مولدات الرياح في روسيا: كيفية اختيار وتثبيت وتجنب خيبة الأمل

إن القدرة على الحصول على الكهرباء من الرياح تثير اهتمام العديد من مالكي المنازل الفردية ، ولكن فشل جزء معين منها ، في خيبة الأمل من هذه الطريقة وكتابة ملاحظات سلبية في مختلف المنتديات. ولكن يمكنك تجنب الأخطاء في إنشاء مثل هذه المنشآت والحصول على أقصى استفادة منها.

مولد الرياح مع دائرتها الكهربائية ومبادئ التصميم يشبه أي دولة أخرى مولد كهربائي. يكمن الاختلاف الرئيسي في طريقة تدوير الدوار بسبب الطاقة الحركية للهواء التي يتم التقاطها بواسطة الشفرات الهوائية.

الظروف المحلية المقدرة

يجب أن تدور سرعة الريح وقوتها بشكل يُعتمد عليه في المكره للمحرك ، حيث يستهلك المولد طاقته. إذا لم يتم ذلك ، فستترك بدون كهرباء.

وسيساعد التقدير التقريبي لاحتمال وجود رياح نشطة في جدول توزيع الرياح السنوي المتوسط. فقط ضع في اعتبارك أنه مصمم لارتفاع 50 مترًا عن سطح الأرض. لظروف حقيقية من الضروري إدخال التصحيحات.

متوسط ​​الرسم البياني السنوي لتوزيع الرياح لمنطقة روسيا ، والمعروف عن ارتفاعات من 50 مترا (لزيادة ، انقر على الصورة):

يمكن توضيح المزيد من المعلومات المحددة لكل منطقة مع موظفي محطة الطقس الإقليمية ، مع مراعاة ارتفاع التثبيت المخطط له. ليس من الضروري أن تسألهم عن اتجاهات الرياح: مولد الرياح يدور تلقائيًا.

تأثير التضاريس والموسم

اعتمادا على الموسم ، تهب الرياح بطرق مختلفة. في بعض المناطق قد يكون هناك هدوء طويل.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم تقليل ضغط الرياح بشكل حاد:

• الغابات والأشجار القريبة.

• المنازل والمباني المجاورة ؛

• موقع الهيكل في الأراضي المنخفضة أو وراء الارتفاع.

لتركيب المنشآت الكهربائية للرياح ، فإن أفضل التلال المفتوحة من جميع الاتجاهات هي الأنسب يُنصح برفع التوربينات الهوائية إلى أقصى ارتفاع مسموح به. من الأفضل استخدام قاعدة صلبة منفصلة وبرج بامتدادات متصلة بشكل آمن تزيد من الاستقرار: مع ضغط الرياح القوي ، يمكن أن تحدث قوى انقلابية هائلة.

يقوم أصحاب الأفراد بتركيب منشآت طاقة الرياح على سطح المنزل أو حائطه. هذا ليس الخيار الأفضل. هذا ينطبق على المحركات منخفضة الطاقة: سيتم تهتز بنية المبنى باستمرار عن طريق تغيير الأحمال الديناميكية ، وسيتم نقل ضجيج الدوار الدوار من خلال عناصر المبنى إلى المباني السكنية.

مثال: على سطح مسطح لمبنى متجر مجاور - مبنى مكون من طابقين مصنوع من ألواح خرسانية معززة لمدة عامين ، عمل برج بهوائي مشغل MTS للهاتف المحمول. بعد ظهور تشققات بين الألواح وبدأ السقف في التسرب ، تمت إزالة الهوائي وإصلاح المبنى.

اختيار تصميم عجلة الرياح

في تاريخ البشرية بأكمله ، تم اختبار عدد كبير من الأجهزة التي تعمل بالطاقة الريحية. أقصى كفاءة (كفاءة عالية) متأصلة في الهياكل التي تشكل قوة رفع مثل الشفرات المنحنية لمراوح محرك الطائرات (تذكر التعبير الشهير "من المروحة") أو محركات القوارب / السفن الموجودة في زوايا حادة لتدفق الهواء / السائل القادم.

لاختيار نموذج لعجلة الرياح ، من الضروري ليس فقط معرفة سرعة الرياح (V) ، ولكن أيضًا لتحديد تصميم شفرات المروحة. مؤشرها الرئيسي هو مساحة السطح الذي اجتاحته (S) ، والذي يتأثر بتدفق الرياح.

لتقدير الطاقة (N) التي يمكن للمروحة إزالتها ، يتم استخدام الصيغة: N = (SρV³)/2.

القيمة ρ هي كثافة كتل الهواء.

يدعي بعض البائعين كفاءة توربينات الرياح الفردية بسرعات هواء تصل إلى 3 م / ث أو حجم الشفرات التي تصف دائرة يبلغ نصف قطرها ≤1.3 متر أثناء التشغيل. استبدل خصائص أجهزتهم في الصيغة أعلاه: يمكنك التحقق من موثوقية مثل هذه البيانات الإعلانية وفقًا لقوانين الفيزياء الأولية.

لا يمكن للرياح بسرعة تبلغ ≤3m⁄sec نقل الطاقة بشكل موثوق إلى مولد الرياح التقليدي. ولكن في مثل هذه الظروف ، يمكنك استخدام شفرات المساحات الزائدة ، والتي يتم إنشاؤها عن طريق زيادة أبعادها - خاصة بطول مترين. ومع ذلك ، فإن هذه الهياكل ، نظرًا لامتدادها أربعة أمتار ، هي أكثر ملاءمة للمنشآت الصناعية.

إذا عدنا إلى الجدول الزمني لتوزيع الرياح وتأخذ في الاعتبار تأثيرها المحدد على عجلة الرياح (وليس على ارتفاع 50 مترا) ، ثم إذا كانت طبيعة الرياح تتطابق مع المنطقة البرتقالية (من 5 م / ث) أو أعلى ، فسوف تبرر جامعة ولاية فورونيج تكاليف إنتاجها وتركيبها.

في سرعات الرياح العالية ، تزداد الطاقة المولدة بشكل حاد. في مثل هذه الحالات ، يتم تكوين أي مولد الرياح فقط. في حالات أخرى ، قد لا ترقى إلى مستوى توقعاته.

مقدمة لمواصفات الشركة المصنعة

يتم إجراء الاختبار والتحقق من قوة مولد الرياح في المصنع: نفق للرياح مع تدفق هواء قابل للتعديل من مراوح ثابتة. هذا يتحقق الخصائص الهوائية للطائرة وجميع الهيئات السيارة. لكن هذه الطريقة لا تعكس ظروف التشغيل الفعلية للتركيبات الكهربائية بالرياح.

في نفق الرياح ، تهب الرياح في اتجاه واحد بجهد مستمر ، ولكن في الواقع تتغير دائمًا إلى حد ما في السرعة والاتجاه. مراقبة سلوك ريشة الطقس العادية. ومولد الرياح منه يختلف كثيرا عن آثار التسارع والكبح.

لفهم ذلك ، يكفي محاولة الاسترخاء بيد باستخدام محمل بسيط (شفرات ريشة الطقس) ، ثم دوار مولد كهربائي (أو محرك) محشو باللفات محاطة بحقول كهرومغناطيسية. سيتعين التغلب على المعارضة الناشئة حتى في حالة الخمول. عند توصيل الحمل (من أجل هذا ، يتم تنفيذ كل شيء) ، يجب تطبيق المزيد من الطاقة.

تغير في ضغط الرياح

هبوب رياح خفيفة (أقوى / أضعف) ليس لها تأثير يذكر على سرعة الدوار ، وصدمات الرياح - بشكل كبير. لمواجهتها ، يتم استخدام مخططات التخميد المختلفة ، بما في ذلك الكبح وقابل للطي من العناصر الهيكلية.

مثال على ذلك مولدات الرياح ذات وضع عارضة عالية (نهاية الذيل). خلال تأثير العاصفة ، يميل الهيكل بأكمله فجأة إلى وزن كبير إلى حد ما.

بعد تقليل الضغط ، يعود إلى مكانه. في إحدى الرياح ، تضاعف أبراج البرج طاقة العاصفة. وإذا تم تثبيت مولد الرياح هذا على المبنى ، فإنه يتصور مثل هذه الصدمات. فقط كيف؟

يعمل نظام الكبح الكهرومغناطيسي بشكل أفضل وأكثر ليونة ، مما يغلق اللفات بسرعات حرجة. لكنه أكثر تعقيدا بكثير ومكلفة.

تغيير اتجاه الرياح

يمكن أن تخلق الرياح هبوبًا من جوانب مختلفة في مستوى أفقي. تتفاعل العديد من تصميمات مولدات الرياح بحساسية شديدة مع مثل هذه الأحمال نظرًا للمساحة الكبيرة للسطح المنجرف للشفرات العاملة.

تبدأ مولدات الرياح في تكرار حركة حمل الرياح ، ولكن بوجود كتلة كبيرة ، يمر محور اتجاه الرياح بالقصور الذاتي وينتقل إلى زوايا الانحراف الأكبر.

مع هبوب رياح كبيرة ، يمكن أن تصل إلى اتجاه عمودي أو تنزلق خلاله وتتوقف في الحالة المعاكسة للرياح. ستتوقف عجلة الرياح ، وتعود إلى موقعها الأصلي وتخرج إلى وضع التشغيل. في هذه الحالات ، لا يعمل نظام تخميد الاهتزاز (إن وجد) جيدًا.

لم يتم تثبيت دوامة الطقس مباشرة في الاتجاه ، لكن كتلتها أقل من ذلك بكثير ، ولا يتم تطبيق الجهود المبذولة في العمليات الكهرومغناطيسية.

الحماية من الصواعق

لسبب ما ، ينسون الأمر أو يتذكرونه أخيرًا. لكن دون جدوى. موقع الهياكل المعدنية على علو شاهق ، وحتى توليد الكهرباء خلال عاصفة رعدية ، يخلق الشروط المسبقة لجذب إمكانيات البرق.

من الأسهل التفكير في تصميم الحماية من الصواعق وإنشاءها مع تثبيت مولد الرياح في وقت لاحق لإجراء التعديلات.

دوائر الرياح المنزلية النموذجية للمحطة

من الضروري تحديد التصميم النهائي لمولد الرياح مع مراعاة مهام استهلاك الطاقة الكهربائية. يجب أن يساعد مخطط اتصال التحميل.

رسم تخطيطي مبسط لمحطة توليد الكهرباء المنزلية مع بطارية شمسية ومولد الرياح (انقر على الصورة للتكبير):

من الضروري البدء في اختيار مولد الرياح وفقًا للطاقة المولدة وفقًا للمبادئ الموضحة في المقالة "محطات الطاقة الشمسية للمنزل". اقرأ هذه المقالة وستفهم أن محطات الرياح والطاقة الشمسية تعمل على نفس الخوارزميات.

يرجى ملاحظة أن مثل هذه المحطات يمكن أن تنسجم تماما مع المخطط العام وتكمل بعضها البعض ، والعمل جنبا إلى جنب على نفس معدات الطاقة: العاكس, وحدة التحكم و بطاريات يمكن أن تعمل من أي مصدر: الألواح الشمسية ، والرياح.

في ظل ظروف معينة ، يكون ذلك ممكنًا اقتصاديًا. على الرغم من أنه يمكنك التخلي عن البطارية الشمسية والعمل فقط من مولد الرياح. الخيار لك.

توصي بعض المصادر باستخدام مولد الرياح بدون جهاز تحكم وبطاريات لتزويد عناصر التسخين التي تسخن ماء الغلايات أو المصابيح المتوهجة. هناك حبة ناضجة في هذه الفكرة: المخطط مبسط إلى حد كبير. لكن خيوط النيتشروم في الحالة الباردة لديها مقاومة نشطة منخفضة ، والتي تعمل ببساطة على إيقاف أطراف الخرج للمولد. يجب أن تؤخذ هذه النقطة في الاعتبار عند كل بداية لهذه الدائرة: قم بتشغيل جهاز التسخين.

المشاكل المحتملة

عند تشغيل مولد الرياح ، قد تواجهك:

• انتهاك لقوة تثبيت الأساس أو التمديدات الميكانيكية. يجب أن يتم تفتيشها بشكل دوري.

• يؤدي تجمد الجسم والشفرات في الطقس البارد إلى ظهور وزن إضافي ، مما يؤدي إلى زيادة الأحمال ويقلل من كفاءة النظام ؛

• تدهور الاستقرار بسبب انتهاك سرعة الدوران (تغيير سرعة الرياح) ، والذي هو الأكثر شيوعا للمولدات غير المتزامنة ؛

• حريق في الدائرة الكهربائية مع أضرار العزل.

أفضل الشركات المصنعة العالمية لمولدات الرياح

بلد

اسم الحملة

الدنمارك

الثقاب

الولايات المتحدة الأمريكية

شركة GE Energy

الصين

Sinovel

جولد

دونغ فانغ الكهربائية

قوة المتحدة

ألمانيا

إنركون

سيمنس الرياح

الهند

طاقة سوزلون

إسبانيا

جاميسا

لقد أثبتت معدات هذه الشركات نفسها بشكل موثوق ، وبالتالي فهي ذات تكلفة عالية. ومع ذلك ، في المرحلة الأولى من تطوير طاقة الرياح ، يمكنك محاولة عمل تصميم مشابه بيديك. سوف تساعد المهارات المكتسبة من تنفيذه في تقييم إمكانات حمل الرياح في منطقتك دون تكاليف مالية كبيرة.

Comments

[#1]

معلومات مفيدة جدا. شكرا للمؤلف

[#2]

شكرا ، مقالة مفيدة.

[#3 فيتالي جوكوف]

هناك مثل هذه الشركة: "Gravio" ، مما يجعل منشآت طاقة الرياح ممتازة! هذا رائع! يؤتي ثماره في منزل ريفي لمدة ستة أشهر على التدفئة والإضاءة وغيرها من المسائل! وتشمل مهنه الأخرى عمود محرك كهربائي ، والذي يسمح لك بدك الحل ، وخلط العلف ، وسحق الحبوب في العلف. كل هذا يمكن القيام به ليس فقط لنفسك ، ولكن أيضًا للجميع ، وهو بالفعل مكان عمل متكامل في القرية! والحق في مكانك! على الموقع يكتبون أنهم لا يشاركون في أرباح عملائهم من استخدام توربينات الرياح.فكرت: ماذا يمكن أن يكون الربح؟ المشاركون في الطاقة البديلة لديهم حساب واحد فقط. العائدون ينتظرون لسنوات عديدة ، ويحلمون فقط بالربح! وهم يطمئنون أنفسهم إلى أنهم يساعدون البيئة في العالم ، ويحترمون أقل ويلوثون أقل من قوة أنظمتهم. ثم وصلوا! اتضح أن كل شيء ممكن ، ولكن ليس مع طاحونة مجداف بسيطة ، شراع الرياح! المحرك الأكبر - الشراع ، ساعد البحر - فقط يبحر وذهب! وعلى الأرض. مع هذه المنشآت رفعوا الماء والدقيق الأرضي. الآن يمكنك وضع أي طاقة تقريبًا في أي مكان ، ونسيان إعداد الحطب ، وتدفئة المنزل ، والحمامات ، والدفيئات ، وستكون الكهرباء أيضًا الأكثر ملائمة للبيئة ومجانية. إنه شيء جيد ، وعلى الفور تبدأ في التفكير: كم يكلف ، ومتى سيؤتي ثماره ، كيف يكون مربحًا؟ وكم في شقتك تؤتي ثمارها؟ متى ستؤتي ثمار الأثاث الجديد الذي أنفقت مائة ألف؟ ومتى ستؤتي ثمار الإصلاح الأوروبي؟ على الرغم من حقيقة أن خلفية قديمة أيضا لم تسقط؟ والتلفزيون الجديد المألوف ، الذي بالكاد تنسجم مع الجدار بأكمله؟ وهلم جرا إلى ما لا نهاية. كل هذا لن يؤتي ثماره أبداً. ولن يجلب الربح إلا الرضا الأخلاقي. لكن لا أحد يعارض على ما يبدو الرضا الأخلاقي. وهنا - الرضا الأخلاقي من النظافة البيئية بالإضافة إلى سهولة الاستخدام! والربح!