Rüzgar çiftlikleri (rüzgar çiftlikleri) - rüzgar enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürüldüğü özel tasarımlı cihazlar. Her gün daha popüler hale geliyorlar. Doğal ve en önemlisi yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılması, yel değirmenleri adı verilen kullanışlı ve basit rüzgar santralleri, özellikle özel evlerde, geleneksel enerji santrallerine mükemmel bir alternatiftir.
Rüzgar enerjisi kullanarak
Yel değirmenleri, ya da daha doğrusu onların eylem prensibi, geçen yüzyılın yirmiliğinde haksız yere unutulmuştu. Ancak, elektrik enerjisi elde etmek için o zaman bile rüzgar enerjisi kullanılmadı. Değirmentaşlarını güçlendirdi, yelkenli gemiler için bir taşıyıcı olarak kullanıldı ve daha sonra suları tanklara, yani mekanik enerjiye dönüştürmek için pompalar üretti.
Rüzgar enerjisi, son XX. Yüzyılın sonlarında 60'lı yıllarda hızla gelişmeye başladı. O zaman, geleneksel enerji taşıyıcıları ciddi bir şekilde eksik kaldı, ayrıca, fiyatlarında keskin bir artış gösterdiler ve kullanımlarıyla ilgili çevresel sorunlar giderek daha ciddi hale geldi.
Rüzgar enerjisi ve teknolojik ilerleme dahil olmak üzere alternatif elektrik kaynaklarının kullanımını teşvik etti. 120 m yüksekliğe ve devasa bıçaklara sahip kulelerin yapımına izin veren yeni yüksek mukavemetli ve oldukça hafif malzemeler ortaya çıktı.
Gezegenin birçok bölgesinde esen rüzgârlar, santralin türbinlerini, kırsal alanlardaki özel evlere, küçük çiftliklere veya okullara enerji sağlamak için yeterli bir hızla döndürebiliyor.
Ancak herhangi bir bal varilinde merhemde en az bir sinek vardır. Rüzgar bastırılamaz, özellikle aynı yönde ve aynı hızda her zaman esmez. Teknolojik ilerleme hala geçerli değil. Bugün yüzlerce kilowatt elektrik üreten özel bir ev için rüzgar santralleri artık nadir değildir, o zaman yarın belki onlarca megawatt günlük rutin hale gelecektir. Her durumda, zaten 5 mW veya daha fazla kapasiteye sahip rüzgar santralleri bulunmaktadır.
Rüzgar santrallerinin avantajları ve dezavantajları
Serbest rüzgar enerjisi kullanımına ve dış elektrik kaynaklarından bağımsızlığına ek olarak, rüzgar santrallerinin bazı önemli avantajları vardır. Çevresel depolama ve atık bertarafı sorunu yoktur ve enerji üretme yöntemi en çevre dostu yöntemlerden biridir. Bir rüzgar türbininin estetik olarak gökyüzüne karşı nasıl göründüğünden bahsetmiyorum bile, montajın hem sabit hem de hareketli olması avantajı olarak düşünülebilir.
Ek olarak, bugün uygun bir model ve kapasiteye sahip bir rüzgar çiftliği seçmek ya da geleneksel ve alternatif birçok enerji kaynağının kullanımını birleştiren bir tesis kullanmak zaten mümkün. Dizel veya güneş rüzgârlı elektrik santrali olabilir.
Rüzgar çiftlikleri de dezavantajlara sahiptir. İlk olarak, o kadar gürültülüdür ki, büyük tesisler geceleri kapatılmalıdır. İkincisi, genellikle hava trafiğine veya radyo dalgalarına müdahale ederler. Üçüncüsü, gerçekten büyük alanlara yerleştirilmeleri gerekir. Ve loblu yapıların önemli bir dezavantajı var - mevsimsel kuş uçuşlarında toplu olarak kapatılmaları gerekiyor.
Rüzgar çiftlikleri türleri
Santralin işlevselliğine göre, rüzgar çiftlikleri durağan ve hareketli ya da hareketli olarak ayrılabilir.Güçlü sabit tesisler çok çeşitli hazırlık çalışmaları gerektirir, ancak sakin havalarda şarj edilebilir bataryalarda kullanmak için yeterli miktarda elektrik biriktirebilirler.
Mobil santraller tasarım açısından basittir, iddiasız, kurulumu kolay ve kullanımı kolaydır. Genellikle elektrikli cihazlara güç sağlamak veya seyahat ederken kullanılırlar.
Tasarım, kanatlı ve rotorlu rüzgar santralleri arasında ayrım yapar.
Rüzgar çiftliğinin kurulum yerinde:
- zemin. Yüksek zemine kurulurlar ve bugün en yaygın olanlarıdır;
- kıyı. Denizlerin ve okyanusların kıyı bölgesinde, kara ve suyun dengesiz bir şekilde ısınması nedeniyle rüzgarların sürekli esmesi;
- Offshore. Deniz rüzgarlarının sürekli esiyor olduğu kıyıya, denizlere 10-15 km mesafede kurulurlar;
- Yüzen. Ayrıca kıyıdan açık denizle aynı mesafede, ancak yüzer bir platformda bulunurlar.
Santral kapsamında rüzgâr türbinleri endüstriyel ve yerlidir.
Kanatlı rüzgar çiftliği
Rüzgar enerjisi pazarında lider olan kanatlı rüzgar çiftlikleri tanıdık hale geldi. Yüksek bir rüyada, bir bıçak mekanizması, esas olarak üç bıçaklı olan yatay bir dönme eksenine sahip bir bıçak mekanizması monte edilmiştir ve gücü bıçakların boyutuna bağlıdır. Bu tür bir agrega, kanatlar rüzgar akışına dik olduğunda maksimum dönme hızına ulaşır, bu nedenle tasarımı, cihazın daha güçlü istasyonlardaki küçük ve elektronik yalpa kontrol sistemlerinde bir stabilizatör kanadı şeklinde dönme eksenini otomatik olarak döndürmesini sağlar.
Kanatlı rüzgar çiftlikleri temel olarak kanat sayısına göre farklılık gösterir. Çok bıçaklı, iki bıçaklı, bir bıçaklı ve karşı ağırlıkla bile olabilirler.
Döner rüzgar çiftlikleri
Döner veya döner rüzgar santralleri dikey bir dönme eksenine sahiptir ve rüzgarın yönünden bağımsızdır. Bu, yüzey esneme hava akımlarını kullanırken önemli bir avantajdır. Bu tasarımın bir rüzgar çiftliğinin dezavantajı, düşük hızlarda çalışan ve yaygın olmayan çok kutuplu jeneratörlerin kullanılmasıdır.
Bu kurulumlar yavaş hareket eder ve sonuç olarak fazla gürültü oluşturmaz. Ek olarak, avantajları rastgele ani rüzgar rüzgârları tarafından ihlal edilmeyen elektrik devrelerinin basitliğidir.
Uzmanlar, rüzgâr santrallerinin büyük rüzgar enerjisi için en umut verici olduğuna inanıyor. Doğru, böyle bir kurulumu teşvik etmek için dış enerjinin uygulanması gerekir. Sadece belirli aerodinamik performansa ulaştığında, motor modundan jeneratör moduna geçer.
Kombine rüzgar dizel sistemi
Rüzgar türbinlerinin dezavantajı - büyük şebekelerde eşit olmayan elektrik arzı - çok sayıda tesis tarafından dengelenmektedir.
Yükü rüzgar enerjisi santrali (rüzgar türbini) ile dizel motor arasında dağıtan özel cihazların bulunduğu kombine sistemleri kullanarak da bu dezavantajı telafi edebilirsiniz. Bu nedenle, bir dizel motorla eşleştirilmiş 0,5 ila 4 MW arasında düşük güçlü otonom ağlar güvenilir ve eşit şekilde çalışabilir.
Yılda yaklaşık% 65 oranında sıvı yakıt tasarrufu sağlayan modern ekipman, bir dizel motor bağlamanıza veya gerekirse birkaç saniye içinde kapatmanıza olanak sağlar.
Ev ve endüstriyel rüzgar santralleri
Ev rüzgar enerjisi santralleri 250 W ila 15 kW gücündedir, pille veya pilsiz güneş panelleriyle birlikte çalışabilir.
Ev rüzgar çiftlikleri tarafından üretilen elektrik oldukça pahalıdır, ancak çoğu zaman başka hiçbir kaynak olmadığı görülmektedir.
Rusya'daki yerli rüzgar santralleri, 800 Ah'e kadar olan bataryaları şarj eden doğru akım jeneratörüyle üretilmektedir. Tüm ev aletleri evdeki bu tür pillerden çalışabilir: TV, elektrikli su ısıtıcısı vb.
Yükün bağlantısını kestikten sonra aküleri şarj etme işlemi, rüzgarın gücüne ve jeneratörün gücüne bağlı olarak oldukça uzun olabilir.
Ayrıca, Rusya pazarında yerel yerli rüzgar santralleri var, oldukça pahalılar, ancak genellikle nominal gücün yarısından daha azını veriyorlar.
Endüstriyel rüzgar çiftlikleri, belirgin şekilde daha büyük bir güçle ayırt edilir ve genellikle tek ağlara entegre edilir.
Özel rüzgar santralleri genellikle 3 ila 5, daha az sıklıkla 10 kW kapasiteye sahiptir. Bölgedeki yıllık ortalama rüzgar hızı 3-4 m / s'ye ulaşırsa, böyle bir rüzgar santrali ortalama bir kır evi, servis istasyonu veya küçük bir kafeye elektrik sağlayabilir.
Rüzgar çiftliğinin temel özellikleri
Anma gücü, tüm santralleri belirleyen ana göstergedir, rüzgar türbinleri istisna değildir. Jeneratör tarafından ortalama 12 m / s rüzgar hızında üretilen güç tarafından belirlenir ve istasyon tipine bağlıdır.
Bir sonraki önemli gösterge, jeneratörün ürettiği rüzgar çiftliğinin nominal voltajıdır. 220 V veya 12 V ve 24 V olabilir.
Jeneratörün elektrik gücü türbininin gücüne bağlıdır. Türbinin gücü daha yüksek olduğundan, çapı büyür ve bu nedenle direk ne kadar güçlü olursa, direk tasarımını seçerken ve hesaplarken bu gösterge önemlidir.
Rüzgar türbini birkaç özelliğe sahiptir. Performansı önemlidir - bu, cihazın yıllık olarak ürettiği elektrik miktarıdır. Bir rüzgar türbini seçerken, türbinin dayanabileceği maksimum rüzgar hızını ve dönmeye başladığı minimum (başlangıç) hızını bilmek gerekir. Türbinin dönüş hızını seçerken ve kanat sayısı bir rol oynamaktadır.
Rüzgar çiftliği çalışma prensibi ve çalışma prensibi
Bir rüzgar çiftliğinde bir hava akımı, torkun diğer mekanizmalara aktarıldığı kanatlı bir tekerleği döndürür. Tekerleğin boyutları büyüdükçe, yakaladığı hava akımı da artar ve dolayısıyla daha hızlı döner.
Fizik dilinde, lineer rüzgar hızı, jeneratörün ekseninin açısal dönme hızına dönüştürülür; bu da, dönme hareketini kontrol ünitesinden akülere ileterek, elektrik enerjisine dönüştürür. Cihazın çıkışında, elektrik zaten ev içi kullanım için uygundur.
Yani, küçük bir rüzgar santrali, bir türbin, kanatlar, kuyruk (döner mekanizma), uzatma kabloları içeren bir direk, aküler, şarj kontrolörü ve 12 V - 220 V dönüştüren bir invertörden oluşur.
Bu cihazlara ek olarak, endüstriyel bir rüzgar santrali ayrıca rüzgarın yönü ve hızı, rüzgar jeneratörünün durumu ve yıldırım boşalmalarına karşı koruma için izleme sistemleri içerir. Ek olarak, direk daha büyük bir ölçekte yüklerle baş etmemektedir ve yerine tüm ilave ekipmanların bulunduğu bir kule ile değiştirilmektedir.
Rüzgar çiftliği tasarım
Bir rüzgar çiftliği kullanımına karar vermenizi sağlayan ana gösterge, en az 5 m / s olması gereken ortalama yıllık rüzgar hızıdır. Doğru, bugün özel hanehalklarını çalıştırmak için tasarlanmış, halihazırda minimum 3,5 m / s hava hızında çalışmaya başlayan, kolayca dağılabilen rüzgar santralleri var.
Bu göstergeyi belirlemek için özel rüzgar çizelgeleri kullanılır.
Çeşitli Rusya'nın iklim bölgeleri Orada ne kadar verimli rüzgar çiftlikleri bulunduğunu belirlemek için rüzgar hızı ölçümleri yapıldı. Rüzgar türbinleri ve istasyonları, Kaliningrad bölgesinde, Komutan Adalarında, Murmansk'ta, Sakha Cumhuriyeti'nde (Yakutya) ve Başkurdistan'da zaten çalışıyor.
Bir rüzgar santrali mi yoksa özel bir rüzgar santrali mi kurulacağına karar verirken, anemometreler kullanarak rüzgarın yönü ve gücü hakkında araştırma yapmak ve enerjisinin mevcudiyeti hakkında haritalar oluşturmak için uzmanlarla başlamaya değer.Bu verilere dayanarak, bir rüzgar türbini tasarımı veya birkaç tesisin tasarımı, teknik ve geometrik parametreleri hesaplanır ve geliştirilir.
Yatırımcılar olmadan yeterli kapasiteye sahip bir endüstriyel rüzgar çiftliği inşa etmek ve iyi yapılan hesaplamalar ve tamamlanmış bir proje, projenin geri ödeme süresinin belirlenmesine ve ek finansmanın sağlanmasına yardımcı olacaktır.
Özel rüzgar çiftlikleri
Müstakil uzak bina ve yapıları dikkate almayan önemli ölçüde hafife alınmış istatistiklere göre, elektrik şebekelerinin döşenmesinin ekonomik nedenlerden dolayı imkansız olduğu kırsal alanlardaki özel hanelerin yaklaşık% 30'unda elektrik bulunmuyor. Her yerde sıvı yakıt için bile jeneratör yoktur. Ve bu 21. yüzyılda!
Araştırmalar, Kuzey ve Uzak Kuzey’in birçok bölgesinde, Sakhalin ve Kamçatka’da, Aşağı Volga bölgesinde, Sibirya, Karelya ve Kuzey Kafkasya’da çeşitli kapasitelerde rüzgar santrallerinin kurulabileceğini göstermiştir.
Kurulum seçimi müşteri ihtiyaçlarından etkilenir. Tarım makinelerinin çalışmasını sağlamak gerekirse, düşük güçte çalışan bir rüzgar jeneratörü bu görevle başa çıkacaktır. Tüm binayı elektriklendirmek, sokak aydınlatması oluşturmak, ev için ısıtma sağlamak istiyorsanız, bir rüzgar santrali projesini gerçekleştirmeniz gerekir.
Ortalama aylık rüzgar hızına ve yönüne ek olarak, ortalama aylık tüketimi ve en yüksek elektrik yükünü hesaplamak gerekir. İstenirse, bu tür hesaplamalar bağımsız olarak yapmak kolaydır.
Ekipman maliyetini ve rüzgar türbinlerinin kurulumunu etkileyen başka bir gösterge var. Bu direk yüksekliği. Yapı ne kadar yüksek olursa, rüzgar hızı o kadar yüksek ve maliyeti de o kadar pahalı olacaktır. Optimal, uzmanlara göre, 100 m yarıçapındaki en uzun ağaç veya binadan 10 daha büyük bir direk yüksekliğidir.
DIY rüzgar çiftliği
Bir elektrik tesisatı, televizyon, aydınlatma veya diğer düşük güçlü elektrikli cihazların yazlık bir kulübede çalıştırılması için, elektrik mühendisliği bilgisi varsa, rüzgar enerjisi tesisatı kendi eliyle yapılabilir.
Rüzgar jeneratörünün gücünü, kanatlarının büyüklüğünü ve sayısını seçmek için referans verileri ve önerileri ile bir rüzgar santralinin hangi malzemelerden ve bileşenlerden elde edileceğine dair kendi elinizle nasıl yapılacağına ilişkin oldukça ayrıntılı talimatlar vardır.
Günümüzde Avrupa'da büyük rüzgar santrallerinin inşasına yapılan yatırımlar artmaktadır. Toplu inşaat, bir kilovatın maliyetini düşürür ve geleneksel kaynaklardan alınan elektriğin fiyatına yaklaştırır.
Rüzgar çiftlikleri tasarımı sürekli geliştirilmekte, aerodinamik ve elektriksel göstergeler iyileştirilmekte, kayıplar azaltılmaktadır.
Ev rüzgar santrallerinin ekonomistler tarafından en uygun maliyetli enerji projeleri olduğu tahmin edilmektedir. Gelecekte, bu pazardaki olumsuz eğilimlerden bağımsızlık sözü veriyorlar.
