Jenereta Ya Upepo (picha 49): Chaguo Kwa Nyumba Ya Kibinafsi Ya Turbine Ya Upepo Kwa Kuzalisha Umeme, Faida Na Hasara, Ujenzi Wa Shamba La Upepo

2024 Mwandishi: Beatrice Philips | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-18 12:25

Ili kuboresha hali ya maisha, wanadamu hutumia maji na madini anuwai. Hivi karibuni, vyanzo mbadala vya nishati, haswa nguvu ya upepo, vimekuwa maarufu. Shukrani kwa wale wa mwisho, watu wamejifunza kupokea usambazaji wa nishati kwa mahitaji ya nyumbani na viwandani.

Ni nini?

Kwa sababu ya ukweli kwamba hitaji la rasilimali za nishati linaongezeka kila siku, na akiba ya wabebaji wa kawaida wa nishati inapungua, matumizi ya vyanzo mbadala vya nishati inazidi kuwa muhimu kila siku. Hivi karibuni, wanasayansi na wahandisi wa kubuni wamekuwa wakitengeneza mifano mpya ya mitambo ya upepo . Matumizi ya teknolojia za kisasa inaruhusu kuboresha sifa za ubora wa vitengo na kupunguza idadi ya mambo hasi katika miundo.

Jenereta ya upepo ni aina ya kifaa cha kiufundi ambacho hubadilisha nishati ya upepo ya kinetic kuwa nishati ya umeme

Thamani na matumizi ya bidhaa ambayo vitengo hivi huzalisha inaongezeka kila wakati kwa sababu ya kutoweka kwa rasilimali wanazotumia kufanya kazi.

Zinatumika wapi?

Jenereta za upepo hutumiwa katika sehemu tofauti, kawaida maeneo wazi, ambapo uwezo wa upepo ni mkubwa zaidi. Vituo vya vyanzo mbadala vya nishati vimewekwa kwenye milima, katika maji duni, visiwa na uwanja. Ufungaji wa kisasa unaweza kutoa umeme hata kwa kasi ndogo ya upepo. Kwa sababu ya uwezekano huu, jenereta za upepo hutumiwa kusambaza nishati ya umeme kwa vitu vyenye uwezo tofauti.

Imesimama shamba la upepo linaweza kutoa umeme kwa nyumba ya kibinafsi au kituo kidogo cha viwanda. Wakati wa kukosekana kwa upepo, akiba ya nishati itakusanywa, na kisha itumiwe kutoka kwa betri.

Mitambo ya upepo wa nguvu ya kati inaweza kutumika kwenye mashamba au katika nyumba ambazo ziko mbali na mifumo ya joto. Katika kesi hii, chanzo hiki cha umeme kinaweza kutumika kwa kupokanzwa nafasi.

Kifaa na kanuni ya utendaji

Jenereta ya upepo inaendeshwa na nguvu ya upepo. Ubunifu wa kifaa hiki unapaswa kujumuisha vitu vifuatavyo:

• vile vya turbine au propeller;
• turbine;
• jenereta ya umeme;
• mhimili wa jenereta ya umeme;
• inverter, kazi ambayo ni ubadilishaji wa sasa wa kubadilisha kuwa wa moja kwa moja;
• utaratibu unaozunguka vile;
• utaratibu unaozunguka turbine;
• betri;
• mlingoti;
• mdhibiti wa mwendo wa mzunguko;
• unyevu;
• sensor ya upepo;
• upimaji wa upepo;
• gondola na vitu vingine.

Aina za jenereta ni tofauti, kwa hivyo, vitu vya kimuundo ndani yao vinaweza kutofautiana.

Vitengo vya Viwanda vina baraza la mawaziri la umeme, kinga ya umeme, mfumo wa swing, msingi wa kuaminika, kifaa cha kuzima moto, na mawasiliano ya simu.

Jenereta ya upepo inachukuliwa kuwa kifaa ambacho hubadilisha nishati ya upepo kuwa umeme. Waliotangulia vitengo vya kisasa ni vinu ambavyo vinatoa unga kutoka kwa nafaka. Walakini, mchoro wa unganisho na kanuni ya utendaji wa jenereta haijabadilika.

1. Shukrani kwa nguvu ya upepo, vile huanza kuzunguka, wakati ambao hupitishwa kwa shimoni la jenereta.
2. Mzunguko wa rotor huunda sasa ya kubadilisha awamu tatu.
3. Kupitia mdhibiti, sasa mbadala hutumwa kwa betri. Betri ni muhimu ili kuunda operesheni thabiti ya jenereta ya upepo. Ikiwa upepo upo, kitengo kinachaji betri.
4. Ili kulinda dhidi ya kimbunga katika mfumo wa uzalishaji wa nguvu za upepo, kuna vitu vya kugeuza gurudumu la upepo kutoka upepo. Hii hufanyika kwa kukunja mkia au kuvunja gurudumu kwa kutumia breki ya umeme.
5. Ili kuchaji betri, utahitaji kufunga kidhibiti. Kazi za mwisho ni pamoja na kufuatilia kuchaji kwa betri ili kuzuia kuvunjika kwake. Ikiwa ni lazima, kifaa hiki kinaweza kutupa nishati kupita kiasi kwenye ballast.
6. Betri zina voltage ya chini kila wakati, lakini inapaswa kumfikia mtumiaji kwa nguvu ya volts 220. Kwa sababu hii, inverters imewekwa kwenye jenereta za upepo. Wale wa mwisho wana uwezo wa kubadilisha sasa mbadala kuwa ya moja kwa moja, na kuongeza kiashiria chake cha nguvu kuwa volts 220. Ikiwa inverter haijawekwa, itakuwa muhimu kutumia tu vifaa ambavyo vimepimwa kwa voltage ya chini.
7. Sasa iliyobadilishwa inatumwa kwa watumiaji kwa betri za kupokanzwa umeme, taa za chumba, na vifaa vya nyumbani.

Kuna mambo ya ziada katika muundo wa jenereta za upepo za viwandani, kwa sababu ambayo vifaa hufanya kazi kwa njia ya uhuru.

Aina, faida na hasara zao

Uainishaji wa mashamba ya upepo unategemea vigezo vifuatavyo

1. Idadi ya vile . Hivi sasa unauzwa unaweza kupata kiwanda cha upepo chenye blade-bladed, bladed-bladed. Vipande vichache jenereta inavyo, kasi ya injini yake itakuwa juu.
2. Kiashiria cha nguvu iliyopimwa . Vituo vya kaya vinazalisha hadi 15 kW, nusu ya viwanda - hadi 100, na viwanda - zaidi ya 100 kW.
3. Mwelekeo wa mhimili . Mitambo ya upepo inaweza kuwa wima na usawa, kila aina ina faida na hasara zake.

Wale wanaotaka kupata chanzo mbadala cha nishati wanaweza kununua jenereta ya upepo na rotor, kinetic, vortex, meli, simu.

Pia kuna uainishaji wa jenereta za nguvu za upepo kulingana na eneo lao. Leo, kuna aina 3 za vitengo.

1. Duniani . Vinu vile vya upepo huchukuliwa kama kawaida; vimewekwa kwenye vilima, mwinuko, tovuti zilizoandaliwa mapema. Ufungaji wa mitambo hiyo hufanywa kwa kutumia vifaa vya gharama kubwa, kwani vitu vya kimuundo lazima virekebishwe kwa urefu mrefu.
2. Vituo vya pwani vinajengwa katika sehemu ya pwani ya bahari na bahari . Uendeshaji wa jenereta unaathiriwa na upepo wa bahari, kwa sababu ambayo kifaa cha kuzunguka kinazalisha nishati kote saa.
3. Pwani . Mitambo ya upepo ya aina hii imewekwa baharini, kawaida katika umbali wa mita 10 kutoka pwani. Vifaa vile hutoa nishati kutoka upepo wa kawaida wa pwani. Baadaye, nishati huenda pwani kupitia kebo maalum.

Wima

Mitambo ya wima ya wima inaonyeshwa na mhimili wima wa mzunguko ukilinganisha na ardhi. Kifaa hiki, kwa upande wake, kimegawanywa katika aina 3.

Na rotor ya Savounis . Muundo unajumuisha vitu kadhaa vya nusu-cylindrical. Mzunguko wa mhimili wa kitengo hufanyika kila wakati na haitegemei nguvu na mwelekeo wa upepo. Faida za jenereta hii ni kiwango cha juu cha utengenezaji, kiwango cha juu cha kuanzia, na pia uwezo wa kufanya kazi hata kwa nguvu kidogo ya upepo. Ubaya wa kifaa: utendaji wa chini wa vile, hitaji la idadi kubwa ya vifaa katika mchakato wa utengenezaji.

Na rotor ya Darrieus . Vipande kadhaa viko kwenye mhimili wa mzunguko wa kifaa, ambao kwa pamoja wana fomu ya ukanda. Faida za jenereta zinachukuliwa kuwa ukosefu wa hitaji la kuzingatia mtiririko wa hewa, ukosefu wa shida katika mchakato wa utengenezaji, na utunzaji rahisi na rahisi. Ubaya wa kitengo ni ufanisi mdogo, mzunguko mfupi wa kubadilisha, na kuanza vibaya kwa kibinafsi.

Na rotor ya helical . Jenereta ya upepo wa aina hii ni muundo wa toleo lililopita. Faida zake ziko katika kipindi kirefu cha operesheni na mzigo mdogo kwenye mifumo na vitengo vya msaada. Ubaya wa kitengo ni gharama kubwa ya muundo, mchakato mgumu na ngumu wa utengenezaji wa vile.

Usawa

Mhimili wa rotor usawa katika kifaa hiki ni sawa na uso wa dunia. Wao ni moja-bladed, mbili-bladed, tatu-bladed, na pia anuwai nyingi, ambayo idadi ya vile hufikia vipande 50. Faida za aina hii ya turbine ya upepo ni ufanisi mkubwa. Ubaya wa kitengo ni kama ifuatavyo.

• hitaji la mwelekeo kulingana na mwelekeo wa mtiririko wa hewa;
• hitaji la usanikishaji wa miundo ya juu - juu ya ufungaji, itakuwa na nguvu zaidi;
• hitaji la msingi wa usakinishaji unaofuata wa mlingoti (hii inachangia kuongezeka kwa gharama ya mchakato);
• kelele kubwa;
• hatari kwa ndege wanaoruka.

Vane

Jenereta za umeme wa blade zina aina ya propela. Katika kesi hiyo, vile hupokea nishati ya mtiririko wa hewa na kuisindika kuwa mwendo wa kuzunguka.

Usanidi wa vitu hivi una athari ya moja kwa moja kwa ufanisi wa turbine ya upepo.

Mitambo ya upepo iliyo na usawa ina wasukumaji na vile, ambayo inaweza kuwa na idadi fulani . Kawaida kuna 3 kati yao. Kulingana na idadi ya vile, nguvu ya kifaa inaweza kuongezeka au kupungua. Faida wazi ya aina hii ya turbine ya upepo ni usambazaji sare wa mizigo kwenye kubeba. Ubaya wa kitengo ni kwamba ufungaji wa muundo kama huo unahitaji vifaa vingi vya ziada na gharama za wafanyikazi.

Turbine

Jenereta za turbine za upepo sasa zinachukuliwa kuwa bora zaidi. Sababu ya hii ni mchanganyiko mzuri wa maeneo ya blade na usanidi wao . Faida za muundo bila blad ni pamoja na kiwango cha juu cha ufanisi, kelele ya chini, ambayo inasababishwa na vipimo vidogo vya kifaa. Kwa kuongezea, vitengo hivi havianguka katika upepo mkali na haitoi hatari kwa wengine na ndege.

Windmill ya aina ya turbine hutumiwa katika miji na miji, kwa msaada wake inawezekana kutoa nyumba ya kibinafsi na kottage ya majira ya joto na taa . Hakuna shida kwa jenereta kama hii.

Ubaya wa turbine ya upepo ni hitaji la kutuliza hali ya muundo.

Tabia kuu

Tabia kuu za faida za jenereta za upepo ni zifuatazo:

• usalama wa mazingira - utendaji wa mitambo haidhuru mazingira na viumbe hai;
• ukosefu wa utata katika muundo;
• urahisi wa matumizi na usimamizi;
• uhuru kutoka kwa mitandao ya umeme.

Miongoni mwa hasara za vifaa hivi, wataalam wanatofautisha yafuatayo:

• gharama kubwa;
• nafasi ya kulipa tu baada ya miaka 5;
• ufanisi mdogo, nguvu ndogo;
• hitaji la vifaa vya gharama kubwa.

Vipimo (hariri)

Vifaa vya kuzalisha nishati kutoka upepo vinaweza kuwa na ukubwa tofauti. Nguvu yao inategemea saizi ya gurudumu la upepo, urefu wa mlingoti na kasi ya upepo. Sehemu kubwa ina safu ya urefu wa 135 m, wakati kipenyo cha rotor ni 127 m . Kwa hivyo, urefu wake wote hufikia mita 198. Mitambo mikubwa ya upepo iliyo na urefu wa juu na blade ndefu zinafaa kwa kupeana nishati kwa biashara ndogo ndogo za viwandani, mashamba. Mifano zaidi za kompakt zinaweza kuwekwa nyumbani au nchini.

Hivi sasa, wanazalisha aina ya maandamano ya upepo na vile vile kwa kipenyo kutoka mita 0, 75 na 60 . Kulingana na wataalamu, vipimo vya jenereta haipaswi kuwa kubwa, kwani usakinishaji mdogo wa kubeba unafaa kwa kuzalisha kiasi kidogo cha nishati. Mfano mdogo zaidi wa kitengo hicho ni urefu wa mita 0.4 na uzani wa chini ya kilo 2.

Watengenezaji

Leo, uzalishaji wa mitambo ya upepo imeanzishwa katika nchi nyingi za ulimwengu. Kwenye soko unaweza kupata mifano na vitengo vilivyotengenezwa na Urusi kutoka China. Ya wazalishaji wa ndani, makampuni maarufu ni yafuatayo:

• "Upepo-Mwanga";
• Rkraft;
• SKB Iskra;
• Sapsan-Energia;
• "Nishati ya Upepo".

Watengenezaji wanaweza kutengeneza mitambo ya upepo kulingana na upendeleo wa kibinafsi wa mteja. Pia, wazalishaji mara nyingi wana huduma ya kuhesabu na kubuni mashamba ya upepo.

Watengenezaji wa nje wa jenereta za umeme pia ni maarufu sana:

• Windwind - China;
• Vestas - Denmark;
• Michezoa - Uhispania;
• Suzion - India;
• Nishati ya GE - USA;
• Nokia, Enercon - Ujerumani.

Kulingana na hakiki za watumiaji, vifaa vinavyotengenezwa na wageni ni vya hali ya juu, kwani vinatengenezwa kwa kutumia vifaa vya hivi karibuni.

Walakini, ni muhimu kukumbuka kuwa matumizi ya jenereta kama hizo za upepo inamaanisha matumizi ya matengenezo ya gharama kubwa, pamoja na vipuri, ambavyo ni vigumu kupata katika duka za ndani. Gharama ya vitengo vya uzalishaji wa umeme kawaida hutegemea muundo wa vifaa, uwezo na mtengenezaji.

Jinsi ya kuchagua?

Ili kuchagua jenereta ya upepo sahihi kwa kottage ya majira ya joto au nyumba, unahitaji kuzingatia yafuatayo

1. Hesabu ya nguvu ya vifaa vya umeme vilivyowekwa ambavyo vitaunganishwa kwenye chumba.
2. Nguvu ya kitengo cha baadaye, kwa kuzingatia sababu ya usalama. Mwisho hautaruhusu kupakia tena jenereta katika hali ya juu.
3. Hali ya hewa ya eneo hilo. Kunyesha kuna athari mbaya kwa utendaji wa kifaa.
4. Ufanisi wa vifaa, ambayo inachukuliwa kuwa moja ya viashiria muhimu zaidi.
5. Viashiria vya kelele vinavyoashiria turbine ya upepo wakati wa operesheni.

Mbali na hayo yote hapo juu, mlaji anapaswa kutathmini vigezo vyote vya usanikishaji, na pia kusoma maoni juu yake.

Njia za kuboresha ufanisi wa kazi

Ili kuongeza ufanisi wa operesheni ya jenereta ya upepo, itakuwa muhimu kubadilisha uwezo wake wa kufanya kazi na sifa katika mwelekeo mzuri. Kwanza, inafaa kuongeza ufanisi wa unyeti wa msukumo kwa upepo dhaifu na msimamo.

Ili kutafsiri wazo kuwa ukweli, inashauriwa kutumia "meli ya petal".

Hii ni aina ya utando wa upande mmoja wa mtiririko wa hewa, ambao hupita upepo kwa uhuru kwa mwelekeo mmoja. Utando ni kizuizi kisichoweza kuingiliwa kwa harakati za umati wa hewa katika mwelekeo tofauti.

Njia nyingine ya kuongeza ufanisi wa turbine ya upepo ni matumizi ya viboreshaji au kofia za kinga, ambazo hukata mtiririko kutoka kwa uso unaopingana . Kila chaguzi ina faida na hasara zote mbili. Walakini, ni bora kwa hali yoyote kuliko mfano wa jadi.

Ujenzi wa DIY

Jenereta ya upepo ni ghali. Ikiwa unataka kuiweka kwenye eneo lako, ni muhimu kuzingatia vidokezo vifuatavyo:

• upatikanaji wa ardhi ya eneo inayofaa;
• kuenea kwa upepo wa mara kwa mara na mkali;
• ukosefu wa vyanzo vingine mbadala vya nishati.

Vinginevyo, shamba la upepo halitatoa matokeo yanayotarajiwa. Kwa kuwa mahitaji ya nishati mbadala yanaongezeka kila mwaka, na ununuzi wa turbine ya upepo ni pigo linaloonekana kwa bajeti ya familia, unaweza kujaribu kutengeneza kitengo na mikono yako mwenyewe na usakinishaji unaofuata. Utengenezaji wa turbine ya upepo inaweza kutegemea sumaku za neodymium, sanduku la gia, vile na kutokuwepo kwao.

Turbine ya upepo ina faida nyingi . Kwa hivyo, kwa hamu kubwa na uwepo wa uwezo wa wabunifu wa kimsingi, karibu fundi yeyote anaweza kujenga kituo cha kuzalisha umeme kwenye wavuti yake. Toleo rahisi zaidi la kifaa linachukuliwa kuwa turbine ya upepo na mhimili wima. Mwisho hauhitaji msaada na mlingoti wa juu, na utaratibu wa ufungaji unaonyeshwa na unyenyekevu na kasi.

Ili kuunda jenereta ya upepo, utahitaji kuandaa vitu vyote muhimu na kurekebisha moduli katika sehemu iliyochaguliwa. Kama sehemu ya jenereta ya wima ya kujifanya, uwepo wa vitu kama hivyo huchukuliwa kuwa lazima:

• rotor;
• vile;
• mlingoti wa axial;
• stator;
• betri;
• inverter;
• mtawala.

Vipande vinaweza kufanywa kwa plastiki nyepesi nyepesi, kwani vifaa vingine vinaweza kuharibiwa na kuharibika chini ya ushawishi wa mizigo ya juu. Kwanza kabisa, sehemu 4 sawa lazima zikatwe kutoka kwa mabomba ya PVC. Baada ya hapo, unahitaji kukata vipande kadhaa vya duara kutoka kwa bati na kuzirekebisha kando ya bomba. Katika kesi hiyo, eneo la sehemu ya blade inapaswa kuwa cm 69. Katika kesi hii, urefu wa blade utafikia 70 cm.

Ili kukusanya mfumo wa rotor, unahitaji kuchukua sumaku 6 za neodymium, rekodi 2 za ferrite na kipenyo cha cm 23, gundi ya kushikamana. Sumaku zinapaswa kuwekwa kwenye diski ya kwanza, kwa kuzingatia pembe ya digrii 60 na kipenyo cha cm 16.5. Kulingana na mpango huo huo, diski ya pili imekusanyika, na sumaku hutiwa na gundi. Kwa stator, unahitaji kuandaa coil 9, ambayo kila moja upepo zamu 60 za wiring ya shaba na kipenyo cha 1 mm. Soldering lazima ifanyike kwa mlolongo ufuatao:

• mwanzo wa coil ya kwanza na mwisho wa nne;
• mwanzo wa coil ya nne na mwisho wa saba.

Awamu ya pili imekusanyika kwa njia sawa. Ifuatayo, fomu imetengenezwa kutoka kwa karatasi ya plywood, ambayo chini yake inafunikwa na glasi ya nyuzi. Awamu kutoka kwa coils zilizouzwa zimewekwa juu. Muundo umejazwa na gundi na kushoto kwa siku kadhaa ili unganisha sehemu zote pamoja. Baada ya hapo, unaweza kuanza kuunganisha vitu vya kibinafsi vya jenereta ya upepo kwa ujumla.

Kukusanya muundo kwenye rotor ya juu, mashimo 4 ya vifungo yanapaswa kutengenezwa. Rotor ya chini imewekwa na sumaku juu juu ya bracket. Baada ya hapo, unahitaji kuweka stator na mashimo yanayotakiwa kwa kuweka bracket. Pini zinapaswa kupumzika kwenye sahani ya aluminium, kisha funika na rotor ya pili na sumaku chini.

Kutumia ufunguo, ni muhimu kuzunguka pini ili rotor ishuke chini sawasawa na bila jerks . Wakati mahali pa haki panachukuliwa, inafaa kufungua visukusu na kuondoa sahani za alumini. Mwisho wa kazi, muundo lazima urekebishwe na karanga na sio kukazwa sana.

Bomba la chuma lenye nguvu na urefu wa mita 4 hadi 5 linafaa kama mlingoti . Jenereta iliyokusanywa hapo awali imechombwa kwake. Baada ya hapo, sura iliyo na vile imewekwa kwa jenereta, na muundo wa mlingoti umewekwa kwenye jukwaa, ambalo limetayarishwa mapema. Msimamo wa mfumo umewekwa na brace.

Uunganisho wa usambazaji wa umeme na turbine ya upepo hufanyika kwa safu. Mdhibiti lazima achukue rasilimali kutoka kwa jenereta na abadilishe sasa inayobadilishana kuwa ya moja kwa moja sasa.