Поряд з такими екологічними джерелами електроенергії, як енергія сонячного світла і поточної води, енергія вітру виглядає найбільш зачаровує. Один вид обертового вітряка може надовго прикувати погляд своєю грацією і динамікою. Але, крім естетичних переваг, використання вітрової енергії має і недоліки. Головний з них, притаманний будь-якому механізму з труться і хитаються частинами, це схильність до поломок, а також деякі проблеми, які доводиться вирішувати на етапі установки вітряної електростанції.
Для того, щоб цікавиться тематикою вітроенергетики читач міг приступити до глибокого дослідження питання, я знаходжу дуже корисним дати деяку основу, або базові знання про те, якими бувають автономні вітроенергетичні системи, що саме вони включають і якими володіють позитивними і негативними властивостями. Таким чином, після прочитання цієї статті, читач зможе ясно зрозуміти, що саме йому потрібно.
Автономна вітроелектрична система
Автономна вітроелектрична система в якості базового елементу включає акумулятор, а точніше акумуляторний банк. В умовах Росії ця система є кращою, так як інтеграція приватної електростанції в загальну енергетичну систему у нас неможлива. Вона може використовуватися як єдине джерело електроенергії, або постачати ізольовану від централізованого електропостачання частина електроустановки, особливо чутливу до перебоїв харчування.
Автономна система електропостачання обмежена здатністю генератора (будь то вітрова турбіна, дизель-генератор або масив сонячних елементів) видавати певний струм. Крім цього, певні обмеження накладає недолік використовуваного ресурсу, в нашому випадку - вітру. Тому, власник такої системи повинен спочатку готувати себе до того, що електрику доведеться економити.
Така система складається з наступних елементів (див. На малюнку):
Вітровий генератор (вітрова турбіна). Це елемент, який, власне і є джерелом електроенергії. Він складається з поворотної платформи, автоматично орієнтується в напрямку вітру і генератора з порушенням від постійних магнітів. Ротор генератора обертається жорстко скріпленими з ним лопатями, під дією вітру. Їх зазвичай три, що обумовлено компромісом між енергоефективністю генератора і збалансованістю ротора.
Малогабаритні вітрові турбіни захищені від надмірно сильного вітру особливим механізмом, який при перевантаженні відхиляє ротор вгору або в сторону. Отримується на виході генератора «нестійке» напруга, зазвичай трифазне, змінне, подається по проводах вниз, до перетворювача. Воно називається нестійким тому, що залежить від сили вітру та стабільності вітрового потоку, сильно змінюючись з часом.
Опора. Ця конструкція, необхідна для нормальної роботи вітряка, як не дивно часто виявляється більш дорогої, ніж сама вітрова турбіна. Опора піднімає вітровий генератор вгору, в зону щільного вітрового потоку, де генератор буде працювати найбільш ефективно. Її висота зазвичай варіюється від 9 до 150 метрів.
Конструкція опори буває різною, вона може бути підйомно-поворотною, з фіксацією розтяжками або вільно встановленої. У будь-якому випадку, її конструкція повинна витримувати бічний тиск вітру і вага турбіни з багаторазовим запасом, з огляду на те, що клімат змінюється, і та сила вітру, яка два десятиліття тому була виключно рідкісним явищем, в наші дні зустрічається все частіше. Крім цього, необхідно пам'ятати, що опора вітрового генератора це фактично блискавковідвід, що має на увазі її заземлення по нормам ПУЕ.
Гальмо. Для періодичного обслуговування вітрової турбіни, або тоді, коли в ній немає потреби потрібно пристрій, який зупиняло б її обертання. Вони бувають двох типів: електричний гальмо і механічний.
Електричне гальмо, за допомогою спеціального рубильника, закорачивает трифазні обмотки генератора, що викликає його зупинку. Він дешевший, але при сильному вітрі може викликати перегрів обмоток генератора. Набагато надійніше, але і дорожче механічний гальмо, дисковий або барабанний. Він встановлюється на вісь ротора і приводиться в дію ручкою, розташованої внизу опори.
Блок управління зарядом. Основна функція цього пристрою - не допустити перезарядження акумуляторів. У той момент, коли заряд акумуляторів досягає максимуму, блок управління відключає їх від генератора, а енергію, що виробляється генератором направляє в балластную (обхідну) навантаження (див. Нижче). Як правило, блок управління конструктивно об'єднується з випрямлячем, який перетворює змінну напругу, що надходить з генератора в постійне, що використовується для заряду батарей.
За кордоном, де можливе включення вітрового генератора в загальну енергосистему, в безбатарейний системах блоку управління немає, так як вся енергія, що виробляється турбіною, «вливаються» в електромережу.
Баласт. На відміну від генераторів на сонячних елементах, які можуть бути безболісно відключені від навантаження, вітровий генератор не повинен обертатися без навантаження, тому що в цей випадку значно зростає швидкість обертання і він може розвалитися на частини. Для того, щоб компенсувати відсутню навантаження, в систему включається баласт - зазвичай секція з ТЕНів, яка перетворює енергію від генератора в тепло.
Потужність баласту повинна бути як мінімум дорівнює потужності генератора. Ну і, зрозуміло, ніщо не заважає вам використовувати його тепло собі на користь, наприклад для нагріву води.
Банк акумуляторів це джерело електроенергії, який безпосередньо використовується для перетворення і подальшого споживання (енергія вітрового генератора використовується побічно, для заряду банку).
У безвітряні дні, коли енергія вітру порівняно невелика, електроприлади будуть розряджати банк акумуляторів, і час, на яке його вистачить повністю залежить від його ємності. Ця ємність розраховується таким чином, щоб її вистачило на 1-3 дні. Менше буде незручно, а більше - надмірно дорого.
Найпоширенішим типом акумулятора, який використовується для автономних енергетичних систем можна назвати свинцево-кислотні акумулятори. Необслуговувані свинцево-кислотні акумулятори зручніше в експлуатації, але коштують дорожче. Звичайні, на зразок автомобільних, коштують дешевше, але вимагають періодичної перевірки рівня і щільності електроліту і доливання води. Потрібно мати на увазі, що автомобільні акумулятори невигідні для стаціонарного застосування, так як призначені для складних умов експлуатації (тряска, перегрів, перезаряд і недозаряд) і як наслідок, служать порівняно недовго. Краще використовувати спеціальні, вже зібрані в банк акумулятори.
Системний монітор це модуль, який дозволяє відстежувати такі параметри, як рівень заряду акумуляторів, потужність, що видається генератором і споживану приладами, загальну енергію, вироблену вітрової турбіною та інші. Монітор виводить їх на індикатор, або цифровий в простих моделях, або графічний в більш просунутих і дорогих.
Звичайно, можна обійтися і без нього, але все ж мати такий модуль бажано, хоча б для того, щоб раптово згаслий при повністю виряджених акумуляторах світло не став несподіванкою.
Запобіжник постійної напруги служить для захисту і періодичного відключення банку акумуляторів від інвертора. У качесте такого запобіжника можна використовувати звичайні автомати, використовувані для змінної напруги, але не однополюсні, а триполюсні, з послідовно включеними полюсами. Це потрібно тому, що дуга, що виникає при відключенні постійного струму не згасає сама, як при змінному струмі, тому автомат піддається більш тривалого теплового впливу.
Інвертор перетворює низька постійна напруга (12 або 24 Вольт) в більш висока змінна - 220 Вольт, від якого і працюють всі електроприлади. Зрозуміло, його потужність повинна відповідати максимально споживаної. При покупці інвертора важливо уточнити, яка напруга він дає на виході. Напруга типу «меандр» (прямокутне) видають дешевші інвертори, таку напругу годиться для більшості сучасної електроніки: зарядних пристроїв для ноутбуків, комп'ютерів, телевізорів, холодильників, пральних машин, енергозберігаючих ламп і т. Д.
Але якщо ви використовуєте більш старі прилади, з обмотувальними трансформаторами, наприклад радянські телевізори, холодильники, прилади з електродвигунами напруги, такі як електродрилі, верстати з асинхронними двигунами, і тому подібні, прямокутна напруга може стати причиною їх нестабільної роботи, або навіть пошкодження. Щоб уникнути цього, доведеться придбати дорожчий інвертор, що видає напругу близьке до «оригінальному» в формі синусоїди.
Запобіжник змінної напруги. Це звичайний автомат, який служить для захисту лінії змінної напруги від перевантаження і короткого замикання. Його можна встановити, наприклад, в одному щитку з електролічильників, якщо ви використовуєте і енергію електромережі та вітрової генератор, або передбачити окремий щиток, в разі якщо вітровий генератор це єдине джерело.
При монтажі всіх перерахованих вузлів і агрегатів потрібно дотримуватися тих же норм електробезпеки, що і при звичайній розводці електропроводки. Потрібно пам'ятати про те, що лінії низької напруги вимагають набагато більшого перетину сполучних проводів, через підвищений падіння напруги.
Крім того, якщо ви хочете повністю відмовитися від мережевого електрики і здобути незалежність, я б рекомендував, крім вітрогенератора, встановити звичайний бензиновий або дизельний, кіловат на 5. Життя довга, і скромних можливостей «вітряка» може і не вистачити. Втім, якщо ви можете дозволити собі вітряк на 10 кВт, буде досить його одного.
Схожі теми форумів
Добрий день шановні майстри! Прошу Вашої допомоги: Є величезний кутовий шафа, необхідно вбудувати туди кілька світильників з вимикачами + розетку і все це скоммутіровать і підключити. 1. Лампи будуть світлодіодні під цоколь Е27 / E14, знаю що є спеціальні меблеві галогенки, але потрібен саме цоколь Е27 / E14. - тому що шафа ДЕРЯВЯННИЕ виникає питання з матеріалом цоколя (карболіт, кераміка, пластиковий), кріплення планую на кільце, чи можна монтувати в дерево взагалі (пожежна безпека та інше)? 2. Планую врізати розетку, знову питання з пожбезпеки, можливо є якісь врізні розетки в корпусі? 3. Підключення - ламп буде близько 10 штук (з розбивкою на групи по 2-3 штуки з вимикачем) + розетка + можливо вбудувати диммер для ламп, як їх грамотно з'єднати? Можливо варто зібрати щось на подобу розподільного щитка, але замість автоматів використовувати клемні колодки в захисному корпусі (якщо є ссилочку з таким пристроєм, буду радий) і там з'єднувати? або не паритися, з'єднувати все через клемники WAGO, а дроти ховати? 4. В ідеалі, хотів би що б все добро під'єднують через знімний кабель від побутової техніки типу AC (фото внизу).
Добрий день, у мене на днях був один випадок пов'язаний з відновленням світла. Мій друг звернувся до мене за допомогою відновити світло. Коли я прийшов до нього і оглянув під'їзний щиток, в ньому не було видно дефектів - відключені автомати, слабкі контакти, підгоріло провід. У квартирі на вході домашніх пікетники струм був відсутній. Якщо можна надішліть мені будь ласка інструкцію (спосіб) прозвонки в щитку роз'ясненням на цю тему. Мені знайома електрика тільки я дуже давно їй не займався.
Доброго дня. Допоможіть, будь ласка, чайнику радою. У суміщеному санвузлі встановлено вентилятор SolerPalau Silent-100 CHZ Design. За інструкцією для функціонування в автоматичному режимі (по гігростата) з можливістю ручного включення він повинен підключатися трижильним кабелем (схема зверху). В наявності поблизу тільки двожильний кабель від автомата освітлення (що йде через окремий вимикач) і двожильний кабель від автомата з групи УЗО (від пральної машини). Зараз вентилятор підключений як на малюнку 1 знизу зліва (L розривна від освітлення, N від освітлення, Ls постійна від УЗО) і автоматика не працює (тільки ручне включення). Намагався підключити по-іншому, як на малюнку 2 знизу праворуч: L постійна від УЗО, N від освітлення, Ls розривна від освітлення - тут же вибиває УЗО. Сам апарат робочий, перевірений в сервісному центрі, при правильному підключенні працює як належить. Чи можна вирішити проблему і як-небудь імітувати підключення по інструкції виходячи з наявної проводки без довбання стін? Дякуємо.