Wij selecteren en installeren een windgenerator voor een woonhuis

Wereldfabrikanten van windturbines

1. Suzlon Energy is een toonaangevende fabrikant van windturbines, niet alleen in Azië, maar over de hele wereld. Het bedrijf heeft dertienduizend specialisten in dienst in tien fabrieken in India, België, de VS en China. De eerste windturbine werd in 1996 geproduceerd en al in 2000 werd de eerste elektriciteitscentrale ontworpen. De groei van de productievolumes begon, in overeenstemming met de eisen van de markt, in 2006 aanzienlijk toe te nemen. Momenteel staat het Indiase bedrijf op de zesde plaats wat betreft de prestaties van de producten in kwestie.
2. Sinds 2007 is de Duitse fabrikant ENERCON GmbH toonaangevend in wereldlanden en in Duitsland, waar meer dan vijftig procent van de markt zich bevindt. In 1986 rolden de eerste producten van de lopende band. Momenteel staan ​​fabrieken in India, Zweden en Portugal.
3. Sinovel behoort tot de eerste onderneming in China die onshore en offshore windparken ontwikkelt, ontwerpt, produceert en verkoopt. Sinovel produceert turbines voor windturbines variërend van 1,5 tot 6,0 megawatt. Producten zijn onderverdeeld in vier lijnen: SL1500, SL3000, SL5000, SL6000.
4. Windturbinefabrikant Vestas Wind Systems heeft fabrieken in Denemarken, Duitsland, India, Roemenië, het VK, Spanje, Zweden, Noorwegen, Australië, de VS en China. Het bedrijf produceert windturbines met een rotordiameter van zevenenveertig tot honderdvierenzestig meter, met een vermogen van 660 kW tot 7 megawatt.

Een windmolen maken met je eigen handen

Het belangrijkste werk dat moet worden gedaan, is de fabricage en installatie van een roterende rotor. Allereerst moet u het type structuur en de afmetingen ervan kiezen. Het kennen van het vereiste vermogen van het apparaat en de productiemogelijkheden zal dit helpen bepalen.

De meeste knooppunten (zo niet allemaal) zullen op zichzelf moeten worden gemaakt, dus de keuze zal worden beïnvloed door welke kennis de maker van het ontwerp heeft, met welke apparaten en apparaten hij het beste bekend is. Meestal wordt eerst een proefwindmolen gemaakt, met behulp waarvan de prestaties worden gecontroleerd en de parameters van de constructie worden gespecificeerd, waarna ze beginnen met het vervaardigen van een werkende windturbine.

Windturbine selectie

Windmolens van de hoogste kwaliteit worden geproduceerd in Duitsland, Frankrijk en Denemarken. Deze landen maken windturbines om elektriciteit te leveren aan de particuliere sector, boerderijen, scholen en kleine winkels.In Rusland zijn windturbines, zonnepanelen en andere vormen van alternatieve energie niet erg gebruikelijk vanwege de lage elektriciteitskosten en het onuitgesproken monopolie op de verkoop van elektriciteit.

De mobiele windgenerator is geschikt voor de olie-industrie of montageteams die in de velden bouwen (prototype)

Maar de hoge kosten van het aansluiten van afgelegen voorzieningen op het elektriciteitsnet (er zijn nog steeds dorpen die niet zijn geëlektrificeerd), onbeschoftheid van ambtenaren, langdurige procedures om rond te reizen en het verkrijgen van technische specificaties van monopoliebedrijven dwingen eigenaren om alternatieve energie voor hun faciliteiten te gebruiken.

Allereerst moet je begrijpen dat het rendement van een windturbine ongeveer 60% is, er een afhankelijkheid is van de windsnelheid en dat er periodiek onderhoud nodig zal zijn. Als u toch besluit te kiezen voor een windturbine, dan moet u dat weten. Het is noodzakelijk om een ​​windgenerator te kiezen op basis van de specifieke omstandigheden van de toepassing. Er zijn nieuwe ontwikkelingen en modellen: met verhoogde efficiëntie, verticaal, horizontaal, orthogonaal, bladloos.

Voor bedrijven of een privéwoning kunnen deze gegevens op de project- of elektriciteitsrekening staan. Als u het huisje van elektriciteit moet voorzien, wordt een windturbinemodel van 1-3 kW geselecteerd, heeft de omvormer een laag vermogen nodig en kunt u het zonder batterijen doen. Het principe van een datsja-windturbine is eenvoudig: er is wind - er is elektriciteit, geen wind - we werken in de tuin of rond het huis. U kunt zelf een eenvoudige windgenerator maken, u hoeft alleen de benodigde materialen te verzamelen en deze aan elkaar te koppelen.

Voor een privéwoning voor permanente bewoning zal dit principe niet werken. Als er vaak geen wind is, moet speciale aandacht worden besteed aan de accu.Hiervoor is een grote capaciteit nodig. Om echter sneller op te laden, moet de elektriciteitsgenerator zelf ook een hoog vermogen hebben. Dat wil zeggen, de afzonderlijke knooppunten van de installatie zijn nauw met elkaar verbonden. Een betrouwbaardere combinatie is een symbiose met een dieselgenerator en zonnepanelen. Dit is een 100% garantie van de beschikbaarheid van elektriciteit in huis, maar ook duurder.

Commerciële windturbines worden nu veel gebruikt. De met hun hulp opgewekte elektriciteit wordt verkocht aan verschillende bedrijven die geen energievoorziening hebben. Dergelijke energiecentrales bestaan ​​typisch uit meerdere windturbines met verschillende capaciteiten. De wisselspanning van 380 volt die ze genereren, wordt rechtstreeks aan het elektriciteitsnet van de onderneming geleverd. Daarnaast kunnen windturbines worden gebruikt om een ​​groot aantal batterijen op te laden, waarvan de energie die wordt omgezet in wisselspanning ook wordt teruggeleverd aan het elektriciteitsnet.

Windturbines van Russische makelij

In de meeste gevallen installeren ondernemers windturbines, zonnepanelen en dieselgeneratoren voor hun eigen productie. Het verkrijgen van toestemming om elektriciteit te verkopen in Rusland is, laten we zeggen, een ander verhaal. Na een energie-audit komt er stroom vrij door bijvoorbeeld verlichtingslampen te vervangen door leds. De terugverdientijd wordt berekend, bij het ontbreken van een budget kan de modernisering in fasen worden opgedeeld.

Hoeveel kost een windgenerator?

De prijzen van windturbines van Russische makelij zijn lager dan die van Duitse, Deense of Indiase. De goedkoopste Chinese windmolens, hoewel hun kwaliteit veel lager is.De eenvoudigste windturbines voor privéwoningen kosten tot $ 500. Ze kunnen worden gebruikt voor lokale stroomopwekking, maar ze kunnen het probleem van volledige stroomvoorziening thuis niet oplossen. Krachtigere windgeneratoren vanaf 3 kW om een ​​woning volledig van stroom te voorzien, gaan meer kosten.

Geschatte kosten van een set windgeneratoren voor een huis:

• voor een klein particulier (land)huis, vermogen 3 kW/72V, equiv. $1700-1800;
• om het huisje van elektriciteit te voorzien, vermogen 5 kW/120V, equiv. $ 4000;
• om meerdere huizen of een boerderij van stroom te voorzien, vermogen 10 kW / 240V, equiv. $ 8500.

Er is speciale vraag naar windturbines met een verticale rotatie-as van de Russische productie. Een van de voordelen van deze apparatuur:

1. kleine noodzakelijke windsnelheden voor rotorbeweging;
2. onafhankelijkheid van windrichting;
3. lage geluidsachtergrond, geen trillingen;
4. Vogelveilig ontwerp
5. geen geforceerde start vereist;
6. werkt onder alle weersomstandigheden, bij elke windkracht.

Componenten en berekeningen

De bouwkosten variëren sterk, afhankelijk van het ontwerp van de windmolen en de gebruikte componenten. Er zijn twee hoofdtypen windturbines - met een horizontale rotatie-as (moet zich op een hoogte bevinden, optimaal 25-35 m) en met een verticale as, die eenvoudig op grondniveau kan worden geplaatst.

Naast de generator zelf zijn voor windmolens met een horizontale rotatieas een rotor met bladen, een tandwielkast en een zwenkstaart nodig, evenals een beschermende behuizing. Dit alles is meestal gemonteerd op een hoge mast.Omdat de mast in de regel een vrij massieve en hoge constructie is, zal het nodig zijn om er een fundering onder te leggen en deze te bevestigen met extra rekkabels.

Naast de totale prijs van de constructie worden de kosten van installatie met een kraan toegevoegd. Om de constructie van een hoge en dure mast te vermijden, worden voor kleine windturbines steeds vaker ontwerpopties gebruikt met een verticale rotatie-as van de rotor, die in staat zijn om op een lagere hoogte te werken bij windsnelheden van 1 m/s . Maar dergelijke systemen zijn relatief nieuw, dus er zijn nog geen eenduidige statistieken over hun werking verzameld. Ze geven minder elektriciteit, maar ze zijn veel goedkoper en niet zo luidruchtig, ze zijn gemakkelijker met je eigen handen te maken.

Op de grond, binnenshuis, is er een omvormer voor het omzetten van gelijkstroom van de generator in wisselstroom, een set batterijen, scheiders en stroomonderbrekers die nodig zijn om de ontvangen elektriciteit te herverdelen en het apparaat uit te schakelen in geval van nood of voor reparatie.

De geschatte hoeveelheid energie die het hele jaar door wordt opgewekt door een windmolen met een horizontale rotatie-as kan worden berekend met behulp van de volgende empirische formule: E = 1,64 * D * D * V * V * V. Waar: E - elektriciteit per jaar (kWh / jaar), D - rotordiameter (in meters), V - gemiddelde jaarlijkse windsnelheid (Mevrouw). Daarna berekenen we de hoeveelheid en de kosten van het elektriciteitsverbruik van uw huis per jaar en vermenigvuldigen we de verkregen cijfers met 25-30 jaar - de geschatte levensduur van de windmolen. Op basis hiervan berekenen we de benodigde maat van de bladen en de geschatte totale kosten van de constructie, afhankelijk van de kosten van de componenten.

Als de mast zelfstandig kan worden gebouwd, is het raadzaam om de elektrische apparatuur en de windmolen zelf serieel, in de fabriek gemonteerd, te kopen. Hoewel ambachtslieden herhaaldelijk voorbeelden hebben getoond van zelfgebouwde windturbines voor thuis op basis van componenten van andere apparaten (elektrische auto-generatoren, industriële apparatuur, ze slagen er zelfs in om omgebouwde elektrische motoren van huishoudelijke apparaten te gebruiken), gebruiken zelfgemaakte rotorbladen en staart.

Schema's, methoden en tips zijn gemakkelijk te vinden op internet of in gespecialiseerde technische tijdschriften, maar in dit geval ligt alle verantwoordelijkheid voor de prestaties en veiligheid van de gebouwde windturbine uitsluitend bij u.

Het is duidelijk dat met een toename van de diameter van de rotorbladen en de hoogte van de mast en, dienovereenkomstig, de grotere verzamelde windenergie, het opgewekte vermogen toeneemt, maar de uiteindelijke kosten van de constructie nemen evenredig toe.

Volgens verschillende schattingen liggen de kosten van het bouwen van een kleine windturbine voor een huis in het bereik van 2-8 duizend dollar per 1 kW elektriciteit. Als je thuis geen centrale stroomvoorziening hebt, kost een windmolen waarschijnlijk minder dan zelf een hoogspanningsleiding aanleggen of een dieselgenerator van brandstof voorzien.

Als het werd opgevat als een manier om te sparen, overweeg en trek conclusies over de noodzaak ervan voor thuis. Overigens is de elektriciteit opgewekt door grote industriële windturbines per 1 kW al goedkoper dan elektriciteit opgewekt door klassieke thermische centrales. De kosten van elektriciteit bij kleine windturbines zijn iets hoger, maar dalen de laatste jaren gestaag.

Hoe dan ook, als de windmolen vandaag niet winstgevend blijkt te zijn, gooi dan de berekeningen die u zelf hebt gemaakt niet weg - na een tijdje kunnen de opkomst van nieuwe modellen van generatoren met zeer efficiënte indicatoren, veranderingen in elektriciteitstarieven uw eerdere beslissing radicaal veranderen .

Let ook op de situatie met het teruglevertarief, dat in veel landen wordt gehanteerd. Met dit tarief kan thuis opgewekte elektriciteit met alternatieve bronnen, waaronder windenergie, tegen een toeslag worden teruggeleverd aan het elektriciteitsnet. Het verschijnen van een teruglevertarief in het land of een verandering in het tarief kan de terugverdientijd van een windmolen en de besparingen die het voor het huis oplevert aanzienlijk beïnvloeden.

Beste gebruikswijzen

De wind waait ongelijkmatig en de verhoogde opwekking van elektriciteit met zijn hulp zal zelden samenvallen met periodes van maximaal verbruik in huis. Daarom is het wenselijk dat u de mogelijkheid heeft om de nodige belasting te leveren en alle overtollige elektriciteit die door de windgenerator wordt opgewekt te gebruiken - voor het verwarmen van water in de ketel, elektrische kachels in het huis die het verwarmingssysteem aanvullen, een pomp in de put die water in de tank op het dak pompt, of voor nog meer exotische taken zoals het opladen van de batterijen van een elektrisch voertuig - ze zouden allemaal automatisch moeten inschakelen bij harde wind en met een laag totaalverbruik.

Over het algemeen is in de omstandigheden van het Russische klimaat met lange koude winters en relatief lage windsnelheden het meest energiezuinige en goedkoopste schema een windturbine met een verticale rotatie-as geïnstalleerd op grondniveau of op een kleine mast 5-10 m hoog, verheft het boven het dak van het huis en kroont fruitbomen. De windmolen is binnen direct aangesloten op een aparte elektrische kachel en boiler, zonder stroomomvormers en batterijen.

Het is heel goed mogelijk om een ​​dergelijk schema met uw eigen handen uit te voeren, zonder tussenkomst van installateurs. In dit geval produceert de windgenerator in wezen warmte om het huis te verwarmen, wat op zijn beurt dient als een dimensieloze warmteaccumulator en waardoor u zich niet al te veel zorgen hoeft te maken over onregelmatige veranderingen in windenergie, waarbij alle elektriciteit die door de wind wordt opgewekt volledig wordt gebruikt generator. Bovendien blijkt zo'n systeem zelfregulerend te zijn: een harde wind koelt het huis sneller af, maar maakt het tegelijkertijd ook mogelijk dat een tandem van een windgenerator en een elektrische kachel het van binnenuit kan verwarmen.

Soorten windturbines

Er worden twee hoofdtypen windmolens gebruikt, die fundamentele verschillen hebben:

• horizontaal
• verticaal

In beide gevallen hebben we het over de rotatie-as van de rotor. Het ontwerp van verschillende modellen horizontale apparaten verschilt weinig van elkaar, wat neerkomt op een soort huishoudelijke ventilator of propeller. Verticale apparaten hebben een veel grotere verscheidenheid aan ontwerptypen, die uiterlijk aanzienlijk van elkaar verschillen. Laten we ze in meer detail bekijken:

Horizontale windmolens

Horizontale constructies zijn efficiënter, omdat ze de windstroom alleen met de werkende kant van de bladen waarnemen.Driebladige waaiers worden het meest gebruikt, maar voor kleine ontwerpen kan het aantal bladen worden verhoogd.

Het zijn horizontale structuren die worden gebruikt voor de vervaardiging van grote industriële ontwerpen met een enorme bladoverspanning (meer dan 100 m), die, in combinatie, vrij productieve energiecentrales vormen. De staten van West-Europa, zoals Denemarken, Duitsland, de Scandinavische landen, maken actief gebruik van windmolens om de bevolking van energie te voorzien.

De apparaten hebben één nadeel: ze moeten naar de wind worden gericht. Voor kleine windgeneratoren wordt het probleem opgelost door een staart te installeren zoals een vliegtuig, die de constructie automatisch in de wind positioneert. Grote modellen hebben een speciaal geleidingsapparaat dat de positie van de waaier ten opzichte van de stroom regelt.

Verticale structuren

Windgeneratoren van het verticale type hebben een lager rendement, waardoor ze worden gebruikt om alleen energie te leveren aan individuele consumenten - een privéwoning, een huisje, een groep apparaten, enz. Voor zelfproductie zijn dergelijke apparaten het meest geschikt, omdat ze een ruime keuze aan ontwerpopties hebben, hoeven ze geen erg hoge mast te beklimmen (hoewel dit voor hen niet gecontra-indiceerd is).

Verticale rotoren kunnen worden samengesteld uit alle materialen die voorhanden zijn, elk type van een verscheidenheid aan bekende kan als voorbeeld worden gebruikt:

• Savonius- of Darier-rotors
• modernere Tretyakov-rotor
• orthogonale ontwerpen
• helicoïde apparaten, enz.

Het is niet nodig om alle soorten in detail te beschrijven, omdat hun aantal voortdurend toeneemt.Vrijwel alle nieuwe ontwikkelingen zijn gebaseerd op een verticale rotatie-as en zijn bedoeld voor gebruik in particuliere huizen of landgoederen. De meeste ontwikkelingen bieden hun eigen oplossing voor het belangrijkste probleem van verticale apparaten - lage efficiëntie. Sommige varianten hebben vrij hoge snelheden, maar hebben een complexe rompstructuur (bijvoorbeeld het ontwerp van Tretyakov).

Selectieprincipes

Om te beginnen formuleren we het probleem dat we willen oplossen: waarom heb je precies windenergie nodig, welk proces levert het op. Met andere woorden, wat zal de consument zijn. Vervolgens het proces van het maken van een project voor een toekomstige windturbine: u zult moeten beslissen welk type het zal zijn, hoe energie precies naar de eindgebruiker wordt overgebracht (elektrische stroom of mechanisch - in de vorm van koppel, translatiebewegingen, op de een of andere manier anders).

In het artikel zullen we het hebben over de typen van het belangrijkste element van een windturbine - de rotor, we zullen de voor- en nadelen van elke optie analyseren. We zullen ook ingaan op het onderwerp van het gebruik van de opgewekte energie. We hopen dat deze informatie u zal helpen in de ontwerpfase van het apparaat.

We hopen dat deze informatie u zal helpen in de ontwerpfase van het apparaat.

Hoeveel kost een windgenerator voor een huis?

Hieronder vindt u de prijzen voor windgeneratoren voor huis en tuin. In de regel ligt het vermogen van dergelijke installaties in het bereik van 5-50 kW.

• 3 kW, 48 volt. Zowel hulp- als hoofdvoeding worden gebruikt. De energie die door dergelijke modellen wordt opgewekt, is voldoende om de levensduur van het huisje te garanderen. De prijs is ongeveer 90 duizend roebel;
• 5kW, 120 volt.Deze windgenerator zal zonder problemen een heel huis van stroom voorzien met een groot aantal elektrische apparaten. De prijs is 200-250 duizend roebel;
• 10kW, 240 volt. Dergelijke windgeneratoren kunnen een boerderij of meerdere woongebouwen van stroom voorzien. Er zijn veel voorbeelden waarin dergelijke installaties worden gebruikt om energie op te wekken in kleine supermarkten, garages, enz. De prijs is ongeveer 400 duizend roebel;
• 20 kW, 240 volt. Dit is voldoende om een ​​waterdistributiestation van elektriciteit te voorzien. De prijs is ongeveer 750 duizend roebel;
• 30 kW, 240 volt. Zo'n windgenerator zal elektriciteit leveren aan een appartementengebouw van 5-7 verdiepingen. De installatiekosten bedragen ongeveer een miljoen roebel;
• 50 kW, 380 volt. Dergelijke installaties worden gebruikt in de industrie. Ze zijn niet geschikt voor thuisgebruik. De prijs is meer dan 3 miljoen roebel.

Velden van windturbines

Voordelen en voordelen van windparken

• Gratis hernieuwbare energie. Windenergie is hernieuwbaar en gratis. Windmolens stoten geen CO . uit₂ of andere schadelijke stoffen. De wind is een ideale en oneindige energiebron. De aanleg van meer windparken leidt tot een vermindering van het optreden van elektriciteitscentrales die schadelijke stoffen in de atmosfeer uitstoten.
• diversiteit. Het gebruik van windenergie bevordert een verscheidenheid aan energiebronnen en minimaliseert de afhankelijkheid van conventionele energiecentrales of andere vormen van energieopwekking.
• Toekomst. Windenergie heeft toekomst! De creatie van nieuwe windparken leidt tot technologische ontwikkeling, technische innovatie en het creëren van nieuwe banen.
• Dalende kosten. De kosten van windenergie zijn de afgelopen jaren flink gedaald.In de afgelopen twintig jaar zijn de kosten met maar liefst 80% gedaald, waardoor dit type energie momenteel de meest winstgevende is van alle soorten energiecentrales.
• Extra winst. De eigenaar van het terrein waarop de windparken staan ​​kan profiteren van de pacht van deze grond, aangezien de daadwerkelijk benodigde oppervlakte voor de centrale klein is. Bovendien kan de grond waarop de elektriciteitscentrale staat, worden gebruikt in de landbouw (voor het verbouwen van verschillende gewassen), aangezien de stations geen schadelijke uitstoot hebben.
• Voorzichtigheid. De levensduur van een dergelijke energiecentrale is gemiddeld 20-30 jaar en na de ontmanteling zijn er geen sporen meer - noch in het landschap noch in de atmosfeer.
• efficiëntie. Het bedrijfsproces van windparken is vrij eenvoudig, de montagetijd is zeer kort en de exploitatie- en onderhoudskosten zijn ook vrij laag. De centrale produceert 85 keer meer energie dan ze verbruikt. Het heeft ook relatief kleine verliezen tijdens het transport van energie.
• Adoptie. Het opzetten van een windpark geniet maatschappelijke acceptatie. De overgrote meerderheid van de mensen begrijpt en ondersteunt de voordelen van het gebruik van deze vorm van energie.

Installeren of niet

Bij de beslissing om een ​​windpark te installeren, heeft u de volgende initiële gegevens nodig:

• De gemiddelde windsnelheid op de plaats van opstelling in meters per seconde. In de eerste benadering wordt het beeld gegeven door een kaart van winden in Rusland. Maar op een bepaalde installatielocatie kunnen er verschillende factoren zijn die de windsnelheid beïnvloeden, bijvoorbeeld heuvels, rivierbeddingen.Om de jaarlijkse windkaart nauwkeurig te bepalen, kunt u de wilde windwijzer gebruiken, een anemometer of dagelijkse observaties van de omringende natuur uitvoeren.

• Beschikbaarheid van centrale stroomvoorziening, de kosten van een kilowattuur en de mogelijkheid om een ​​hoogspanningslijn aan te leggen.

Het algoritme voor het beoordelen van de terugverdientijd van een windmolen is als volgt:

• Bepaal volgens de windkaart en de technische kenmerken van het apparaat het opgewekte vermogen voor de zomer- en winterperiode of maandelijks. Voor het hierboven besproken apparaat van 2 kW zal het opgewekte vermogen met een snelheid van 5 m / s bijvoorbeeld 400 W zijn;
• Bepaal op basis van de verkregen gegevens de jaarlijks opgewekte capaciteit;
• Bepaal op basis van de kosten van een kilowattuur de prijs van de opgewekte elektriciteit;
• Deel de kosten van de windturbinekit door het resulterende cijfer en krijg de terugverdientijd in jaren.

Overweeg om aanpassingen aan de berekening aan te brengen:

• Batterijen zullen minimaal eens in de drie jaar moeten worden vervangen;
• De levensduur van een moderne windgenerator is 20 jaar;
• Het apparaat heeft een servicebeurt nodig. De kosten en servicevoorwaarden moeten worden verduidelijkt met de verkoper van de apparatuur;
• De kosten van een kilowattuur groeien elk jaar, in de afgelopen 10 jaar is het meer dan 3 keer zo hoog geweest. Voor 2017 is tariefgroei gepland met minimaal 4%, zodat we kunnen uitgaan van deze stijging van de elektriciteitsprijzen.

Als de verkregen terugverdiencijfers niet bevredigend zijn, maar u wilt een alternatieve energiebron hebben of er is geen mogelijkheid om aan te sluiten op een gecentraliseerde stroomvoorziening, dan moet u opties overwegen om het rendement van de windmolen te verhogen en de kosten van zijn installatie en onderhoud.

De volgende opties zijn mogelijk:

• Meerdere apparaten installeren met een kleiner vermogen in plaats van één grote. Dit zal de prijs van de hoofdapparatuur verlagen, de installatie- en onderhoudskosten verlagen en de productiviteit verhogen omdat kleine windturbines efficiënter zijn bij lage windsnelheden;
• Installatie van een speciaal netwerk power management systeem, gecombineerd met een centraal voedingssysteem. Dergelijke apparaten zijn tegenwoordig in de handel verkrijgbaar.