הכל על טורבינות רוח

כדי לשפר את תנאי החיים, האנושות משתמשת במים ובמינרלים שונים. לאחרונה, מקורות אנרגיה אלטרנטיביים הפכו פופולריים, במיוחד אנרגיית רוח. הודות לאחרונים, אנשים למדו לקבל אספקת אנרגיה לצרכים ביתיים ותעשייתיים כאחד.

בשל העובדה שהצורך במשאבי אנרגיה גדל מדי יום, והמלאי של נושאי האנרגיה הרגילים הולך ופוחת, השימוש במקורות אנרגיה חלופיים הופך יותר ויותר רלוונטי מדי יום. לאחרונה, מדענים ומהנדסי עיצוב יצרו דגמים חדשים של טורבינות רוח. השימוש בטכנולוגיות העדכניות ביותר משפר את מאפייני האיכות של היחידות ומפחית את מספר ההיבטים השליליים במבנים.

גנרטור רוח הוא סוג של מכשיר טכני הממיר אנרגיית רוח קינטית לאנרגיה חשמלית.

מחוללי רוח משמשים במקומות שונים, בדרך כלל שטחים פתוחים, שבהם פוטנציאל הרוח הוא הגדול ביותר. תחנות של מקורות אנרגיה חלופיים מותקנות בהרים, במים רדודים, באיים ובשדות. מתקנים מודרניים יכולים לייצר חשמל גם עם עוצמת רוח נמוכה. בשל אפשרות זו, גנרטורים רוח משמשים לאספקת אנרגיה חשמלית לחפצים בעלי יכולות שונות.

• יַצִיב חוות רוח יכולה לספק חשמל לבית פרטי או למתקן תעשייתי קטן. בזמן היעדר רוח, עתודת האנרגיה תצטבר, ולאחר מכן תשתמש בה מהסוללה.

• טורבינות רוח בעוצמה בינונית ניתן להשתמש בחוות או בבתים המרוחקים ממערכות חימום. במקרה זה, מקור חשמל זה יכול לשמש לחימום חלל.

מחולל הרוח מופעל באמצעות כוח רוח. העיצוב של מכשיר זה צריך לכלול את האלמנטים הבאים:

• להבי טורבינה או מדחף;
• טוּרבִּינָה;
• גנרטור חשמלי;
• ציר הגנרטור החשמלי;
• מהפך שתפקידו המרת זרם חילופין לזרם ישר;
• מנגנון המסובב את הלהבים;
• מנגנון המסובב את הטורבינה;
• סוֹלְלָה;
• תוֹרֶן;
• בקר תנועה סיבובית;
• מַנחֵת;
• חיישן רוח;
• שוק מד רוח;
• גונדולה ואלמנטים אחרים.

ליחידות תעשייתיות יש ארון חשמל, מיגון ברקים, מנגנון נדנדה, בסיס אמין, מכשיר לכיבוי שריפה ותקשורת.

גנרטור רוח נחשב למכשיר הממיר אנרגיית רוח לחשמל. קודמות היחידות המודרניות הן טחנות המייצרות קמח מתבואה. עם זאת, תרשים החיבור ועקרון הפעולה של הגנרטור כמעט ולא השתנו.

1. הודות לכוח הרוח, הלהבים מתחילים להסתובב, שמומנטם מועבר לפיר הגנרטור.
2. סיבוב הרוטור יוצר זרם חילופין תלת פאזי.
3. דרך הבקר נשלח זרם חילופין לסוללה. הסוללה נחוצה על מנת ליצור פעולה יציבה של מחולל הרוח. אם יש רוח, היחידה טוענת את הסוללה.
4. כדי להגן מפני הוריקן במערכת ייצור כוח הרוח, ישנם אלמנטים להסטת גלגל הרוח מהרוח. זה קורה על ידי קיפול הזנב או בלימת הגלגל באמצעות בלם חשמלי.
5. כדי להטעין את הסוללה, תצטרך להתקין בקר. הפונקציות של האחרון כוללות מעקב אחר טעינת הסוללה כדי למנוע את התמוטטותה. במידת הצורך, התקן זה יכול להטיל עודף אנרגיה על הנטל.
6. לסוללות יש מתח נמוך קבוע, אך הוא אמור להגיע לצרכן בהספק של 220 וולט. מסיבה זו, ממירים מותקנים במחוללי רוח. האחרונים מסוגלים להמיר זרם חילופין לזרם ישר, ולהגדיל את מחוון המתח שלו ל-220 וולט. אם המהפך אינו מותקן, יהיה צורך להשתמש רק במכשירים המדורגים למתח נמוך.
7. הזרם שעבר טרנספורמציה נשלח לצרכן כדי להפעיל סוללות חימום, תאורת חדר ומכשירי חשמל ביתיים.

הסיווג של חוות הרוח מבוסס על הקריטריונים הבאים.

1. מספר להבים. כרגע במבצע ניתן למצוא טחנת רוח בעלת להב יחיד, להב נמוך ורב להב. ככל שלגנרטור יהיו פחות להבים, כך מהירות המנוע שלו תהיה גבוהה יותר.
2. אינדיקטור של כוח נקוב. תחנות ביתיות מייצרות עד 15 קילוואט, חצי-תעשייתיות - עד 100, ותעשייתיות - יותר מ-100 קילוואט.
3. כיוון הציר. טורבינות רוח יכולות להיות גם אנכיות וגם אופקיות, לכל סוג יש את היתרונות והחסרונות שלו.

מי שרוצה לרכוש מקור אנרגיה חלופי יכול לקנות גנרטור רוח עם רוטור, קינטי, מערבולת, מפרש, נייד.

קיים גם סיווג של גנרטורים לכוח רוח לפי מיקומם. כיום, ישנם 3 סוגי יחידות.

1. יַבַּשׁתִי. טחנות רוח כאלה נחשבות לנפוצות ביותר; הן מותקנות על גבעות, גבהים, אתרים שהוכנו מראש. ההתקנה של מתקנים כאלה מתבצעת באמצעות ציוד יקר, שכן האלמנטים המבניים חייבים להיות קבועים בגובה גבוה.
2. תחנות חוף נבנות בחלק החוף של הים והאוקיינוס. פעולת הגנרטור מושפעת מרוח הים, שבגללה המכשיר הסיבובי מייצר אנרגיה מסביב לשעון.
3. מחוץ לחוף. טורבינות רוח מסוג זה מותקנות בים, לרוב במרחק של כ-10 מטרים מהחוף. מכשירים כאלה מייצרים אנרגיה מהרוח הימית הרגילה. לאחר מכן, האנרגיה עוברת לחוף באמצעות כבל מיוחד.

טורבינות רוח אנכיות מאופיינות בציר סיבוב אנכי ביחס לקרקע. מכשיר זה, בתורו, מחולק ל-3 סוגים.

• עם רוטור של Savounis. המבנה כולל מספר אלמנטים חצי גליליים. סיבוב ציר היחידה מתרחש ללא הרף ואינו תלוי בעוצמת ובכיוון הרוח. היתרונות של גנרטור זה כוללים רמת ייצור גבוהה, מומנט התנעה איכותי וכן יכולת תפקוד גם בעוצמת רוח קלה. חסרונות המכשיר: תפעול ביעילות נמוכה של הלהבים, צורך בכמות גדולה של חומרים בתהליך הייצור.

• עם רוטור דאריאוס. מספר להבים ממוקמים על ציר הסיבוב של המכשיר, אשר יחד יש צורה של רצועה.יתרונותיו של הגנרטור נחשבים להיעדר הצורך להתמקד בזרימת האוויר, היעדר קשיים בתהליך הייצור ותחזוקה פשוטה ונוחה. החסרונות של היחידה הם יעילות נמוכה, מחזור שיפוץ קצר והתנעה עצמית לקויה.

• עם רוטור סליל. מחולל הרוח מסוג זה הוא שינוי של הגרסה הקודמת. יתרונותיו טמונים בתקופת פעולה ארוכה ובעומס נמוך על מנגנונים ויחידות תמיכה. החסרונות של היחידה הם העלות הגבוהה של המבנה, התהליך הקשה והמורכב של ייצור הלהבים.

הציר של הרוטור האופקי במכשיר זה מקביל לפני השטח של כדור הארץ. הם חד להבים, דו-להבים, שלושה להבים, וגם מרובי להבים, שבהם מספר הלהבים מגיע ל-50 חלקים. היתרונות של גנרטור רוח מסוג זה הם יעילות גבוהה. החסרונות של היחידה הם כדלקמן:

• הצורך בהתמצאות לפי כיוון זרימות האוויר;
• הצורך בהתקנה של מבנים גבוהים - ככל שההתקנה גבוהה יותר, כך היא תהיה חזקה יותר;
• הצורך בבסיס להתקנת התורן לאחר מכן (זה תורם לעלייה בעלות התהליך);
• רמת רעש גבוהה;
• סכנה לציפורים המתעופפות.

למחוללי כוח להבים יש צורה של מדחף. במקרה זה, הלהבים מקבלים את האנרגיה של זרימת האוויר ומעבדים אותה לתנועה סיבובית.

לטורבינות רוח אופקיות יש אימפלרים עם להבים, מהם עשוי להיות מספר מסוים. בדרך כלל יש 3 כאלה. בהתאם למספר הלהבים, הספק של המכשיר יכול לגדול או לרדת. יתרון ברור של סוג זה של טורבינת רוח הוא חלוקת העומסים האחידה על מיסב הדחף. החיסרון של היחידה הוא שההתקנה של מבנה כזה דורשת הרבה חומרים נוספים ועלויות עבודה.

גנרטורים של טורבינות רוח נחשבים כיום ליעילים ביותר. הסיבה לכך היא השילוב האופטימלי של אזורי להב עם התצורה שלהם. היתרונות של עיצוב ללא להב כוללים רמת יעילות גבוהה, רעש נמוך, הנגרם על ידי מימדיו הקטנים של המכשיר. בנוסף, יחידות אלו אינן קורסות ברוחות חזקות ואינן מהוות סכנה לזולת ולציפורים.

טחנת רוח מסוג טורבינה משמשת בערים ובעיירות; היא יכולה לשמש כדי לספק תאורה לבית פרטי ולקוטג' קיץ. אין כמעט חסרונות לגנרטור כזה.

המאפיינים המועילים העיקריים של גנרטורים רוח הם הבאים:

• בטיחות סביבתית - פעולת המתקנים אינה פוגעת בסביבה ובאורגניזמים החיים;
• חוסר מורכבות בעיצוב;
• קלות שימוש וניהול;
• עצמאות מרשתות חשמל.

בין החסרונות של מכשירים אלה, מומחים מבחינים בין הדברים הבאים:

• עלות גבוהה;
• ההזדמנות לשלם רק לאחר 5 שנים;
• יעילות נמוכה, הספק נמוך;
• הצורך בציוד יקר.

התקנים להפקת חשמל מרוח יכולים להיות בגדלים שונים. כוחם תלוי בגודל גלגל הרוח, בגובה התורן ובמהירות הרוח. ליחידה הגדולה ביותר יש עמוד באורך 135 מ', בעוד שקוטר הרוטור שלה הוא 127 מ'. כך, גובהו הכולל מגיע ל-198 מטרים. טורבינות רוח גדולות בגובה גבוה ולהבים ארוכים מתאימות לאספקת אנרגיה למפעלים תעשייתיים קטנים, חוות. ניתן להתקין דגמים קומפקטיים יותר בבית או בארץ.

נכון לעכשיו, הם מייצרים טחנת רוח מסוג צועדת עם להבים בקוטר של 0.75 ו-60 מטר. לדברי מומחים, מידות הגנרטור לא אמורות להיות גרנדיוזיות, שכן מתקן נייד קטן מתאים להפקת כמות קטנה של אנרגיה. הדגם הקטן ביותר של היחידה הוא בגובה 0.4 מטר ומשקלו פחות מ-2 קילוגרם.

כיום, ייצור טורבינות רוח מבוסס במדינות רבות בעולם. בשוק ניתן למצוא דגמים ויחידות מתוצרת רוסיה מסין. מבין היצרנים המקומיים, הפופולריים ביותר הם החברות הבאות:

• "אור-רוח";
• Rkraft;
• SKB Iskra;
• Sapsan-Energia;
• "אנרגיית רוח".

יצרנים זרים של גנרטורים הם גם פופולריים מאוד:

• גולדווינד - סין;
• וסטאס - דנמרק;
• גיימסה - ספרד;
• סוזיון - הודו;
• GE Energy - ארה"ב;
• סימנס, אנרקון - גרמניה.

עם זאת, כדאי לזכור שהשימוש במחוללי רוח כאלה מרמז על שימוש בתיקונים יקרים, כמו גם בחלקי חילוף, שכמעט בלתי אפשרי למצוא בחנויות ביתיות. העלות של יחידות ייצור חשמל תלויה בדרך כלל בתכונות התכנון, בקיבולת וביצרן.

כדי לבחור את מחולל הרוח הנכון עבור קוטג' קיץ או בית, אתה צריך לקחת בחשבון את הדברים הבאים.

1. חישוב הספק של מכשירי חשמל מותקנים שיחוברו בחדר.
2. כוחה של היחידה העתידית, תוך התחשבות בגורם הבטיחות. זה האחרון לא יאפשר העמסת יתר על הגנרטור במצב שיא.
3. האקלים של השטח. למשקעים יש השפעה שלילית על ביצועי המכשיר.
4. יעילות הציוד, הנחשבת לאחד המדדים החשובים ביותר.
5. מחווני רעש המאפיינים את טורבינת הרוח בזמן פעילות.

בנוסף לכל האמור לעיל, הצרכן צריך להעריך את כל הפרמטרים של ההתקנה, כמו גם לקרוא את הביקורות על זה.

כדי להגביר את יעילות הפעולה של מחולל הרוח, יהיה צורך לשנות את יכולות ההפעלה והמאפיינים שלו לכיוון חיובי. ראשית, כדאי להגביר את יעילות הרגישות של האימפלר לרוח חלשה יחסית ולא יציבה.

זהו מעין קרום חד צדדי לזרימת אוויר, העובר בחופשיות את הרוח בכיוון אחד. הממברנה מהווה מחסום בלתי חדיר לתנועת המוני אוויר בכיוון ההפוך.

שיטה נוספת להגברת היעילות של טורבינת רוח היא שימוש במפזרים או מכסי הגנה, אשר מנתקים את הזרימה מהמשטח הנגדי. לכל אחת מהאפשרויות יש גם יתרונות וגם חסרונות. עם זאת, הם בכל מקרה יעילים יותר מהדגם המסורתי.

גנרטור רוח הוא יקר. אם אתה רוצה להתקין אותו בשטח שלך, כדאי לשקול את הנקודות הבאות:

• זמינות של שטח מתאים;
• שכיחות של רוחות תכופות וחזקות;
• חוסר במקורות אנרגיה חלופיים אחרים.

אחרת, חוות הרוח לא תיתן את התוצאה הצפויה. מכיוון שהביקוש לאנרגיה חלופית גדל מדי שנה, ורכישת טחנת רוח היא מכה מוחשית לתקציב המשפחתי, אתה יכול לנסות ליצור יחידה במו ידיך עם התקנה לאחר מכן. ייצור של טורבינת רוח יכול להתבסס על מגנטים ניאודימיום, תיבת הילוכים, להבים והיעדרם.

לטורבינת הרוח יש הרבה יתרונות. לכן, עם רצון גדול ונוכחות של יכולות מעצבות אלמנטריות, כמעט כל בעל מלאכה יכול לבנות תחנה לייצור חשמל באתר שלו. הגרסה הפשוטה ביותר של המכשיר נחשבת לטורבינת רוח עם ציר אנכי. זה האחרון אינו דורש תמיכה ותורן גבוה, והליך ההתקנה מאופיין בפשטות ובמהירות.

כדי ליצור מחולל רוח, תצטרך להכין את כל האלמנטים הדרושים ולתקן את המודול במקום הנבחר. כחלק ממחולל אנרגיה אנכי תוצרת בית, נוכחותם של אלמנטים כאלה נחשבת חובה:

• רוטור;
• להבים;
• תורן צירי;
• גַלגַל מְכַוֵן;
• סוֹלְלָה;
• ממיר מתח;
• בקר.

הלהבים יכולים להיות עשויים מפלסטיק גמיש קל משקל, שכן חומרים אחרים עלולים להינזק ולעוות בהשפעת עומסים גבוהים. קודם כל, יש לחתוך 4 חלקים שווים מצינורות PVC. לאחר מכן, אתה צריך לחתוך כמה שברים חצי עגולים מהפח ולתקן אותם לאורך קצוות הצינורות. במקרה זה, הרדיוס של חלק הלהב צריך להיות 69 ס"מ. במקרה זה, גובה הלהב יגיע ל-70 ס"מ.

כדי להרכיב את מערכת הרוטור, אתה צריך לקחת 6 מגנטים ניאודימיום, 2 דיסקים פריט בקוטר 23 ס"מ, דבק להדבקה. יש להניח מגנטים על הדיסק הראשון, תוך התחשבות בזווית של 60 מעלות ובקוטר של 16.5 ס"מ. על פי אותה תכנית, הדיסק השני מורכב, והמגנטים נשפכים בדבק. עבור הסטטור, אתה צריך להכין 9 סלילים, שעל כל אחד מהם אתה מתפתל 60 סיבובים של חיווט נחושת בקוטר של 1 מ"מ. יש לבצע הלחמה ברצף הבא:

• תחילת הסליל הראשון עם סוף הרביעי;
• תחילת הסליל הרביעי עם סוף השביעי.

השלב השני מורכב בצורה דומה. לאחר מכן, טופס עשוי מיריעת דיקט, שתחתיתה מכוסה בפיברגלס. שלבים מסלילים מולחמים מותקנים על גבי. את המבנה ממלאים בדבק ומשאירים אותו למספר ימים להדבקת כל החלקים. לאחר מכן, אתה יכול להתחיל לחבר את האלמנטים הבודדים של מחולל הרוח למכלול אחד.

כדי להרכיב את המבנה ברוטור העליון, יש לעשות 4 חורים עבור החתיכים. הרוטור התחתון מותקן עם מגנטים כלפי מעלה על התושבת. לאחר מכן, אתה צריך למקם את הסטטור עם החורים הדרושים להרכבת התושבת. הפינים צריכים לנוח על לוח האלומיניום, ואז לכסות עם הרוטור השני עם המגנטים למטה.

באמצעות מפתח ברגים, יש צורך לסובב את הפינים כך שהרוטור יורד באופן שווה וללא טלטולים. כאשר המקום הנכון תפוס, כדאי לשחרר את החתיכים ולהסיר את לוחות האלומיניום. בסיום העבודה יש ​​לקבע את המבנה באומים ולא להדק היטב.

צינור מתכת חזק באורך של 4 עד 5 מטר מתאים כתורן. מוברג אליו גנרטור מורכב מראש. לאחר מכן, המסגרת עם הלהבים מקובעת לגנרטור, ומבנה התורן מותקן על הפלטפורמה, שהוכנה מראש. מיקום המערכת קבוע עם סד.

הסרטון הבא מספק סקירה כללית של טחנת רוח תוצרת בית.