Molinos de viento para el hogar: Variedades de aerogeneradores, sus características, cómo está dispuesto el generador de viento, su principio de funcionamiento.

En los años veinte del siglo XX, solo se soñaba con la electrificación de todo el país en la Unión Soviética. El sueño, en general, se hizo realidad. Sin embargo, todavía hay lugares en el territorio del espacio postsoviético, y en todo el mundo, no enredados con las líneas eléctricas de las líneas de transmisión. Es por eso que los agricultores forzados, los trabajadores de la taiga, los exploradores polares están buscando fuentes alternativas de energía. Acerca de uno de ellos, turbinas eólicas, y se discutirá en el artículo.

Contenido

  • ¿Necesita un generador de viento?
  • ¿Cómo funciona el aerogenerador?
  • ¿Todas las turbinas eólicas son iguales?
    • Variantes de aerogeneradores
  • Construimos la turbina eólica de forma independiente
  • ¿Cómo hacer la elección correcta?
    • ¿Cuánta energía necesita la familia promedio?
  • ¿Qué lugar elegir para instalar un generador de viento?

¿Necesita un generador de viento?

Entonces, ¿qué es un generador de turbina eólica o turbina eólica? ¿Quién y por qué puede ser útil?

Incluso sino realiza investigacionesen el hielo antártico y no siembra vacas en la granja, no haga rodar el bosque en la taiga y no participe en el desarrollo de diversos campos en lugares donde ningún hombre ha tocado,no se apresure respondanegativamente a la pregunta: "¿Necesita un generador de viento?". Primero averiguemos qué es y cuáles son sus capacidades.

Como ya se mencionó anteriormente, una turbina eólica esuna fuente alternativade energía. Para ser más específicos, este es un dispositivo que convierte la energía eólica en electricidad.

¿Puede este dispositivo ser útil no en condiciones extremas, sino en la vida normal? Por supuesto que puede En la casa de campo donde no hay electricidad,en los asentamientos donde está, pero se producecon gran interrupcióny a menudo se desconecta, el molino de viento seguramente será útil.

Recientemente, hubo una tendencia a equipar las cabañascomo una fuente autónomade energía. El generador de viento en este caso es una de las variantes más populares, ya que es respetuoso con el medio ambiente,no requiere materias primasy no forma productos de desecho.

¿Cómo funciona el aerogenerador?

Para responder a esta pregunta, primero considere su dispositivo.

Cualquier instalación eólica debe ser necesariamente:

  • palas que giran bajo la influencia de un viento y que mueven el rotor;
  • alternador productor alternador;
  • controlador, controlando las cuchillas y convirtiendo la corriente que proviene del generador, la corriente continua requerida para cargar la batería;
  • baterías recargables capaces de almacenar y nivelar la electricidad;
  • inversor: un dispositivo que convierte una corriente continua de la batería a la alterna, desde la cual se encienden las bombillas, opera refrigeradores, televisores y otros aparatos eléctricos;
  • mástil, levanta las cuchillas lo más alto posible sobre la superficie de la tierra.

El esquemadel dispositivoen la forma más simple se puede representar de la siguiente manera: el viento hace girar las palas, lo que, a su vez, resulta enel movimiento del rotor.Además, la conversión de energía mecánica en energía eléctrica.

Girando, el rotor del generador produceuna corriente alterna trifásica,a partir de la cual los aparatos eléctricos no pueden funcionar, por lo tanto, se requiereconvertir

Para este propósito, se proporciona un controlador para la construcción de un aerogenerador .Convertirá la corriente proveniente del generador, constante. El último recarga las pilas recargables. Al pasar a través de ellos,la corriente ingresa al inversor, , donde adquiere las características que son aceptables para el funcionamiento de nuestros aparatos eléctricos. De la constante vuelve a ser variable, pero con los indicadores habituales: monofásico, con voltaje220 eny una frecuencia de 50 Hz.

¿Todas las turbinas eólicas son iguales?

A pesar de que el principio de funcionamiento de todos los molinos de viento es aproximadamente el mismo, haymuchas clasificacionesde estas fuentes de energía. Si consideramos los dispositivos para la casa, los materiales utilizadospara la fabricación de cuchillas , el número de ellos, la dirección del eje de rotación con respecto aa la superficie de la tierra,y el tornillo paso a paso del tornillo son de la mayor importancia. Consideremos brevemente cada una de las especies.

La mayoría de los aerogeneradores existentes (plantas de energía eólica) pueden clasificarse en uno, dos, tres o multipilares. Una pequeña partede los dispositivos más modernosno tiene cuchillas, y el viento atrapa en ellas una llamada "vela", de un tipoque se asemeja a una placa.Los pistones se encuentran detrás de él, el hidrosistema se pone en funcionamiento y ya produce una corriente eléctrica.La eficiencia de tales instalaciones es mayorque en todas las demás. En cuanto a los sistemas de cuchillas, la tendencia es esta: cuanto más pequeñas son las cuchillas, más energía produce el generador.

Variantes de aerogeneradores

Las turbinas eólicas, como ya se indicó anteriormente,puedendifierenno solo el número de cuchillas, sino también los materiales utilizados para su fabricación.El sistema de pala puede ser rígido, hecho de metales o fibra de vidrio, y quizás navegar,más barato,pero menos práctico.

Si comparamos la turbina eólica en el paso de la hélice, entonceslos más confiablesson ​​dispositivos en los cualesel paso está fijo. Hay turbinas eólicas y velocidades variables que pueden cambiar la velocidad de rotación, pero su diseño engorroso conllevacostos adicionalespara instalar y dar servicio a dicho sistema.

Los diseños más diversos de aerogeneradores, vistos desde el punto de vistaen la dirección del ejede la rotación de la tierra.

Los dispositivos cuyas cuchillas giranen relación con el eje vertical , a su vez, se pueden dividir en varios tipos.

  • Los aerogeneradores de Savonius son varias mitades de cilindros huecos colocados en el eje vertical.Su principal ventaja es la capacidad de girar independientemente de la velocidad y la dirección del viento.Un inconveniente importante es la capacidad de utilizar la energía eólica solo en un tercio.
  • El rotor Darya es un sistema de dos o más cuchillas que son placas planas.Tal dispositivo no es fácil de hacer, pero obtener mucha energía no funcionará.Además, se requiere un mecanismo adicional para hacer funcionar dicho rotor.
  • El rotor helicoidal, gracias a una pala especialmente torcida, tiene una rotación uniforme.El dispositivo es duradero, pero debido a la complejidad del diseño, es costoso.
  • Aerogeneradores multifuncionales con un eje de rotación vertical: la opción más efectiva en su grupo.
  • Las turbinas eólicas con un eje de rotación vertical también tienen sus ventajas y desventajas. Su principal ventaja -alta eficiencia.Entre las desventajas de tales estructuras está la necesidad de capturar la dirección del viento con una veleta yun cambio en la eficiencia , dependiendo de la dirección del viento. En este sentido, las instalaciones horizontales son más apropiadas en áreas abiertas. En el mismo lugar dondelas aspas estarán bloqueadasde los vientos por edificios, árboles o, por ejemplo, colinas, es mejor instalar turbinas eólicas de otro diseño.

    Además,un generador eólico de carreteras,y su aparición en las cercanías ciertamente no causará gran entusiasmo entre sus vecinos. Las palas pueden derribar fácilmente a un ave voladora y hacer mucho ruido.

    ¿Qué otras plantas de energía eólica tienes? Pues claro nuestro,nacional e importado.Entre las últimasestán las unidades europeas, , chinas y norteamericanas. Al mismo tiempo, la presencia en el mercado de aerogeneradores domésticos no puede sino por favor.

    El precio de dichos dispositivos está determinado principalmente porsu capacidady la presencia de elementos adicionales, como paneles solares, y varía en rangos muy amplios, desde varias decenas hasta varios cientos de miles de rublos.

    Construimos la turbina eólica de forma independiente

    Por supuesto, tal precio hace que los generadores de turbinas eólicas no sean accesibles para todos. Si decides que el molino de vientosolo es necesario, , pero cómpralo.No tiene oportunidad o no quiere gastar dinero en su instalación, puede intentar hacer esa fuente de energía usted mismo.Para hacer esto, necesitaráun diagrama de circuito,dibujo y, por supuesto, un conjunto de piezas necesarias.

    Cualquier motor de búsqueda le proporcionará una descripción del trabajo con todos los esquemas, dibujos einstrucciones paso a paso(a veces incluso de la foto).Sin embargo, no se apresure a comenzar con la primera mejor instrucción.Es mejor estudiar primeroen detalleel principio de operación y el proceso de construcción de varias estructuras, elegir la que más le convenga por potencia, disponibilidad de piezas yla complejidad de la fabricación,y solo entonces comenzar a trabajar.

    En consecuencia, cada molino de viento casero debe tener:

    • palas;
    • generador;
    • mástil;
    • , así como una instalación que convierte la corriente eléctrica.

    Cada una de estas partes puede hacerse por sí misma otransformada de una existente. Por ejemplo, las tuberías de PVC o aluminio son adecuadas para la fabricación de cuchillas.También hay esquemas para hacerlos de madera o fibra de vidrio.Todos estos métodos de fabricación de palas son adecuados paramolinos de viento horizontales , que son recomendados por expertos para una casa de fabricación casera o un molino de viento.Las cuchillas del dispositivo verticalson fáciles de hacera partir de un barril de plástico o metal.

    También hay muchas formas de fabricar un generador.Uno de los más comunes es elimanes de neodimio basados ​​en discoautoensamblados.Su desventaja es un alto precio.Los imanes y su gran número, la ventaja esla facilidad de montaje.

    Otra forma -para rehacer un generador listode un motor eléctrico asíncrono. En este caso, es suficiente cruzar el rotor y rebobinar la bobina del estator. Esta última es la parte más complicada del proceso. Sin embargo, ellaes bastante factibleen casa.

    Los generadores listos para autos o bicicletas también cabrán

    Como mástil, sirvaun tubo de acerode una longitud no inferior a cinco metros y medio.

    El ensamblaje de piezas en una sola estructurase lleva a cabo de acuerdo con el esquemaque es fácil de encontrar utilizando motores de búsqueda. Lo principal es poder averiguarlo.

    Por supuesto, recoger una turbina eólica con sus propias manos es una tarea queno obliga a nadie.Es mucho más fácil para alguien comprar que entender el proceso de pegar imanes de neodimio o rebobinar las bobinas del estator.

    ¿Cómo hacer la elección correcta?

    Entonces, ¿a qué debe prestar atención cuando elige un VEU?

    No debe asumirse que la turbina eólica más costosa e importadaserá la mejor. Para salir, en primer lugar, no necesitas precios, sino tus necesidades. Antes de realizar una compra, cuente la cantidad de electricidad queplanea gastar.

    Está claro que debe elegir un modelo que pueda producirla cantidad de energíaque necesita. Sin embargo, ten cuidado. Cada generador de viento está diseñado parauna cierta velocidadde viento. Esto significa que la potencia reclamada por el fabricante es capaz de emitir un nombre registrado con eseLa velocidad indicada en la instrucción para ello.

    Si la potencia máxima de la turbina eólica se desarrolla a una velocidadde un viento de 10 -12 m /s,y en su localidad, el promedio no excede de4-5 m /s, , entonces no debe esperar que el dispositivo producirá la cantidad declarada de electricidad. Como resultado, pagará extra por lo que no reciba.

    La potencia de la turbina eólica depende directamentedel diámetro de la ruedaformada por las palas. Con un error del 20%, puede calcularlo por la fórmula: multiplique el cuadrado del diámetro por un cubode la velocidad del viento promedioy divida el valor resultante por 7000. Es decir, con un diámetro de rueda igual a dos metros y una velocidad del viento promedio en su localidad3 m /s , obtiene aproximadamente0.015 kW de electricidad.Si el diámetro se duplica, entonces la turbina eólica a la misma velocidad del viento producirá 4 veces más electricidad:0,6 kW.Por lo tanto, con otras características idénticas, un molino de viento más productivo con un tamaño de pala grande.

    Al seleccionar un generador eólico, es igualmente importante prestar atencióna la capacidad de la batería.Si no vives en una zona costera, la calma en tu área es una ocurrencia común. En este caso, el sistema funcionará exactamente con la batería. Y él tiene la propiedad de descargar. Por lo tanto, es deseable que, además de esto, hayauna fuente de respaldode energía.

    Para este propósito, es posible comprar la instalación inmediatamentecon paneles solares,o conectarla a la red. En este caso, sólo serácompensar la falta de electricidad en caso de necesidad.

    ¿Cuánta energía necesita una familia promedio?

  • Habrá suficientes 0.5 kW en el apartamento de la ciudad. Para ser más claros, el contador en este caso mostrará 360 kWh.
  • Una turbina eólica de 5 kW puede proporcionar dicha energía incluso si la velocidad del viento es pequeña.
  • Si siempre hay un dispositivo de calefacción en el apartamento, entonces el mismo generador de viento podrá proporcionarlo solo a esa velocidad del viento, que solo es posible en la costa.
  • ¿Qué lugar elegir para instalar un generador de viento?

    Por supuesto, es necesario instalar una turbina eólica en lugareslo más abiertos posiblepara los vientos. Los cerros, zonas costeras, estepas, espacios abiertos alejados de edificios son los más adecuados para estos fines. No coloque una central de energía eólica incluso donde haya inclusoárboles bajos.Estarás utilizando el molino de viento durante mucho tiempo, durante este tiempo, los árboles tendrán tiempo para crecer y crear obstáculos.

    Un factor importante al elegir el lugar para instalar un dispositivo de este tipo esla presencia de vecinosde al lado. El hecho es que los aerogeneradores - los dispositivos no son silenciosos en absoluto. Además, sobre sus cuchillas, como ya se mencionó anteriormente, a vecesaves rotas.No todos los vecinos están listos para soportar tales inconvenientes. En este sentido, es mejor instalar aerogeneradores a una distanciaa no menos de 250 metrosde los edificios residenciales más cercanos.

    En general, las turbinas eólicas son las másrespetuosas con el medio ambienteFuentede energía, a diferencia, por ejemplo, de una estación de diesel. En comparación con los paneles solares, tampoco emiten residuos al medio ambiente, sino que están a más deprecios disponibles.Además, el viento sopla día y noche.

    Sin embargo, el precio de la turbina eólica sigue siendo alto, por lo que la instalacióndebería ser conveniente.Si compra una instalación de este tipo únicamente por razones de protección ambiental o con la esperanzade ahorrar mucho dinero,nada más que decepción le traerá este dispositivo. Sin embargo, la turbina eólica será la mejor manera de salir de tu posición si:

    • viento en el área donde planea instalar un aerogenerador, que funciona muchos días al año a una velocidad de al menos 4 m /s;
    • su casa no está conectada a la red eléctrica o los costos de electricidad son muy altos;
    • hay suficiente espacio en su sitio para instalar un dispositivo tan incómodo;
    • el hecho de que el generador de viento se instale en concierto con sus vecinos;
    • tiene suficiente dinero para comprar y reparar un dispositivo de energía eólica.

    Para utilizar la electricidad de una red regular, para adquirir una fuente autónoma o para intentar hacerla por su cuenta, la elección es para usted. Si realiza una elección a favor de un generador eólico, recuerde que esta solución debe serdictada por necesidad,y no solo una tendencia de moda. Solo cuidadosamente pensado en cosas pequeñas, pesando todo "a favor" y "en contra", puede comprarla fuente más rentablede energía alternativa.