Kincir angin telah lama berhenti menjadi hal baru yang eksotis, sekarang mereka dianggap sebagai salah satu opsi yang memungkinkan untuk diselamatkan. Udara yang mengalir di atas permukaan bumi membawa sejumlah besar energi, yang saat ini berhasil digunakan dalam turbin angin industri dan turbin angin kecil untuk penggunaan pribadi.
Kami akan memberi tahu Anda cara memilih yang tepat dan secara teknis memasang generator angin untuk rumah pribadi. Dalam artikel yang kami usulkan, aturan untuk perakitan dan pengoperasian pembangkit listrik mini dijelaskan. Pembeli yang tertarik diberikan rekomendasi untuk seleksi, diberi peringkat model populer.
Desain dan prinsip pengoperasian turbin angin
Generator angin adalah perangkat khusus yang mengubah energi kinetik angin menjadi energi listrik. Ini adalah sumber listrik independen, yang sangat baik untuk pemasangan di bangunan tempat tinggal pribadi, di pertanian kecil dan menengah, basis produksi.
Desain pembangkit listrik mini standar untuk keperluan rumah tangga meliputi elemen fungsional berikut:
- Pisau bentuk aerodinamis untuk menjebak angin.
- Generator untuk memproduksi arus bolak-balik.
- Pengendali untuk kontrol otomatis stasiun angin. Memungkinkan Anda menyesuaikan pengisian baterai, mendistribusikan aliran energi antar perangkat.
- Alat penyimpanan. Baterai khusus untuk akumulasi listrik yang dihasilkan.
- Inverter untuk membawa parameter energi yang dihasilkan ke standar jaringan.
- Tiang kapal, mengangkat bilah ke ketinggian tertentu di atas permukaan tanah.
Tiang berbeda: swadaya tanpa stretch mark, kaku dipasang dan berputar pada stretch mark. Yang terakhir dapat diturunkan dan dinaikkan untuk pemeliharaan, serta untuk pekerjaan perbaikan dan restorasi.
Di bawah pengaruh angin, bilah-bilah yang dipasang pada poros generator mulai berputar, membantu menghidupkan rotor. Akibatnya, energi kinetik dari aliran udara diubah menjadi mekanik dan kemudian menjadi energi listrik. Sepertinya skema kincir angin yang sangat sederhana
Bahkan, energi dari ladang angin tidak langsung menjangkau konsumen. Dalam sistem, perangkat khusus harus terhubung untuk mengubah arus listrik.
Pengontrol terletak di sirkuit setelah generator. Ini mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah. Dalam bentuk ini, listrik dikumpulkan dan disimpan dalam baterai, dan kemudian dari mereka melalui inverter, yang mengubah arus searah menjadi arus bolak-balik, energi disuplai ke jaringan listrik swasta.
Skema semacam itu memungkinkan untuk memperlancar ketidakstabilan tegangan, serta untuk mengakumulasi energi selama periode tidak adanya konsumsi sama sekali. Dan ini, pada gilirannya, memungkinkan penggunaan generator angin dengan daya lebih rendah dari total daya peralatan rumah tangga.
Selama konversi arus listrik sesuai dengan skema variabel-konstan-variabel, kehilangan energi tertentu terjadi, yang jumlahnya mencapai sekitar 20%
Bersama dengan stasiun angin otonom, dimungkinkan untuk menginstal modul surya dan generator bahan bakar.
Jika beberapa perangkat untuk menghasilkan listrik terlibat sekaligus, sirkuit ini dilengkapi dengan elemen lain - pemutus sirkuit (ABP). Adalah penting bahwa ketika Anda mematikan satu sumber energi alternatif, yang lain, cadangan, diluncurkan.
Sebagai bagian dari peternakan angin modern, berbagai desain rotor digunakan - bagian berputar. Mereka memiliki kelebihan dan kekurangan, efisiensi dan fungsi yang berbeda. Saat ini, ada banyak perkembangan sistem otonom yang dapat berinteraksi dengan angin dengan kecepatan dan kekuatan yang berbeda.
Jenis ladang angin
Berdasarkan jenis konsumen, generator angin otonom dan instalasi jaringan dibedakan. Yang pertama memberikan daya kepada konsumen yang jauh dari jaringan listrik pusat.
Yang kedua - dapat berjumlah beberapa puluh / ratusan kincir angin, yang membentuk sistem tunggal dan mentransfer energi ke jaringan bersama. Kekuatan unit otonom jarang melebihi 75 kW, sedangkan kekuatan instalasi jaringan dimulai dari 100 kW.
Tergantung pada jenis konstruksinya, generator angin dibedakan:
- dengan vertikal sumbu rotasi;
- dengan horisontal sumbu rotasi.
Perangkat ini digunakan untuk kondisi operasi yang berbeda, tetapi paling sering ada model dengan sumbu horizontal. Mereka bekerja seperti penunjuk cuaca biasa dan memiliki struktur yang serupa. Sumbu rotor berputar sejajar dengan permukaan bumi.
Unit tersebut ditandai dengan efisiensi tinggi (sekitar 40%), kontrol daya yang sederhana dan harga yang lebih terjangkau, tetapi mereka juga ditandai dengan tingkat kebisingan dan getaran yang tinggi. Selain itu, mereka harus berorientasi pada arah angin.
Untuk memasang turbin angin dengan rotor horizontal, Anda memerlukan ruang bebas sekitar 120 m dan tiang setinggi setidaknya 8 m
Generator angin dengan sumbu rotasi vertikal memiliki desain yang lebih kompak, mereka kurang rentan terhadap faktor lingkungan.
Pada perangkat jenis ini, turbin tegak lurus dengan bidang bumi. Desain semacam itu diluncurkan bahkan dari angin sepoi-sepoi dan tidak tergantung pada arah aliran udara.
Tingkat kebisingan yang rendah (hingga 30 dB) memungkinkan untuk memasang turbin angin vertikal di atap bangunan
Namun, ada minus yang signifikan - efisiensi generator tersebut hanya 15%. Selain itu, mereka lebih mahal daripada model dengan sumbu rotasi horizontal.
Model generator angin berbeda di antara mereka sendiri tidak hanya dengan lokasi sumbu rotasi, tetapi juga:
- jumlah pisau - ada kincir angin dengan dua dan tiga bilah, ada juga modifikasi multi-blade;
- bahan untuk pembuatan bagian fungsional - dengan pisau berlayar dan kaku;
- pitch sekrup - disesuaikan atau diperbaiki.
Rotasi kincir angin stasioner multi-blade dimulai bahkan dengan angin lemah, tetapi untuk pengoperasian perangkat dua dan tiga blade, diperlukan angin yang lebih kuat. Pada saat yang sama, setiap blade tambahan dalam struktur menciptakan ketahanan roda yang lebih besar, membuatnya lebih sulit untuk mencapai kecepatan operasi generator standar.
Tergantung pada bahan pembuatan bilah untuk turbin angin, kesulitan tertentu mungkin timbul dalam operasi. Elemen berlayar lebih mudah untuk diproduksi, itulah sebabnya mereka lebih murah.
Tetapi jika perlu untuk memastikan operasi turbin angin yang andal untuk catu daya otonom, ada baiknya memberikan preferensi pada desain dengan bilah kaku yang terbuat dari logam atau fiberglass yang diperkuat.
Sedangkan untuk pitch sekrup, juga tidak begitu sederhana. Langkah variabel memungkinkan Anda untuk secara signifikan memperluas jangkauan kecepatan efektif untuk operasi stasiun angin dan ini merupakan nilai tambah yang besar. Tetapi pada saat yang sama, mekanisme semacam itu mengurangi keandalan instalasi stasioner secara keseluruhan dan secara signifikan memperumit roda angin, mempersulit operasi unit.
Kelayakan memasang generator angin
Peternakan angin kecil saat ini banyak digunakan sebagai sumber listrik alternatif, yang dapat mencapai penghematan nyata.
Perangkat seperti itu, biasanya, dipasang di pondok musim panas, di daerah yang jauh dari jaringan catu daya utama. Tapi ini bukan satu-satunya alasan mengapa orang semakin menyukai konstruksi jenis ini.
Pemilik tanah berhasil menggunakan generator angin untuk mencapai otonomi lengkap dan penghematan energi yang signifikan
Namun, tidak setiap zona cocok untuk memasang turbin angin. Agar pembangkit listrik mini berfungsi penuh selama periode yang dinyatakan oleh pabrikan, kondisi iklim medan harus memenuhi persyaratan peralatan khusus.
Kecepatan angin rata-rata tidak boleh kurang dari 4,5-5 m / s. Hanya dalam kasus ini, pemasangan struktur dengan turbin angin akan dibenarkan secara ekonomi.
Untuk menemukan data perkiraan kecepatan angin tahunan rata-rata berdasarkan wilayah, Anda perlu melihat peta angin khusus. Informasi yang lebih akurat dapat diperoleh dengan menggunakan anemometer dan perangkat untuk membaca sinyal.
Sistem pengukuran harus dipasang pada ketinggian tinggi sehingga bangunan dan pohon di dekatnya tidak merusak hasilnya.
Jika Anda memutuskan untuk menginstal pertanian mini-wind untuk rumah Anda, Anda juga harus mempertimbangkan ketersediaan ruang kosong. Harus diingat bahwa angin harus benar-benar "berjalan" di sepanjang mata pisau, yah, dan tanpa rintangan di jalurnya untuk menjangkau mereka dari arah yang berbeda.
Itulah sebabnya puncak bukit dianggap sebagai tempat yang ideal untuk memasang turbin angin, di mana massa udara terkondensasi dengan peningkatan tekanan dan kecepatan angin yang sesuai. Daerah laut dan zona stepa juga dianggap cocok.
Untuk mendapatkan yang terbaik dari kincir angin, Anda harus memasangnya di tempat di mana tidak ada pohon dan bangunan tinggi
Setiap hambatan dalam radius 250 m akan mempengaruhi pengoperasian generator angin. Untuk mendapatkan indikator efisiensi maksimum, perlu mengatur sumbu turbin di atas tingkat hambatan setidaknya 4-5 m.
Aturan untuk memilih peralatan
Pemilihan generator angin untuk rumah harus didekati secara bertanggung jawab.
Anda perlu mengumpulkan informasi dasar terlebih dahulu:
- Hitung jumlah nominal dan maksimum listrik untuk memenuhi kebutuhan rumah.
- Lihat data kecepatan angin tahunan rata-rata di daerah tempat tinggal untuk menentukan periode kapan kincir angin tidak aktif.
- Mempertimbangkan fitur iklim daerah tersebut. Jika salju parah diamati di musim dingin, pemasangan stasiun angin tidak akan membenarkan dirinya sendiri.
- Cari tahu intensitas kebisingan yang dihasilkan selama pengoperasian generator angin.
- Bandingkan spesifikasi teknis perangkat dari berbagai produsen.
Pemilihan komponen elemen fungsional untuk instalasi tenaga angin dilakukan sesuai dengan nilai nominal daya. Dalam hal ini, kecepatan angin nominal berperan - nilai-nilai di mana generator angin menghasilkan jumlah energi listrik yang dihitung.
Jika instalasi menghasilkan daya maksimum pada kecepatan angin 11 m / s, dan di daerah Anda indikator rata-rata mencapai 4,5 m / s, turbin angin tidak akan menghasilkan jumlah energi yang dinyatakan oleh pabrikan
Penting juga untuk fokus pada fakta bahwa kekuatan generator angin bergantung pada diameter roda yang dibentuk oleh bilah. Jika Anda menambah ukuran sebanyak 2 kali, kincir angin pada kecepatan angin yang sama akan menghasilkan listrik 4 kali lebih banyak.
Kapasitas baterai juga penting. Dalam keadaan tenang, mereka harus memiliki energi yang cukup untuk menyediakan rumah.
Instalasi pertanian mini-wind pribadi paling baik dipercayakan kepada perusahaan yang berspesialisasi dalam jenis pekerjaan ini. Tujuan utamanya adalah untuk memastikan keamanan maksimum. Desain keseluruhan turbin angin harus dijamin tetap stabil bahkan dalam kondisi cuaca ekstrem.
Model pembangkit angin bertenaga rendah dengan tiang yang ringan dan rendah dapat dipasang secara independen. Dukungan pusat harus dipasang pada fondasi beton bertulang. Untuk stabilitas lateral struktur, 3-4 mark stretch digunakan.
Perkiraan harga dan pengembalian generator angin
Popularitas turbin angin meningkat setiap hari. Sangat menguntungkan bagi mereka untuk melengkapi pondok besar dan mahal, yang isinya membutuhkan banyak energi listrik.
Dianjurkan untuk menginstal kincir angin di daerah berpenduduk di mana tidak ada catu daya terpusat atau listrik dipasok sebentar-sebentar.
Dalam kasus seperti itu generator angin datang untuk menyelamatkan, penggunaannya memiliki beberapa keuntungan:
- transformasi energi arus udara menjadi listrik bebas;
- keamanan lingkungan dari turbin angin;
- kurangnya bahan baku dan limbah dalam produksi listrik;
- keausan minimum bagian fungsional;
- operasi jangka panjang - 25-30 tahun;
- tidak perlu terus memantau operasi ladang angin.
Kerugiannya termasuk variabilitas dan ketidakpastian kekuatan angin. Untuk meminimalkan kerugian, Anda perlu menggandakan sumber atau memasang buffer tambahan untuk penyimpanan energi. Roda angin yang berputar juga berpotensi mengancam burung terbang.
Pembangkit listrik tenaga angin menghasilkan kebisingan yang sebanding dengan kebisingan kendaraan saat berkendara dengan kecepatan sekitar 70 km / jam. Tingkat kebisingan yang meningkat tidak hanya mengusir binatang, tetapi juga menyebabkan ketidaknyamanan bagi orang-orang
Kekurangan turbin angin signifikan lainnya untuk penggunaan domestik adalah biaya tinggi. Desain besar ini terbuat dari bahan yang mahal, dilengkapi dengan pengontrol, baterai, pemasangan inverter dan tiang.
Perlu dicatat bahwa generator angin domestik dari produsen Rusia, serta turbin angin berkualitas tinggi yang diproduksi di Cina, jauh lebih murah daripada rekan-rekan Eropa. Biaya turbin angin domestik dengan sumbu vertikal dengan daya pengenal hingga 2 kW bervariasi dalam kisaran $ 1300-2500.
Tetapi pada harga ini, set lengkap hanya mencakup generator dengan pisau. Peralatan lainnya harus dibeli secara terpisah atau dibuat dengan tangan Anda sendiri. Tanaman lengkap harganya sekitar 40-50% lebih banyak.
Harga stasiun angin untuk digunakan di rumah dengan daya dari 3 kW hingga 7 kW jauh lebih tinggi. Generator semacam itu dengan peralatan terkait akan membebani pembeli $ 5.000-12.000.
Saat ini, penggunaan turbin angin sebagai alternatif pasokan listrik terpusat tidak menguntungkan karena tingginya biaya peralatan
Dan bahkan ketika ada gangguan dalam pasokan listrik jaringan, tidak selalu disarankan untuk menginstal generator angin. Lebih mudah dan lebih murah untuk memasang sistem daya yang tidak pernah terputus berdasarkan baterai industri dalam kombinasi dengan UPS.
Masuk akal untuk memasang instalasi tenaga angin di tempat-tempat di mana akses ke catu daya terpusat sama sekali tidak ada. Periode pengembalian dalam kasus ini adalah 25 tahun.
Sebelum membeli komponen untuk merakit dan memasang generator energi angin, disarankan untuk melakukan perhitungan sesuai dengan formula yang diberikan dalam artikel kami. Di sini Anda akan menemukan prosedur dan aturan untuk melakukan perhitungan.
Tinjauan tentang merek dan instalasi terbaik
Di pasar Rusia generator angin, baik perangkat yang relatif murah yang dapat diandalkan dari merek domestik dan berbagai model turbin angin dari produsen asing disajikan dalam hal fungsi. Untuk menentukan pilihan pemasangan untuk rumah, Anda perlu membandingkan karakteristik unit yang berbeda.
No. 1 - Turbin angin Condor Home (Rusia)
Serangkaian kincir angin untuk digunakan di rumah termasuk perangkat dengan kapasitas 0,5-5 kW. Mereka dapat berfungsi sebagai sumber utama listrik atau tambahan. Stasiun Condor Home disesuaikan untuk beroperasi pada suhu rendah, mampu menghasilkan energi bahkan dalam angin sepoi-sepoi.
Tergantung pada modelnya, rumah generator terbuat dari plastik atau aluminium cor, baling-balingnya terbuat dari fiberglass. Ada sistem pengereman ganda yang efektif. Tiang adalah komposit, pada stretch mark, memiliki ketinggian 8-12 m. Untuk memasang unit ini, Anda memerlukan pondasi tiang pancang atau beton.
Turbin angin Condor Home adalah produk jadi yang tidak memerlukan pengetahuan khusus atau keterampilan teknis. Perangkat ini dimaksudkan untuk elektrifikasi bangunan yang berdiri sendiri dan pemukiman kecil sebagai bagian dari pembangkit listrik tenaga angin
Peralatan dasar termasuk tiang dan ekstensi, generator, rotor dan bilah, pengontrol muatan, dan pengencang.
2 - pembangkit listrik mini Falcon Euro (Rusia)
Mereka adalah generator angin sumbu vertikal berteknologi tinggi dengan kapasitas 1-15 kW. Mereka digunakan untuk catu daya utama / cadangan konsumen jauh dari saluran listrik. Mereka dapat digunakan sebagai bagian dari kompleks dengan panel surya dan generator bahan bakar.
Kincir angin dilengkapi dengan magnet neodymium yang kuat. Kecepatan angin mulai untuk memulai instalasi adalah 1,5 m / s, kecepatan nominal adalah 11 m / s. Rem aerodinamis yang dipasang membantu membatasi kecepatan roda. Umur layanan yang dinyatakan dari produsen adalah 20 tahun, garansi pabrik untuk pembangkit listrik mini adalah 36 bulan.
Turbin angin Falcon Euro dapat diandalkan dalam pengoperasian dan tidak bersahaja dalam perawatan. Dengan bantuan perangkat seri ini, mudah untuk memecahkan masalah catu daya fasilitas lokal maupun pulau
Kit instalasi dasar Falcon Euro mencakup beberapa elemen fungsional: roda angin, generator dan pengontrol, tiang, bagian-bagian tertanam. Instalasi inverter dan baterai dipilih secara terpisah.
3 - Turbin angin Sokol Air Vertikal (Rusia)
Pembangkit listrik tenaga angin kecil dari merek ini dapat menyediakan listrik untuk pondok kecil dan perusahaan menengah. Untuk penggunaan domestik, perangkat SAV dengan daya 0,5-15 kW tersedia.
Mereka dicirikan oleh efisiensi tinggi dalam angin ringan, beroperasi dengan lancar pada suhu rendah dan tinggi dalam kisaran dari -50 ° C hingga +50 ° C, ditandai dengan kebisingan rendah dan ketahanan terhadap pengaruh eksternal.
Pembangkit listrik oleh unit Sokol Air Vertical tidak tergantung pada arah angin. Unit sumbu vertikal beroperasi secara otomatis tanpa personil pemeliharaan. Desainnya menyediakan sistem pengereman elektromagnetik dan aerodinamis untuk membatasi kecepatan roda angin.
Baling-baling terbuat dari poliester yang diperkuat atau aluminium penerbangan (tergantung pada modelnya), memiliki profil pelonggaran otomatis. Generator adalah eksitasi tiga fase multi-kutub dari magnet permanen.
Kincir angin Sokol Air Vertikal menghasilkan daya terukur pada 7-8 m / s, yang memungkinkan mereka untuk digunakan di daerah dengan kecepatan angin tahunan rata-rata rendah
Peralatan dasar pembangkit listrik tenaga angin meliputi: turbin angin dengan pengontrol pengisian daya baterai, tiang dengan ekstensi, kit pemasangan. Inverter dan baterai dipilih sesuai dengan spesifikasi teknis secara terpisah.
No. 4 - generator angin Energy Wind (Rusia)
Model produk tunggal dan tiga mata rantai aplikasi universal dengan kekuatan 1-10 kW tersedia untuk pelanggan. Kincir angin ini bagus untuk membuat proyek untuk menyediakan listrik ke rumah-rumah pribadi dan pondok-pondok.
Basis unit Energy Wind terbuat dari bilah fiberglass yang diperkuat dan tahan lama, dicat dengan enamel otomatis, dan sistem yang andal untuk melepas dari aliran udara. Unit-unit ini dengan sumbu rotasi horizontal bekerja secara stabil pada suhu dari -40 hingga +40 derajat Celcius.
Kecepatan angin operasi minimum adalah 2 m / s, untuk beberapa posisi blade 3 m / s, tinggi tiang yang disarankan adalah 8-20 m. Kehidupan rata-rata instalasi merek Rusia adalah 25 tahun, garansi resmi dari produsen adalah 3 tahun.
Energy Wind generator tidak memerlukan perawatan atau pemeliharaan yang konstan, yang berkontribusi pada investasi kembali dana yang diinvestasikan dengan cepat
Peralatan dasar instalasi termasuk generator magnet permanen dengan mount ke tiang dan mekanisme putar, bilah, satu set pengencang untuk merakit turbin angin. Tiang, serta pengontrol, inverter, dan baterai untuk menyimpan listrik, harus dibeli secara terpisah.
5 - turbin angin Altek EW (Cina)
Jenis turbin angin - dengan sumbu rotasi horizontal. Perangkat dengan daya pengenal 1 kW hingga 10 kW sangat baik untuk menyelesaikan masalah pasokan daya bangunan dan pondok di pinggiran kota.
Casing pelindung kincir angin Altek EW terbuat dari paduan aluminium, yang sangat menyederhanakan desain. Bagian logam fungsional generator dilapisi dengan silikon untuk tahan panas.
Pisau terbuat dari plastik yang diperkuat serat. Kecepatan angin awal untuk meluncurkan unit rumah tangga merek Cina adalah 2,5 m / s, kecepatan nominal adalah 12 m / s.
Generator angin Altek EW adalah salah satu perangkat yang paling terjangkau untuk menghasilkan listrik, yang disajikan di pasar energi alternatif modern
Peralatan dasar termasuk bilah, generator dan pengontrol. Elemen fungsional yang tersisa untuk turbin angin harus dibeli.
Jika biaya kit buatan pabrik tampaknya tidak perlu tinggi, masuk akal untuk membuat generator angin dengan tangan Anda sendiri. Artikel yang kami rekomendasikan menggambarkan pembuatan unit yang berguna di rumah tangga dari mesin cuci.
Prospek untuk penggunaan pembangkit listrik tenaga angin:
Prinsip pengoperasian turbin angin modern. Bagaimana energi angin diubah menjadi listrik:
Bahkan saat ini, penggunaan generator angin membutuhkan pengembangan yang konstan. Kemungkinan dan prospek jangka panjang dari cara alternatif menghasilkan listrik ini menjanjikan. Namun, langkah-langkah tertentu diperlukan baik dari sisi produsen peralatan dan dari administrasi pemukiman.
Instalasi generator angin kecil untuk rumah tangga pribadi tidak akan sepenuhnya menyelesaikan masalah pasokan energi di daerah. Tetapi untuk pemilik situs individu, opsi ini mungkin merupakan jalan keluar.
Ceritakan pengalaman Anda dalam memilih atau memasang turbin angin di daerah pinggiran kota. Silakan tulis komentar, posting foto dan ajukan pertanyaan di blok di bawah ini. Bagikan seluk-beluk teknologi dan informasi berguna yang akan berguna bagi pengunjung situs.