Soorten windenergiecentrales. Wat is een windgenerator? Economische rechtvaardiging voor de bouw van windparken

Een windpark voor thuis is een voorbeeld van alternatieve energie. Dit is de beste oplossing voor een object waar geen centrale stroomvoorziening is en het te duur is om hoogspanningsleidingen naar het huis te leggen. Het station met verhoogd vermogen stelt u in staat om volledig aan alle energiebehoeften te voldoen. Overweeg de kenmerken van windturbines voor een privéwoning, hun classificatie, onderhoudsfuncties en zelfinstallatie.

De hoeveelheid elektriciteit die moderne elektriciteitscentrales voor thuis opwekken, hangt vooral af van de weersomstandigheden, maar ook van het seizoen. Gebruikelijk,

Als de windsnelheid overeenkomt met de nominale snelheid van het overheersende aantal windgeneratormodellen - 8 m / s - dan kan ongeveer 307 W worden verkregen uit een oppervlakte-eenheid.

Het windpark voor thuis heeft een ontwerp dat bestaat uit een generator met een batterij, evenals een gelijkrichter met een omvormer die nodig is om de spanning om te zetten naar standaard 220 V. Alle eenheden worden bestuurd met behulp van een microprocessorcontroller of een ander logisch circuit.

Wat zijn

Windturbines zijn anders constructies, die zijn onderverdeeld in twee groepen:

• met verticale en
• horizontale positie van de rotor.

Generatoren van het verticale type worden als minder economisch beschouwd. Ze hebben een hoog materiaalverbruik, maar zijn compact en kunnen werken in een breed scala aan windsnelheden.

Het tweede type wordt gekenmerkt door een veel hogere efficiëntie en minder materiale consumptie. Voor windgeneratoren met een horizontale rotor zijn echter masten met een grotere hoogte vereist, daarom hebben dergelijke windgeneratoren een vrij complexe mechanische structuur en zijn ze niet zo handig voor onderhoud.

Door macht:

Waar moet de windturbine komen te staan?

Een grote rol wordt gespeeld door de plek waar het windpark komt te staan.

Installeer een windpark niet in de buurt van huizen of bomen, hierdoor kunt u niet optimaal profiteren van de gebruikte windmolen.

Bij het plaatsen van een windturbine moet met een aantal factoren rekening worden gehouden:

1. De wind is het sterkst op heuveltoppen, tussen de steppe, vlakbij de kust, en ook op andere plaatsen waar geen verschillende gebouwen en grote bomen zijn.
2. Buren dienen geïnformeerd te worden over de aansluiting van deze centrale om problemen in de toekomst te voorkomen.
3. De aanbevolen installatieafstand van de windmolen is ongeveer 300 m van de huizen van de buren.

U hoeft er niet op te vertrouwen dat de generator constant de benodigde hoeveelheid energie zal produceren. Dit wordt verklaard door het feit dat op dezelfde plaats de windsnelheid sterk kan variëren, en dit heeft ook invloed op de hoeveelheid energie: als de windsterkte binnen 10% schommelt, dan kunnen de geproduceerde elektriciteitsbronnen met bijna 25% afnemen of toenemen .

Hoeveel geluid produceert een windpark?

Met betrekking tot het geluid van windmolens moet worden opgemerkt dat dit nadeel typerend is voor de grootste megawatt-windparken. Hun bladen tijdens het werk creëren infra-laagfrequente oscillaties. In de regel worden ze op grote afstand van nederzettingen geïnstalleerd. Windmolens met een laag vermogen produceren alleen een laag geluidsniveau als de wind sterk is, wat de natuurlijke achtergrond niet veel overschrijdt. De norm is geluid van maximaal 40 decibel.

Onderhoud windpark

Professioneel onderhoud van windturbines is een heel scala aan werkzaamheden, waaronder:

1. Inspectie van de elektriciteitscentrale;
2. De molen reinigen van vervuilende stoffen en wassen;
3. opknappen;
4. Generator installatie;
5. Reparatie van vervormde messen.

"Slimme dingen" helpen om elektriciteit in huis te besparen:.
We schreven over hoe dimmers helpen om de verlichting in huis op afstand te bedienen.
Een ander gemak van de "Smart Home" is om het licht aan en uit te zetten.

Veiligheid

Net als elk ander systeem kan een windpark onveilig zijn voor de mens. In dit geval hebben de bedreigingen betrekking op de installatie, de exploitatie en het onderhoud van windturbines.

Dus als de stop in de generator niet werkt, kan deze de bladen draaien totdat deze ontbrandt of instort. Dergelijke gevallen worden vrij zelden geregistreerd. In sommige gevallen is het vuur op de gondels niet volledig gedoofd, waardoor giftige rook vrijkomt en een secundaire brand beneden ontstaat. Moderne modellen zijn echter uitgerust met speciale automatische brandblussystemen.

Tijdens de winter vormt zich een ijskorst op de bladen, die tijdens het gebruik eraf valt en een plaatselijke stop van de generator veroorzaakt. Veel modellen hebben een groot aantal passieve modellen die zelfs bij de kleinste overtredingen stoppen met werken.

Welk windparkstation kiezen?

Er is tegenwoordig een enorm aanbod aan windparken op de markt. Er zijn echter enkele van de meest populaire opties:

1. Amerikaanse zender "Windtronics" van de firma "Honeywell Wind Turbine";
2. Wervelgenerator.

Experts adviseren niet om een ​​puur windsysteem te installeren, dus in de meeste gevallen bestaat het station uit een windgenerator met zonnepanelen, een omvormer en een laadregelaar, evenals een batterij.

De prijs van een klein systeem kan variëren van 90 duizend tot 2,5 miljoen roebel.

De kosten van een elektriciteitscentrale zijn afhankelijk van de capaciteit.

DIY windparken voor thuis

De windgenerator moet uit vijf delen bestaan:

1. Generator;
2. bladen;
3. Installatie die wind omzet in energie;
4. Toren voor het omhoog brengen van de installatie en het "vangen" van de wind;
5. Batterijen met elektronisch regelsysteem.

Om een ​​​​huisgenerator te maken, kunt u een oude, door tape aangedreven computermotor gebruiken. DC-magneten werken prima.

Voor de bladen thuis worden PVC-buizen geselecteerd. Het is beter om die te nemen die van plastic zijn gemaakt. Het is noodzakelijk om ervoor te zorgen dat de diameter 1/5 van de lengte van de buis is. Nadat een klein vierkant in de buurt van de basis is gesneden en een gat in de hoek is geboord, moeten de randen van de onderdelen worden gladgemaakt.

Vervolgens moet u gaten op een sterke schijf maken en de messen met bouten bevestigen. De turbine kan op een houten standaard worden geïnstalleerd, nadat de lengte vooraf is berekend. Een ijzeren pijp met een kleine diameter kan als toren voor installatie worden gebruikt en de basis kan van multiplex zijn. Om het hout tegen rot te beschermen, moet het worden bedekt met verf.

Je kunt ook met je eigen handen een elektronisch besturingssysteem maken of kopen. Vervolgens moeten alle onderdelen tot één geheel worden samengevoegd en in gebruik worden genomen.

Volledig autonoom windparken met elektriciteitsopwekking van meer dan 100 kW/h.

Een serieuze aanpak om energieonafhankelijkheid te waarborgen voor middelgrote en grote bedrijven, maar ook voor collectief gebruik in afgelegen woonwijken.

windparken met een vermogen van meer dan 100 kW moet worden beschouwd als een productie-eenheid als onderdeel van een complex van energievoorziening voor residentiële of industriële voorzieningen of als een zelfstandige onderneming. In beide gevallen moet rekening worden gehouden met factoren die de specifieke kenmerken van de toepassing bepalen:

• De windgenerator, indien gebruikt als onderdeel van een autonoom stroomvoorzieningssysteem, moet een back-upelement hebben dat het systeem zal beveiligen. Meestal is dit een dieselgenerator, die automatisch moet starten wanneer de spanning in het netwerk daalt door gebrek aan wind. Voor een stabiele werking van het systeem is een nauwkeurige weergave van het vermogen en de structuur van consumenten (actieve en reactieve componenten van wisselstroom) vereist. Bovendien moeten toepassingsproblemen worden aangepakt; overtollige elektriciteit die kan optreden bij ongelijke belasting gedurende de dag. Dit kan een warmteaccumulator zijn (onderdeel van het verwarmings- en warmwatersysteem) of een batterijstation met voldoende capaciteit.
• Een windgenerator met een vermogen van 100 kW of meer, gebruikt als extra opwekkingsinstallatie, moet een schakelapparaat hebben dat de modi schakelt: verbruik (feed) van het centrale netwerk en terugvoer naar het netwerk van overtollige energie. U heeft hiervoor een overeenkomst nodig met het energiebedrijf en meetapparatuur.

Windenergiecentrale grote capaciteit kan een effectieve investering op lange termijn zijn als de kosten en terugverdientijden van het project correct worden berekend. Het toepassingsgebied is niet beperkt tot de stroomvoorziening van residentiële voorzieningen. De efficiëntie van investeringen neemt dramatisch toe bij het gebruik van een windenergiecentrale van 100 kW of meer om energie te leveren aan consumenten die niet veeleisend zijn op de huidige kenmerken: voor verwarming en verlichting van kassen, straatverlichting of energie-intensieve industrieën die werken op een mobiel schema.

De configuratie en prijs van een windpark wordt meestal individueel berekend voor een specifieke taak.

Windturbine VETROX Arctic GE-50 (Made in Russia)

Apparatuur:

Hydraulische mast 18m

Controller

Prijs: 4 879 867 roebel.

• De kosten van 6 windturbines VETROX Arctic GE-50: 29.879.202 roebel.
• De productie van 6 windturbines VETROX Arctic GE-50 inclusief testen zal tot 100 kalenderdagen duren.
• De installatie wordt samengesteld uit geïmporteerde componenten in de machinebouwfabriek in Moermansk.
• Levering van Moermansk naar de haven van Archangelsk duurt maximaal 3 dagen.
• Bezorgkosten: 470.000 roebel.
• Garantie op windturbines - 3 jaar.
• Jaarlijkse onderhoudskosten voor windturbines VETROX Arctic GE-50 (1 st.) - 97.000 roebel.
• Personeelsopleiding: 870.000 roebel.

Windenergiecentrales 100 kW/380V

Het is erg belangrijk om in grote medische instellingen en ziekenhuizen een constante stroomvoorziening te behouden. elke stroomonderbreking beïnvloedt het leven van patiënten. Het zal helpen om dergelijke problemen te voorkomen. windkrachtcentrale 100 kw.

Windgenerator 100 kW kan worden geïnstalleerd op het grondgebied van een medische instelling als hoofd- of.

Ook is de kracht van deze energiecentrale voldoende om stroom te leveren aan grote hotels, onderwijsinstellingen en bedrijven. Het gemiddelde aantal banen in dergelijke ondernemingen zou ongeveer 100-150 moeten zijn.

De levensduur van dergelijke apparaten, afhankelijk van de onderhoudsnormen, is 25 jaar of meer.

Windparken worden vaak gebruikt als afgelegen locaties. Ze worden gebruikt op booreilanden en als stroomvoorziening voor ploegenkampen, waar de stroomvoorziening door een aantal weersomstandigheden vaak moeilijk is.

Windenergiecentrale 200 kW ideaal voor het leveren van elektriciteit aan grote bouwprojecten waar downtime gemiste deadlines, grote extra geldkosten en vertragingen in het inbedrijfstellingsplan betekent.

De levensduur van dergelijke apparaten met constant diagnostisch onderhoud is meer dan 25 jaar.

Windpark prijs lijkt niet zo transcendentaal, als je de hoeveelheid elektriciteit herberekent die het tijdens zijn levensduur zal produceren.

Voor middelgrote en grote bedrijven speelt een stabiele levering van elektriciteit vaak een belangrijke rol. Met stroomuitval gaat de timing van leveringen en bestellingen verkeerd.

Om het probleem op te lossen zonder onderbreking van de voeding, is er: windpark 300 kW. De capaciteit is ruim voldoende om bedrijven met 200 tot 500 banen ononderbroken van stroom te voorzien.

De ontwikkeling van geïntegreerde schakelingen, het creëren van databases en industriële concepten, u hoeft zich hier geen zorgen over te maken als uw eigen persoonlijke energiecentrale op het grondgebied van de onderneming is geïnstalleerd.

De levensduur van dergelijke apparaten met constant onderhoud is van 20 tot 25 jaar, gecombineerd met een ultrahoge productbetrouwbaarheid.

Koop een windpark u kunt leasen of lenen, en ons bedrijf zal helpen om alle gerelateerde documenten te regelen.

Vaak zijn er bij grote ondernemingen die zich bezighouden met de productie van een groot aantal producten, stroomdalingen. Om stagnatie en uitval te voorkomen wordt vaak gebruik gemaakt van stroombronnen industriële windturbines.

Dit type elektriciteitscentrale kan gemakkelijk ononderbroken stroom leveren aan grote financiële faciliteiten, zoals fabrieken die zich bezighouden met de productie van machines en grote huishoudelijke apparaten, verwerking en massawinning van mineralen, enz.

Windpark 500 kW zal in staat zijn om een ​​stabiele en veilige netwerkwerking te bieden, en dit alles, gekoppeld aan de mogelijkheid van eenvoudig onderhoud op afstand.

windpark prijs lijkt niet zo transcendentaal, als je de hoeveelheid elektriciteit herberekent die het zal produceren tijdens zijn werking.

De levensduur van deze apparaten met constant onderhoud varieert van 20 tot 25 jaar.

Al gelezen: 5 191

De energie-industrie pakt haar taak met vertrouwen aan, maar de schaal van ons land is zodanig dat het nog niet mogelijk is om alle afgelegen of moeilijk bereikbare gebieden volledig van elektriciteit te voorzien. Dit is te wijten aan vele factoren die te duur of technisch onbereikbaar zijn om onder de huidige omstandigheden te overwinnen.

Daarom moet er steeds meer aandacht worden besteed aan alternatieve bronnen die kunnen voldoen aan de behoeften van achtergebleven regio's zonder de deelname van backbone-netwerken. Een kansrijke richting is windenergie, gratis gebruiken.

Apparaat en soorten windenergiecentrales

windparken(WPP) windenergie gebruiken om elektriciteit op te wekken. Grote stations bestaan ​​uit velen, verenigd in een enkel netwerk en voeden grote reeksen - dorpen, steden, regio's. Kleinere kunnen kleine woonwijken of individuele huizen bieden. Stations worden ingedeeld op basis van verschillende criteria, bijvoorbeeld op functionaliteit:

• mobiel,
• stationair.

Op locatie:

• kust-
• offshore
• grond
• drijvend.

Op ontwerptype:

• roterend,
• gevleugeld.

Vane stations zijn de meest gebruikte in de wereld. Ze zijn zeer efficiënt en in staat om voldoende grote hoeveelheden elektriciteit te produceren om consumenten in de hele energiesector van stroom te voorzien. Tegelijkertijd heeft de distributie van dergelijke stations een specifieke configuratie en is niet overal te vinden.

Werkingsprincipe

Zoals eerder vermeld, hebben windparken een draai- of schoepenontwerp. Roterende stations hebben in de regel apparaten met. Ze zijn in veel opzichten handiger dan die van vaan, omdat ze tijdens het gebruik niet veel geluid produceren en niet veeleisend zijn bij installatie in de richting van de wind. Tegelijkertijd zijn roterende ontwerpen minder efficiënt en kunnen ze worden gebruikt bij kleine privéstations.

Gevleugelde apparaten kunnen een maximaal effect produceren. Ze gebruiken de energie die ze ontvangen veel efficiënter dan roterende ontwerpen, maar ze moeten goed georiënteerd zijn met betrekking tot de stroom, wat de aanwezigheid van extra armaturen of apparatuur betekent.

Alle typen werken volgens hetzelfde principe: de windstroom laat het bewegende deel draaien, dat rotatie doorgeeft aan de generator, waardoor een elektrische stroom in het systeem wordt gegenereerd. Het laadt de batterijen op, die de omvormers voeden, die de ontvangen stroom omzetten in een standaardspanning en -frequentie die geschikt is voor verbruiksapparaten.

Om een ​​groot aantal consumenten te voorzien, zijn individuele windturbines verbonden tot een systeem en vormen ze stations - windparken.

Voor- en nadelen van windparken

De voordelen van WES zijn onder meer:

• onafhankelijkheid van fossiele hulpbronnen;
• absoluut gratis energiebron wordt gebruikt;
• ecologische reinheid van de techniek - er wordt geen schade aan het milieu toegebracht.

Tegelijkertijd zijn er nadelen:

• windongelijkheid veroorzaakt bepaalde moeilijkheden bij het opwekken van energie en dwingt het gebruik van een groot aantal; oplaadbare batterijen;
• windmolens maken geluid tijdens bedrijf;
• laag, het is erg moeilijk om het te verhogen;
• de kosten van apparatuur en bijgevolg elektriciteit zijn veel hoger dan de prijs van netwerkelektriciteit;
• de terugverdientijd van apparatuur met een toename van de capaciteit wordt aanzienlijk verminderd. .

Het gebruik van kleine stations kan energie leveren aan een beperkt aantal consumenten, dus grote nederzettingen of regio's hebben grote apparaten nodig. Tegelijkertijd hebben krachtige windmolens passende windstromen en uniformiteit van hun beweging nodig, wat niet typerend is voor de omstandigheden in ons land. Dit is de belangrijkste reden voor de lage prevalentie van windmolens in vergelijking met Europese landen.

Economische rechtvaardiging voor de bouw van windparken

Economisch gezien heeft de aanleg van windparken alleen zin als er geen andere vormen van energievoorziening zijn. De apparatuur is erg duur, onderhoud en reparatie vereisen constante kosten en de levensduur is beperkt tot 20 jaar, en dit onder Europese omstandigheden. Voor Rusland kan deze periode met minstens een derde worden verkort. Dus WPP-gebruik economisch inefficiënt.

LEES OOK: Toestemming en belasting op een windturbine in Rusland: waarheid en speculatie over het installeren van een windmolen

Aan de andere kant, bij gebrek aan alternatieve opties of bij aanwezigheid van optimale omstandigheden die zorgen voor een hoogwaardige en uniforme werking van windmolens, wordt het gebruik van windparken een volledig acceptabele manier van energievoorziening.

Belangrijk! We hebben het over grote stations die hele regio's bevoorraden. De situatie met binnenlandse of particuliere stations ziet er aantrekkelijker uit.

Kracht van industriële stations

Industriële windparken hebben een zeer hoge capaciteit en kunnen grote nederzettingen of regio's bevoorraden. Bijvoorbeeld, WPP "Gansu" in China heeft 7965 MW, "Enercon E-126" produceert 7,58 MW, en dit is niet de limiet.

Meteen moet worden opgemerkt dat we het hebben over leiders in windenergie, andere modellen wekken veel minder energie op. Gecombineerd tot grote stations kunnen windmolens echter voldoende elektriciteit produceren. De gecombineerde complexen genereren een totaal vermogen van 400-500 MW, wat goed te vergelijken is met de prestaties van HPP's.

Kleine stations hebben meer bescheiden indicatoren en kunnen alleen worden beschouwd als puntbronnen die een beperkt aantal consumenten voeden.

Toonaangevende wereldwijde fabrikanten

in aantal de meest bekende fabrikanten van windturbines en apparatuur voor de windenergie-industrie omvat bedrijven:

• Vesta,
• noordse,
• superwind,
• panasonic,
• ecotecnia,
• Vergnet.

Russische fabrikanten zijn nog niet klaar om met deze bedrijven te concurreren, omdat de kwestie van het creëren van hoogwaardige en productieve windturbines in Rusland nog niet voldoende stevig is aangekaart.

Geografie van toepassing

Windenergie heeft de grootste verspreiding gekregen aan de westkust van de Atlantische Oceaan, met name in Duitsland. Er zijn de beste omstandigheden - gelijkmatige en sterke wind, optimale klimatologische indicatoren. Maar de belangrijkste reden voor de wijdverbreide verspreiding van windparken in deze regio was het gebrek aan mogelijkheden voor de bouw van waterkrachtcentrales, waardoor de regeringen van de landen in deze regio gedwongen werden om betaalbare methoden voor het opwekken van elektriciteit te gebruiken. Tegelijkertijd zijn er installaties in de Baltische regio, in Denemarken, Nederland.

Rusland loopt hierin nog steeds achter, er zijn de afgelopen tien jaar amper een dozijn windparken in gebruik genomen. De reden voor deze vertraging ligt in de grote ontwikkeling van waterkracht en het ontbreken van goede voorwaarden voor de exploitatie van industriële windenergiecentrales. Er is echter een toename van de productie van kleine installaties die energie kunnen leveren aan individuele landgoederen.

Feiten en misvattingen

De kleine verspreiding van windenergiecentrales en het gebrek aan ervaring om ermee om te gaan, hebben geleid tot veel misvattingen over de eigenschappen en effecten van windparken op het menselijk lichaam. Zo is er een wijdverbreide mening over het ongewoon hoge geluidsniveau van een werkende windturbine. Er is inderdaad wat lawaai, maar het niveau is veel lager dan algemeen wordt aangenomen. Het geluid van industriële modellen op een afstand van 200-300 m wordt dus op dezelfde manier waargenomen als het geluid van een werkende huishoudelijke koelkast.

Een ander probleem dat onredelijk wordt opgeblazen door onwetende mensen is het ontstaan ​​van onoverkomelijke interferentie met radio- en televisiesignalen. Dit probleem was opgelost voordat gebruikers het wisten - elke krachtige industriële windmolen is uitgerust met een hoogwaardig radio-interferentiefilter dat de invloed van het apparaat op de lucht volledig kan elimineren.

Mensen die in de buurt van de turbines wonen, bevinden zich constant in de schaduwflikkerzone. Dit is de term voor het ongemakkelijke gevoel van flitsende lichtmanifestaties. Roterende bladen creëren zo'n effect, maar de betekenis ervan wordt sterk overdreven. Zelfs de meest gevoelige mensen kunnen zich altijd eenvoudigweg van de turbine afwenden als ze er toevallig in de buurt zijn.

De mensheid is al sinds mensenheugenis bekend met het gebruik van windenergie. Er was eens een onbekende uitvinder die een zeil bevestigde aan een lelijk drijvend vaartuig, en met zijn hulp werd door de eeuwen heen de hele aarde verkend door nieuwsgierige zeelieden. Windmolens dienen zelfs in onze tijd in veel landen regelmatig een persoon.

Maar vandaag betekent het gebruik van wind in de eerste plaats de opwekking van elektriciteit. Laten we proberen erachter te komen hoe eenvoudig, goedkoop en handig het is. Voor wie meteen de bottom line wil horen, de conclusie is dat windenergie nooit goedkoper zal zijn dan energie uit andere bronnen: thermische, nucleaire of waterkrachtcentrales.

Daarom is het zinvol om alleen windparken voor thuis aan te gaan voor degenen wiens handen jeuken om een ​​kant-en-klare generator aan te passen die ze "toevallig" hebben gekregen, of voor liefhebbers van schone energie die fanatiek de planeet willen redden van een milieu catastrofe. U kunt zich geen andere redenen voorstellen om windenergie te gebruiken wanneer deze wordt aangedreven door externe elektrische netwerken.

Om te beginnen een beetje informatie over de mogelijkheden van het gebruik van windenergie. Bij blootstelling aan wind op de turbinebladen kan het energiewinningsrendement (COP) niet hoger zijn dan 59%. Deze waarde werd al in 1920 door een aantal wetenschappers (Lanchester, Betz, Zhukovsky) in hun werk verkregen. Sindsdien staat het bekend als de "Betz-limiet".

Heeft het zin om de efficiëntie te berekenen? wind generator als het wordt aangedreven door een gratis bron van onbeperkte stroom? Natuurlijk hebben! Als u de conversie-efficiëntie kent, kunt u het benodigde vermogen van de energiecentrale inschatten en vervolgens hoeveel uw portemonnee zal afvallen na aankoop.

Het maximale vermogen dat aan de wind kan worden "afgenomen" is gelijk aan het gebied waarop het invloed heeft (het gebied van de propellerventilator), vermenigvuldigd met de windsnelheid in blokjes en met de bovengenoemde efficiëntiefactor, gelijk aan naar 0,6. Nadat we alle waarden in het SI-systeem hebben uitgedrukt, krijgen we dat 1m2 van de turbine bij een windsnelheid van 2 m/s maar liefst ... 4,8 watt vermogen opneemt. Bij een windsnelheid van 8 m/s (de nominale snelheid van de meeste windgeneratoren) loopt de winning per oppervlakte-eenheid op tot 307 watt.

Nu informatie ter overweging: het werkelijke rendement voor thuisinstallaties mag niet meer dan 0,3 bedragen. Werkuren windparken bij de optimale windsnelheid fluctueert het van 10 tot 15% per jaar in de klimatologische omstandigheden van de GOS-landen.

Daarom moet het vermogen van de windenergiecentrale verkregen uit de formule nog eens 4-5 keer worden verhoogd. In de praktijk is het aan te raden om een ​​windpark te installeren, waarbij niet zozeer de technische indicatoren als wel de financiële draagkracht centraal staan, volgens het principe 'hoe meer hoe beter'. De droom van het installeren van een krachtige en tegelijkertijd compacte installatie moet onmiddellijk worden opgegeven. Het een is fundamenteel in tegenspraak met het ander.

Het ontwerp van een windpark bestaat in het algemeen uit een generator, een gelijkrichter, een batterij en een omvormer om de spanning om te zetten naar de gebruikelijke waarde van 220V. De besturing en het beheer van alle blokken en elementen van de energiecentrale wordt uitgevoerd door een microprocessorcontroller of eenvoudigere logische circuits.

aan het studeren technische kenmerken van windparken, de voorkeur moet worden gegeven aan die waarbij de snelheid van het begin van de beweging van de rotor, de initiële snelheid van het opladen van de batterijen en de snelheid waarmee ze de bedrijfsmodus binnengaan minimaal zijn. Hoe groter het bereik van de werkende windsnelheden, hoe groter de kans dat het energie ontvangt. De kostprijs speelt in dit geval een ondergeschikte rol: waarom een ​​goedkopere installatie nemen als deze in uw regio meerdere dagen per jaar werkt?

Nu is het tijd om de prijs te vragen van de producten van bedrijven die kant-en-klare sets apparatuur aanbieden. Over zelfgemaakte windparken gaan we het hier helemaal niet hebben. Zelfs de beste voorbeelden van industriële productie hebben een efficiëntie van niet meer dan 30%, en zelfgemaakte constructies van hulpmaterialen kunnen alleen maar geluid produceren.

De hele verscheidenheid aan ontwerpen van windgeneratoren kan worden teruggebracht tot twee grote groepen: met een horizontale opstelling van de generatorrotor en generatoren met een verticale rotor.

Generatoren van het horizontale schoepentype hebben een hoger rendement, een lager materiaalverbruik. Maar ze vereisen het gebruik van masten van grotere hoogte, hebben een ingewikkeld mechanisch onderdeel en zijn lastig te onderhouden. Stations van het verticale type zijn minder zuinig, ze verbruiken meer materiaal, maar ze werken in een groter bereik van windsnelheden en zijn compacter.

Laten we een voorbeeld bekijken van de meest interessante vertegenwoordigers van windparken van elke groep. De meest interessante van de energiecentrales met een horizontale rotor is tandwielloze lusgenerator "Windtronics".

Daarin wordt de aerodynamische weerstand verminderd door het speciale ontwerp van de turbine, waarin sterke permanente magneten aan de uiteinden van de bladen zijn bevestigd en 68 statorspoelen langs de rand zijn gemonteerd. Met deze oplossing is de rotor ook een generator van elektrische energie. Speciale flappen op de wieken zorgen ervoor dat de turbine in beweging komt bij een windsnelheid van 0,2 m/s. Tegenwoordig is deze waarde een record voor generatoren.

Met een snelheid van 0,9 m/s. de turbine begint elektriciteit op te wekken. Andere typen generatoren kunnen niet eens bewegen bij deze windsnelheden. Het gewicht van het product is ongeveer 110 kg, de diameter is 1,8 meter, het geluidsniveau is niet meer dan 35 dB.

Door het stijve ontwerp is de turbine bestand tegen windsnelheden tot 62,6 seconden. Jaarlijkse output van 1500 tot 2750 kWh elektriciteit. Het Amerikaanse bedrijf Honeywell Wind Turbine completeert de turbine met alle benodigde elektronica, ontworpen om 2 generatoren of een extra zonnepaneel aan te sluiten. Een serieus en enige nadeel van het windpark is de prijs - $ 5.750 met een nominaal generatorvermogen van slechts 1,5 kW.

Een veelbelovende vertegenwoordiger van elektriciteitscentrales met een generator van het verticale type kan worden overwogen Wervelturbines van Urban Green Energy. Generatoren zijn zeer compact, bijna geruisloos en kunnen zelfs in stedelijke gebieden worden gemonteerd. Met een generatorgewicht van 95 kg beslaat hij een oppervlakte van iets meer dan 2,5 m2.

De turbine kan in een uur worden gemonteerd en gaat tot 20 jaar mee. De generator is bestand tegen windbelastingen tot 193 km/h en produceert, afhankelijk van de modificatie, 2000 tot 4000 kW/h energie per jaar. Het grootste nadeel is de hoge initiële windsnelheid voor de turbine - 3,2 m/s. Er is nog geen informatie over de kosten van de generator.

Windgenerator "Eddy"

De oorspronkelijke vorm van de turbine, die doet denken aan rozenblaadjes, was voor de architecten aanleiding om een ​​energiecentrale te creëren in de vorm van een boom, op de takken waarvan 3 tot 12 turbines zijn gemonteerd. "Power Flowers" - "bloemenboom" en trok brede publieke aandacht, waardoor een goede advertentie voor Eddy-generatoren en UGE ontstond.

Windpark "Power Flowers" met generatoren "Eddy"

Je kunt heel lang praten over verschillende ontwerpen en modellen van energiecentrales, maar ze hebben één ding gemeen: een zeer hoge prijs. Uit de analyse van de voorstellen van bedrijven kan men een bepaalde eenheidskost van 1 kW aan apparatuurvermogen afleiden. Het is ongeveer $ 2.000 zonder installatiewerk. Als we ongeveer $ 500 meer toevoegen voor installatie en inbedrijfstelling, krijgen we de gemiddelde kosten van apparatuur die 2000-3000 kW / h elektrische energie per jaar zal produceren.

Volgens experts is elektriciteit opgewekt uit milieuvriendelijke bronnen 3-4 keer duurder dan conventionele elektriciteit. Bij het gebruik van windparken met een laag vermogen kunnen de energiekosten een orde van grootte (10 keer) hoger zijn dan die van traditionele bronnen. Dit komt door de grote eenmalige kosten voor apparatuur en installatie, inbedrijfstelling en onderhoud van windparken.

Om dit feit te verhullen wordt vaak de stelling gehanteerd dat bij een stijging van de prijs van energiedragers milieuvriendelijke bronnen winstgevend worden. Tegelijkertijd wordt de overweging genegeerd dat met de groei van de energieprijzen ook de kosten van apparatuur, die een aanzienlijk materiaalverbruik heeft, zullen stijgen. En er zijn geen vooruitzichten om zo'n "vork" zelfs in de verre toekomst te verminderen.

Als er een onweerstaanbare wens is om een ​​windpark te plaatsen, dan moet je eerst kennismaken met het archief met weerberichten van de afgelopen jaren in jouw omgeving. Dergelijke informatie is nu beschikbaar op het web en zal direct de reële mogelijkheden voor het gebruik van windenergie duidelijk maken.

- apparaten met een speciaal ontwerp, waarin windenergie wordt omgezet in elektrische energie. Elke dag worden ze populairder. Door gebruik te maken van natuurlijke en vooral hernieuwbare energiebronnen, zijn handige en eenvoudige windenergiecentrales, de zogenaamde windmolens, een uitstekend alternatief voor traditionele energiecentrales, vooral in particuliere woningen.

Gebruik van windenergie

Windmolens, of liever het principe van hun werking, werden in de jaren twintig van de vorige eeuw onterecht vergeten. Maar zelfs toen werd de kracht van de wind niet gebruikt om elektrische energie op te wekken. Het dreef molenstenen aan, werd gebruikt als propeller voor zeilschepen en lanceerde later pompen om water in tanks te pompen, dat wil zeggen, het werd omgezet in mechanische energie.

Windenergie begon zich snel te ontwikkelen aan het eind van de jaren zestig van de vorige, twintigste eeuw. In die tijd was er een catastrofaal tekort aan traditionele energiedragers, bovendien stegen ze sterk in prijs en werden de milieuproblemen die samenhangen met het gebruik ervan steeds nijpender.

Bevorderde het gebruik van alternatieve bronnen van elektriciteit, waaronder windenergie, en technologische vooruitgang. Er zijn nieuwe zeer sterke en vrij lichte materialen verschenen die het mogelijk maken om torens tot 120 m hoog en enorme bladen te bouwen.

De wind die in veel regio's van de planeet waait, kan de turbines van de energiecentrale met een voldoende snelheid laten draaien om energie te leveren aan particuliere huizen, kleine boerderijen of scholen in landelijke gebieden.

Maar in elk vat honing zit minstens één vlieg in de zalf. De wind is niet te bedwingen, hij waait niet altijd, vooral niet in dezelfde richting en met dezelfde snelheid. De technologische vooruitgang staat niet stil. Als vandaag windenergiecentrales voor een privéwoning, die honderden kilowatts aan elektriciteit opwekken, geen zeldzaamheid meer zijn, dan zullen morgen misschien stations met een capaciteit van tientallen megawatts het dagelijks leven worden. Er zijn in ieder geval al windparken met een vermogen van 5 MW of meer.

Voor- en nadelen van windparken

Windparken hebben, naast het gebruik van gratis windenergie en onafhankelijkheid van externe elektriciteitsbronnen, nog een aantal belangrijke voordelen. Er is geen milieuprobleem van opslag en verwijdering van afval, en de methode om energie te winnen is een van de meest milieuvriendelijke. Om nog maar te zwijgen over hoe esthetisch de windmolen eruitziet tegen de lucht, het voordeel kan worden beschouwd dat de installatie zowel stationair als mobiel kan zijn.

Bovendien is het vandaag al mogelijk om een ​​windpark te kiezen met een geschikt model en capaciteit, of een installatie te gebruiken die het gebruik van verschillende energiebronnen, traditioneel en alternatief, combineert. Het kan een diesel- of zonne-energiecentrale zijn.

WES heeft ook nadelen. Ten eerste zijn ze zo lawaaierig dat grote installaties 's nachts moeten worden uitgeschakeld. Ten tweede interfereren ze vaak met luchtcommunicatie of radiogolven. Ten derde moeten ze op echt enorme gebieden worden geplaatst. En er is nog een belangrijk nadeel van bladen met bladen: ze moeten worden uitgeschakeld tijdens massale seizoensgebonden vogelmigraties.

Soorten windparken

Door functionaliteit kunnen windenergiecentrales worden onderverdeeld in stationair en mobiel, of mobiel. Krachtige stationaire installaties vergen een hele reeks voorbereidende werkzaamheden, maar ze zijn in staat om voldoende elektriciteit in batterijen op te slaan voor gebruik bij rustig weer.

Mobiele energiecentrales zijn eenvoudiger van ontwerp, pretentieloos, eenvoudig te installeren en eenvoudig te bedienen. Ze worden meestal gebruikt om elektrische apparaten van stroom te voorzien of tijdens het reizen.

Al naar gelang het ontwerp worden vaan- en roterende windparken onderscheiden.

Op de plaats van installatie van windparken bevinden zich:

• grond. Ze zijn geïnstalleerd op heuvels en zijn tegenwoordig de meest voorkomende;
• kust. Ze zijn gebouwd in de kustzone van de zeeën en oceanen, waar, door de ongelijke verwarming van land en water, de wind constant waait;
• offshore. Ze zijn gebouwd in de zee op een afstand van 10-15 km van de kust, waar de zeewind constant waait;
• drijvend. Ze bevinden zich ook op ongeveer dezelfde afstand van de kust als offshore, maar op een drijvend platform.

Volgens het toepassingsgebied zijn windenergiecentrales industrieel en huishoudelijk.

Vleugelwindparken

Vane windparken, die toonaangevend zijn op de markt voor windenergie, zijn al bekend. Een bladmechanisme met een horizontale rotatie-as, voornamelijk driebladig, is geïnstalleerd op een hoge droom en zijn kracht hangt af van de spanwijdte van de bladen. Een dergelijke eenheid bereikt zijn maximale rotatiesnelheid wanneer de bladen loodrecht op de windstroom staan, daarom voorziet het ontwerp in een automatisch rotatie-asrotatie-apparaat in de vorm van een stabilisatorvleugel bij kleine en een elektronisch giercontrolesysteem bij krachtigere stations.

Gevleugelde windenergiecentrales verschillen vooral van elkaar in het aantal wieken. Ze kunnen met meerdere bladen, met twee bladen, zelfs met één blad en een contragewicht zijn.

Roterende windparken

Roterende, of carrousel, windenergiecentrales hebben een verticale rotatie-as en zijn niet afhankelijk van de windrichting. Dit is een belangrijk voordeel bij gebruik van grondschurende luchtstromen. Het nadeel van WPP's van dit ontwerp is het gebruik van meerpolige generatoren die met lage snelheden werken en niet veel worden gebruikt.

Deze units hebben een lage snelheid en maken daardoor niet veel geluid. Bovendien is hun voordeel de eenvoud van elektrische circuits die niet worden gestoord door willekeurige plotselinge windstoten.

Experts zijn van mening dat roterende windparken het meest veelbelovend zijn voor grote windenergie. Toegegeven, om een ​​​​dergelijke installatie af te wikkelen, moet er externe energie op worden toegepast. Pas wanneer het bepaalde aerodynamische parameters bereikt, schakelt het zelf vanuit de motormodus over naar de generatormodus.

Gecombineerd wind-dieselsysteem

Het ontbreken van windturbines - de ongelijke levering van elektriciteit - in grote netten wordt gecompenseerd door een groot aantal installaties.

Het is ook mogelijk om dit nadeel te compenseren door gebruik te maken van gecombineerde systemen waarbij er speciale apparaten zijn die de belastingen verdelen tussen een windenergiecentrale (windturbine) en een dieselmotor. Daarom kunnen autonome netwerken met een laag vermogen van 0,5 tot 4 MW, gecombineerd met een dieselmotor, betrouwbaar en gelijkmatig functioneren.

Met moderne apparatuur, die ongeveer 65% vloeibare brandstof per jaar bespaart, kunt u een dieselmotor indien nodig in slechts enkele seconden aan- of afkoppelen.

Huishoudelijke en industriële windparken

Huishoudelijke windturbines hebben een vermogen van 250 W tot 15 kW, kunnen werken in combinatie met zonnepanelen, met of zonder batterij.

Elektriciteit opgewekt door huishoudelijke windparken is vrij duur, maar het komt vaak voor dat er simpelweg geen andere bronnen van zijn.

Huishoudelijke windparken in Rusland worden geproduceerd met een DC-generator die batterijen oplaadt met een capaciteit tot 800 Ah. Alle huishoudelijke apparaten kunnen op dergelijke batterijen in huis werken: een tv, een waterkoker, enz.

Het opladen van de batterijen na het loskoppelen van de belasting kan behoorlijk lang duren, afhankelijk van de kracht van de wind en het vermogen van de generator.

Er zijn ook buitenlandse binnenlandse windparken op de Russische markt, ze zijn vrij duur, maar produceren in de regel minder dan de helft van het nominale vermogen.

Industriële windparken worden gekenmerkt door een veel groter vermogen en worden meestal gecombineerd tot enkele netwerken.

Particuliere windparken hebben vooral een vermogen van 3 tot 5, minder vaak 10 kW. Als de gemiddelde jaarlijkse windsnelheid in de regio 3-4 m / s bereikt, kan zo'n windpark elektriciteit leveren aan een gemiddeld landhuis, tankstation of een klein café.

WPP belangrijkste kenmerken:

Nominaal vermogen is de belangrijkste indicator die kenmerkend is voor alle energiecentrales, windturbines zijn geen uitzondering. Het wordt bepaald door het vermogen dat de generator levert bij een gemiddelde windsnelheid van 12 m/s, en is afhankelijk van het type station.

De volgende belangrijke indicator is de nominale spanning van de WPP, die wordt gegenereerd door de generator. Het kan 220 V of 12 V of 24 V zijn.

Het elektrisch vermogen van de generator is afhankelijk van het vermogen van de turbine. Omdat het vermogen van de turbine hoger is, hoe groter de diameter en dus hoe sterker de mast, is deze indicator belangrijk bij het kiezen en berekenen van het ontwerp van de mast.

De windturbine heeft nog een aantal andere kenmerken. De prestaties zijn belangrijk - dit is de hoeveelheid elektriciteit die het apparaat per jaar genereert. Bij het kiezen van een windturbine is het noodzakelijk om de maximale windsnelheid te kennen die de turbine kan weerstaan ​​en de minimale (start)snelheid waarmee deze begint te draaien. Zowel het turbinetoerental als het aantal wieken spelen een rol bij de keuze.

Het werkingsprincipe en het apparaat van het windpark

Bij een windpark draait de luchtstroom een ​​wiel met wieken, van waaruit het koppel wordt overgebracht naar andere mechanismen. Hoe groter het wiel, hoe meer luchtstroom het opvangt en daarom sneller draait.

In de taal van de natuurkunde wordt de lineaire snelheid van de wind omgezet in de hoeksnelheid van de rotatie van de generatoras, die op zijn beurt de rotatiebeweging omzet in elektrische energie en deze via de controller naar de batterijen overdraagt. Bij het stopcontact van het apparaat is de stroom al geschikt voor huishoudelijk gebruik.

Dat wil zeggen, een kleine windenergiecentrale bestaat uit een turbine, wieken, een staart (draaimechanisme), een mast met tuidraden, batterijen, een laadregelaar en een omvormer die 12 V omzet naar 220 V.

Naast deze apparaten bevat een industrieel windpark ook systemen voor het volgen van de windrichting en -snelheid, de toestand van de windgenerator en bescherming tegen bliksemontladingen. Daarnaast kan de mast geen grotere lading aan en wordt deze vervangen door een toren waarin alle extra apparatuur is geplaatst.

WPP-ontwerp

De belangrijkste indicator waarmee u een beslissing kunt nemen over het gebruik van een windpark, is de gemiddelde jaarlijkse windsnelheid, die minimaal 5 m/s moet zijn. Toegegeven, vandaag zijn er al gemakkelijk versnellende windparken die zijn ontworpen om stroom te leveren aan particuliere huishoudens, die beginnen te werken met een minimale luchtstroomsnelheid van 3,5 m / s.

Om deze indicator te bepalen worden speciale windkaarten gebruikt.

In verschillende klimaatzones van Rusland zijn windsnelheidsmetingen gedaan om te bepalen hoe efficiënt windparken er zijn. Windinstallaties en -stations zijn al in gebruik in de regio Kaliningrad, op de Commander-eilanden, in Moermansk, de Republiek Sakha (Yakutia), in Basjkortostan.

Wanneer u besluit een windkrachtcentrale of een particulier windpark te installeren, moet u zich eerst tot specialisten wenden om de richting en kracht van de wind te bestuderen met behulp van anemometers en kaarten te maken van de beschikbare energie. Op basis van deze gegevens worden een project van een windturbine of een station van meerdere installaties, de technische en geometrische parameters berekend en ontwikkeld.

Een industrieel windpark met een voldoende grote capaciteit kan niet worden gebouwd zonder investeerders, en goed uitgevoerde berekeningen en een opgesteld project zullen het mogelijk maken om de terugverdientijd van het project te bepalen en extra financiering aan te trekken.

Particuliere windparken

Volgens aanzienlijk onderschatte statistieken, die geen rekening houden met afzonderlijk staande afgelegen gebouwen en constructies, heeft ongeveer 30% van de particuliere huishoudens in landelijke gebieden, waar het aanleggen van elektrische netwerken om economische redenen onmogelijk is, geen elektriciteit. Niet overal staan ​​zelfs generatoren op vloeibare brandstof. En dit is in de 21e eeuw!

Studies hebben aangetoond dat windkrachtcentrales met verschillende capaciteiten kunnen worden geïnstalleerd in veel gebieden in het noorden en het verre noorden, in Sachalin en Kamtsjatka, in de Beneden-Wolga, Siberië, Karelië en de noordelijke Kaukasus.

De keuze van de installatie wordt beïnvloed door de behoeften van de klant. Als u de werking van landbouwmachines moet garanderen, kan een windgenerator met een laag vermogen deze taak aan. Als u het hele gebouw moet elektrificeren, straatverlichting moet aanbrengen, het huis moet verwarmen, moet u een windmolenparkproject uitvoeren.

Naast de gemiddelde maandelijkse windsnelheid en -richting, moet u het gemiddelde maandelijkse verbruik en de piekbelasting van elektriciteit berekenen. Dergelijke berekeningen zijn desgewenst eenvoudig zelfstandig uit te voeren.

Er is nog een indicator die van invloed is op de kosten van uitrusting en installatie van windturbines. Dit is de hoogte van de mast. Hoe hoger de constructie, hoe groter de windsnelheid en hoe duurder het is. Optimaal is volgens deskundigen de hoogte van de mast 10 groter dan de hoogste boom of gebouw binnen een straal van 100 m.

DIY windpark

Voor de bediening van een elektrische pomp, tv, verlichting of andere energiezuinige elektrische apparaten in een zomerhuisje, kan een windenergiecentrale met uw eigen handen worden gemaakt als u enige kennis van elektrotechniek heeft.

Vandaag de dag nemen de investeringen in de bouw van grote windparken in Europa toe. Massaconstructie verlaagt de kosten van één kilowatt en brengt het dichter bij de prijs van elektriciteit die wordt ontvangen uit traditionele bronnen.

Het ontwerp van windparken wordt voortdurend verbeterd, de aerodynamische en elektrische prestaties verbeteren en verliezen worden verminderd.

Windparken voor thuis worden volgens economen de meest kosteneffectieve energieprojecten in termen van terugverdientijd. In de toekomst beloven ze onafhankelijkheid van negatieve trends in deze markt.