Chcete-li využít větrnou energii, budete potřebovat tyto podrobnosti:

• větrné lopatky – zachycují proudění větru a přenášejí impulsy do větrného generátoru;
• větrný generátor a regulátor – přispívají k přeměně impulsu na stejnosměrný proud;
• baterie – uchovává energii;
• invertor - pomáhá přeměnit stejnosměrný proud na střídavý proud.

Tento způsob výroby energie nemá negativní dopad na životní prostředí a nemůže při něm dojít k nehodě způsobené člověkem. Kinetické vlastnosti větru jsou dostupné v každém rohu zeměkoule, takže zařízení lze nainstalovat všude. Do roku 2005 činila celková kapacita větrné energie 59 tisíc megawattů. A za celý rok vzrostl o 24 %. Vědecky řečeno větrný generátor přeměňuje kinetickou energii na mechanickou energii.


Srozumitelnou angličtinou se pomocí této jednotky energie proudění vzduchu zpracovává na elektřinu, kterou lze využít v obydlených a průmyslových oblastech vzdálených od centrální energetické sítě. Má poměrně jednoduchý ovládací mechanismus: vítr otáčí rotorem, který generuje proud a ten je zase přenášen přes ovladač do baterií. Střídač převádí napětí na svorkách baterie na použitelné napětí.

Návrh a technické vlastnosti větrné elektrárny

Technické studie prokázaly, že atmosférické cyklóny jsou mnohem výkonnější než pozemní, proto je nutné generátor instalovat výše. K získání energie vysokohorských větrů je potřeba určitá technologie.

Lze jej získat pomocí kombinace turbín a draků. Elektrárny umístěné na povrchu země nebo mořského šelfu přijímají povrchový tok. Studium technologický postup výroby dvou typů stanic dospěli odborníci ke kolosálnímu rozdílu v účinnosti. Pozemní turbíny budou schopny vyrobit více než 400 TW a vysokohorské turbíny - 1800 TW.

Obecně se větrné generátory dělí na domácí a průmyslové. Ty jsou instalovány ve velkých podnikových zařízeních, protože mají větší výkon, někdy jsou dokonce spojeny do sítě, která ve výsledku tvoří celou elektrárnu. Charakteristickým rysem těchto způsobů výroby elektřiny je úplná absence surovin pro zpracování i odpadu. K aktivnímu fungování elektrárny stačí pouze mohutné poryvy větru.
Mapa větru podle regionu a průměrné roční rychlosti.

Výkon může dosáhnout 7,5 megawattu.

Rotační by měly být instalovány v místech, kde je rychlost větru vyšší než 4 m/s. Vzdálenost od stožáru k nejbližším budovám nebo vzrostlým stromům musí být nejméně 15 metrů a vzdálenost od spodní hrany větrného kola k nejbližším větvím stromů a budov musí být nejméně 2 metry. Nutno podotknout, že návrh a výšku stožáru si každý počítá individuálně v závislosti na místních přírodních podmínkách, přítomnosti překážek a rychlosti proudění vzduchu.

Instalace horizontálních i vertikálních větrných generátorů se provádí na základ. Stožár je připevněn ke kotevním šroubům. Před instalací stožáru je základ uchováván po dobu jednoho měsíce, což je nezbytné, aby se beton usadil a získal sílu. Požaduje se, aby byly vybaveny systémem ochrany před bleskem, takže dokážou spolehlivě zásobit váš domov elektřinou i za deštivého počasí.

Nejnovější technologie od vývojářů NASA jsou zaměřeny na generování kite zařízení. Tím se účinnost zvýší na 90 %. Protože na zemi bude generátor a ve vzduchu zařízení, které bude detekovat atmosférické poryvy. Letový systém leteckého zařízení je v současné době testován, maximální dosah je 610 metrů, rozpětí křídel je přibližně 3 metry. Rotační fáze koule spotřebuje méně zdrojů a lopatky turbíny se budou pohybovat rychleji. Návrháři navrhují, že takové inženýrství lze realizovat ve vesmíru, například na Marsu.

Hadi jsou generátory energie

Jak vidíme, vyhlídky do budoucna jsou poměrně optimistické, musíme si jen počkat, až to všechno ožije. Nejenže vesmírná agentura nabízí inovativní metody, ale mnoho společností již plánuje umístit takové struktury do požadovaných geografických oblastí Země. Někteří z nich udělali úžasný pokrok a jejich mozkové děti jsou již využívány.

Stačí se podívat na dvojčata v Bahrajnu, kde jsou dvě obří budovy jako jedna elektrárna. Výška dosahuje 240 metrů. V průběhu roku takový projekt vygeneruje 1 130 MW. Příkladů lze uvést spoustu, jde o to, že každým rokem roste počet zainteresovaných firem, které se podílejí na rozvoji odvětví.

Schéma distribuce energie: 1 - větrný generátor; 2 - regulátor nabíjení; 3 - baterie; 4 - měnič; 5 - distribuční soustava; 6 - síť; 7 - spotřebitel.

Alternativní větrná energie v SNS

Odvětví větrné energie v zemích SNS přirozeně za vyspělými zeměmi zaostává. Je to z mnoha důvodů, především ekonomických. Vládní ministerstva vyvíjejí programy a zavádějí „zelené tarify“ na podporu rozvoje průmyslu.

Existuje obrovský potenciál pro to, ale existuje mnoho překážek pro realizaci. V tomto směru se v poslední době začalo vyvíjet například Bělorusko, ale hlavním problémem republiky je nedostatek vlastní výroby, vybavení musí objednávat z partnerských zemí. Když mluvíme o Rusku, tato výroba je v „zmrazeném“ stavu, protože základní zdroje jsou: voda, uhlí a jaderná energie. Výsledkem je 64. místo v žebříčku výroby elektřiny. Kazachstánu by měla pomoci výhodná geografická poloha, ale technická základna je velmi zastaralá a vyžaduje zásadní modernizaci.

Rozvoj větrné energie v severní Evropě

Norsko leží na Skandinávském poloostrově, většinu území omývá moře, odkud vanou silné severní větry. Možnosti výroby elektřiny jsou nekonečné. V roce 2014 byl uveden do provozu park o projektované kapacitě 200 megawattů. Takový komplex poskytne 40 tisíc obytných budov. Neměli bychom zapomínat, že Norsko a Dánsko úzce spolupracují na energetickém trhu. Dánsko je světovým lídrem v oblasti offshore energetiky.

Většina elektráren se nachází na moři, více než 35 % elektřiny se vyrábí v takových komplexech. Bez jaderných elektráren Dánsko snadno zásobuje elektřinou sebe i Evropu. Kompetentní využívání alternativních zdrojů umožnilo dosáhnout takového pokroku.

Zařízení větrných turbín

Vertikální se zpravidla skládá z následujících částí:

• turbína
• ocas
• protiproudový rotor
• chlupatý stožár
• generátor
• baterie
• střídač
• regulátor nabíjení baterie

Lopatky větrné turbíny

Samostatně bych se chtěl dotknout tématu lopatek, účinnost instalace přímo závisí na jejich počtu a materiálu, ze kterého jsou vyrobeny. Podle jejich počtu mohou být jedno, dvou nebo třílisté a víceramenné. Ty se vyznačují počtem lopatek více než pět, mají vysokou setrvačnost a účinnost, díky čemuž je lze použít k provozu vodních čerpadel. K dnešnímu dni již byl vyvinut poměrně účinný, schopný zachytit proudění vzduchu bez lopatek. Funguje na principu plachetnice, zachycuje poryvy vzduchu, čímž dochází k pohybu pístů, které jsou umístěny v horní části, bezprostředně za deskou.

Na základě materiálů, ze kterých jsou listy v instalacích vyrobeny, se rozlišuje mezi pevnou a plachtovou konstrukcí. Plachetní jsou levnější variantou ze sklolaminátu nebo kovu, ale při aktivní práci se velmi často rozbijí.

Doplňkové prvky větrné turbíny

Některý z moderní modely disponují modulem pro připojení stejnosměrného zdroje pro provoz solárních panelů. Někdy je design vertikálního větrného mlýna doplněn neobvyklými prvky, například magnety. Velmi oblíbené jsou feritové magnety. Tyto prvky mohou zrychlit otáčky rotoru a v důsledku toho zvýšit výkon a účinnost generátoru.

Takto se získávají promo akce výkonnostní charakteristiky na vlastnoručně vyrobené montáži např. ze starého autogenerátoru. Je třeba poznamenat princip větrné elektrárny z feritových magnetů - umožňuje obejít se bez převodovky, což minimalizuje hluk a několikanásobně zvyšuje spolehlivost._

Vertikální osa Darrieusův rotor. Vlastnosti rotoru

V nových konstrukcích vertikálních větrných turbín se používá Darrieus Rotor, který má koeficient zpracování proudění větru dvakrát vyšší než všechny dříve známé instalace tohoto typu. Pro zařízení je vhodné instalovat vertikální axiální s rotorem Daria čerpací stanice, kde je potřeba silný moment na ose rotace při těžbě vody ze studní a vrtů ve stepních podmínkách.

Savonius rotor - nové vertikální generátory

Ruští vědci vynalezli vertikální generátor nové generace, který pracuje na rotoru Voronin-Savonius. Skládá se ze dvou půlválců vertikální osa otáčení. V jakémkoli směru a bouřích, “ větrný mlýn” založený na rotoru Savonius se bude plně otáčet kolem své osy a generovat energii.

Jeho hlavní nevýhodou je malé využití síly větru, jelikož lopatky půlválce pracují pouze na čtvrtinu otáčky a svým pohybem zpomaluje zbytek svého rotačního kruhu. Dlouhodobý provoz zařízení bude také záviset na tom, jaký rotor zvolíte. Například spirálové větrné mlýny se mohou otáčet rovnoměrně díky kroucení lopatek. Tento moment snižuje zatížení ložiska a zvyšuje životnost.

Větrný generátor s různým výkonem

Zařízení „mlýn“ je třeba zvolit podle toho, jaký výkon má mít na svém výstupu. Výkon do 300 W je jedním z nejjednodušších typů zařízení. Takové modely se snadno vejdou do kufru auta a instalaci zvládne jeden pracovník během několika minut. Velmi rychle zachytí procházející proud vzduchu a zajistí nabíjení mobilních zařízení, osvětlení a možnost sledování televize.

5 kw je nejlepší možnost pro malé venkovský dům. S výkonem 5-10 kW může plně fungovat při nízké rychlosti větru, takže mají širší geografii pro jejich instalaci.

Klady a výhody použití

Pokud vezmeme v úvahu výhody, pak bych nejprve rád poznamenal, že poskytuje podmíněně bezplatnou elektřinu, která v naší době není levná. Poskytnout malý dům elektřinu, musíte platit obrovské účty. Je důležité, aby moderní větrné turbíny byly vysoce kompatibilní s alternativními zdroji. Mohou například fungovat ve spojení s dieselovými generátory a vytvářet tak jeden uzavřený cyklus.

• Účinnost přímo závisí na výběru prostoru, kde bude umístěn
• Nízké energetické ztráty při přepravě, protože spotřebitel může být v těsné vzdálenosti od zdroje
• Výroba šetrná k životnímu prostředí
• Snadná správa, není třeba neustále školit personál
• Dlouhodobé používání komponent, není nutná častá výměna

Za optimální rychlost proudění se považuje 5 – 7 m/s. Existuje mnoho míst, kde lze tohoto ukazatele dosáhnout. Velmi často se větrná farma používá na otevřeném moři ve vzdálenosti 15 km. od břehu. Každý rok se úroveň výroby energie zvyšuje o 20 %. Pokud vezmeme v úvahu další vyhlídky, v tomto ohledu je přírodní zdroj nekonečný, což nelze říci o ropě, plynu, uhlí atd. Také bychom neměli podceňovat bezpečnost takového odvětví. Člověkem způsobené katastrofy spojené s atomem vyvolávají strach celého lidstva.

Před očima mám hrozný obraz vybuchujícího jaderného reaktoru v jaderné elektrárně Černobyl v roce 1986. A nehoda ve Fukušimě byla popsána jako deja vu z Černobylu. Destruktivní důsledky pro všechno živé po takových situacích nutí mnohé země opustit štěpení atomu a hledat alternativní způsoby výroby kW.

Jakmile zaplatíte určitou částku, můžete si užívat elektřinu zdarma na několik let. Nespornou výhodou je také to, že je možné koupit ojeté a to umožňuje ještě více ušetřit.

Výhody a nevýhody

Přes všechny pozitivní vlastnosti větrných elektráren existují i ​​negativní aspekty. Ve většině případů jsou nedostatky podobné propagandě a jsou protichůdné. Podívejme se na ty nejvíce replikované ve všech televizních programech, novinových článcích a internetových zdrojích:

• První z nevýhod je, že se lidé nenaučili ovládat přírodní jevy, takže nelze předvídat, jak bude generátor v daný den fungovat.
• Další nevýhodou větrných mlýnů jsou jejich baterie. Jsou poměrně odolné, a proto se musí každých 15 let vyměnit
• Finanční investice vyžadují velké výdaje. Ve skutečnosti mají nové technologie tendenci ubývat
• Závislost na síle horizontálního proudění vzduchu. Toto mínus je adekvátnější, protože sílu víru ovlivnit nemůžete
• Negativní dopad na životní prostředí vlivem hluku. Jak ukázaly nedávné studie na toto téma, neexistují žádné pádné důvody, proč to říkat.
• Ničení ptáků, kteří padají do lopatek. Podle statistické analýzy je pravděpodobnost kolize ekvivalentní elektrickému vedení
• Zkreslení příjmu signálu. Podle odhadů je to velmi nepravděpodobné, zvláště když mnoho stanic leží v blízkosti letišť
• Zkreslují krajinu (nepotvrzeno)

To je jen malá část mýtů – hororových příběhů, kterými se snaží lidi vyděsit. To je důvod a nic víc, protože v praxi provoz větrné elektrárny o výkonu 1 MW umožňuje ušetřit za 20 let přibližně 29 tisíc tun uhlí nebo 92 tisíc barelů ropy. Přední země vyvíjejí alternativní zdroj rekordním tempem a opouštějí jaderný komplex. Německo, USA, Kanada, Čína, Španělsko aktivně instalují zařízení ve svých oblastech.

Je také nutné pamatovat na to, že některé typy instalací vytvářejí velký hluk. Čím větší je výkon instalace, tím silnější hluk z ní bude pocházet. Musí být instalován ve vzdálenosti, kde hladina hluku ze stanice nepřesáhne 40 decibelů. Jinak vás bude neustále bolet hlava. Ruší také televizní a rozhlasové vysílání.

Vertikální a solární větrné generátory, design a účinnost, hybridy nové generace

Vertikál nové generace, jak již bylo zmíněno výše, se může lišit typem svých lopatek. Pozoruhodným příkladem je hyperboloidní větrný generátor, ve kterém má turbína hyperboloidní tvar a výrazně převyšuje lopatkovou větrnou turbínu se svislou osou otáčení. Například jeho funkční zóna je 7...8 % plochy a hyperboloid má pracovní oblast na 65...70 %. Na základě takových turbín ve Spojených státech byly propojeny dva alternativní zdroje, vítr a slunce. Společnost WindStream Technologies spustila střešní hybridní energetický systém s názvem SolarMill („Solar Mill“) s kapacitou 1,2 kW.

Bolotov větrný generátor a jeho nezávislost na povětrnostních podmínkách

V poslední době je věnována velká pozornost malým instalacím. Jedním z nejúspěšnějších je Bolotovský větrný mlýn. Jedná se o elektrárnu s vertikálně umístěnou hřídelí generátoru.

Zvláštností vybavení je, že se nemusí přizpůsobovat různým povětrnostním podmínkám. Bolotovův generátor je schopen přijímat proudění ze všech stran bez odpovídajících možností a nutnosti otáčet instalaci jiným směrem. Rotační je schopen vynutit si příchozí proudění, díky čemuž může plně fungovat ve větru jakékoli síly, včetně bouřky.

Další výhodou tohoto typu je pohodlné umístění generátoru v nich, elektrické schéma a baterie. V důsledku toho jsou na zemi Údržba Zařízení je velmi pohodlné.

Jedna čepel na stožáru

Inovativní vývoj, je považován za jednolistý, jeho hlavní výhodou je vysoká frekvence a rychlost otáček. Právě v nich je místo optimálního počtu lopatek zabudováno protizávaží, které má malý vliv na odpor proti pohybu vzduchu.

Větrný mlýn Onipko

Pokračujeme v diskuzi neobvyklé možnostišroubů, nelze nezmínit větrný mlýn Onipko, který se vyznačuje kuželovitými lopatkami. Hlavní výhodou těchto instalací je schopnost přijímat a převádět na kW při rychlosti proudění 0,1 m/s. Lopatkové se naopak začnou otáčet rychlostí 3 m/s. Onipko je tichý a zcela bezpečný pro vnější prostředí. Masovou distribuci nenašel, ale podle výsledků výzkumu bude výbornou variantou pro velká výrobní zařízení, která hledají alternativní zdroje, protože má velkou sílu.

V podobě šnečí ulity.
Vynález společnosti Archimedes, která sídlí v Nizozemsku, je považován za inovativní průlom. Upozornila veřejnost na tichý typový design, který lze instalovat přímo na střechu vícepodlažní budovy. Podle výzkumu může jednotka pracovat ve spojení se solárními panely a snížit závislost budovy na externí elektrické síti na nulu. Nové generátory se jmenují Liam F1. Zařízení vypadá jako malá turbína o průměru 1,5 metru a hmotnosti 100 kilogramů.

Tvar instalace připomíná ulitu šneka. Turbína se otáčí ve směru zachycování proudu vzduchu. Agustin Otegu, vynálezce světoznámé spirální turbíny Nano Skin, nevidí budoucnost lidstva v obrovských solárních panelech a turbínách s velkým rozpětím vrtule. Doporučuje je instalovat na exteriér budov. Turbíny se začnou otáčet s větrem a vytvářet energii, která bude přenášena přímo do elektrické sítě budovy.

Plachtění je nejrychlejší lapač proudu

Alternativou k lopatkovému je ten plachtový. Čepel velmi rychle zachytí zadní vítr a okamžitě se mu přizpůsobí, díky čemuž může pracovat ve všech rychlostech od nejmenších až po bouřkové. Tento typ zařízení vůbec nevytváří hluk nebo rádiové rušení, snadno se ovládá a přepravuje, což je důležitý faktor.

Neobvyklá zařízení, větrná energetika a její projekty

Ve fázi vývoje existuje mnohem více neobvyklých typů struktur. Mezi ně patří zejména:

• Sheerwind svým vzhledem připomíná hudební nástroj
• větrné generátory od firmy TAK, připomínající samonosné pouliční lampy
• větrné turbíny na mostech v podobě přechodu pro chodce
• větrné výkyvy, které přijímají vzdušné proudy ze všech směrů
• „větrné čočky“ o průměru 112 metrů
• plovoucí větrné turbíny od společnosti FLOATGEN
• vyvinutý Tyer Wind - větrný generátor, který svými lopatkami napodobuje mávání kolibřích křídel
• v podobě skutečného domu, ve kterém můžete bydlet od společnosti TAMEER. Obdobou tohoto vývoje je Anara Tower v Dubaji

Brzy budou instalovány první bezvětrné instalace na světě. Německá společnost Max Bögl Wind AG je představí lidstvu. Budou se skládat z turbín vysokých 178 metrů. Budou také sloužit jako nádrže na vodu. Princip fungování systému je poměrně jednoduchý: když je vítr, zařízení bude fungovat jako větrný generátor, a když počasí není větrné, budou uvedeny do provozu hydraulické turbíny. Vyrábějí energii z vody, která musí proudit z nádrží dolů z kopce. Když se znovu objeví, voda se začne čerpat zpět do nádrží. Tím bude zajištěn nepřetržitý provoz elektrárny.
Éra „mlýnů“, se kterými Don Quijote bojoval v Cervantesově příběhu, sahá do vzdálené minulosti. Průmyslová zařízení dnes připomínají spíše unikátní umělecká díla než průmyslové instalace.

Vzducholoď od Altaeros Energies

Každý den se objevuje více a více nápadů na vývoj alternativních zdrojů a za jeden z nejnovějších je považován generátor vzducholodí. Tradiční lopatky jsou poměrně hlučné a koeficient využití proudění větru dosahuje 30 %. Právě tyto nedostatky se společnost Altaeros Energies rozhodla napravit vývojem vzducholodě. Tento inovativní typ bude fungovat ve výškách až 600 metrů. Běžné lopatkové větrné turbíny této výškové hranice nedosahují, ale právě zde jsou nejsilnější větry, které mohou zajistit nepřetržitý provoz generátorů. Zařízení je nafukovací konstrukce, která vypadá jako kříženec mezi mlýnem a vzducholodí. Má třílopatkovou turbínu instalovanou na vodorovné ose.

Zvláštností takové plovoucí větrné elektrárny je, že ji lze ovládat na dálku, nevyžaduje další náklady na údržbu a je velmi jednoduchá na obsluhu. Podle vývojářů budou v budoucnu tyto instalace nejen zdroji elektřiny, ale budou také schopny poskytovat přístup k internetu do vzdálených oblastí zeměkoule, které jsou daleko od rozvoje infrastruktury. Podle získaných údajů lze tvrdit, že hromadná výroba tohoto zařízení na výrobu energie bude obrovským průlomem ve světě technologií. A výkonová rezerva vzducholodě stačí pro „dva“.

Větrný generátor "Flying Dutchman" a další létající zařízení.
Toto zařízení je hybridem vzducholodě a mlýna. Během testů byla vzducholoď zvednuta do výšky 107 metrů a nějakou dobu tam zůstala. Výsledky ukázaly, že tyto typy instalací jsou schopny generovat dvakrát více energie než konvenční instalace, které jsou instalovány na výškových věžích.

Projekt Wavestalk

Je zajímavé vědět, že pro přeměnu síly vln a oceánských proudů na elektřinu byla navržena alternativní možnost k projektu Windstalk - Wavestalk. Zařízení je bezlopatkového, plachtového typu. Svým tvarem připomíná velkou satelitní parabolu, která se pod vlivem větru naklání dopředu a dozadu a tím vytváří vibrace v hydraulickém systému.

V tomto provedení je vítr zapřažen do plachty, což umožňuje přeměnu velkých objemů kinetické energie.

Projekt Windstalk

Stožár bez lopatek byl dlouho považován za nejúspěšnější variantu alternativních zdrojů elektřiny. V Abudhabi, ve městě Mansard, se rozhodli postavit elektrárnu Windstalk. Jedná se o kolekci stonků vyztužených gumou o šířce 30 cm a až 5 cm nahoře. Každý takový dřík podle projektu obsahuje vrstvy elektrod a keramických kotoučů, které jsou schopné výroby elektřina. Vítr otřásající těmito stonky stlačí disky, v důsledku čehož se vytvoří elektrický proud. Takové větrné turbíny nevytvářejí žádný hluk ani nebezpečí pro životní prostředí. Plocha, kterou zabírají stonky v projektu Windstalk, pokrývá 2,6 hektaru a její síla je mnohem větší než stejný počet čepelí, které lze na stejném území umístit. Vývojáři se k vytvoření takového designu inspirovali rákosím na svorníku, které se rovnoměrně houpou ve větru.

Větrný mlýn v podobě stromu

Pozorování přírody, jak je zřejmé z výše uvedeného příkladu, velmi inspiruje moderní inženýry. Dalším potvrzením je tato struktura připomínající tvar stromu. Tento neobvyklý koncept představili zástupci společnosti NewWind. Vývoj se jmenuje Arbre à Vent, jeho výška je tři metry a zařízení je vybaveno 72 vertikálními miniturbínami, které mohou pracovat i při rychlosti větru 7 km/h nebo 2 m/s. Větrný mlýn v podobě stromu působí velmi tiše, navíc působí docela realisticky, aniž by svým vzhledem kazil okolní exteriér města či příměstské oblasti.

Největší lapač větru

Největší na světě je považován za duchovní dítě Enercon. Výkon elektrárny je 7,58 MW. Výška nosné věže se může lišit v závislosti na požadavcích spotřebitele, v standardní verze výška je 135 m a rozpětí čepele je 126 m. Celková hmotnost této konstrukce je asi 6000 tun.

Obrněné baterie jsou vyráběny podle unikátní technologie, jsou považovány za novou generaci baterií a mají vylepšené vlastnosti. Dlouhá životnost od 800 do 2 tisíc cyklů nabití-vybití. Baterie jsou závislé na okolní teplotě. Pokles o 1ºС vede ke snížení kapacity zařízení o 1%. Tento parametr baterie v chladném počasí -25 ºС bude o polovinu nižší než jeho hodnoty při +25 ºС.

Jaké zařízení zvolit a na co při výběru myslet

Jak je vidět z výše uvedených modelů, ve světě se neustále vymýšlejí nové elektroinstalace, které mohou fungovat na přírodních zdrojích. Každý z nich můžete úspěšně použít ve svém příměstská oblast. Poté, co se důkladně seznámíte s principem fungování větrných turbín, můžete si dokonce zkusit vytvořit vlastní domovskou stanici, která se stane vynikajícím analogem centrálního elektrického vedení a možná dokonce udělá průlom ve světě elektroniky.
Klasické schéma elektrárny využívající regulátor, baterie a střídač v okruhu.

Pravidlo výběru zařízení

• Množství výkonu v kW pro zásobování vašeho domova energií. Napájení je nutné brát s rezervou. Vypočítejte počet baterií pro skladování v případě bezvětří.
• Průměrná roční rychlost proudění vzduchu. Klimatické vlastnosti místa bydliště. Instalace není opodstatněná v oblastech, kde jsou silné mrazy a také neustále déšť a sníh.
• Čepele, respektive jejich počet. Méně nožů znamená vyšší účinnost. Intenzita hluku během instalace. Prohlédněte si recenze výrobců větrných generátorů, jejich recenze a také technické specifikace.

Tím je zpochybňována nechvalně známá abstrakce „kulatého koně ve vakuu“. Ponecháme-li toto pseudoparadigma stranou, nezbývá než připustit, že energetické schopnosti vertikálně-axiálních turbín nejsou limitovány teorií stanovenou hranicí pro větrné generátory poháněné vrtulí (59,3 % energie větru v souososti rotoru). Na základě těchto rozumných předpokladů přišel autor článku s myšlenkou vertikální axiální větrné turbíny (VAWT) nové „architektury“. Využívá principu přírodní jev- tornádo. Turbína mění proudění větru na vzestupný vír, který je „navíjen“ kolem vícelopatkového rotoru jako kokon. Lopatky zabraňují přímému průchodu vzduchu, ten se spirálovitě otáčí kolem dutiny rotoru a přenáší na něj svou energii třením. Proudění interaguje nejen s těmito lopatkami, ale také se šikmými křídly připojenými k rotoru. K horní části lopatek je připojeno horizontální oběžné kolo. Také interaguje se stoupajícím vírem. Tato sada funkcí vytváří paradoxní možnost zvětšení plochy rotoru smeteného větrem, aniž by se zvětšily jeho rozměry, protože není zametán pouze jeho vnější povrch. Obrázek turbíny je uveden níže.

V roce 2016 byly vyrobeny dva provozní modely takových turbín. Výška svislých lopatek a příčné rozměry rotorů byly 800 mm. Všechny výše uvedené prvky rotoru měly aerodynamický profil ClarK Y. Tloušťka profilu byla 11 % délky tětivy. Oba modely měly horizontální oběžná kola s devíti lopatkami, z nichž každý je spojen s jedním z vertikálních rotorových listů a s centrálním stožárem, který se otáčí společně s celou konstrukcí. První model (foto níže) měl devět křídel, druhý - 18. Při rychlosti větru 11 m/s vyvinula druhá turbína výkon 220 W a měla volnoběžné otáčky asi 80 ot./min. Obě turbíny pracovaly v povrchové mezní vrstvě, stojící na stole. To jim nezabránilo v dosažení KIEV 0,42 a 0,48, což není horší než u horizontálních axiálních turbín umístěných mimo zónu turbulence jejich montáží na vysoké stožáry.

Na turbíně číslo dvě bylo zjištěno, že se unáší po povrchu stolu ve směru kolmém na směr větru. To znamená, že poprvé bylo zjištěno, že Magnusův jev platí nejen pro rotační tělesa se souvislým povrchem. Otevírá se příležitost vyvinout nový směr ve stavbě lodí použitím této turbíny jako pohonných jednotek pro malé lodě a velké lodě (kromě hlavních pohonných jednotek) pro úsporu paliva. Rotující turbína při interakci s prouděním větru způsobuje boční sílu, která pohybuje lodí, a když je zaparkovaná, turbína roztáčí generátor, který vyrábí elektřinu. Můžete si přečíst více o lodích využívajících pohon Magnusovým efektem. Přestože tyto vertikální rotory a vertikální křídla vytvářejí sílu, která pohání loď pomocí větru stejným způsobem jako staré plachty, rotory Magnus vyžadují externí pohon k jejich otáčení a křídla opět vyžadují ventilátor s externím diskem. A navíc tato dvě zařízení nejsou schopna generovat energii, když jsou vystavena větru.

V současné době se v rámci Rostovské skupiny společností "Rostekhno" popisované turbíny zdokonalují, s aktivním a co je obzvláště potěšující, kreativním týmem se smyslem pro nové. To vzbuzuje důvěru v úspěch tohoto slibného směru!

Prioritu větrné turbíny dnes chrání následující dokumenty: Rozhodnutí o udělení patentu Republiky Kazachstán pro aplikaci 2015/470.1 „Větrná elektrárna“, Rozhodnutí o udělení patentu Republiky Kazachstán pro aplikaci 2016 /0104.1 „Rotor větrného motoru“. Byla však připravena i významná vylepšení, která přesahují rámec tohoto článku a poskytují rozhodující výhody oproti pokusům o pirátství výše popsané turbíny.

V dnešní době je nemožné žít bez elektřiny. Všechna zařízení, vybavení, nástroje, které mohou člověku poskytnout alespoň minimální komfort a schopnost produktivně pracovat, vyžadují sílu. Možnost připojení k síti přitom není vždy k dispozici, a tak jsou potřeba zařízení schopná vyrábět elektřinu na základě stávajících zdrojů. Jednou ze slibných a cenově dostupných možností je větrná energie.

Větrný generátor turbínového typu - co to je?

Konstrukce větrného generátoru turbínového typu Dnes je jedním z nejúčinnějších. Důvodem je to, že u zařízení tohoto typu bylo dosaženo optimální kombinace plochy a konfigurace. Zmenšení velikosti je kompenzováno zvýšením počtu a paralelně s tím dochází k prudkému poklesu negativního vyvažovacího účinku na zadních stranách lopatek, což vytváří sílu působící proti rotaci.

Navíc se liší více konstrukcí turbín nízká úroveň hluk, který je také způsoben malá plocha lopatky a relativně malé rozměry samotného zařízení, které nevytváří silný odpor proti proudění větru. Riziko zlomení nebo je také výrazně sníženo, protože zavětrování lopatek je mnohem menší než u tradičních zařízení.

Třetí generace větrných turbín

Princip turbíny v konstrukci větrných turbín je považován za nejúčinnější. Taková zařízení vykazují relativně vysokou účinnost a jsou schopna zahájit rotaci při . Tento směr je považován za nejslibnější odvětví větrné energetiky a větrné generátory vytvořené podle tohoto principu jsou klasifikovány jako modely nové, třetí generace.

Zároveň je zde stále velmi málo průmyslového rozvoje. V zásadě jsou zastoupeny zahraničními modely s nízkým výkonem a vysokými cenami, což staví vážnou bariéru mezi nimi a spotřebiteli. Tato situace zároveň stimuluje růst nezávislého vývoje, z nichž mnohé mohou radikálně změnit situaci kolem větrné energetiky jako celku.

Navíc, pokud se nejprve zabývali výrobou takových zařízení náhodní lidé, pak v současné době mezi amatérskými konstruktéry je velké procento profesionálů, kteří mají speciální školení a jsou schopni přesný výpočet jejich projekty. Proto často převyšuje průmyslové vzory.

Současná situace je taková, že vývoj v průmyslovém měřítku prováděný zahraničními společnostmi je zaměřen spíše na vysokou produktivitu, zatímco vynálezy domácích mistrů slouží k vytvoření schopnosti poskytovat elektrickou energii malá plocha - soukromý dům, pozůstalost, expedice atd., což znamená různé ceny a podmínky použití.

Typy a typy větrných generátorů

Klasifikace větrných turbín vyrobené podle různých kritérií. V první řadě se dělí na:

• Horizontální. Osa otáčení rotoru je vodorovná, zařízení mají vyšší provozní účinnost, ale vyžadují přesnou orientaci ve směru větru.
• Vertikální. Tyto vzorky rotují kolem svislé osy, takže směr proudění vzduchu pro ně není důležitý.

Podle typu konstrukce:

• Lobed.
• Turbína.

Kromě toho existuje rozdělení podle struktury lopatek:

• Tvrdá čepel.
• Plachtění (vyrobeno z měkké materiály nebo tkanina natažená přes rám).

Podle účelu:

• Domácnost
• Průmyslový
• Komerční.

Je třeba vzít v úvahu, že klasifikace větrných generátorů je velmi libovolná, stále se objevují nové možnosti a typy provedení, které nezapadají do rámce daných skupin. Proces rozvoje a propagace této oblasti je v rostoucí fázi, takže je předčasné hovořit o konečné a podrobné klasifikaci oficiálního významu.

Obecný výkon turbíny

Hlavním parametrem, který spotřebitele zajímá na prvním místě, je výkon zařízení. Jedná se o ukazatel účinnosti větrného mlýna, který vám umožňuje vyhodnotit náklady na přijatou energii a rozhodnout, do jaké míry takové zařízení řeší stávající problém.

Druhým, neméně důležitým a významným ukazatelem je cena větrného generátoru. Příliš drahé vzorky nejsou pro běžné uživatele dostupné, takže jejich výroba je z ekonomického hlediska iracionální.

Navíc bere v úvahu udržitelnost, vlastnosti provozu a údržby zařízení. Tyto záležitosti jsou do jisté míry ještě důležitější než cena, protože nákup se provádí jednou a údržbu a opravy lze provádět poměrně často, což vyžaduje průběžné náklady.

Je třeba vzít v úvahu, že větrný generátor je komplex skládající se z poměrně velkého počtu součástí. Výkon celého systému závisí na jednotlivých parametrech prvků, jediný slabý uzel může snížit výkon celého komplexu, proto by mezi důležité parametry měla patřit naprostá shoda a kompatibilita všech uzlů a prvků mezi sebou.

Nové vertikální větrné generátory

Velký zájem o větrnou energii, její schopnosti a perspektivy vytvořily silné hnutí pro nezávislý vývoj a design různých zařízení. Vzniklo mnoho nových, neobvyklých konstrukcí větrných generátorů, z nichž některé jsou vysoce účinné, v důsledku čehož se mohou stát prototypy energetických zařízení budoucnosti. Podívejme se na některé z nich:

Hyperboloidní větrná turbína

Design, jehož hlavní myšlenkou je maximalizace účinnosti snížením tlaku větru na zadní strany lopatek. Jedná se o vertikální rotor s tyčovými lopatkami umístěnými podél kružnice rotace, vytvářející obrys ve tvaru hyperboloidu. Užitná plocha vystavená proudění se výrazně zvyšuje. Účinnost takového zařízení je mnohem vyšší než u běžných konstrukcí, rotor lze nastartovat při větru pouze 1,4 m/s.

Treťjakovský větrný generátor

Treťjakovův design je poměrně složité, ale velmi účinné zařízení. Princip fungování je založena na zachycení proudu vzduchu a organizaci jeho směru tak, aby nevznikal odpor.

Oběžné kolo s lopatkami je umístěno uvnitř sací konstrukce, která přijímá proudění větru a rozděluje jej tak, že působí na lopatky ve směru zdola nahoru. Tento bod je poměrně důležitý – vektor působící síly snižuje koeficient tření, usnadňuje zahájení rotace a umožňuje efektivně pracovat při nízkých rychlostech větru. Zařízení je přitom i přes vertikální typ konstrukce náročné na směr větru a je potřeba ho orientovat ve směru proudění. To se děje automaticky, tvar trupu usnadňuje otáčení ve větru.

Schopnost pracovat se slabými průtoky je důležitá pro většinu regionů naší země a kompaktnost a spolehlivost konstrukce zaručuje dlouhodobé používání.

Bolotovova větrná rotorová turbína

Větrný generátor, založený na vývoji rodiny Bolotových, je určen především k řešení problémů zásobování energií pro soukromé domy, mobilní jednotky nebo jiné bodové oblasti, a to jak stacionární, tak mobilní. Konstrukce je vertikální rotor vybavený modulárními lopatkami instalovanými po částech nad sebou.

Vně je instalováno pevné rovnací zařízení, které zachycuje proudění větru a směruje je pod požadovaným úhlem, čímž se eliminuje vyvažovací efekt na zadních stranách lopatek. Usměrňovač současně plní funkci statoru, což zvyšuje výkon a účinnost větrného generátoru.

Hlavním rysem zařízení je, že nevyžaduje, aby stožár stoupal nad úroveň země. Kromě toho je síla větru potřebná k zahájení rotace relativně malá, což umožňuje použití konstrukce v jakékoli oblasti.

Revolution air designer větrný generátor

Toto zařízení má na svědomí francouzský designér Philippe Starck. Konstrukce je typu spirálového rotoru. Plánuje se výroba dvou standardních velikostí s výkonem 1 kW a 400 W. V souladu s tím bude velikost větrného mlýna 140 a 90 cm.

Konstrukční parametry jsou upřímně slabé - rychlost větru potřebná pro start je 14 m/s a náklady na modely jsou 3500, respektive 2500 eur. Takové vlastnosti neumožňují vážně uvažovat o designu jako o řešení problému s dodávkou energie, čímž se zařízení stává pouze drahou stavovou hračkou.

Řešení problémů s napájením v odlehlých regionech často leží na bedrech samotných obyvatel a nutí je uchýlit se k alternativním zdrojům. Průmyslové modely jsou nejčastěji nedostupné kvůli vysokým cenám, takže musíte použít domácí instalace. Množství vývoje, které mají vysokou účinnost a účinnost ve srovnání s továrními vzorky, přispívá k šíření a propagaci větrných generátorů alternativních konstrukcí.

Otázka větrné energie v naší inovativní době zajímá mnoho lidí. Kdo někdy navštívil evropské země autem, pravděpodobně viděl obrovské větrné elektrárny.
Po cestě jsou nalezeny stovky generátorů.

Při sledování tohoto obrázku mnozí začínají věřit, že výroba elektřiny pomocí větru je velmi slibná a zisková činnost. Moudří Evropané nemohou dělat chyby.

Zároveň se z nějakého důvodu ignoruje fakt, že na jiných místech v Evropě takové větrné elektrárny prakticky nejsou. Proč se to stalo?
Právě o tom bude tento článek pojednávat, kdy, kde a jak je výhodné používat větrné turbíny a kdy ne.

Autonomie

Jistě jste po dalším zdražení elektřiny přemýšleli o instalaci větrného generátoru na vaše stránky. Tím zajistíte, pokud ne všechny, pak většinu vašich energetických potřeb.

Někteří dokonce uvažují o tom, že by se tímto způsobem stali nezávislými na energetických sítích. Jak reálné a možné je to? Bohužel pro 90 % vlastníků soukromých domů tyto sny zůstanou sny.

A abyste zbytečně neutráceli peníze, sdělíme vám všechna čísla, proč tomu tak je.

Rychlost větru

Bohužel u nás není mnoho regionů, kde je rychlost větru alespoň 5-7 metrů za vteřinu. Údaje se sbírají v průměru za rok. V naprosté většině zeměpisných šířek vhodných k bydlení je tato stejná rychlost maximálně 2-4 m/s.

To znamená, že vaše větrná turbína prostě většinu času nebude fungovat. Pro stabilní výrobu elektřiny potřebuje vítr o rychlosti asi 10 m/s.

Pokud je ve vaší oblasti vítr o rychlosti 7 m/s, pak bude generátor pracovat maximálně na 50 % své nominální hodnoty. A pokud jsou to jen 2 m/s, pak o 5 %.

Ve skutečnosti vám za hodinu 2kW generátor nedá více než 100W.

Setkáte se i s dalším větrným problémem, o kterém výrobci mlčí. U země je jeho rychlost mnohem nižší než nahoře, kde jsou instalovány průmyslové instalace s výškou 25-30m.

Jednotku nainstalujete maximálně na deset metrů. Nespoléhejte se proto ani na větrné tabulky z různých stránek. Tyto údaje pro vás nejsou vhodné.

Výrobci skromně mlčí o tom, že pro jejich mapy větrných zdrojů se měření provádějí v nadmořské výšce 50 až 70 metrů! Navíc se neberou v úvahu údaje o turbulencích a vírech.

Pokud se pokusíte jej zvednout výše než 10m, určitě budete přemýšlet o ochraně před bleskem. Čepele elektrizované třením vzduchu, velmi chutná návnada na výboje!

Navíc se z nějakého důvodu všichni trápí jen takovým parametrem, jako je rychlost větru, a přitom zapomíná na jeho hustotu či tlak. A rozdíl u energie je docela významný. Závislost výroby elektřiny na tlaku větru je nepřiměřená.

Takže když se tlak větru zdvojnásobí, generovaný výkon se zvýší osmkrát!

Navíc je v nich jistá poťouchlost Technické specifikace generátory.

Samozřejmě jim můžete věřit, ale pouze za ideálních podmínek. Protože:

• a v laminárním proudění s konstantním směrem a zvýšenou hustotou

Ve vaší chatě může být rychlost větru taková, že nebudete schopni ani otočit hřídelí, natož vyrábět energii.

A to na jaře nebo na podzim. V tomto období dochází k nejaktivnějším pohybům vzdušných hmot.

Nezapomeňte, že větrný mlýn nepracuje v klidovém režimu, ale musí roztáčet rotor generátoru obklopený neodymovými magnety.

A to jen tak dlouho, dokud je elektrický potenciál větrného mlýna nižší než napětí baterie. Když je napětí dostatečné pro zahájení nabíjení, baterie se změní na zátěž.

Pokud používáte nízkorychlostní provedení se svislou osou otáčení, pak již existuje stupňovitá převodovka. Zkoušel jsi roztočit posilovací převodovku? Tento design se stává komplikovanějším, zvyšuje hmotnost, vítr a náklady.

Dokonce i u majáků Severní flotily, vzhledem k neustálému větru a polární noci, odborníci raději používají solární panely. Na otázku, proč tomu tak je, je odpověď jednoduchá – problémů je méně!

Baterie pro větrné turbíny

Velké průmyslové větrné turbíny mohou přenášet energii přímo do sítě a obcházet jakékoli baterie.

Bez nich se ale neobejdete. Bez baterie nebude fungovat ani televize, ani lednička. Dokonce i osvětlení bude svítit v záchvatech a startech, v závislosti na poryvech větru.

Navíc po 12-15 letech provozu generátoru budete muset vyměnit 3-4 sady baterií, čímž se zdvojnásobí vaše počáteční náklady. A bereme skoro perfektní možnost když jsou baterie vybité maximálně na polovinu své kapacity.

Samozřejmě si můžete koupit levné modely baterií, ale to nesníží vaše náklady. Jen jít do obchodu pro nové baterie se provede ne 4x, ale 8x.

Kde je nejlepší místo pro instalaci

Další věcí, která stojí za to vážně přemýšlet, je dostupnost volného místa. Navíc v oblasti může sahat 100 metrů nebo více v každém směru od stožáru.

Vítr by se měl volně pohybovat podél lopatek a dosahovat k nim ze všech stran bez rušení. Ukazuje se, že musíte žít buď ve stepi, nebo blízko moře (nejlépe přímo na jeho břehu).

Ideální umístění by bylo na vrcholu kopce. Kde je z hlediska aerodynamiky proudění vzduchu stlačováno s odpovídajícím zvýšením rychlosti a tlaku větru.

Zapomeňte na sousedy poblíž. Jejich zahrady a dvou-třípatrová sídla vám skvěle „pijí krev“ a pokaždé zablokují zadní vítr. Stejně jako sousední lesní plantáže.

Stejné průmyslové větrné mlýny nejsou umístěny přímo vedle sebe, ale jsou namontovány diagonálně. Každý následující by neměl překrývat ten předchozí.

Cena za 1 kW výkonu

4. důvod – vysoká cena. Nenechte se zmást cenami prodejců v cenících. Nikdy neukazují skutečné náklady na veškeré potřebné vybavení.
Ceny proto vždy násobte 2, a to i při výběru tzv. konfekčních stavebnic.

Ale to není vše. Nezapomínejte ani na provozní náklady, dosahující až 70 % ceny větrných turbín. Pokuste se opravit generátor ve výšce nebo pokaždé demontovat a demontovat a znovu složit stožár.

Nezapomeňte pravidelně vyměňovat baterii. Proto nečekejte, že vás větrný mlýn může stát 1 dolar za 1 kW elektřiny.

Když si spočítáte všechny skutečné náklady, vyjde vám, že každý kilowatt výkonu z takového větrného generátoru vás stál minimálně 5 babek.

Doba návratnosti a výpočet úspor

Pátý důvod je nerozlučně spjat s prvními čtyřmi. Toto je doba návratnosti.

Pro vaši individuální větrnou instalaci platí toto období NIKDY.

Náklady na větrný mlýn, stožár a další vybavení pro 2kilowattové vysoce kvalitní modely dosáhnou v průměru 200 tisíc rublů. Produktivita takových instalací je od 100 do 200 kW za měsíc, ne více. A to za dobrých povětrnostních podmínek.

I srážky snižují výkon větrných turbín. Déšť o 20 %, sníh o 30 %.

Takže celé vaše úspory jsou 500 rublů. Za 12 měsíců nepřetržité práce se nastřádá o něco více – 6 tisíc.

Ale když si vzpomenete na počáteční výdaje 200 tisíc, tak to vrátíte za dvaatřicet let!

A to vše bez zohlednění provozních nákladů. A pokud odhadnete, že průměrná životnost dobrého větrného mlýna je asi 20 let, pak se ukáže, že se zcela a neopravitelně porouchá ještě dříve, než dosáhne doby návratnosti.

2kilowattová jednotka přitom nepokryje 100 % vašich potřeb. Maximálně o třetinu! Pokud chcete vše připojit úplně z něj, pak si vezměte 10kilowattový model, ne méně. Tím se doba návratnosti nezmění.

Tady ale budou úplně jiné rozměry a hmotnost.

A prosté připevnění k trubce skrz atiku vaší střechy rozhodně nebude fungovat.

Někteří jsou však stále přesvědčeni, že díky nekonečnému zdražování elektřiny se větrný generátor jednou stane ziskovým.

Kdy koupit větrný mlýn?

Elektřina samozřejmě každým rokem zdražuje. Například před 10 lety byla jeho cena o 70 % nižší. Udělejme přibližné výpočty a zjistěme vyhlídky na to, aby se větrný mlýn zlomil, s přihlédnutím k prudkému nárůstu nákladů na elektřinu.

Budeme uvažovat generátor o výkonu 2 kW.

Jak jsme zjistili dříve, náklady na takový model jsou asi 200 tisíc. Ale s přihlédnutím ke všem dodatečným výdajům je třeba je vynásobit dvěma. Výsledkem bude nejméně 400 tisíc rublů. náklady, s životností dvacet let.

Čili za rok to vychází na 20 tisíc. Ve skutečnosti vám letos jednotka dá maximálně 900 kW. Kvůli koeficientu instalovaný výkon (u malých větrných turbín nepřesahuje pět procent), za měsíc vyrobíte 75 kW.

I když pro jednoduchost výpočtů vezmeme 1000 kW ročně, náklady na 1 kW/h získané z větrné turbíny pro vás budou 20 rublů. I když předpokládáme, že elektřina z tepelných elektráren zdraží 4x, tak se to nestane zítra a ani za 5 let.

Jaké větrné turbíny si vybrat

Pro ty, kteří žijí daleko od rozvoden a 0,4 kV venkovního vedení, stojí za to pořídit si ty nejvýkonnější modely větrných turbín, které si můžete dovolit. Protože získáte ne více než 15% výkonu uvedené na obrázcích.

Další kategorie spotřebitelů zcela zaslouženě volí nikoli ve prospěch čínských továrních modelů, ale naopak upřednostňuje domácí větrné mlýny od mistrů samouků. I to má své výhody.

Z velké části jsou vynálezci takových zařízení kompetentní a zodpovědní lidé. A téměř ve 100 % případů jim instalaci bez problémů vrátíte, pokud se něco pokazí nebo bude potřeba opravit. Problémy s tím určitě nebudou.

V průmyslových čínských větrných mlýnech, vzhled Samozřejmě je to hezčí. A pokud se přesto rozhodnete pro jeho koupi, ihned po kontrole elektrickou vrtačkou proveďte preventivní opravy a vyměňte čínský kovový šrot za ložiska s vysoce kvalitním mazivem.

Pokud máte v okolí velké hnízdiště pro ptáky, nebylo by na škodu pořídit si další sadu čepelí.

Mláďata se někdy chytí do rotujícího „mini mlýna“. Plastové čepele se zlomí a kovové čepele se ohýbají.

A rád bych skončil moudrostí od těch uživatelů, kteří neposlouchali všechny argumenty a tváří v tvář se setkali se všemi výše popsanými problémy. Pamatujte, že nejdražší korouhvička pro dům je větrný generátor!