Saat ini, ketika tarif listrik naik dan keinginan masyarakat untuk membangun pondok pedesaan dan dacha yang jauh dari "peradaban" meningkat, banyak pemilik perkebunan swasta semakin beralih ke sumber energi alternatif. Yang termurah saat ini adalah tenaga angin. Untuk penggunaannya, perangkat khusus dirancang. Selanjutnya dalam artikel ini, kita akan membahas apa itu generator angin.
Terminologi
Generator listrik kincir angin adalah alat yang mengubah energi kinetik aliran udara menjadi mekanis. Gaya ini memulai putaran rotor. Sebagai hasil kerjanya, energi mekanik selanjutnya diubah menjadi energi listrik.
Penggunaan industri
Perangkat tersebut dibuat oleh perusahaan energi swasta atau publik besar. Biasanya mereka digabungkan menjadi apa yang disebut jaringan. Hasilnya adalah ladang angin. Jaringan industri ini berbedadari nuklir atau termal dengan tidak adanya bahan mentah (bahan bakar) dan limbah sama sekali. Agar generator ladang angin bekerja tanpa kegagalan, laju aliran udara tahunan rata-rata harus tinggi. Daya sistem modern bisa mencapai 7,5 MW.
Beberapa kesulitan operasional
Generator angin industri dipasang di lokasi yang disiapkan secara khusus dalam waktu tujuh atau sepuluh hari. Dan mendapatkan izin untuk pembangunan struktur dapat memakan waktu lebih dari satu tahun dalam beberapa kasus. Selain itu, studi jangka panjang diperlukan di lokasi di mana pemasangan generator angin akan dilakukan. Setidaknya sepanjang tahun, arah dan kecepatan aliran udara dipelajari. Semua kegiatan ini secara signifikan meningkatkan periode pelaksanaan proyek.
Latar belakang sejarah singkat
Perlu dicatat bahwa orang mulai menggunakan energi angin di zaman kuno. Contoh sederhana adalah layar. Kincir angin sudah dibangun 200 tahun sebelum zaman kita, dan setelah penemuan listrik, orang mulai mencoba menggunakan kekuatan arus udara untuk mendapatkannya. Sampai 50-an abad sebelumnya, ada pekerjaan berkelanjutan pada desain dan desain peralatan baru di Uni Soviet. Generator angin telah banyak digunakan di negara ini.
Cakupan aplikasi
Generator angin dapat digunakan langsung untuk tujuan yang dimaksudkan, atau dapat melakukan fungsi dekoratif murni. Baling-baling dapat dilengkapi dengan ratchet dan putperangkat ke lokasi yang sesuai. Untuk keperluan industri, generator angin digunakan sebelumnya untuk menggiling biji-bijian. Saat ini, peralatan lain digunakan untuk tujuan ini, sebagai suatu peraturan. Generator angin sering digunakan untuk rumah. Ulasan pemilik real estat pinggiran kota bersaksi tentang keefektifan desain seperti itu dalam proses pemompaan air. Jadi, menurut beberapa pengguna, unit ini mampu mengangkat sekitar 30-50 liter / jam dari sumur atau sumur. Generator semacam itu sangat relevan untuk diberikan. Struktur angin seringkali sangat diperlukan jika ada gangguan dalam suplai arus ke jaringan. Mereka juga digunakan untuk memulai sistem pemanas. Namun, generator angin paling banyak digunakan untuk menghasilkan listrik.
Klasifikasi
Jika perlu membeli generator angin untuk rumah pribadi, maka Anda harus mempelajari lebih lanjut tentang jenis unit ini dan prinsip operasinya. Desainnya bisa tipe carousel. Dalam hal ini, ia memiliki sumbu rotasi vertikal. Juga, desainnya bisa bersayap. Ini berarti bahwa sumbu rotasi unit adalah horizontal. Selanjutnya, pertimbangkan setiap jenis secara terpisah.
Desain korsel
Generator angin seperti itu tidak diragukan lagi memiliki kelebihan. Ini dengan cepat mendapatkan traksi dalam proses meningkatkan kekuatan aliran udara. Selanjutnya, kecepatan rotasi hampir pada tingkat yang sama. Desain ini secara mandiri memantau arah angin. Ini berarti dia tidak membutuhkan tambahanperlengkapan. Generator angin tipe korsel bergerak lambat. Ini memungkinkan penggunaan skema yang cukup sederhana. Pada saat yang sama, kecepatan rendah secara signifikan membatasi penggunaan struktur. Ini disebabkan oleh fakta bahwa ada kebutuhan untuk menggunakan gearbox step-up tambahan. Pengganda memiliki efisiensi yang cukup rendah. Tanpa gearbox, pengoperasian generator angin jauh lebih sulit.
Desain sayap
Apa itu generator (angin)? Ulasan banyak pengguna mendukung desain ini. Unit tipe sayap memiliki banyak keunggulan dibandingkan dengan yang dijelaskan di atas. Untuk keuntungan yang tidak diragukan yang dimiliki generator angin semacam itu, pengguna mengaitkan kecepatan rotasi yang cukup tinggi. Berkat ini, tidak perlu menggunakan pengganda tambahan. Baling-baling struktur baling-baling harus ditempatkan tegak lurus terhadap aliran udara, yaitu vertikal. Untuk ini, stabilizer digunakan. Keuntungan lain yang menurut pengguna dimiliki oleh generator angin baling-baling adalah efisiensi konversi energi yang tinggi dari aliran udara. Pada saat yang sama, kecepatan rotasi dalam desain seperti itu berbanding terbalik dengan jumlah bilah. Dalam hal ini, unit biasanya memiliki tidak lebih dari tiga sayap. Popularitas luas dari instalasi tersebut juga karena kemudahan pembuatan struktur.
Kriteria pemilihan perangkat
Pertama-tama, perlu untuk menentukan dengan tepat kecepatan rata-rata danarah aliran udara yang disukai di tempat unit akan beroperasi. Anda harus mengetahui beberapa parameter. Jadi, kecepatan awal saat putaran baling-baling dimulai adalah 2 m/s. Unit mencapai efisiensi maksimum dengan aliran 9-12 m / s. Kekuatan generator tergantung pada diameter baling-baling dan kecepatan angin.
Fitur Desain
Terdiri dari apa generator angin rumah? Desainnya sendiri mencakup roda dengan bilah. Ini juga memiliki gearbox. Mekanisme ini dirancang untuk mengubah dan mengirimkan torsi. Juga dalam desain ada tiang. Perangkat itu sendiri diinstal di dalamnya. Juga, unit ini dilengkapi dengan baterai dan inverter. Dengan bantuan yang terakhir, arus searah diubah menjadi arus bolak-balik yang efektif.
Perangkat & Jaringan
Sebagian besar unit yang ada saat ini beroperasi dengan sumber listrik terpusat atau lokal. Misalnya, itu bisa menjadi generator diesel. Kebutuhan untuk menggunakan sumber tambahan dijelaskan oleh ketidakstabilan aliran udara. Dalam hal ini, jaringan melakukan tugas menstabilkan. Ada kondisi tertentu untuk penggunaan struktur seperti itu. Salah satu yang utama adalah bahwa kekuatan jaringan harus lebih tinggi dari generator angin, setidaknya 1,8 kali.
Prinsip kerja
Arus udara yang kuat menggerakkan bilah generator angin. Mereka mulai berputar. Energi yang diterima ditransfer ke multiplier melalui rotor. bagaimanaDikatakan di atas bahwa unit dapat berfungsi baik secara individu maupun kelompok. Dalam beberapa desain, pengganda dipasang untuk meningkatkan kinerja perangkat. Harus dikatakan bahwa tidak semua orang dapat membeli unit seperti itu. Dalam hal ini, beberapa orang membuat generator angin untuk rumah mereka dengan tangan mereka sendiri. Bagaimana melakukan ini, kami akan mempertimbangkan lebih lanjut.
Jenis unit
Apa generator angin untuk rumah? Ada dua jenis perangkat. Yang pertama adalah generator angin horizontal dan yang kedua adalah generator angin vertikal. Desain yang terakhir, menurut pengguna itu sendiri, lebih mudah untuk dirakit dan dipasang - menyeimbangkan perangkat cukup mudah. Selain itu, sistem ini memiliki koefisien aksi angin efektif yang lebih tinggi. Semakin kuat perangkat yang dipilih untuk perakitan, semakin besar bobot dan diameter roda. Ini, pada gilirannya, akan mempersulit penyeimbangan dan pemasangan.
Komponen
Sebelum membuat generator angin, Anda harus menyiapkan semua elemen dan detail yang diperlukan:
- Baterai 12 V. Anda dapat menggunakan perangkat mobil, tetapi lebih baik membeli yang alternatif. Baterai seperti itu akan lebih aman dan tahan lama.
- Generator 12 V.
- Rotor 1,5-2 m.
- Tong atau ember logam (besar). Sebaiknya gunakan wadah yang terbuat dari aluminium atau stainless steel.
- Relai pengisian baterai.
- Relay untuk pengisian lampu (misalnya otomotif).
- Saklar setengah tertutup.
- Kotak persimpangan.
- Voltmeter. Anda dapat menggunakan mobil.
- Tiang, yang tingginya dari 2 hingga 10 meter. Anda juga bisa membuatnya sendiri. Ini akan membutuhkan pipa PVC dan bagian logam untuk alasnya.
- 4 baut M6.
- Kabel.
- Kawat atau klem stainless. Elemen-elemen ini akan dilampirkan ke tiang.
Anda juga memerlukan alat berikut:
- Pemotong.
- Bor dan latihan.
- Obeng.
- Kunci.
Memasang tiang
Sebelum pemasangannya, pondasi harus diisi sesuai dengan volume alas dan penampang pipa. Dalam hal ini, iklim dan sifat tanah harus diperhitungkan. Pemasangan tiang dengan turbin angin dilakukan setelah mortar mengeras (setidaknya seminggu setelah penuangan). Anda cukup menggali tiang ke tanah dan memperbaiki kabel pria. Namun, opsi ini kurang dapat diandalkan.
Rotor
Diameter dipilih sesuai dengan kecepatan angin rata-rata. Rotor dibuat dan katrol dibuat ulang (roda gesekan khusus dengan pelek atau alur di sekeliling keliling, dirancang untuk mentransmisikan gerakan ke sabuk penggerak atau tali). Faktanya, dengan kecepatan angin hingga 6-7 m/s, kekuatan elemen 3 m akan lebih tinggi.
Sayap
Laras dibagi menjadi 4 bagian yang sama. Untuk ini, pita pengukur dan spidol digunakan. Pisau dipotong dengan gunting untuk logam. Sayap kemudian dipasang pada katrol dan bagian bawah. Sebagai pengencangbaut digunakan. Tempat untuk mereka harus diukur dengan sangat akurat, jika tidak di masa depan Anda akan sering harus menyesuaikan rotasi. Bilahnya terlipat dengan lembut, dengan alasan, untuk mencegah hembusan yang tidak perlu di aliran udara.
Perakitan
Kabel terhubung ke generator dan rangkaian dipasang di kotak sakelar. Unit terpasang ke tiang. Kabel dipasang pada tiang dan generator. Selanjutnya, unit, dan kemudian baterai terhubung ke sirkuit. Dengan bantuan kabel, yang penampangnya hingga 2,5 kW, beban terhubung. Tergantung pada tingkat kelenturan bilah, kecepatan rotasi diatur. Unit seperti itu harus cukup untuk menyediakan energi untuk rumah pedesaan atau pondok.
Peningkatan produktivitas
Saat tiang dinaikkan hingga 20-25 meter, kecepatan aliran udara akan meningkat 30%. Pada saat yang sama, produksi energi juga akan ditingkatkan hingga 1,5 kali lipat. Opsi ini digunakan pada kecepatan angin yang dikurangi (hingga 4 m/s). Dengan tiang yang tinggi, pengaruh pohon dan bangunan akan dihilangkan. Berikut cara membuat turbin angin sendiri.
Pengembangan Industri
Hari ini Anda dapat membeli generator angin rumah dengan harga yang wajar. Ini berbicara tentang perkembangan industri ini secara konstan dan aktif. Dengan membeli atau merakit sendiri, Anda dapat memastikan kemandirian energi rumah Anda sendiri untuk waktu yang cukup lama. Sebagai aturan, unit dengan daya pengenal 1 kW sudah cukup untuk bangunan kecil. Pada saat yang sama, kecepatan angin di area pengoperasian perangkatseharusnya 8 m/s. Jika tidak ada aliran udara yang stabil di area tersebut, atau lemah, perangkat dapat dilengkapi dengan generator diesel atau sel fotovoltaik. Di Rusia hari ini, hanya munculnya kecenderungan untuk memasang generator angin yang dicatat. Hanya beberapa produsen unit berdaya rendah untuk kebutuhan domestik yang terwakili di pasar domestik. Biaya turbin angin untuk 1 kW dalam satu set lengkap mulai dari 35-40 ribu rubel. Ini adalah harga dari dua tahun lalu. Tidak perlu mengeluarkan sertifikat untuk menginstal perangkat.
Kerugian dan keuntungan eksploitasi
Meskipun tarif energi terus meningkat, biaya listrik itu sendiri sama sekali bukan nilai yang signifikan di sebagian besar industri dengan biaya lainnya. Bagi konsumen saat ini, stabilitas dan keamanan pasokan merupakan faktor kunci. Alasan utama yang memicu kenaikan biaya energi untuk keperluan industri, yang diperoleh dari generator angin, adalah:
- Perlunya operasi otonom untuk beberapa waktu. Baterai digunakan dalam kasus ini.
- Kebutuhan energi listrik berkualitas industri. Inverter digunakan untuk ini.
- Kebutuhan untuk uptime terus menerus. Dalam kasus seperti itu, generator diesel juga digunakan.
Adapun penggunaan perangkat dalam kehidupan sehari-hari, kerugian operasi harus mencakup:
- Tingginya biaya baterai. Dia adalahkira-kira 25% dari harga perangkat itu sendiri.
- Biaya inverter yang relatif tinggi.
- Untuk memastikan pasokan listrik yang andal, dalam beberapa kasus digunakan generator diesel. Biayanya sebanding dengan harga perangkat itu sendiri.
Namun, perlu dicatat bahwa faktor-faktor ini kehilangan relevansinya dengan UPS konversi ganda modern dan jaringan umum. Saat ini, dari sudut pandang ekonomi, paling bijaksana untuk keperluan industri untuk menerima dengan bantuan generator angin bukan listrik, tetapi arus searah atau bolak-balik. Selanjutnya, diubah menjadi panas untuk air panas dan pemanas rumah. Untuk ini, elemen pemanas digunakan. Skema ini memiliki kelebihan. Secara khusus, dalam hal ini, boiler biasa dengan air dapat bertindak sebagai akumulator energi, untuk konsumsi panas tidak ada persyaratan ketat untuk kontinuitas dan kualitas pasokan.
