Как сделать турбину в домашних условиях: принцип работы, устройство, кпд, схема
принцип работы, устройство, кпд, схема
Идея практического применения энергии пара далеко не нова, использование паровых турбин в промышленных масштабах давно стало частью нашей жизни. Именно эти агрегаты, установленные на различных электростанциях и ТЭЦ, на 99% снабжают электричеством наши дома. Однако, некоторые мастера-умельцы умудряются внедрить принцип преобразования тепловой энергии в электрическую у себя дома. Для этого используется самодельная паровая турбина минимальных размеров и мощности. О том, как ее собрать в домашних условиях, и пойдет речь в данной статье.
Как работает паровая турбина?
В сущности, паровые турбины являются составной частью сложной системы, призванной преобразовать энергию топлива в электричество, иногда – в тепло.
На данный момент этот способ считается экономически выгодным. Технологически это происходит следующим образом:
- твердое или жидкое топливо сжигается в паровой котельной установке. В результате рабочее тело (вода) обращается в пар;
- полученный пар дополнительно перегревается и достигает температуры 435 ºС при давлении 3.
43 МПа. Это необходимо для того, чтобы добиться максимального КПД работы всей системы; - по трубопроводам рабочее тело доставляется к турбине, где равномерно распределяется по соплам с помощью специальных агрегатов;
- сопла подают острый пар на изогнутые лопатки, закрепленные на валу, и заставляет его вращаться. Таким образом, кинетическая энергия расширяющегося пара переходит в механическое движение, это и есть принцип действия паровой турбины;
- вал генератора, представляющего собой «электродвигатель наоборот», вращается ротором турбины, в результате чего вырабатывается электроэнергия;
- отработанный пар попадает в конденсатор, где от соприкосновения с охлажденной водой в теплообменнике переходит в жидкое состояние и насосом снова подается в котел на прогрев.
43 МПа. Это необходимо для того, чтобы добиться максимального КПД работы всей системы;Примечание. В лучшем случае КПД паровой турбины достигает 60%, а всей системы – не более 47%. Значительная часть энергии топлива уходит с теплопотерями и расходуется на преодоления силы трения при вращении валов.
Ниже на функциональной схеме показан принцип работы паровой турбины совместно с котельной установкой, электрическим генератором и прочими элементами системы:
Чтобы не допускать снижения эффективности работы, на валу ротора располагается максимальное расчетное число лопаток. При этом между ними и корпусом статора обеспечивается наименьший зазор посредством специальных уплотнений. Простыми словами, чтобы пар «не крутился вхолостую» внутри корпуса, все зазоры минимизируются. Лопатка сконструирована таким образом, чтобы расширение пара продолжалось не только на выходе из сопла, но и в ее углублении. Как это происходит, отражает рабочая схема паровой турбины:
Следует отметить, что рабочее тело, чье давление после попадания на лопатки снижается, после рабочего цикла в первом блоке не сразу попадает в конденсатор. Ведь оно еще располагает достаточным запасом тепловой энергии, а потому по трубопроводам пар отправляется во второй блок низкого давления, где снова воздействует на вал посредством лопаток другой конструкции.
Как показано на рисунке, устройство паровой турбины может предусматривать несколько таких блоков:
1 – подача перегретого пара; 2 – рабочее пространство блока; 3 – ротор с лопатками; 4 – вал; 5 – выход отработанного пара в конденсатор.
Для справки. Скорость вращения ротора генератора может достигать 30 000 об/мин, а мощность паровой турбины – до 1500 МВт.
Как сделать паровую турбину в домашних условиях?
Множество интернет-ресурсов публикует алгоритм, согласно которому в домашних условиях и с применением небольшого количества инструментов изготавливается мини паровая турбина из консервной банки. Помимо самой банки понадобится алюминиевая проволока, небольшой кусочек жести для вырезания полоски и крыльчатки, а также элементы крепежа.
В крышке банки делают 2 отверстия и впаивают в одно кусочек трубки. Из куска жести вырезают крыльчатку турбины, прикрепляют ее к полосе, согнутой в виде буквы П. Затем полосу прикручивают ко второму отверстию, расположив крыльчатку таким образом, чтобы лопасти находились напротив трубки.
Все технологические отверстия, сделанные во время работы, тоже запаивают. Изделие нужно установить на подставку из проволоки, заполнить водой из шприца, а снизу разжечь сухое горючее. Импровизированный ротор паровой турбины начнет вращаться от струи пара, вырывающегося из трубки.
Понятно, что такая конструкция может служить лишь прототипом, игрушкой, поскольку данная паровая турбина, сделанная своими руками, не может использоваться с какой-то целью. Слишком мала мощность, а о каком-то КПД и речи не идет. Разве что можно показывать на ее примере принцип действия теплового двигателя.
Мини-генератор электроэнергии можно реально изготовить из старого металлического чайника. Для этого, кроме самого чайника, потребуется медная или нержавеющая трубка с тонкими стенками, кулер от компьютера и небольшой кусочек листового алюминия. Из последнего вырезается круглая крыльчатка с лопатками, из которой будет сделана паровая турбина малой мощности.
С кулера снимается электродвигатель и устанавливается на одной оси с крыльчаткой.
Получившееся устройство монтируется в круглом корпусе из алюминия, по размерам он должен подойти вместо крышки чайника. В днище последнего делается отверстие, куда впаивается трубка, а снаружи из нее выполняется змеевик. Как видите, конструкция паровой турбины очень близка к реальности, поскольку змеевик играет роль пароперегревателя. Второй конец трубки, как нетрудно догадаться, подводится к импровизированным лопаткам крыльчатки.
Примечание. Самая сложная и трудоемкая часть устройства – это как раз змеевик. Изготовить его из медной трубки легче, чем из нержавейки, но она долго не прослужит. От контакта с открытым огнем медный перегреватель быстро прогорит, поэтому лучше сделать его своими руками из нержавеющей трубки.
Применение паровой турбины
Налив в чайник воды и поставив его на включенный газ, можно убедиться, что при закипании энергии выходящего из трубки пара достаточно, чтобы на выходе электродвигателя появилась ЭДС.
Для этого к нему стоит подключить светодиодный фонарик. Помимо питания для электрических лампочек, возможно и другое применение паровой турбины, например, для зарядки аккумулятора сотового телефона.
В условиях квартиры или частного дома подобная мини-электростанция может показаться простой игрушкой. А вот оказавшись в походе и взяв с собой турбированный чайник с электрогенератором, вы сможете оценить по достоинству его функциональность. Возможно, в процессе вам удастся найти еще какое-нибудь назначение турбины. Больше информации об изготовлении походного генератора из чайника можно узнать, посмотрев видео:
Заключение
К сожалению, конструктивно паровые машины достаточно сложны и сделать дома турбину, чья мощность достигала хотя бы 500 Вт, весьма затруднительно. Если стремиться к тому, чтоб соблюдалась схема работы турбины, то затраты на комплектующие и потраченное время будут неоправданными, КПД самодельной установки не превысит 20%.
Пожалуй, проще купить готовый дизель-генератор.
Как сделать паровую турбину ☛ Советы Строителей На DomoStr0y.ru
Содержание
- Как работает паровая турбина
- Как сделать паровую турбину в домашних условиях
- Применение паровой турбины
- Что в итоге
Идея практического применения энергии пара далеко не нова, использование паровых турбин в промышленных масштабах давно стало частью нашей жизни. Именно эти агрегаты, установленные на различных электростанциях и ТЭЦ, на 99% снабжают электричеством наши дома. Однако, некоторые мастера-умельцы умудряются внедрить принцип преобразования тепловой энергии в электрическую у себя дома. Для этого используется самодельная паровая турбина минимальных размеров и мощности. О том, как ее собрать в домашних условиях, и пойдет речь в данной статье.
Как работает паровая турбина?
В сущности, паровые турбины являются составной частью сложной системы, призванной преобразовать энергию топлива в электричество, иногда – в тепло.
На данный момент этот способ считается экономически выгодным. Технологически это происходит следующим образом:
- твердое или жидкое топливо сжигается в паровой котельной установке. В результате рабочее тело (вода) обращается в пар,
- полученный пар дополнительно перегревается и достигает температуры 435 ºС при давлении 3.43 МПа. Это необходимо для того, чтобы добиться максимального КПД работы всей системы,
- по трубопроводам рабочее тело доставляется к турбине, где равномерно распределяется по соплам с помощью специальных агрегатов,
- сопла подают острый пар на изогнутые лопатки, закрепленные на валу, и заставляет его вращаться. Таким образом, кинетическая энергия расширяющегося пара переходит в механическое движение, это и есть принцип действия паровой турбины,
- вал генератора, представляющего собой «электродвигатель наоборот», вращается ротором турбины, в результате чего вырабатывается электроэнергия,
- отработанный пар попадает в конденсатор, где от соприкосновения с охлажденной водой в теплообменнике переходит в жидкое состояние и насосом снова подается в котел на прогрев.
Примечание. В лучшем случае КПД паровой турбины достигает 60%, а всей системы – не более 47%. Значительная часть энергии топлива уходит с теплопотерями и расходуется на преодоления силы трения при вращении валов.
Ниже на функциональной схеме показан принцип работы паровой турбины совместно с котельной установкой, электрическим генератором и прочими элементами системы:
Чтобы не допускать снижения эффективности работы, на валу ротора располагается максимальное расчетное число лопаток. При этом между ними и корпусом статора обеспечивается наименьший зазор посредством специальных уплотнений. Простыми словами, чтобы пар «не крутился вхолостую» внутри корпуса, все зазоры минимизируются. Лопатка сконструирована таким образом, чтобы расширение пара продолжалось не только на выходе из сопла, но и в ее углублении. Как это происходит, отражает рабочая схема паровой турбины:
Следует отметить, что рабочее тело, чье давление после попадания на лопатки снижается, после рабочего цикла в первом блоке не сразу попадает в конденсатор.
Ведь оно еще располагает достаточным запасом тепловой энергии, а потому по трубопроводам пар отправляется во второй блок низкого давления, где снова воздействует на вал посредством лопаток другой конструкции. Как показано на рисунке, устройство паровой турбины может предусматривать несколько таких блоков:
1 – подача перегретого пара, 2 – рабочее пространство блока, 3 – ротор с лопатками, 4 – вал, 5 – выход отработанного пара в конденсатор.
Для справки. Скорость вращения ротора генератора может достигать 30 000 об/мин, а мощность паровой турбины – до 1500 МВт.
Как сделать паровую турбину в домашних условиях?
Множество интернет-ресурсов публикует алгоритм, согласно которому в домашних условиях и с применением небольшого количества инструментов изготавливается мини паровая турбина из консервной банки. Помимо самой банки понадобится алюминиевая проволока, небольшой кусочек жести для вырезания полоски и крыльчатки, а также элементы крепежа.
В крышке банки делают 2 отверстия и впаивают в одно кусочек трубки.
Из куска жести вырезают крыльчатку турбины, прикрепляют ее к полосе, согнутой в виде буквы П. Затем полосу прикручивают ко второму отверстию, расположив крыльчатку таким образом, чтобы лопасти находились напротив трубки. Все технологические отверстия, сделанные во время работы, тоже запаивают. Изделие нужно установить на подставку из проволоки, заполнить водой из шприца, а снизу разжечь сухое горючее. Импровизированный ротор паровой турбины начнет вращаться от струи пара, вырывающегося из трубки.
Понятно, что такая конструкция может служить лишь прототипом, игрушкой, поскольку данная паровая турбина, сделанная своими руками, не может использоваться с какой-то целью. Слишком мала мощность, а о каком-то КПД и речи не идет. Разве что можно показывать на ее примере принцип действия теплового двигателя.
Мини-генератор электроэнергии можно реально изготовить из старого металлического чайника. Для этого, кроме самого чайника, потребуется медная или нержавеющая трубка с тонкими стенками, кулер от компьютера и небольшой кусочек листового алюминия.
Из последнего вырезается круглая крыльчатка с лопатками, из которой будет сделана паровая турбина малой мощности.
С кулера снимается электродвигатель и устанавливается на одной оси с крыльчаткой. Получившееся устройство монтируется в круглом корпусе из алюминия, по размерам он должен подойти вместо крышки чайника. В днище последнего делается отверстие, куда впаивается трубка, а снаружи из нее выполняется змеевик. Как видите, конструкция паровой турбины очень близка к реальности, поскольку змеевик играет роль пароперегревателя. Второй конец трубки, как нетрудно догадаться, подводится к импровизированным лопаткам крыльчатки.
Примечание. Самая сложная и трудоемкая часть устройства – это как раз змеевик. Изготовить его из медной трубки легче, чем из нержавейки, но она долго не прослужит. От контакта с открытым огнем медный перегреватель быстро прогорит, поэтому лучше сделать его своими руками из нержавеющей трубки.
Применение паровой турбины
Налив в чайник воды и поставив его на включенный газ, можно убедиться, что при закипании энергии выходящего из трубки пара достаточно, чтобы на выходе электродвигателя появилась ЭДС.
Для этого к нему стоит подключить светодиодный фонарик. Помимо питания для электрических лампочек, возможно и другое применение паровой турбины, например, для зарядки аккумулятора сотового телефона.
В условиях квартиры или частного дома подобная мини-электростанция может показаться простой игрушкой. А вот оказавшись в походе и взяв с собой турбированный чайник с электрогенератором, вы сможете оценить по достоинству его функциональность. Возможно, в процессе вам удастся найти еще какое-нибудь назначение турбины. Больше информации об изготовлении походного генератора из чайника можно узнать, посмотрев видео:
Что в итоге?
К сожалению, конструктивно паровые машины достаточно сложны и сделать дома турбину, чья мощность достигала хотя бы 500 Вт, весьма затруднительно. Если стремиться к тому, чтоб соблюдалась схема работы турбины, то затраты на комплектующие и потраченное время будут неоправданными, КПД самодельной установки не превысит 20%. Пожалуй, проще купить готовый дизель-генератор.
Самодельный автомобильный генератор ветряной турбины – Новости Матери-Земли
Может быть, вы живете на лодке, отдыхаете в отдаленной хижине или живете вне сети, как я. Или, может быть, вы просто заинтересованы в снижении счета за электроэнергию. В любом случае, используя несколько недорогих и доступных материалов, вы можете построить самодельный ветрогенератор, который будет давать вам электричество, пока дует ветер. Вы сможете осветить эту кладовую, запитать свой сарай или использовать генератор, чтобы зарядить все аккумуляторы вашего автомобиля.
Электричество для моей автономной хижины поступает от солнечной и ветровой энергии, хранящейся в блоке из четырех 6-вольтовых аккумуляторов для гольф-кара, подключенных к 12-вольтовой системе. Контроллер заряда и датчик заряда батареи предохраняют мою систему от недостаточной или чрезмерной зарядки. Все это обошлось мне менее чем в 1000 долларов, и у меня есть свет, вентиляторы, телевизор и стереосистема, холодильник и диско-шар, который поднимают по особым случаям.
Если вы можете крутить гаечный ключ и работать с электродрелью, вы можете построить этот простой генератор за два дня: один день на сборку деталей и один день на сборку компонентов. Четыре основных компонента включают автомобильный генератор со встроенным регулятором напряжения, вентилятор General Motors (GM) и узел сцепления (я использовал один от 19-го поколения).88 GM 350), башню или столб, на котором можно установить генератор (15 футов использованной 2-дюймовой трубы обошлись мне в 20 долларов), и металл, чтобы построить кронштейн для установки генератора на башне или столбе. Если вы парень из Ford или девушка из Mopar, это нормально — просто убедитесь, что ваш генератор имеет встроенный регулятор напряжения. Вам также понадобится электрический кабель или провода, чтобы подключить генератор к аккумуляторным батареям. Я использовал 3-жильный кабель 8-го калибра, украденный с нефтяного пятна.
Лопасти ветрогенератора переделаны из муфты автомобильного вентилятора. Чтобы прикрепить лопасти к генератору, вы можете приварить ступицу муфты вентилятора непосредственно к ступице генератора — просто убедитесь, что вентилятор находится точно на одной линии с валом генератора. Кроме того, убедитесь, что встроенные разъемы проводов генератора переменного тока расположены в нижней части генератора. Если у вас нет доступа к сварочному аппарату, вы можете соединить муфту вентилятора с генератором, используя следующие материалы:
- Шайба 5/8 дюйма на 3 дюйма, толщина 3/16 дюйма
- Электродрель
- Метчик с резьбой 1/4 дюйма
- (4) болта размером от 1/4 дюйма на 1-1/2 дюйма до 2-1/2 дюйма с соответствующими гайками и стопорными шайбами
С помощью 3-дюймовой шайбы и четырех болтов соберите муфту вентилятора и генератор.
Просверлите четыре отверстия в шайбе, чтобы они совпадали с отверстиями в муфте вентилятора, а затем нарежьте резьбу в отверстиях с помощью 1/4-дюймового метчика. Вкрутите болты в отверстия. Чтобы определить длину болтов, которые вам понадобятся, установите вентилятор на верхнюю часть генератора, чтобы шкив вентилятора опирался на шкив генератора, а оба вала находились на одной линии. Измерьте длину вдоль двух валов от задней части вентилятора генератора до задней части ступицы муфты вентилятора. Используйте эту длину для болтов. Отверните гайку шкива генератора и снимите шкив и небольшой вентилятор. Наденьте соединение, которое вы сделали из шайбы и четырех болтов, на вал генератора переменного тока так, чтобы болты были направлены в сторону от генератора. Затем снова прикрепите вентилятор генератора и гайку к валу, оставив шкив снятым. Большая гайка будет удерживать соединение на месте. Прикрепите узел муфты вентилятора к болтам, выступающим теперь из генератора, и затяните гайки, установив на место стопорные шайбы.
Если у вас есть сварочный аппарат, сделать кронштейн несложно. Я использовал 1-дюймовую квадратную трубу для всех частей кронштейна и 2-футовый кусок 1-дюймовой трубы для вращающегося стержня, который помещается внутри стойки. Если у вас нет сварочного аппарата, не бойтесь. Кронштейн в сборе можно собрать с помощью 1/2-дюймовой оцинкованной трубы и фитингов. Вот список фитингов, которые вам, скорее всего, понадобятся:
- (5) Тройники 1/2 дюйма
- (2) колена 1/2 дюйма
- (2) ниппеля 1/2 дюйма на 12 дюймов
- (2) ниппеля 1/2 дюйма на 6 дюймов
- (2) ниппеля 1/2 дюйма на 1 1/2 дюйма
- (2) ниппеля 1/2 дюйма на 2 дюйма
- (3) 1/2-дюймовые ниппели
Хвостовой плавник должен быть прикреплен к 12-дюймовому ниппелю в задней части кронштейна, чтобы вращать генератор и выровнять его по направлению ветра. Вы можете вырезать плавник высотой около 1 фута и длиной 2 фута из старого жестяного сайдинга или кровли с помощью ножниц по металлу или газового резака — форма прямоугольного треугольника работает лучше всего.
Если вы используете гофрированный металл, обязательно обрежьте плавник, чтобы гофры располагались горизонтально. После того, как плавник вырезан, положите его поверх одного из 12-дюймовых ниппелей и просверлите три пилотных отверстия в нижней части хвостового плавника и в боковой части ниппеля. Используйте три шурупа (хорошо подойдут стальные кровельные шурупы), чтобы прикрепить хвост к ниппелю.
Я использовал старую телевизионную антенную вышку высотой 20 футов вместе с трубой диаметром 2-1/2 дюйма в качестве верхней части. Вам также потребуется приварить или прикрутить стопор в верхней части мачты, который будет соприкасаться с стопором на кронштейне в сборе. Ограничители позволяют генератору вращаться только на 360 градусов по часовой стрелке или против часовой стрелки, поэтому ваш кабель не скручивается вокруг столба и башни.
Соединение 2-3/8-дюймовых металлических труб большого диаметра длиной от 10 до 20 футов (или высотой после монтажа) образует хорошую башню после ее прикрепления к зданию или другой прочной стационарной конструкции.
Убедитесь, что он безопасен, и при необходимости рассмотрите возможность использования растяжек.
После того, как вы скрепите все компоненты генератора вместе и прикрепите их к узлу кронштейна, установите его на несмонтированную опору или мачту. Вставьте трубу узла кронштейна генератора в столб или в верхнюю часть мачты. Используйте две стальные шайбы, сложенные вместе, чтобы создать гладкую поверхность, которая будет служить подшипником между генератором и опорой. Присоедините положительный и отрицательный провода к генератору переменного тока и закрепите их на кронштейне и вдоль башни с помощью стяжек, вязальной проволоки или клейкой ленты. (На самом деле он не самодельный, если только на нем нет небольшой проволоки и клейкой ленты, не так ли?) Убедитесь, что провода достаточно провисают, чтобы ветрогенератор мог вращаться на 360 градусов.
Вам, скорее всего, понадобится помощь, чтобы установить башню и генератор в вертикальном положении, так как они будут довольно тяжелыми.
Теперь вы будете готовы включать свет, крутить джемы и проигрывать эти старые диско-движения. Я знаю, что вы копили деньги на электрическую горку с семьей и друзьями.
Небольшой отказ от ответственности: сборка и использование на свой страх и риск. Мой генератор работает нормально, но ты отвечаешь за свою работу. Удачи и силы!
Роберт Д. Коупленд выращивает и продает мясной скот травяного откорма и является владельцем автономного приюта с завтраком под названием 9 в Техасе.
Другие статьи о ветроэнергетике:
- Правильное размещение ветряной турбины
- Домашняя ветряная электростанция
Установка и техническое обслуживание небольшой ветроэлектрической системы
Энергосбережение
Изображение
Если вы прошли этапы планирования, чтобы оценить, будет ли работать небольшая ветроэлектрическая система в вашем регионе, у вас уже будет общее представление о:
- Количество ветра на вашем участке
- Требования и соглашения по зонированию в вашем регионе
- Экономика, окупаемость и стимулы установки ветровой системы на вашем участке.
Теперь пришло время рассмотреть вопросы, связанные с установкой ветровой системы:
- Размещение или поиск наилучшего места для вашей системы
- Оценка годовой выработки энергии системой и выбор правильного размера турбины и башни
- Принятие решения о подключении системы к электрической сети.
Установка и обслуживание
Ваша система должна быть установлена профессиональным установщиком. Надежный установщик может предоставить дополнительные услуги, такие как разрешение. Узнайте, является ли установщик лицензированным электриком, попросите рекомендации и проверьте их. Вы также можете обратиться в Better Business Bureau.
При правильной установке и обслуживании малая ветроэлектрическая система должна прослужить до 20 лет и более. Годовое обслуживание может включать:
- Проверка и подтяжка болтов и электрических соединений при необходимости
- Машины для проверки на коррозию и правильное натяжение растяжек
- Проверка и замена любой изношенной ленты передней кромки на лопатках турбины, при необходимости
- Замена компонентов, таких как лопатки турбины и/или подшипники, по мере необходимости.
Ваш установщик может предоставить программу обслуживания и обслуживания или порекомендовать того, кто может это сделать.
Размещение небольшой электрической ветровой системы
Ваш профессиональный установщик должен помочь вам найти наилучшее место для вашей ветряной системы. Некоторые общие соображения, которые они обсудят с вами, включают:
- Соображения о ветровых ресурсах — Если вы живете в сложной местности, будьте внимательны при выборе места установки. Например, если вы разместите ветряную турбину на вершине или на ветреной стороне холма, у вас будет больше доступа к преобладающим ветрам, чем в овраге или на подветренной (защищенной) стороне холма на том же участке. Вы можете иметь различные ветровые ресурсы в пределах одной и той же собственности. Помимо измерения или выяснения годовой скорости ветра, вам необходимо знать о преобладающих направлениях ветра на вашем участке. Помимо геологических образований, вам нужно учитывать существующие препятствия, такие как деревья, дома и сараи. Вам также необходимо спланировать будущие препятствия, такие как новые здания или деревья, которые не достигли своей полной высоты. Ваша турбина должна быть расположена с наветренной стороны от любых зданий и деревьев, и она должна быть на 30 футов выше всего в пределах 300 футов.
- Вопросы системы — Рекомендуется рассматривать только небольшие ветряные турбины, которые были протестированы и сертифицированы в соответствии с национальными стандартами производительности и безопасности. При размещении обязательно оставьте достаточно места для подъема и опускания мачты для обслуживания. Если ваша башня имеет растяжки, вы должны оставить место для растяжек. Независимо от того, является ли система автономной или подключенной к сети, вам также необходимо принять во внимание длину провода между турбиной и нагрузкой (домом, батареями, водяными насосами и т. д.). Значительное количество электричества может быть потеряно из-за сопротивления проводов — чем длиннее провод, тем больше электричества теряется. Использование большего или большего размера провода также увеличит стоимость установки. Ваши потери на проводе больше, когда у вас есть постоянный ток (DC) вместо переменного тока (AC). Если у вас длинный провод, рекомендуется инвертировать постоянный ток в переменный.
Ваша турбина должна быть расположена с наветренной стороны от любых зданий и деревьев, и она должна быть на 30 футов выше всего в пределах 300 футов.
Если у вас длинный провод, рекомендуется инвертировать постоянный ток в переменный.Размеры малых ветряных турбин
Небольшие ветряные турбины, используемые в жилых помещениях, обычно имеют мощность от 400 Вт до 20 киловатт, в зависимости от количества электроэнергии, которую вы хотите произвести.
Типичный дом потребляет около 10 649 киловатт-часов электроэнергии в год (около 877 киловатт-часов в месяц). В зависимости от средней скорости ветра в данном районе потребуется ветряная турбина мощностью от 5 до 15 киловатт, чтобы внести значительный вклад в эту потребность. Ветряная турбина мощностью 1,5 киловатта удовлетворит потребности дома, требующего 300 киловатт-часов в месяц, в месте со средней годовой скоростью ветра 14 миль в час (6,26 метра в секунду).
Профессиональный установщик поможет вам определить, какой размер турбины вам нужен. Сначала установите энергетический бюджет. Поскольку энергоэффективность обычно обходится дешевле, чем производство энергии, сокращение потребления электроэнергии в вашем доме, вероятно, будет более эффективным с точки зрения затрат и уменьшит размер ветряной турбины, которая вам нужна.
Высота башни ветряной турбины также влияет на то, сколько электроэнергии будет генерировать турбина. Профессиональный установщик должен помочь вам определить необходимую высоту мачты.
Оценка годовой выработки энергии
Оценка годовой выработки энергии ветряной турбиной (в киловатт-часах в год) — лучший способ определить, будет ли она и башня производить достаточно электроэнергии для удовлетворения ваших потребностей.
Профессиональный установщик поможет вам оценить ожидаемую выработку энергии. Производитель будет использовать расчет, основанный на следующих факторах:
- Кривая мощности конкретной ветровой турбины
- Среднегодовая скорость ветра на вашем участке
- Высота башни, которую вы планируете использовать
- Распределение частоты ветра — то есть оценка количества часов, в течение которых ветер будет дуть с каждой скоростью в течение среднего года.
Установщик также должен скорректировать этот расчет с учетом высоты вашего участка.
Малые ветроэлектрические системы, подключенные к сети
Малые ветроэнергетические установки могут быть подключены к системе распределения электроэнергии. Такие системы называются сетевыми. Ветряная турбина, подключенная к сети, может снизить потребление электроэнергии, поставляемой коммунальными службами, для освещения, бытовых приборов, электрического отопления и охлаждения, а также для зарядки транспортных средств. Если турбина не может обеспечить необходимое вам количество энергии, коммунальное предприятие компенсирует разницу. Когда ветровая система производит больше электроэнергии, чем требуется вашему домашнему хозяйству, излишек кредитуется и используется для компенсации будущего использования электроэнергии, поставляемой коммунальными службами.
Современные ветряные турбины, подключенные к сети, будут работать только при наличии коммунальной сети. Они также могут работать во время перебоев в подаче электроэнергии, если настроены на работу в тандеме с хранилищем, чтобы сформировать домашнюю микросеть для обеспечения резервного питания.
Системы, подключенные к сети, могут быть практичными при соблюдении следующих условий:
- Вы живете в районе со среднегодовой скоростью ветра не менее 9 миль в час (4 метра в секунду).
- Электроэнергия, поставляемая коммунальными службами, в вашем районе стоит дорого (около 10 центов за киловатт-час).
- Требования коммунальных служб для подключения вашей системы к сети не являются непомерно высокими, и имеется достаточная мощность для интеграции вашей системы.
Ваша коммунальная служба может предоставить вам список требований для подключения вашей системы к сети. Дополнительную информацию см. в разделе домашние энергетические системы, подключенные к сети.
Энергия ветра в изолированных сетевых системах
Энергия ветра может использоваться в изолированных автономных системах или системах микросетей, не подключенных к распределительной сети. В этих приложениях небольшие ветроэлектрические системы могут использоваться в сочетании с другими компонентами, включая небольшую солнечную электрическую систему, для создания гибридных энергетических систем.