนี้ หากคุณต้องการใช้พลังงานไฟฟ้าทั้งอาคารสร้างไฟถนนให้ความร้อนสำหรับบ้านคุณต้องดำเนินโครงการโรงไฟฟ้าพลังงานลม

นอกจากความเร็วลมเฉลี่ยต่อเดือนและทิศทางแล้วยังจำเป็นต้องคำนวณปริมาณการใช้ไฟฟ้าเฉลี่ยต่อเดือนและปริมาณไฟฟ้าสูงสุด การคำนวณดังกล่าวหากต้องการให้ดำเนินการได้อย่างอิสระง่าย

มีตัวบ่งชี้อื่นที่มีผลต่อต้นทุนของอุปกรณ์และการติดตั้งกังหันลม นี่คือความสูงของเสากระโดง ยิ่งโครงสร้างมีความเร็วลมมากเท่าใดก็จะมีราคาสูงเท่านั้น ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าเสาที่สูงกว่าต้นไม้หรืออาคารที่สูงที่สุดคือรัศมี 10 เมตรภายในรัศมี 100 เมตร

ฟาร์มกังหันลม DIY

สำหรับการทำงานของปั๊มไฟฟ้าโทรทัศน์แสงสว่างหรือเครื่องใช้ไฟฟ้าพลังงานต่ำอื่น ๆ ในกระท่อมฤดูร้อนการติดตั้งพลังงานลมสามารถทำได้ด้วยมือของตัวเองถ้ามีความรู้ด้านวิศวกรรมไฟฟ้า

มีข้อมูลอ้างอิงและคำแนะนำสำหรับการเลือกพลังงานของกังหันลมขนาดและจำนวนของใบมีดและคำแนะนำโดยละเอียดเกี่ยวกับวิธีการสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานลมด้วยมือของคุณเองจากวัสดุและส่วนประกอบ

วันนี้การลงทุนในการก่อสร้างฟาร์มกังหันลมขนาดใหญ่กำลังเติบโตในยุโรป การก่อสร้างจำนวนมากลดค่าใช้จ่ายหนึ่งกิโลวัตต์และนำมาใกล้กับราคาไฟฟ้าที่ได้รับจากแหล่งดั้งเดิม

การออกแบบของฟาร์มกังหันลมได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องตัวบ่งชี้อากาศพลศาสตร์และไฟฟ้ามีการปรับปรุงการสูญเสียจะลดลง

นักเศรษฐศาสตร์คาดว่าฟาร์มกังหันลมในบ้านจะเป็นโครงการพลังงานที่คุ้มค่าที่สุด ในอนาคตพวกเขาสัญญาอิสรภาพจากแนวโน้มเชิงลบในตลาดนี้