فئات: حقائق مثيرة للاهتمام, القضايا الخلافية
مرات المشاهدة: 183،352
تعليقات على المقال: 15
مزرعة ريح منزلية: جيدة أم نزوة؟
مع استخدام طاقة الرياح ، كانت البشرية مألوفة منذ زمن سحيق. ما أن يعدل مخترع مجهول الشراع إلى سفينة عائمة متواضعة ، وبمساعدته ، بعد قرون ، تم فحص الأرض بأكملها بواسطة ملاحين فضوليين. طواحين الهواء ، حتى في عصرنا في العديد من البلدان ، تخدم البشر بانتظام.
ولكن اليوم ، استخدام الرياح يعني ، قبل كل شيء ، توليد الكهرباء. دعنا نحاول معرفة كم هي بسيطة ورخيصة ومريحة. بالنسبة لأولئك الذين يرغبون في سماع النتيجة على الفور ، فإن النتيجة: لن تكون طاقة الرياح أبدًا أرخص من الطاقة التي يتم الحصول عليها من مصادر أخرى: محطات الطاقة الحرارية أو النووية أو الكهرومائية.
لذلك ، من المنطقي الانخراط في محطات طاقة الرياح للمنزل فقط لأولئك الذين لديهم حكة في التكيف مع مولد جاهز حصلوا عليه "في بعض الأحيان" ، أو لعشاق الطاقة النظيفة الذين يرغبون في إنقاذ الكوكب من التعصب البيئي. لا يمكن تخيل الأسباب الأخرى لاستخدام طاقة الرياح عند تشغيلها بواسطة شبكات كهربائية خارجية.
أولاً ، بعض المعلومات حول إمكانيات استخدام طاقة الرياح. عندما تعمل الرياح على ريش التوربينات ، لا يمكن أن تتجاوز كفاءة استخراج الطاقة (الكفاءة) 59٪. تم الحصول على هذه القيمة في أعمالهم من قبل عدد من العلماء (Lanchester ، Betz ، Zhukovsky) منذ عام 1920. ومنذ ذلك الحين ، كانت تعرف باسم "Betz limit".
هل يعقل أن تنظر في الكفاءة مولد الرياحإذا كان مدعوم من مصدر لا مبرر له من قوة غير محدودة؟ بالطبع هناك! مع العلم بكفاءة التحويل ، يمكنك تقدير الطاقة المطلوبة لمحطة توليد الطاقة ، ثم مقدار محفظتك التي ستفقد وزنك بعد شرائها.
إن الحد الأقصى للطاقة التي يمكن "إخراجها" من الريح مساوية للمنطقة التي تعمل عليها (مساحة وصول المروحة) ، مضروبة في سرعة الرياح في المكعب والكفاءة المذكورة أعلاه ، بما يعادل 0.6. بعد التعبير عن جميع القيم في نظام SI ، نحصل على 1 م 2 من التوربينات بسرعة رياح تبلغ 2 م / ث تستهلك الطاقة بقدر ... 4.8 W. مع سرعة الرياح التي تبلغ 8 م / ث (السرعة الاسمية لمعظم مولدات الرياح) ، سيزيد التحديد لكل وحدة مساحة إلى 307 واط.
الآن ، المعلومات الواجب مراعاتها: الكفاءة الفعلية للتركيبات المنزلية يجب ألا تؤخذ أكثر من 0.3. وقت العمل مزارع الرياح بأقصى سرعة رياح ، يتراوح ما بين 10 إلى 15٪ سنويًا في الظروف المناخية لبلدان رابطة الدول المستقلة.
لذلك ، يجب زيادة طاقة محطة طاقة الرياح التي تم الحصول عليها من الصيغة بأربع إلى خمس مرات أخرى. في الممارسة العملية ، يوصى بتثبيت محطة طاقة الرياح ، مع التركيز ليس على المؤشرات الفنية بقدر ما تركز على القدرات المالية ، وعلى مبدأ: "كلما كان ذلك أفضل". مع حلم إنشاء تثبيت قوي وفي الوقت نفسه ، يجب عليك المشاركة فورًا. واحد يتناقض من حيث المبدأ.
يتكون تصميم محطة طاقة الرياح بشكل عام من مولد ومعدل وبطارية وعاكس لتحويل الجهد إلى القيمة المعتادة البالغة 220 فولت. يتم التحكم في جميع الوحدات وعناصر محطة توليد الطاقة وإدارتها بواسطة وحدة تحكم في المعالجات الدقيقة أو دوائر منطقية أبسط.
دراسة الخصائص التقنية لمزارع الرياح، يجب إعطاء الأفضلية لتلك التي تكون فيها سرعة بداية حركة الدوار وسرعة الشحن الأولية للبطاريات والسرعة التي تدخل بها في وضع التشغيل في حدها الأدنى. كلما زادت سرعات تشغيل الرياح ، زاد احتمال الحصول على الطاقة. في هذه الحالة ، تلعب التكلفة دورًا ثانويًا: لماذا تأخذ عملية التثبيت أرخص إذا كانت تعمل في منطقتك لعدة أيام في السنة؟
حان الوقت الآن لطلب سعر منتجات الشركات التي تقدم مجموعات من المعدات الجاهزة.لن نتحدث عن مزارع الرياح محلية الصنع هنا على الإطلاق. حتى أفضل الأمثلة على الإنتاج الصناعي لا تزيد كفاءتها عن 30٪ ، ولا يمكن للإنشاءات المنزلية المصنوعة من مواد مساعدة إلا أن تنتج ضوضاء.
يمكن تخفيض مجموعة كاملة من تصاميم مولدات الرياح إلى مجموعتين كبيرتين: بترتيب أفقي للدوار للمولد ومولدات ذات دوار من النوع العمودي.
مولدات نوع ريشة الأفقي لديها كفاءة أعلى ، أقل استهلاك المواد. ولكنها تتطلب استخدام صواري ذات ارتفاع أكبر ، ولها جزء ميكانيكي معقد وغير مريحة للصيانة. محطات من النوع العمودي هي أقل اقتصادا ، لديها استهلاك أكبر للمواد ، لكنها تعمل في مجموعة أكبر من سرعات الرياح وأكثر إحكاما.

فكر في عينة واحدة من أكثر ممثلي محطات طاقة الرياح إثارة للاهتمام في كل مجموعة. الأكثر أهمية من محطات توليد الطاقة مع الدوار الأفقي هو مولد كفاف بدون تروس "Windtronics".
في ذلك ، يتم تقليل السحب الديناميكي الهوائي بسبب التصميم الخاص للتوربينات ، حيث يتم تثبيت المغناطيس الدائم القوي في نهايات الشفرات ، ويتم تركيب 68 ملف ثابت على طول الحافة. مع هذا الحل ، يكون الدوار أيضًا مولدًا للطاقة الكهربائية. تتيح اللوحات الخاصة على الشفرات بدء التوربينات في التحرك بسرعة رياح تبلغ 0.2 م / ث. اليوم ، هذه القيمة هي سجل للمولدات.
بسرعة 0.9 م / ث. يبدأ التوربين في توليد الكهرباء. لا يمكن أن تتزحزح أنواع المولدات الأخرى بسرعات الرياح هذه. وزن المنتج حوالي 110 كجم ، قطرها 1.8 متر ، مستوى الضوضاء لا يزيد عن 35 ديسيبل.

بفضل بنائها الصلب ، يمكن للتوربين أن يتحمل سرعات الرياح التي تصل إلى 62.6 ثانية. الناتج السنوي من 1500 إلى 2750 كيلو واط / ساعة من الكهرباء. تقوم الشركة الأمريكية Honeywell Wind Turbine ، المجهزة بتوربينات ، بتوفير جميع الإلكترونيات اللازمة ، المصممة لربط مولدين أو لوحة شمسية إضافية. العيب الخطير والوحيد لمحطة طاقة الرياح هو سعرها - 5،750 دولار مع طاقة مولد اسمية تبلغ 1.5 كيلووات فقط.
يمكن اعتبار ممثل واعد لمحطات الطاقة مع مولد نوع عمودي توربينات الطاقة الخضراء الحضرية. المولدات مدمجة للغاية وصامتة تقريبًا ويمكن تركيبها حتى في البيئات الحضرية. مع وزن مولد يصل إلى 95 كجم ، فإنه يحتل مساحة تزيد قليلاً عن 2.5 متر مربع.
يمكن تركيب التوربين في ساعة واحدة ، ويعمل حتى 20 عامًا. يتحمل المولد أحمال الرياح التي تصل سرعتها إلى 193 كم / ساعة ويولد ، اعتمادًا على التعديل ، من 2000 إلى 4000 كيلو واط / ساعة من الطاقة سنويًا. العيب الرئيسي هو ارتفاع سرعة الرياح الأولية للتوربينات - 3.2 م / ث. المعلومات حول تكلفة المولد ليست متاحة بعد.
دفع شكل التوربين الأصلي ، الذي يذكرنا بتلات الورد ، المهندسين المعماريين إلى إنشاء محطة لتوليد الطاقة على شكل شجرة بها 3 إلى 12 توربينات مثبتة على فروعها. "أزهار القوة" - "شجرة الزهور" وجذب انتباه الجمهور على نطاق واسع من خلال إنشاء إعلانات جيدة للمولدات Eddy و UGE.
يمكن للمرء أن يتحدث عن تصميمات ونماذج مختلفة لمحطات الطاقة لفترة طويلة جدًا ، لكن هناك شيئًا واحدًا يوحدها: سعر مرتفع للغاية. من تحليل مقترحات الشركات ، يمكن للمرء أن يستمد تكلفة وحدة معينة من 1 كيلو واط من قوة المعدات. ما يقرب من 2000 دولار دون أعمال التثبيت. بإضافة 500 دولار أخرى للتركيب والتشغيل ، نحصل على متوسط تكلفة المعدات التي ستنتج 2000-3000 كيلو واط / ساعة من الطاقة الكهربائية سنويًا.
وفقا للخبراء ، فإن الكهرباء التي يتم الحصول عليها من مصادر صديقة للبيئة تكون 3-4 مرات أكثر تكلفة من المعتاد.عند استخدام مزارع الرياح منخفضة الطاقة ، يمكن أن تكون تكلفة الطاقة أعلى بمقدار 10 مرات من تكلفة الحصول عليها من المصادر التقليدية. يرتبط هذا بتكاليف المعدات الكبيرة لمرة واحدة وتركيب وتشغيل محطات طاقة الرياح.
لإخفاء هذه الحقيقة ، غالبًا ما يستخدمون العبارة التي تقول إنه مع زيادة أسعار الطاقة ، ستصبح المصادر الصديقة للبيئة مربحة. في الوقت نفسه ، يتم تجاهل الاعتبار أنه مع نمو أسعار الطاقة ، ستزداد أيضًا تكلفة المعدات ذات الاستهلاك الكبير للمواد. وآفاق الحد من مثل هذا "الشوكة" ليست متوقعة حتى في المستقبل البعيد.
إذا كانت لديك رغبة لا تقاوم في إنشاء مزرعة للرياح ، فأنت تحتاج أولاً إلى التعرف على أرشيف تقارير الطقس خلال السنوات القليلة الماضية في منطقتك. هذه المعلومات متاحة الآن على الإنترنت وستوضح على الفور الإمكانيات الحقيقية لاستخدام طاقة الرياح.
انظر أيضا في electro-ar.tomathouse.com
: