Правильне розташування вітрогенератора

Кількість електроенергії від поновлюваних джерел енергії, що виробляється вітром, швидко зростає. Наша країна має багатий вітровий ресурс, який, якщо він використовується для виробництва електроенергії, може заощадити значні викиди парникових газів. Щоб скористатися цим ресурсом, вітрогенератори повинні бути встановлені на відкритих майданчиках на досить високих вежах.

Правильне розташування вітрогенератора

Почніть досліджувати вітер, виконавши «перевірку реальності» вашого загального розташування. Вітрогенератори потребують «чистого» і досить швидкого вітру для виробництва електроенергії. Чистий вітер сильний та спрямований, що означає, що він не зустрічає перешкод на своєму шляху.

Прибережні райони та плоскі сільські райони без значної рослинності або будівель пропонують найкращий потік вітру. Невеликі вітрові системи зазвичай встановлюються лише у цих областях. Значна турбулентність викликана ландшафтом, таким як круті пагорби та скелі, а також перешкоди, такі як дерева та прилеглі будівлі або споруди – не прийнятно для розташування вітрогенератора.

Міські райони мають "поганий" вітер, який зазвичай надзвичайно бурхливий, не стабільний і турбулентний. Промислові вітрогенератори розміщують вітрогенератор на високих вежах у "чистому" вітрі, значно вищі областей турбулентності, спричинених перешкодами. Зазвичай це неможливо у містах.

Вітрогенератори, встановлені на дахах, зазвичай не виробляють багато електроенергії, мають короткі проміжки часу роботи і, таким чином, ніколи економічно не виправдані. Будьте обережні з установниками вітрогенераторів або виробниками, які стверджують, що продукція підходить для міських або турбулентних місць. Завжди приділяйте пріоритетну увагу сонячній енергетиці щодо варіантів використання відновлюваних джерел енергії в міських районах.

Типи підключення вітрогенераторів

Невеликі вітрові турбіни можуть бути підключені як:

• підключення до мережі, немає акумуляторів
• автономна система з акумуляторами
• підключення до мережі, з акумуляторами

Система, підключена до мережі, дозволяє власнику вітрової системи відправляти електроенергію в мережу, коли виробляється надмірна електрика, і отримувати електрику з мережі, коли потрібно більше, ніж виробляє вітрогенератор.

Автономні енергосистеми найбільш практичні в місцях, які знаходяться на певній відстані від електричної мережі. Вони, як правило, використовують більше однієї технології для виробництва електроенергії, наприклад, сонячна система + вітрогенератор.

Визначення вашої «потужності» або ресурсу вітру

Якщо ваше місце здається придатним, кількісно оцінюйте свій ресурс вітру, як правило, за допомогою досвідченого монтажника, щоб оцінити, скільки енергії вироблятиме вітряна турбіна у вашому місці.

У всіх районах вітер коливається в залежності від пори року, і в багатьох місцях взимку сильний вітер. Багато прибережних районів часто мають морський бриз як переважні вітри влітку.

Визначення середньорічної швидкості вітру (як правило, вимірюється в метрах/секунду) на вашому місці може бути складним, хоча деякі державні програми уряду розробляють інструменти для оцінки швидкості вітру. Оцінюючи потенціал вашого місця, продавці або установники повинні використовувати:

• (наприклад, карти вітру або моделювання, автоматичні метеорологічні станції, навколишні об'єкти моніторингу) для створення надійного розуміння вітрових характеристик на об'єкті
• топографічні карти та відвідування ділянки для оцінки вітру (швидкість, з якою швидкість вітру змінюється зі збільшенням висоти від землі)
• близькість дерев, будівель та інших перешкод для оцінки інтенсивності турбулентності
• крива потужності вітрової системи, отримана від виробника, яка показує очікувану вихідну потужність турбіни за будь-якої заданої швидкості вітру.

На графіку крива потужності вітрогенератора. Вона показує вихідну потужність вітрогенератора 500 Вт при швидкості вітру 5 м/с та 4,900 Вт (4,9 кВт) при 10 м/с. Вітрогенератор той же, а потужність, що виробляється, відрізняється в 10 разів! Вся справа у швидкості вітру та висоті щогли.

Автономні системи з малим вітрогенератором зазвичай вимагають мінімальної середньорічної швидкості вітру не менше 4-5 м/с, щоб бути рентабельними; для систем, підключених до мережі, середньорічне значення має бути

більше 6 м/с.

Метеорологічні станції зазвичай вимірюють швидкість вітру на висоті 10 м над рівнем землі; Є спеціальні компанії, які зазвичай оцінюють швидкість вітру на висотах 50-80 м. Зверніть увагу на висоту, на якій отримані річні дані про швидкість вітру, тому що, якщо вона не така ж, як висота вашої щогли, монтажник повинен оцінити швидкість вітру. на висоті вашої щогли.

Наприклад, ділянка із середньою річною швидкістю вітру 5 м/с на висоті 30 м може мати тільки середню швидкість вітру 3 м/с на висоті 12 м. У цьому випадку вітрова система, встановлена на щоглі 12 м, виробляє незначну електрику; одна й та сама система, але вже на 30-метровій вежі виробляє як мінімум у десять разів більше електроенергії!

На графіку ми можемо бачити, що той самий вітрогенератор виробляє близько 5000 кВт-год/рік із середньою річною швидкістю вітру 4 м/с або близько 15 000 кВт-год/рік при 6 м/с. У даному випадку середня швидкість вітру вища всього на 2 м/с - вироблення зростає в три рази! Висока щогла і гарне розташування дозволяють вітрогенераторам отримувати вищі швидкості вітру.

Виробники повинні вказати номінальну швидкість вітру турбіни, і швидкість, з якою вітрогенератор починає обертатися і генерувати енергію.

Пріоритет для місць на піднесених, відкритих ділянках, де вітри безперешкодні над деревами та будинками. Саме там вітрогенератори генерують найбільшу енергію.

Визначення висоти щогли вітрогенератора

Найбільш поширеною помилкою для невеликих вітрових систем є встановлення вітрогенератора на занадто коротку щоглу. Це еквівалент приміщення сонячної панелі у тінь.

Уникайте робити цю поширену помилку!

Вихідна потужність від вітрогенератора прив'язана до швидкості вітру в кубічній залежності, тобто. Високі щогли, які отримують доступ до швидших швидкостей вітру, можуть винагородити вас великою кількістю отриманої електроенергії!

Швидкість вітру збільшується, а турбулентність зменшується з висотою. Під висотою 20 м тертя між вітром та землею значно уповільнює швидкість вітру. Ця зона часто дуже турбулентна.

Встановіть свій вітрогенератор на найвищу вежу, яка практично здійсненна та економічна для вашого місця. Більшість вітряних турбін, встановлених у нашій країні, знаходяться на щоглах, які дуже короткі, але часто власники цих вітрогенераторів не знають про це.

Турбулентні вітри простягаються на висоті в два рази вище від висоти перешкоди, а відстань за вітром у 20 разів перевищує висоту перешкоди.

щогли висотою не менше 24 м підходять в районах, де земля плоска і немає перешкод в межах 150 м. Щогла повинна бути також на відстані не менше 300 м від будь-яких крутих обривів чи різких змін висоти. Помістіть турбіну в область постійного та сильного вітру! Нижче на діаграмі показано, як тестувати сильний повітряний потік за допомогою повітряної кулі та троса.

Встановіть найвищу щоглу для вашого місця!

Якщо ваша місцевість має наземний безлад (перешкоди: будівлі, дерева), установник повинен розрахувати мінімальну висоту щогли, засновану на близькості та висоті навколишніх об'єктів.

Загальне правило мінімальної висоти вежі полягає в тому, що дно ротора турбіни або лопат має бути як мінімум на 10 м вище найвищої конструкції в межах 150 м або прилеглої переважної висоти дерево. Для дерев це означає висоту, яка може бути через 20-30 років життя, а не нинішню висоту дерева. Розглянемо також плани майбутнє для будинків.

Фактично це означає, що мінімальна висота вежі:

(висота найвищої перешкоди в межах 150 м) + (буфер 10 м) + (довжина лопаті вибраного вітрогенератора)

Потому монтажник повинен округлити це число до наступної доступної висоти щогли. Витрати на встановлення вищої вежі завжди окупаються додатковою енергією!

Для невеликих вітрових систем зазвичай потрібні щогли 24 м, 30 м або 36 м. Може знадобитися висота в 42 м в районах з декількома близькими вищими перешкодами, такими як дерева . Перевірте висоту щогли, що пропонується виробниками при виборі невеликої вітрової системи.

Попросіть вашого установника надати очікувані дані про енергоефективність вітряних турбін для декількох різних висот щогл для вашого місця, виходячи з середньорічної швидкості вітру вашої місцевості, інтенсивності вітру та інтенсивності турбулентності.< /span>

Вибір потужності вітрогенератора

Першим кроком у виборі потужності вітрової системи є прояснення ваших цілей. Наприклад, якщо ви встановлюєте систему, підключену до мережі, і ваша мета тільки покрити свої потреби, тоді вам лише потрібно знати середню річну потребу в енергії будинку або ділянки протягом декількох років (або відповідно передбачити їх для нової будівлі), щоб ви знали скільки енергії вам виробляв вітрогенератор щороку.

Якщо ви встановлюєте систему, підключену до мережі, і ви хочете максимізувати її фінансові показники, розгляньте будь-які доступні державні гранти, будь-які сертифікати на відновлювані джерела енергії і, що важливо, цінність енергії (зеленої тарії), що створюється вітровою системою.

Багато невеликих вітрових систем встановлюються поза мережею (автономні), і необхідно враховувати щоденне виробництво енергії вітру для щоденних енергетичних потреб. Як правило, розмір вітрогенератора вибирається з урахуванням електричних навантажень (кількість кВтг, що використовуються в день на місці), а також розрахункове виробництво енергії на висоті щогли, необхідне з урахуванням втрат та сезонних коливань. Важливий момент автономної системи полягає в тому, що щоденна генерація вітру повинна становити 150-200% від навантаження на об'єкт, якщо вітрова система забезпечує всю електрику ділянки.

Встановлені невеликі вітрогенератори зазвичай «оцінюються» в діапазоні 1-10 кВт, але невеликі системи також включають турбіни потужністю до 100 кВт. Мікрогенератори (системи <1 кВт) зазвичай використовуються для заряджання невеликих акумуляторів, наприклад, на човнах.

Виробники вказують номінальну потужність вітрогенератора із заданою швидкістю вітру. Оскільки не всі виробники оцінюють свої системи з однаковою швидкістю вітру, номінальна потужність дає інформацію лише розмір турбіни щодо інших.

Порівняйте турбіни за їх прогнозованим річним виробленням енергії для середньорічної швидкості вітру на вашому місці. Ви повинні все перевірити: визначте мінімальну висоту щогли та середні швидкості вітру на цій висоті, отримайте дані про виробника для сертифікованих вітрогенераторів, щоб дізнатися, що все відповідає вашим потребам енергії. Також порівняйте очікувану продуктивність тієї ж вітряної системи на висоті щогли 6 м, 12 м та 24 м.

Прогнозована енергетична ефективність (кВтч /рік) для номінальної потужності, заявленої виробником

Для автономного будинку необхідно враховувати енергетичні потреби реального домогосподарства. Наприклад, вітрова система потужністю 2,4 кВт потребує надзвичайно високого вітрового ресурсу (більше 6,3 м/с) для задоволення потреб 5 000 кВт/год типового енергозберігаючого домогосподарства, підключеного до мережі. Для вітрової системи потужністю 5 кВт буде потрібна нижча швидкість вітру 4,5 м/с для задоволення енергетичних потреб будинку. Вітряна система потужністю 50 кВт більше підходить для використання із підключенням до мережі для сільського господарства з більш високим споживанням енергії.

Ефективність інвертора та батареї повинна враховуватися відповідно до рекомендацій з проектування. Споживання електроенергії в домогосподарстві 5 000 кВтг/рік становить близько 13,5 кВт/год.

Середньодобова продуктивність вітрогенератора потужністю 1 кВт при різних середніх швидкостях вітру

У типовому вітровому режимі 5 м/с вітрова система потужністю 1 кВт забезпечувала б лише чверть щоденних енергетичних потреб.

Мережеві вітрогенератори повинні бути встановлені якомога ближче до точки підключення, як правило, менше 300 м через вартість з'єднувального кабелю. Для автономних систем вітрогенератор має бути розташований якомога ближче до акумулятора, щоб подолати втрати потужності та падіння напруги в кабелях. Якщо місце встановлення віддалено від будинку, батареї та інвертор можуть бути розташовані поблизу вітрогенератора, а потужність передаватися як 240 В змінного струму для мінімізації втрат на кабелі. Як альтернативу можна вибрати турбіну з більш високою напругою. Передача вищої напруги означає нижчі втрати.

Вітрогнератори можуть створювати певний шум при сильному вітрі, від лопат, редуктора або генератора. Шум може бути не гучним, але може бути помітним для вас або близьких сусідів. ="background-color: initial;">Фоновий шум самого вітру зазвичай покриває шум лопат. Завжди слідкуйте за тим, щоб не виникало заперечень щодо рівня шуму, і що турбіна розташована на відповідній відстані від житлових будинків.

Обслуговування

Всі вітрогенератори вимагають регулярного технічного обслуговування, принаймні один раз, але ідеально двічі на рік. Порівняйте свою турбіну з вашим автомобілем: турбіна, ймовірно, обертатиметься близько 7000 годин на рік; Типовий термін роботи автомобіля складає 4000 годин на рік. Це майже два терміни служби автомобіля за один рік роботи турбіни!

Добре спроектовані вітрові турбіни розраховані на 20-30 років роботи. Щоб забезпечити продуктивність системи, дотримуйтесь режиму регулярного обслуговування.

Велика частина технічного обслуговування зосереджена на ретельних перевірках турбіни та щогли. Башта має бути спроектована таким чином, щоб забезпечити доступ для обслуговування механічних частин, таких як підшипники.

За матеріалами сайту http://www.yourhome. gov.au/energy/wind-systems