Qué son las turbinas eólicas. Turbinas de viento. Dispositivo y tipos. Trabajo y aplicación. El paso variable del tornillo permite aumentar el rango de velocidades de funcionamiento efectivas. Al mismo tiempo, este mecanismo es inevitablemente

Las turbinas eólicas utilizan la potencia y la fuerza del viento para generar energía eléctrica. Vida moderna humano es impensable sin

electricidad, incluso en áreas alejadas de la fuente de alimentación. Los productores de energía eólica de energía limpia de luz sirven como fuente alternativa.

Y son cada vez más populares cada año. Cuanto mayor sea la variedad de productos, más preguntas surgen sobre qué tipo de generador eólico preferir. Y en términos de productividad y dinero.

Los principales tipos de aerogeneradores.

Los modelos de generadores eólicos son de diferentes diseños, difieren en potencia. Según la geometría de rotación del eje del rotor principal, se dividen en:

1. Tipo vertical: la turbina está ubicada verticalmente en relación con el plano de tierra. Empieza a trabajar con viento suave.
2. Tipo horizontal: el eje del rotor gira paralelo a la superficie de la tierra. Tiene un gran poder de conversión de energía eólica en corriente alterna y continua.

Analicemos estos tipos con más detalle, ya que cada uno de ellos tiene novedades y mejoras.

Variedades de generadores verticales (tipo carrusel)

Los convertidores verticales de energía eólica en energía se utilizan a menudo para las necesidades domésticas. Estos tipos de aerogeneradores son fáciles de mantener. Los componentes principales que requieren atención se encuentran en la parte inferior de las unidades y son de libre acceso.

1. Generadores con rotor Savounis

Consta de dos cilindros. La rotación axial constante y el flujo del viento no dependen el uno del otro. Incluso con ráfagas fuertes, gira a la velocidad establecida inicialmente.

La ausencia de la influencia del viento en la velocidad de rotación es sin duda su buena ventaja. La mala noticia es que usa el poder de los elementos no para todo su poder, sino solo para un tercio. La disposición de las cuchillas en forma de semicilindros le permite trabajar solo en un cuarto de vuelta.

2. Generadores con rotor Darrieus

Tienen dos o tres palas. Fácil de montar. El diseño es simple y directo. Empiece a trabajar desde el lanzamiento manual.

Menos: las turbinas no son un trabajo potente. Las vibraciones fuertes causarán un ruido fuerte. Esto es facilitado por un gran número de cuchillas.

3. Rotor helicoidal

El aerogenerador gira de manera uniforme debido a las palas giratorias. Los rodamientos no se ven afectados desgaste rápido, lo que prolonga significativamente la vida útil.

La instalación de la unidad requiere mucho tiempo y es difícil de montar. La sofisticada tecnología de fabricación resultó en un alto precio.

4. Rotor de varias palas

El diseño vertical-axial con un gran número de palas lo hace sensible incluso a vientos muy suaves. La eficiencia de estos aerogeneradores es muy alta.

Es un convertidor de gran alcance. La energía eólica se aprovecha al máximo. Es caro. La desventaja es un fondo de sonido alto. Puede producir una gran cantidad de corriente eléctrica.

5. Rotor ortogonal

Empieza a generar energía a una velocidad del viento de 0,7 m / s. Consta de un eje vertical y palas. No hace mucho ruido, tiene un hermoso diseño inusual. La vida útil es de varios años.

Las cuchillas pesadas lo hacen voluminoso, lo que complica el trabajo de instalación.

Aspectos positivos de los aerogeneradores verticales:

1. El uso de generadores es posible incluso con vientos suaves.
2. No están sintonizados con las corrientes de viento, ya que no dependen de su dirección.
3. Se instalan en un mástil corto, lo que permite el mantenimiento de los sistemas en el suelo.
4. Ruido dentro de los 30 dB.
5. Aspecto variado y agradable.

El principal defecto es que la fuerza y ​​la energía del viento no se utilizan por completo debido a la baja velocidad de rotación del rotor.

Aerogeneradores horizontales (veleta)

Varias modificaciones de instalaciones horizontales tienen de una a tres palas o más. Por tanto, la eficiencia es mucho mayor que la de las verticales.

Las desventajas de los aerogeneradores son la necesidad de orientarlos en la dirección del viento. El movimiento continuo reducirá la velocidad de rotación, lo que reducirá su rendimiento.

1. De una hoja y de dos hojas. Se distinguen por las altas velocidades del motor. El peso y las dimensiones de la unidad son pequeños, lo que facilita su instalación.
2. De tres palas. Tienen demanda en el mercado. Pueden generar energía hasta 7 mW.
3. Las máquinas de múltiples cuchillas tienen hasta 50 cuchillas. Se caracterizan por una gran inercia. Las ventajas del par se utilizan en el funcionamiento de bombas de agua.

En el mercado moderno aparecen aerogeneradores con diseños diferentes a los clásicos, por ejemplo, los hay híbridos.

1. Aerogenerador, arreglado como un velero

La estructura en forma de asiento bajo la presión del aire acciona los pistones, que activan el sistema hidráulico. Como resultado, hay una transformación de la energía física en energía eléctrica.

La unidad no hace ruido durante su funcionamiento. Clasificaciones de alta potencia. Fácil de administrar.

2. Ala de aerogenerador volador

Se utiliza sin mástil, generador, rotor y palas. En comparación con las estructuras clásicas, que funcionan a bajas alturas con una fuerza de viento inestable, y la construcción de mástiles altos es laboriosa y costosa, el “ala” no presenta tales problemas.

Se lanza a una altitud de 550 metros. La generación de electricidad es de 1 MW por año. El ala está fabricada por Makani Power.

Aplicación de turbinas eólicas

Las turbinas eólicas se utilizan en la industria y en la vida cotidiana.

Las turbinas eólicas industriales se utilizan para las necesidades de producción o para proporcionar electricidad a pequeñas aldeas en ausencia o escasez de suministro eléctrico. Se instalan en áreas abiertas desérticas en grandes cantidades.

Los molinos de viento, en su mayoría simples, están pensados ​​para uso doméstico en cabañas de verano... En la fría temporada de invierno, para ahorrar electricidad, se construyen en el territorio de los edificios residenciales. Una simple turbina eólica genera energía según el número de días de viento.

Eficiencia de la turbina eólica

Para aerogeneradores verticales y horizontales, la eficiencia es aproximadamente la misma. Para vertical es 20-30%, para horizontal 25-35%.

La eficiencia depende del tipo de aerogenerador y de la velocidad del viento.

Algunos fabricantes aumentan la eficiencia de las turbinas eólicas verticales hasta en un 15% reemplazando los rodamientos con imanes permanentes de neodimio. Pero un aumento tan leve en la eficiencia de solo un 3-5% conduce a un aumento significativo en el costo de las estructuras.

Ambos tipos no difieren en términos de vida útil. En promedio, la duración de la producción de energía se calcula para 15 a 25 años de servicio. El conjunto de soporte-cojinete y las cuchillas se desgastan más rápido. La vida útil depende de la calidad del servicio.

Costo de la turbina eólica

Los precios de las turbinas eólicas son bastante altos. Estas son estructuras voluminosas que están hechas de materiales costosos. Incluye baterías, controlador, inversor y mástil.

El kit puede constar de: 1 - el propio aerogenerador, 2 - Mástil, 3 - Cimentación, 4 - Kit baterías recargables, 5 - Inversor, 6 - Controlador, así como cables, conectores, bastidor, generador diésel y otros consumibles necesarios para la instalación

Las características técnicas de las turbinas eólicas también afectan el costo.

1. El más simple es un generador de baja potencia de hasta 300 vatios. Produce energía a una velocidad del viento de 10-12 m / s. Un conjunto de la turbina eólica más simple con solo un controlador cuesta 15,000 rublos. En un juego completo con un inversor, una batería y un mástil, el precio alcanza los 50,000 rublos.
2. Generadores con una potencia declarada de 1 kW. Con un viento débil, en promedio, producen energía de 30 a 100 kW por mes. Para casa Grande con alto consumo energético, se recomienda utilizar además unidades diésel y gasolina. También recargarán las pilas en días de total calma. Tal generador de viento cuesta desde 150,000 rublos. También llega a 300-400 mil rublos con un conjunto más completo.
3. El consumo de electricidad en una casa grande con patio trasero requerirá una turbina eólica de 3-5 kW. Baterías adecuadas, inversor más potente, controlador, mástil alto. Un juego cuesta de 300.000 rublos a un millón.

Si la casa también fue calentada por el viento, entonces la instalación debe seleccionarse con una capacidad de 10 kW. Y ocúpate de fuentes adicionales como paneles solares. También puede necesitar un generador de gas. Todo depende de cuánta energía tengas en reserva en caso de días tranquilos y nublados.

Fabricantes de aerogeneradores

En relación con la creciente demanda de un método de generación de electricidad respetuoso con el medio ambiente, están apareciendo en el mercado ofertas de los principales fabricantes de turbinas eólicas. Siempre puedes encontrar la mejor opción.

• Dinamarca "Vestas" con una cuota de mercado del 12,7%
• China "Snovel" - 9, 0%
• China "Goldwind" - 8,7%
• España "Gamesa" - 8,0%
• Alemania "Enercon" - 7,8%
• India "Suzlon" - 7,6%
• China "Guodian United Power" - 7,4%
• Alemania "Siemens" - 6,3%
• China "Ming Yang" - 3,6%

La producción de generadores eólicos también fue establecida por fabricantes nacionales: en la región de Moscú - Vetro Svet LLC, SKB Iskra LLC, Sapsan-Energiya LLC, Agregat-Privod CJSC, en San Petersburgo - Wind Energy Company CJSC.

Regla de selección

Elegir un aerogenerador no es difícil si lo aborda de manera responsable. Mejor de antemano.

1. Calcula la cantidad de energía necesaria para alimentar tu hogar.
2. Averigüe la velocidad media anual del viento, tenga en cuenta a qué hora estará inactivo el molino de viento y a qué hora es posible proporcionar suficiente volumen. El poder debe tomarse con un margen. Calcula la cantidad de baterías para almacenar energía en caso de calma.
3. Tenga en cuenta las características climáticas del lugar de residencia. En la zona central de Rusia, hay fuertes heladas durante la mayor parte del invierno. La instalación de aerogeneradores allí no se justifica.
4. La lluvia y la nieve reducirán la producción de energía. Estos son los contras.
5. Preste atención al número de hojas. Cuanto menos haya, mayor será la eficiencia.
6. Conozca la intensidad del ruido durante el funcionamiento de la instalación.
7. Compare los parámetros de las turbinas eólicas. Familiarícese cuidadosamente con sus características técnicas y comparativas.
8. Los comentarios de las personas que ya utilizan los sistemas ayudarán a seleccionar un aerogenerador.
9. Revise los fabricantes al elegir un generador.

El viento y el sol son fuentes de energía naturales, ecológicas y sin residuos. En una época en la que el potencial recursos naturales se agota, la producción de turbinas eólicas se acelera.

Mapa eólico de Rusia para la selección de un generador eólico

Los molinos de viento son cada vez más populares entre la gente corriente. Se han creado todas las condiciones para ello. Una variedad de aerogeneradores y la disponibilidad de información temática para ayudarlo a elegir.

Para empezar, convengamos en que cuando hablamos de aerogeneradores nos referimos a la parte de la central eólica (APU) que convierte la energía eólica en energía rotacional. Una turbina eólica es impulsada por el viento, es directamente o mediante algún tipo de mecanismo de transmisión conectado a un eje, cuya rotación impulsa equipos que realizan trabajos útiles (por ejemplo, un generador o una bomba de agua). Una turbina eólica a menudo se llama rotor o turbina eólica.

En este post, hablaremos de los principales tipos de aerogeneradores. Para el aficionado que se encontró por primera vez con la energía eólica, no es fácil de hacer Buena elección de los muchos tipos de tales instalaciones.

Brújula de elección

En primer lugar, debe saber claramente lo que necesita, qué potencia deseada espera obtener de su instalación, qué condiciones climáticas del área y, después de todo, proceder a un conocimiento detallado de uno u otro tipo de turbina eólica. Y varios tipos de generadores eólicos se agotan por completo diferentes resultados su trabajo. En esta publicación descubrirás qué tipos de aerogeneradores existen en la actualidad, y después de conocerlos no te será difícil tomar la decisión acertada.

Para los apetitos modestos, la llamada turbina eólica ortogonal es una opción adecuada, que puede ser adecuada para su uso en áreas donde hay golpes de viento muy débiles. Tiene varias palas paralelas al eje, ubicadas a cierta distancia del mismo. (ver foto).

Entonces, las turbinas eólicas se diferencian en apariencia por:

• el número de palas
• los materiales con los que están hechas las cuchillas,
• la ubicación del eje de rotación a la superficie de la tierra,
• señal de paso del tornillo.

Según el número de palas, son de una, dos o tres y multipalas. Estos últimos comienzan su rotación al menor movimiento de aire, pero son aplicables solo para aquellos propósitos donde el hecho mismo de la rotación es importante y no la electricidad generada. Es decir, son insustituibles, digamos, al bombear agua de pozos profundos.

Según los materiales con los que se fabrican las palas, existen aerogeneradores rígidos y de vela. Los veleros son mucho más baratos que los rígidos hechos de fibra de vidrio o metal, pero durante el funcionamiento puede ser torturado para repararlos.

Por la ubicación del eje de rotación a la superficie del suelo, se distinguen los aerogeneradores horizontales y los verticales. Sus diferencias son tan delicadas que cuando diferentes condiciones cambian de lugar en su superioridad. Con un eje vertical, los molinos de viento captan inmediatamente la más mínima brisa, no requieren una veleta, pero son menos potentes que los horizontales.

Según el paso de la hélice, los aerogeneradores están disponibles con paso variable y fijo. El paso variable, sin duda, permite aumentar la velocidad de rotación, ¡pero cuál es el diseño! Es complejo, aumenta el peso del aerogenerador, es decir, requerirá unos costes extra incalculables. Un paso fijo es mucho más simple y confiable.
Esta, en definitiva, es tu brújula, para no perderte en la elección.

También es necesario proporcionar una lista de algunos términos y abreviaturas que se utilizarán en el futuro.

• KIEV - coeficiente de uso de energía eólica. Si se usa para calcular un modelo mecánico de un viento plano (ver más abajo), es igual a la eficiencia del rotor de una planta de energía eólica (APU).
• Eficiencia: la eficiencia a través de la APU, desde el viento que se aproxima a las terminales del generador eléctrico, o hasta la cantidad de agua bombeada al tanque.
• La velocidad mínima operativa del viento (MWS) es la velocidad a la que la turbina eólica comienza a suministrar corriente a la carga.
• La velocidad máxima permitida del viento (MDS) es la velocidad a la que se detiene la generación de energía: la automatización apaga el generador o coloca el rotor en una veleta, o lo pliega y lo esconde, o el rotor se detiene solo, o el APU simplemente colapsa.
• Velocidad del viento inicial (SWS): a esta velocidad, el rotor puede girar sin carga, girar e ingresar al modo de funcionamiento, después de lo cual puede encender el generador.
• Velocidad de arranque negativa (OSS): esto significa que la APU (o turbina eólica - planta de energía eólica o VEA, unidad de energía eólica) para arrancar a cualquier velocidad del viento requiere un arranque obligatorio de una fuente de energía externa.
• Par de arranque (inicial): la capacidad de un rotor, desacelerado a la fuerza en el flujo de aire, para crear un par en el eje.
• Una turbina eólica (VD) es una parte de la APU desde el rotor hasta el eje de un generador o bomba, u otro consumidor de energía.
• Generador de viento rotatorio - APU, en el que la energía eólica se convierte en par en el eje de toma de fuerza al girar el rotor en la corriente de aire.
• El rango de velocidad de funcionamiento del rotor es la diferencia entre MDS y MPC cuando se opera a carga nominal.
• Turbina eólica de baja velocidad: en ella, la velocidad lineal de las partes del rotor en la corriente no excede significativamente la velocidad del viento o por debajo de ella. El cabezal de flujo dinámico se convierte directamente en empuje de la hoja.
• Turbina eólica de alta velocidad: la velocidad lineal de las palas es significativamente (hasta 20 veces o más) más alta que la velocidad del viento, y el rotor forma su propia circulación de aire. El ciclo de conversión de la energía del flujo en empuje es complejo.

Dos tipos, dos rivales

Como ya se señaló, hay dos tipos de generadores eólicos a la venta (según la ubicación del eje de rotación en la superficie de la tierra): horizontal y vertical. Hablemos primero de los verticales.

Las plantas de energía eólica (APU) con eje de rotación vertical tienen una ventaja innegable para el día a día: sus unidades que requieren mantenimiento se concentran en la parte inferior y no es necesario levantarlas. Queda, e incluso entonces no siempre, un cojinete de empuje autoalineable, pero es fuerte y duradero. Por lo tanto, al diseñar una turbina eólica simple, la selección de opciones debe comenzar con unidades verticales.

En la primera posición, el más simple, más a menudo llamado rotor Savonius.

A principios de octubre de 1924, los hermanos inventores rusos Ya. A. y A. A. Voronin recibieron una patente soviética para una turbina de rotor transversal, al año siguiente el industrial finlandés Sigurd Savonius organizó la producción en masa de tales turbinas. La gloria del inventor de esta novedad permaneció para nosotros.

El rotor Voronin-Savonius, o VS para abreviar, tiene al menos dos semicilindros en el eje de rotación vertical (ver foto). Y no importa cómo sea la dirección del viento, no importa qué tan abruptamente cambie sus ráfagas, un molino de viento así girará tranquilamente alrededor de su eje, generando energía. Esta es la única y principal ventaja de un molino de viento vertical sobre uno horizontal.

Y su principal inconveniente es el escaso uso de energía eólica. Esto se explica por el hecho de que las palas de medio cilindro funcionan solo en un cuarto de vuelta, y el resto del círculo de rotación parecen ralentizar la velocidad de rotación con su movimiento. Los cálculos han demostrado que solo se utiliza un tercio de la energía eólica.

Nota: el avión de dos palas no gira, sino que se sacude; El de 4 palas es solo un poco más suave, pero pierde mucho en KIEV. Para mejorar los 4, los "comederos" se llevan con mayor frecuencia en dos pisos: un par de cuchillas en la parte inferior y otro par, girado 90 grados horizontalmente, por encima de ellos. El KIEV permanece y las cargas laterales sobre la mecánica se debilitan, pero las cargas de flexión aumentan ligeramente, y con un viento de más de 25 m / s, una APU en el eje, es decir, sin el cojinete sobre el rotor estirado por los obenques, "derriba la torre".

Aerogeneradores verticales con rotor Darrieus

En 1931, el diseñador francés George Darrieus propuso su propia versión del rotor, que tiene dos o más palas planas. Es incluso más simple que BC: las palas están hechas de una simple banda elástica sin perfil. Fácil de fabricar e instalar, pero con baja eficiencia - KIEV - hasta un 20%.

La teoría del rotor de Darrieus aún no se ha desarrollado lo suficiente. Solo está claro que comienza a desenrollarse debido a la diferencia en la resistencia aerodinámica de la joroba y el bolsillo de la cinta, y luego se vuelve algo rápido, formando su propia circulación. El par es pequeño, y en las posiciones de arranque del rotor no hay paralelo o perpendicular al viento, por lo que el auto-giro es posible solo con un número impar de palas (¿alas?). el generador debe estar desconectado durante el arranque.

El rotor Darrieus tiene dos malas cualidades más. Primero, durante la rotación, el vector de empuje de la pala describe una revolución completa en relación con su enfoque aerodinámico, y no suavemente, sino en sacudidas. Por lo tanto, el rotor Darrieus rompe rápidamente su mecánica incluso con viento uniforme. En segundo lugar, Daria no solo está haciendo ruido, sino gritando y chillando, hasta el punto de que la cinta se rompe. Esto se debe a su vibración. Y cuantas más hojas, más fuerte es el rugido. Entonces, si se fabrica Daria, es de dos palas, hecho de costosos materiales que absorben el sonido de alta resistencia (fibra de carbono, mylar), y una pequeña aeronave está adaptada para girar en el medio del mástil.

Rotor helicoidal

Otro tipo de aerogenerador con un eje de rotación vertical - con rotor helicoidal... Puede girar uniformemente debido a la torsión de las cuchillas. Ventaja: reduce la carga del rodamiento y aumenta la vida útil. Pero debido a la compleja tecnología, es demasiado cara. (Ver imagen).

Y finalmente, hay aerogeneradores con rotor de varias palas... Este es uno de los tipos más eficientes de aerogeneradores verticales. (Ver imagen).

Aerogeneradores de eje horizontal

Pasamos a la descripción de aerogeneradores horizontales. Según la cantidad de palas, se dividen en uno, dos-tres y múltiples palas. Las ventajas de las horizontales son una mayor eficiencia en comparación con sus competidores verticales. Desventaja: la necesidad de un dispositivo de veleta para buscar constantemente la dirección del viento. Además, al girar hacia el viento, la velocidad de rotación disminuye, lo que reduce su eficiencia.

La principal ventaja de las de una sola hoja es su alta velocidad de rotación. En lugar de la segunda pala, tienen un contrapeso, que tiene poco efecto sobre la resistencia al movimiento del aire, lo que permite su uso para generadores con altas velocidades de rotación. Y esto permite reducir el peso y las dimensiones de toda la instalación. (Ver dibujo de un aerogenerador de una sola pala).

Las turbinas eólicas de dos palas difieren poco en potencia de las turbinas eólicas de una sola pala y no tiene sentido considerarlas con más detalle.

Los aerogeneradores horizontales de tres palas son los más habituales en los mercados de venta. Su potencia de salida puede alcanzar los siete megavatios.

Las instalaciones de varias palas con hasta cinco docenas de palas tienen una gran inercia, por lo que desarrollan un gran par a bajas velocidades de rotación. Esta ventaja permite el uso de instalaciones para el funcionamiento de bombas de agua, donde ocupan una posición de liderazgo.

Cómo un pollo se convirtió en avestruz

¿Quién no sabe que los aerogeneradores se utilizan como fuente adicional? Todos saben. Pero, como siempre, esto no le pareció suficiente a la humanidad, están tratando de convertir al pollo en un avestruz e, imagínense, en sentido figurado, esto tiene éxito. Como resultado de una investigación incesante, han surgido tipos completamente nuevos de turbinas eólicas que son capaces de producir electricidad ... sin palas. ¡Y hay quienes se las arreglan sin siquiera aire y viento! Ahora con más detalle.

Ya se ha lanzado un aerogenerador bastante eficiente, que atrapa el viento sin palas. Dicho generador de viento funciona según el principio de un velero (ver foto). "Vela", que se parece más a un platillo, capta la presión del aire, por lo que los pistones, que se encuentran inmediatamente detrás del platillo, en la parte superior de la instalación comienzan a moverse.

Los pistones accionan el sistema hidráulico, que genera electricidad. Dicha estructura no tiene engranajes ni transmisores y casi no hace ruido. La eficiencia es mucho mayor que la de un aerogenerador clásico. Entre otras cosas, los costes operativos son la mitad que los de las instalaciones convencionales. El país de nacimiento de un proyecto de este tipo es Túnez.

¡Pero esto no fue suficiente! En Portugal, decidieron no recurrir a los servicios eólicos, sino utilizar agua de mar. Después de todo, el mar se mueve constantemente, preocupado, a veces tormentas, pero nunca se detiene. Evidentemente, la energía cinética se desperdicia.

Y hace cinco años, a pocos kilómetros de la costa, sobre el agua océano Atlántico Se puso en marcha la instalación, que da más de 2 megavatios de electricidad, lo que es suficiente para iluminar más de mil quinientas casas.

La estructura esquemática es la siguiente. La estructura consta de tres secciones, entre las cuales hay pistones. Los motores y generadores hidráulicos están instalados dentro de las secciones. El principio de funcionamiento es fácil de deshonrar. Las secciones se balancean sobre olas que las doblan, lo que impulsa los pistones hidráulicos. Presionan el aceite, va a los motores hidráulicos y luego el movimiento se transmite a los generadores. Eso es todo, la electricidad se fue a tierra.

Ahora que están en funcionamiento tres secciones, está previsto conectar otros 25 convertidores de este tipo a ellas, y luego la capacidad de diseño de la instalación marina aumentará a 20 megavatios, lo que permitirá abastecer de corriente a unas 15.000 viviendas.

¡Ahora crees que puedes crear un avestruz real a partir de un pollo!

Las plantas de energía flotante se diseñan en todo el mundo, incluso en Rusia:

Un aerogenerador cinético moderno aprovecha el poder de las corrientes de aire convirtiéndolo en electricidad. Para este propósito, existen modelos de dispositivos hechos en fábrica y en casa que se utilizan tanto en la industria como en los hogares privados.

Hablaremos sobre cómo se organizan las turbinas eólicas de este tipo, le presentaremos las características del dispositivo y las opciones de diseño. En nuestro artículo propuesto, débil y fortalezas Planta eólica. Nuestros artesanos independientes encontrarán diagramas útiles y recomendaciones de montaje.

El funcionamiento del aerogenerador se basa en la transformación de la energía cinética del viento en energía mecánica del rotor, que luego se convierte en electricidad.

El principio de funcionamiento es bastante simple: la rotación de las palas, fijadas en el eje del dispositivo, conduce a movimientos circulares del generador de rotor, debido a los cuales se genera electricidad.

La energía eólica es uno de los sectores de energía renovable más prometedores. Los diseños modernos permiten un uso rentable de la fuerza de las corrientes de aire, utilizándola para generar electricidad.

La corriente alterna inestable resultante fluye hacia el controlador donde se convierte en un voltaje constante que puede cargar las baterías. Desde allí, la energía pasa al inversor, donde se transforma en tensión alterna con un indicador de 220/380 V, que se suministra a los consumidores.

La potencia del aerogenerador depende directamente de la potencia del flujo de aire (N), calculada según la fórmula N = pSV 3/2, donde V es la velocidad del viento, S es el área de trabajo, p es la densidad del aire.

Dispositivo generador de viento

Las diferentes versiones de turbinas eólicas se diferencian significativamente entre sí.

El siguiente diagrama muestra la estructura interna de un aerogenerador horizontal clásico. Dichos modelos se utilizan con mayor frecuencia tanto en la industria como en la vida cotidiana.

Los dispositivos industriales son una estructura compleja de varios metros que requiere la instalación de una base, mientras que un modelo doméstico puede constar de un mínimo de componentes (motor DC 3-12V, condensador eléctrico 1000 μF 6V, diodo rectificador de silicio).

Una instalación típica incluye los siguientes componentes:

• un generador de corriente alterna (la potencia depende de la velocidad de los flujos de viento);
• palas que transmiten la rotación al eje del generador (a menudo, además, están equipadas con cajas de cambios, estabilizadores de velocidad del rotor);
• mástil de molino de viento, al que se unen las palas (cuanto más altos son estos elementos, más energía eólica pueden recibir);
• baterías que almacenan energía, lo que permite su uso con poca o ninguna corriente de viento. La batería también realiza la función de estabilizar la energía eléctrica suministrada por el generador;
• controlador: un convertidor de voltaje alterno recibido del generador en voltaje directo, que se utiliza para cargar la batería. El controlador se controla girando las aspas, lo que le permite tener en cuenta hacia dónde se mueven los flujos de aire;
• AVR: un dispositivo de conmutación automática que conecta el generador eólico con otras fuentes de energía (paneles solares, red eléctrica);
• sensor de dirección del viento: un dispositivo que facilita que las palas encuentren el flujo del viento;
• un inversor para convertir la corriente continua de las baterías en voltaje alterno, que se utiliza en las comunicaciones eléctricas.

Para una satisfacción más completa de las necesidades del usuario, el dispositivo puede equiparse con diferentes tipos inversores:

• luminarias con una onda sinusoidal modificada por inversor que emite una onda sinusoidal cuadrada. Los dispositivos de este tipo son adecuados para elementos calefactores, lámparas incandescentes y otros dispositivos que no son exigentes para la calidad de la red;
• inversores de tensión trifásicos, diseñados para redes eléctricas trifásicas;
• Instalaciones de onda sinusoidal pura que generan energía para tecnología más sensible;
• inversores de red capaces de funcionar sin baterías. Dichos dispositivos están diseñados para circuitos que implican el ingreso de energía eléctrica directamente a la red general.

Al elegir modelos, asegúrese de prestar atención al tipo de inversor.

Tipos de aerogeneradores

Al clasificar los aerogeneradores, características como:

• cita;
• caracteristicas de diseño;
• número de palas;
• los materiales de los que están hechos;
• eje de rotación;
• paso de rosca.

Consideremos en detalle las dos clasificaciones más utilizadas.

Clasificación de aerogeneradores por finalidad

Hay variedades de turbinas eólicas que difieren en su propósito. Las principales características de los dispositivos, por ejemplo, la potencia, también dependen de esto.

Turbinas eólicas industriales

Dichos dispositivos son instalados por grandes empresas de energía o el estado para suministrar electricidad a instalaciones industriales. Las turbinas con una capacidad de decenas de megavatios generalmente se ubican en sitios de viento (colinas abiertas, costas).

Los parques eólicos, donde se instalan decenas de aerogeneradores, se rompen no solo en el suelo, sino también en aguas poco profundas. La electricidad generada se suele utilizar con fines industriales.

La electricidad generada, por regla general, va directamente a la red, mientras que para la estabilidad y el control de la velocidad de rotación de las palas de la turbina eólica, están equipados con mecanismos adicionales.

Generadores eólicos comerciales

Estas instalaciones se utilizan para generar electricidad para la venta o para proporcionar electricidad a industrias en regiones con una red eléctrica de baja potencia (o sin ninguna red eléctrica). Los parques eólicos como estos están formados por grupos de generadores de energía que pueden variar en tamaño.

La energía de las plantas comerciales se puede alimentar directamente a los servicios eléctricos o se puede utilizar para cargar una gran variedad de baterías, donde se almacena y se convierte para su suministro a la red.

Dispositivos de viento domésticos

Las unidades de bajo consumo se utilizan para uso privado. De acuerdo con las reglas, los propietarios de los sitios pueden instalar aerogeneradores con mástiles de menos de 25 metros de altura sin el consentimiento de las autoridades; para mástiles más altos, se debe obtener un permiso especial.

Los molinos de viento de potencia débil y media pueden servir como fuente de energía eléctrica para casas de campo, casas de verano, casas de campo, granjas.

Los aerogeneradores domésticos son adecuados para cargar baterías con un voltaje de 12/24 / 48V, cuya energía se transforma en un voltaje de 220V. Dichos dispositivos permiten resolver total o parcialmente el problema con el suministro de energía de pequeños objetos que se encuentran lejos de la red eléctrica centralizada.

Con pautas para elegir un aerogenerador para dotar de energía a una casa particular, dedicado a este interesante tema.

Variedades de diseños de aerogeneradores.

Por características de diseño, el dispositivo también se puede dividir en varias categorías, aunque todas las variedades se reducen a dos tipos principales: y horizontal.

Aerogeneradores horizontales clásicos

Tales instalaciones (también llamadas hélice o paleta) generalmente tienen 3-5 palas montadas en un eje horizontal. Al girar a alta velocidad, dichos elementos permiten obtener la máxima cantidad de energía (KIEV hasta 0.4).

Al mismo tiempo, la cantidad de electricidad generada depende en gran medida de la altura del dispositivo (cuanto más alto es, mayor es el resultado).

Una turbina eólica horizontal utiliza la sustentación generada por la acumulación de presión en el punto donde el flujo de aire directo pasa a través de las palas y se refleja en estos elementos.

Estos dispositivos suelen instalarse en parques eólicos que generan energía para uso industrial y comercial, pero también son aptos para uso doméstico.

Aerogeneradores verticales

El elemento activo de tales instalaciones es una rueda de viento giratoria. Debido a las características de diseño, tales estructuras difieren en tipos ("Barril", "Savonius").

A pesar del bajo índice KIEV (0.1-0.2), son ampliamente utilizados: las instalaciones verticales operan con flujos de aire turbulentos, por lo que pueden colocarse incluso en áreas donde raramente soplan vientos fuertes.

El funcionamiento de los aerogeneradores verticales no depende de la dirección de los vientos. Son fáciles de instalar y operar, además, dichos dispositivos se pueden colocar cerca del suelo.

Para mejorar la eficiencia de las turbinas eólicas verticales, los fabricantes a menudo aumentan sus parámetros dimensionales, lo que conduce a un aumento significativo en el costo. Dado que tales instalaciones son bastante frágiles, requieren una mayor protección contra huracanes y otros fenómenos naturales.

Aerogeneradores "Rotor Darier"

Dichos dispositivos pertenecen a la categoría de aerogeneradores verticales, sin embargo, tienen pronunciadas diferencias en el diseño. Gracias a tales características, se logra la reducción de ruido y KIEV también crece, que se acerca a los indicadores de los modelos horizontales.

Una turbina de baja presión con un eje de rotación perpendicular al aire, propuesta en 1931 por el diseñador de aviones francés Georges Darier, ha encontrado una amplia aplicación en la energía eólica.

La desventaja de tales diseños es el bajo par de arranque (debido a la presencia de solo dos palas, es difícil que el dispositivo arranque solo). Para resolver el problema, a menudo se usa el híbrido Savonius + Darrieus.

Aerogeneradores de vela

Para tales instalaciones, se puede aplicar el principio del dispositivo de aerogeneradores tanto verticales como horizontales. La característica principal del diseño es una rueda de viento cubierta con muchas palas o velas, mientras que estos modelos no tienen un perfil aerodinámico.

Hay muchos modelos de aerogeneradores de vela, que se diferencian en el número de palas, peso, potencia. Todos estos parámetros deben tenerse en cuenta al elegir un dispositivo.

A pesar de que los aparejos de navegación se caracterizan por su baja velocidad y baja eficiencia, a menudo se utilizan en la economía nacional. Dichos diseños son fáciles de instalar y operar, y la combinación de un alto par con bajas rpm le permite conducir directamente varios mecanismos útiles, por ejemplo, una bomba para bombear agua.

Generador de turbina de viento

Para el funcionamiento de las turbinas eólicas, se requieren generadores trifásicos convencionales. El diseño de tales dispositivos es similar a los modelos utilizados en los automóviles, pero tiene grandes parámetros.

En los dispositivos para aerogeneradores, se proporciona un devanado de estator trifásico (conexión en estrella), desde donde salen tres cables al controlador, donde la tensión alterna se transforma en tensión continua.

El rotor del generador para la turbina eólica está hecho con imanes de neodimio: estructuras similares No es práctico utilizar excitación eléctrica, ya que la bobina consume mucha energía.

Para aumentar la velocidad, a menudo se usa un multiplicador. Esta disposición permite aumentar la potencia del generador existente o se puede utilizar un dispositivo más pequeño, lo que reduce el costo de instalación.

Los multiplicadores se utilizan con mayor frecuencia en aerogeneradores verticales, en los que el proceso de rotación de la rueda de viento es más lento. Para dispositivos horizontales con una alta velocidad de rotación de las palas, no se requieren multiplicadores, lo que simplifica y reduce el costo del diseño.

Los detalles del montaje e instalación de un generador eólico y una turbina eólica se detallan en los artículos que recomendamos.

Pros y contras de un generador eólico

Consideremos en detalle las ventajas y desventajas de los aerogeneradores, ya que de ellos depende la decisión de comprar o abandonar un aerogenerador.

Ventajas de las turbinas eólicas

Los beneficios de los dispositivos eólicos incluyen:

• Amabilidad del medio ambiente. Las instalaciones utilizan una fuente de energía renovable que se puede utilizar de forma continua sin causar daños. ambiente... La electricidad de los aerogeneradores sustituye a la energía de las centrales térmicas, reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero.
• Versatilidad... Los parques eólicos se pueden construir en casi cualquier lugar: en las llanuras, en las montañas, en los campos, en las islas e incluso en aguas poco profundas. La energía eólica es especialmente apreciada en lugares remotos donde es difícil estirar las comunicaciones eléctricas habituales. En este caso, los aerogeneradores permiten establecer el suministro de energía a los objetos, asegurando su independencia de factores aleatorios (por ejemplo, del combustible que no se entregó a tiempo).
• Eficiencia de uso... Los modelos modernos reciclan la energía incluso de vientos débiles: el límite mínimo es de 3,5 m / s. De manera similar, es posible suministrar electricidad adicional a la red centralizada, así como organizar el suministro de energía de los objetos individuales (isla o local), independientemente de su capacidad.
• Una alternativa digna a las fuentes tradicionales. Los parques eólicos estacionarios pueden proporcionar electricidad a un edificio residencial o incluso a una pequeña instalación de producción. En este caso, la turbina acumulará el suministro eléctrico necesario en las baterías, destinadas a ser utilizadas durante los períodos de calma.
• Rentabilidad. En comparación con las fuentes tradicionales de energía eléctrica (gas, turba, carbón, petróleo), las turbinas de bicicleta pueden reducir significativamente los costos de energía. En muchos casos, construir un parque eólico es más barato que conectarse a los sistemas de energía existentes.

El uso de turbinas eólicas puede actuar como una alternativa al uso de generadores diesel costosos, reduciendo aún más el costo de transporte y almacenamiento de combustible hasta en un 80%.

La potencia media de una turbina eólica es varias veces diferente del indicador de carga máxima. El aerogenerador es responsable solo de la cantidad de energía producida durante un cierto período de tiempo a una velocidad del viento mensual promedio típica de un área determinada.

Para una evaluación más precisa de los recursos eólicos, puede utilizar datos especialmente derivados (parámetros de Weibull). Estos indicadores reflejan la distribución de vientos de diferente intensidad característica de un área en particular. Es importante tener en cuenta esta información a la hora de desarrollar proyectos para parques eólicos con una capacidad de decenas de MW.

La energía generada por una turbina eólica es proporcional a tres veces la velocidad del viento. En consecuencia, este indicador es muy pequeño con corrientes de viento débiles, sin embargo, con su intensificación, aumenta bruscamente. Debido a la variabilidad de la dirección de los vientos y su velocidad, se deben proporcionar componentes estabilizadores en el diseño de la turbina eólica.

Reglas y fórmulas para calcular la potencia de un aerogenerador, le recomendamos que se familiarice con las mismas información útil.

En pequeños sistemas autónomos, su función se realiza mediante baterías, cuya carga comienza a aumentar tan pronto como la potencia del aerogenerador supera el indicador de carga.

A medida que aumenta la carga, la batería puede descargarse. Es importante tener en cuenta esta característica del trabajo al elegir una unidad doméstica, su potencia debe coincidir con la tasa mensual o anual de consumo de electricidad.

se debe notar que uso efectivo Las corrientes de viento son promovidas por una variedad de diseños de turbinas eólicas.

Las turbinas horizontales funcionan bien en áreas planas donde hay mucho viento, mientras que las turbinas verticales funcionan mejor en regiones con corrientes turbulentas observadas desde el suelo (en la parte superior de colinas, cordilleras).

Las principales desventajas de las turbinas eólicas.

Al mismo tiempo, los aerogeneradores tienen sus lados negativos:

• La magnitud de la fuerza del viento es difícil de predecir de antemano, ya que cambia con frecuencia. Por ello, es recomendable pensar en una red de seguridad proporcionando una fuente de energía redundante (paneles solares, conexión a la red).
• Los dispositivos verticales corren el riesgo de destruir las palas de la hélice debido a la influencia de las fuerzas centrífugas cuando las palas giran alrededor del eje principal. Como resultado de este efecto, elementos estructurales importantes se deforman y destruyen con el tiempo y el mecanismo falla.
• Es mejor instalar aerogeneradores en el espacio libre, ya que los edificios cercanos pueden “extinguir” el viento, formando una zona de aire “muerto”.
• Para ahorrar el exceso de energía de las turbinas eólicas, es necesario prever el uso de baterías y otros dispositivos adicionales, que sirve para convertir la electricidad recibida en corriente con características adecuadas de consumo.
• Durante el funcionamiento, los aerogeneradores hacen ruido, que puede causar molestias a las personas y ahuyentar a los animales. Las palas de las instalaciones también pueden provocar la muerte de aves que se acerquen a ellas.
• Según algunos expertos, los aerogeneradores pueden degradar la recepción de radio y televisión.

El costo bastante alto de tales unidades también se puede atribuir a los aspectos negativos, sin embargo, el bajo costo de la fuente de energía neutraliza en gran medida este factor.

Diagramas y métodos de conexión

Aunque la turbina eólica puede funcionar de forma independiente, se puede lograr un resultado mucho mejor con la ayuda de esquemas combinados, que involucran una combinación de un dispositivo eólico con paneles solares, una red eléctrica centralizada, fuentes de energía diesel o gas.

Trabajo autónomo... En este caso, se instala una única instalación, con la ayuda de la cual se captura y acumula la energía eólica, que luego se convierte en la corriente eléctrica requerida por los consumidores.

El diagrama muestra la forma más sencilla de utilizar un aerogenerador, que es aconsejable utilizar en regiones donde los vientos fuertes soplan constantemente.

Combinando una turbina eólica con paneles solares. Opción combinada considerado confiable y manera efectiva fuente de alimentación. En ausencia de viento, la batería se alimenta, y en tiempo nublado y durante la noche, la batería se carga desde la turbina eólica.

Ideal para una casa particular o un hogar ubicado lejos de la red eléctrica centralizada. Este esquema combinado permite el uso de dos tipos de energía renovable

Operación combinada de un generador eólico y una red eléctrica... La turbina eólica se puede combinar con comunicaciones eléctricas.

Esta disposición es típica para dispositivos industriales y comerciales. También se proporciona conexión a comunicaciones eléctricas para algunos modelos de turbinas eólicas domésticas.

Con un exceso de electricidad producida, ingresa a la red centralizada, y con una escasez de ella, es posible utilizar la corriente eléctrica del sistema eléctrico general.

Matices del uso de turbinas eólicas.

Las turbinas eólicas se utilizan actualmente en una variedad de aplicaciones. economía nacional... Los modelos industriales de diversas capacidades son utilizados por petróleo y gas, empresas de telecomunicaciones, estaciones de perforación y exploración, instalaciones de producción y agencias gubernamentales.

La turbina eólica se puede utilizar como fuente adicional de energía en hospitales y otras instituciones para proporcionar un suministro continuo de electricidad en situaciones de emergencia.

Cabe señalar especialmente la importancia del uso de turbinas eólicas para la pronta restauración de la electricidad perturbada en caso de cataclismos y desastres naturales. Con este fin, los departamentos del Ministerio de Situaciones de Emergencia suelen utilizar turbinas eólicas.

Las turbinas eólicas domésticas son perfectas para iluminar y calentar asentamientos de cabañas y casas privadas, así como para fines domésticos en granjas.

En este caso, se deben tener en cuenta algunos puntos:

• Los dispositivos de hasta 1 kW pueden proporcionar una cantidad suficiente de electricidad solo en lugares con viento. Por lo general, la energía que generan solo es suficiente para la iluminación LED y para alimentar pequeños dispositivos electrónicos.
• Para proporcionar electricidad a la dacha (casa de campo), necesitará un generador eólico con una capacidad de más de 1 kW. Este indicador es suficiente para alimentar dispositivos de iluminación, así como una computadora y un televisor, pero su potencia no es suficiente para suministrar electricidad a un refrigerador moderno que funciona las 24 horas.
• Para proporcionar energía a la cabaña, necesitará una turbina eólica de 3-5 kW, pero incluso esta cifra no es suficiente para calentar casas. Para aprovechar esta función, se requiere una versión potente, a partir de 10 kW.

Al elegir un modelo, debe tenerse en cuenta que el indicador de potencia indicado en el dispositivo se logra solo a la velocidad máxima del viento. Por lo tanto, una unidad de 300 V generará la cantidad especificada de energía solo a un caudal de aire de 10-12 m / s.

Para aquellos que deseen construir un generador eólico con sus propias manos, ofrecemos, que contiene información útil en detalle.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

El video a continuación proporciona información detallada sobre el principio de funcionamiento y el dispositivo de un modelo doméstico de un generador eólico:

Un aerogenerador es una excelente fuente de generación de electricidad, que es especialmente apreciada por los residentes de lugares remotos. Varias empresas rusas y extranjeras ofrecen una amplia gama de estructuras eólicas, además, los modelos domésticos se pueden hacer con sus propias manos.

Escriba sus comentarios en el bloque a continuación. Cuéntenos cómo construyó un generador eólico en su sitio o cómo funciona una turbina eólica para sus vecinos. Haga preguntas, comparta información útil y fotografías sobre el tema.

En este artículo intentaremos responder la pregunta de los lectores del portal del sitio web: qué es un generador eólico, cuál es su trabajo y diferencias.

Un aerogenerador es un dispositivo técnico mediante el cual la energía cinética del viento se convierte en energía eléctrica para uso de los consumidores.

Según el diagrama siguiente, el principio de funcionamiento del aerogenerador se puede describir de la siguiente manera:

Las turbinas eólicas difieren en el diseño, el método de instalación y la instalación, y cada tipo tiene sus propias ventajas y desventajas, que son:

Con eje de rotación horizontal

El eje del rotor y el eje de transmisión son paralelos al suelo.

Los hay de una sola hoja (No. 1), de dos palas (No. 2), de tres palas (No. 3) y de múltiples palas (No. 4), con hasta 50 piezas.

Las ventajas de este tipo:

• Alta eficiencia;

Defectos:

• La necesidad de orientación en la dirección de los flujos de aire;
• La necesidad de instalar una estructura alta para instalar el dispositivo, y cuanto mayor sea la potencia de la unidad, más alta debe ser la estructura (mástil);
• La necesidad de una base para la instalación del mástil, lo que conduce a un aumento en el costo del trabajo de instalación;
• Alto nivel de ruido durante el funcionamiento;
• Peligro potencial para aves y otros organismos voladores.

Con eje de rotacion vertical

El eje de rotación se ubica verticalmente en relación con la superficie terrestre.

Este tipo de dispositivo se puede dividir en varios grupos, estos son:

Este diseño consta de varios semicilindros. En este caso, el eje gira constantemente, independientemente de los flujos de viento y su intensidad.

Ventajas de diseño:

• Alta capacidad de fabricación del diseño;
• Par de arranque significativo;
• Capacidad para trabajar con caudales de aire reducidos.

Defectos:

• Baja eficiencia de las palas;
• Necesidad significativa de materiales en la fabricación.

En este diseño, varias palas se fijan en el eje de rotación, que son una tira plana. El diagrama muestra los siguientes tipos de este tipo de dispositivo:

1 - la versión clásica del rotor Darrieus.

2 - rotor Daryetina N (rotor ortogonal).

3 - rotor Darrieus helicoidal (con rotor helioide).

Ventajas de diseño:

• No es necesario orientarse a las corrientes de aire;
• Facilidad de fabricación de hojas;
• Sencillez y forma conveniente de servicio.

Defectos:

• Baja eficiencia de las instalaciones;
• Ciclos cortos de revisión de unidades de soporte y elementos estructurales;
• Tienen una capacidad débil para iniciarse automáticamente, en presencia de dos palas, con flujos de viento uniformes.

Con rotor helicoidal

Es una modificación de dispositivos con rotor Darrieus. En el diagrama anterior, es el n. ° 3.

Ventajas de diseño:

• Mayor vida útil, en comparación con la versión clásica del rotor Darrieus;

Defectos:

• Mayor costo en comparación con la versión clásica;
• Proceso de fabricación de hojas más complejo y que requiere más tiempo.

Es una modificación de dispositivos con rotor Savounis. Este diseño tiene dos filas de hojas. La primera fila es estacionaria, captura el flujo de aire y lo comprime, por lo que aumenta la velocidad del flujo de aire. Después de eso, el flujo de aire ingresa a la segunda fila, que funciona según el principio del rotor Savounis.

Ventajas de diseño:

• Alta eficiencia en el trabajo;
• Capacidad para trabajar con corrientes de viento bajas.

Defectos:

• Precio alto.

Este diseño es la base de lo anterior: el eje de rotación está ubicado
verticalmente, se le unen varias cuchillas, ubicadas paralelas al eje y alejadas de él a una cierta distancia.

En el diagrama anterior, este es el No. 2: el rotor de Daria tina N.

Las ventajas del diseño:

• Falta de mecanismos de orientación del flujo del viento;
• Fácil de operar y mantener.

Defectos:

• Ciclos cortos de revisión de unidades de soporte y elementos estructurales.

Alimentado por gotas de agua

Este diseño aún no se ha producido comercialmente. Incluye un metal
marco, dentro de cuyo contorno, tubos aislados colocados horizontalmente. Cada tubo tiene boquillas y electrodos especiales. El principio de funcionamiento se basa en la generación y almacenamiento de energía mediante gotas de agua que salen de boquillas especiales.

Las gotas de agua se cargan positivamente y, bajo la influencia de las corrientes de viento, se llevan a los electrodos cargados positivamente. Esto conduce a un aumento de la energía potencial de la gota cargada positivamente. La electricidad se produce cuando las gotas de agua golpean un electrodo cargado positivamente.

Un generador de este tipo parece una antena parabólica. Para instalacion
se utiliza un mástil, como es el caso de los aerogeneradores con eje de rotación horizontal. Y también estas estructuras tienen una orientación similar en los flujos de aire: se usa un vástago, por lo que el "platillo" está constantemente en el plano perpendicular a la dirección del viento.

La “vela” se fija y estira sobre un marco redondo y, bajo la influencia del viento, realiza movimientos oscilatorios. Estos movimientos, mediante un sistema de articulación, se transmiten a los pistones del sistema hidráulico, en el que la energía de vibración mecánica se convierte en presión de fluido. La presión hidráulica del fluido se convierte en un movimiento rotatorio del actuador al que se conecta un generador eléctrico para generar corriente eléctrica.

Las ventajas del diseño son:

• Capacidad para trabajar a baja velocidad del viento;
• Construcción ligera;
• Mantenibilidad y facilidad de mantenimiento;
• Seguridad ambiental de dispositivos;
• Facilidad de instalación

Defectos:

• Cuando se usa en áreas donde hay fuertes vientos, las principales ventajas sobre otras estructuras pierden su relevancia.

Para elegir un aerogenerador, debe:

Modelos y marcas populares

Actualmente, los generadores eólicos son producidos por fabricantes nacionales y extranjeros.

Entre los modelos domésticos, los más demandados son:

Entre los modelos extranjeros, los aerogeneradores están muy extendidos:

• Zonhan Windpower Co, Ltd (China), con eje de rotación horizontal, potencia de 0,3 a 5,0 kW;
• Bekar Europe GmbH (Alemania), con eje de rotación vertical, potencia de 0,5 a 60,0 kW.

Precios medios

El costo de los generadores eólicos depende del diseño, la capacidad, el país y el fabricante.

El costo de los modelos considerados anteriormente es:

• EnergyWind, dependiendo de la potencia (de 1.0 a 10.0 kW), varía de 68,000.00 a 650,000.00 rublos, respectivamente.
• Exmork de Zonhan Windpower Co, Ltd (China), dependiendo de la capacidad (de 0,3 a 5,0 kW), oscila entre 30.000,00 y 260.000,00 rublos, respectivamente.
• Bekar, dependiendo de la potencia (de 0,5 a 60,0 kW), oscila entre 43.000,00 rublos.

Pros y contras

A las ventajas de utilizar energía eólica y, en consecuencia, generadores eólicos,
Incluya lo siguiente:

• La energía eólica es una energía renovable con recursos inagotables;
• Amabilidad ambiental del recurso energético y el proceso de generación de energía eléctrica;
• Capacidad para realizar rápidamente la instalación de instalaciones y proporcionar energía eléctrica a los consumidores;

Las desventajas incluyen las siguientes:

• La eficiencia de las instalaciones depende de la temporada, las condiciones climáticas y la región donde se instala la unidad;
• Alto nivel de ruido durante el funcionamiento de las unidades;
• Peligro para los habitantes emplumados de la región donde está instalado el aerogenerador;
• En la producción industrial de energía eléctrica, cuando se utilizan generadores eólicos, se requieren grandes áreas de tierra.

En relación con la creciente demanda de recursos energéticos, así como con la disminución de las reservas de los vectores energéticos convencionales, el desarrollo de la energía verde es cada vez más urgente.

Científicos e ingenieros diferentes paises Desarrollar nuevos modelos de aerogeneradores, con el objetivo de
aumentando la proporción de propiedades positivas de los agregados y minimizando las negativas.

Los aerogeneradores flotantes y altísimos son ejemplos de esto. Los flotantes se instalan lejos de la costa y ocupan terrenos, su trabajo es más efectivo debido a la constancia de los vientos marinos. Los generadores elevados también son efectivos, ya que cuanto más alto se eleva sobre el suelo, mayor es la velocidad del viento.

La proporción de electricidad generada por los parques eólicos crece constantemente. Esto sucede tanto en nuestro país como en todos los países técnicamente desarrollados.

En Rusia, en el futuro, está previsto que la parte de la electricidad generada por las plantas de energía eólica sea de aproximadamente el 30% de la producción total de electricidad del país.

Plantas de energía eólica- esta es la opción más alternativa para ahorrar energía eléctrica en la actualidad.

Muy a menudo, tales instalaciones se pueden encontrar en casas de verano.

La gente los usa en lugares donde las áreas suburbanas están lejos de las principales redes eléctricas. Pero esta no es la única razón. La mayoría de la gente utiliza los parques eólicos por motivos de economía y autonomía.

Los parques eólicos tienen sus propias características que los compradores potenciales deben conocer y cómo la productividad depende de su competencia.

El principal incentivo para la compra de un aerogenerador- esta es sin duda su conveniencia. Los requisitos de viento son uno de los principales criterios para lograr este objetivo. Se sabe que la velocidad media anual del viento ronda los 4.0-4.5 m / s, este indicador es más que suficiente para que un parque eólico doméstico sea rentable en su uso, es decir, que permita ahorrar energía eléctrica.

Para estimar la velocidad del viento en su área, puede utilizar el mapa del viento. Si desea medir la velocidad del viento con la máxima precisión, debe comprar un dispositivo especial que lo ayude con esto.

Esta invención incluye una pieza denominada anemómetro. Con la ayuda de él, recibe una señal equivalente a la velocidad del viento. Además, necesitará un dispositivo que lea las señales que emite el anemómetro. Hay otros dispositivos de este tipo.

Para que los datos sean lo más precisos posible, dichos dispositivos deben instalarse en una posición alta para que los factores externos, como árboles, varios edificios, etc., no distorsionen los resultados del dispositivo.

Componentes del dispositivo

Es muy importante a la hora de comprar parques eólicos domésticos conocer sus componentes, esto te dará la oportunidad de ser más competente en esta materia y elegir mejor modelo para tu hogar.

El parque eólico incluye:

1. Rotor con palas(según el modelo, los aerogeneradores se dividen en dos palas, tres palas y multipalas).
2. Una caja de cambios es, en otras palabras, una caja de cambios. Su tarea es regular la velocidad entre el rotor y el generador.
3. Cubierta protectora- su nombre habla por sí solo, está diseñado para proteger todos los componentes del parque eólico de influencias externas.
4. "Cola" de la turbina eólica- necesario para girar la estructura en la dirección del viento.
5. Batería acumulador- su objetivo principal es la acumulación de electricidad. Esto se debe a que las condiciones climáticas no siempre son favorables para un parque eólico, y con la ayuda de este componente se ahorra una cierta cantidad de energía.
6. Instalación del inversor- diseñado para convertir corriente continua en corriente alterna. Esto es necesario para garantizar el funcionamiento de los electrodomésticos.

Tipos y principio de funcionamiento.

Los parques eólicos se dividen en tipos de acuerdo con los siguientes cuatro criterios:

1. En la dirección del eje de rotación de las palas.(dividido en horizontal y vertical. Los verticales son más resistentes a las condiciones externas, pero tienen menos generación de energía).
2. Por el número de palas(en este caso, los aerogeneradores son de dos, tres y múltiples palas).
3. Por material utilizado(se distinguen con palas rígidas y de vela. La principal diferencia es que las palas de vela son más baratas, pero son menos duraderas);
4. Por cierto, las cuchillas están controladas.(existen con un paso fijo y variable de las palas. Los expertos recomiendan un paso fijo de las palas, ya que uno variable provoca dificultades en el uso).

A la hora de elegir una central eléctrica, sería recomendable conocer cuál es el principio de funcionamiento de un aerogenerador. El principio de funcionamiento de la instalación es sumamente sencillo. El diseño consta de un vástago con palas montadas en un mástil de metal, que giran con la ayuda del viento y hacen girar el rotor del generador.

Antes de suministrar corriente al compartimento de la batería, pasa por un convertidor, donde la corriente alterna se convierte en corriente continua hasta un voltaje de 220 voltios con una frecuencia de 50 hercios y suministra electricidad a la casa en tiempo tranquilo.

Una turbina eólica moderna no necesita vientos fuertes. Su diseño está tan bien pensado que una velocidad del viento de hasta 4 - 5 m / s es suficiente para una casa privada.

Ventajas y desventajas

Las principales ventajas de los aerogeneradores:

1. Los costos se gastan en la instalación y el mantenimiento del dispositivo. No se requieren más gastos ya que la estructura no necesita combustible para funcionar.
2. No es necesario controlar e interferir con el funcionamiento del molino de viento., ya que la generación de energía ocurre siempre que hay viento.
3. Según el tipo de generador, no hará ruido innecesario.
4. El dispositivo es adecuado para la mayoría de las condiciones climáticas.
5. El desgaste de las piezas es insignificante.

Las principales desventajas de un parque eólico:

1. En determinados modos o en caso de instalación incorrecta del mástil, la turbina eólica puede emitir infrasonidos.
2. Mástil alto requiere necesariamente conexión a tierra.
3. La necesidad de profilaxis periódica.
4. Potencial de daño a la luminaria en huracanes, etc.

Elección del tamaño y lugar de colocación.

El tamaño del parque eólico es un tema muy importante para los compradores potenciales. Para determinar el tamaño, debe estudiar cuidadosamente: ¿cuánta energía consume en un mes? La cifra resultante debe multiplicarse por 12 meses.

Entonces, necesitas usar la fórmula: AEO = 1,64 * D * D * V * V * V.

Símbolos que debe conocer al usar la fórmula:

1. AEO- electricidad que usa durante el año.
2. D- el diámetro del rotor, que se indica en metros.
3. V- la velocidad media anual del viento, indicada en m / s.

Por lo tanto, estos cálculos lo ayudarán a determinar qué tamaño de generador necesita en función de su consumo de electricidad.

A la hora de pensar en comprar un parque eólico para tu casa, necesitas estudiar todos los detalles relacionados con el diseño con la mayor precisión posible, ya que depende de cuánto se cumpla tu objetivo.

Al colocar una turbina eólica, debe considerar los siguientes factores:

1. No debe haber árboles cerca de su instalación., varios edificios y otras cosas que podrían interferir con la máxima productividad de su generador.
2. Es mejor instalar la turbina eólica en una estructura construida especialmente., que debe ser un par de metros más alto que los obstáculos ubicados a una distancia de al menos 200 metros.
3. Se recomienda colocar los parques eólicos a una distancia de unos 30-40 metros de los edificios residenciales., ya que crean un cierto ruido que genera malestar.

Además, debes tener en cuenta que no podrás obtener constantemente el mismo resultado de tu parque eólico, ya que condiciones naturales cambiar, en un mismo lugar puede haber diferentes ráfagas de viento, respectivamente, y la cantidad de energía que reciba será dinámica.

Resumen de precios

En la mayoría de los casos, el precio de los parques eólicos depende de su capacidad. En condiciones domésticas, los generadores con una potencia de 5 a 50 kW son suficientes.

Más detalladamente sobre la relación de precios y tipos de generadores:

1. Aerogeneradores con una potencia de 3 kW / 48V- el costo aproximado de 93,000.00 rublos. Estos pueden usarse no solo como una fuente adicional de suministro de energía, sino también como la principal. Dichos modelos pueden proporcionar electricidad a la cabaña.
2. Aerogeneradores con una potencia de 5 kW / 120V- aproximadamente 220,100.00 rublos. Tal estructura podrá proporcionar energía a toda la casa. Puede encender simultáneamente una gran cantidad de electrodomésticos.
3. Aerogeneradores con una potencia de 10 kW / 240V- precios dentro de 414,000.00 rublos. Basta con suministrar energía a una finca o varias casas. Además de los electrodomésticos, puede utilizar fácilmente, por ejemplo, aparatos eléctricos herramientas de construccion todo el dia. Estos generadores se utilizan a menudo en los supermercados para mantener los departamentos y los sistemas de videovigilancia en funcionamiento de forma continua.
4. Aerogeneradores con una potencia de 20 kW / 240V- el precio de dicho dispositivo es de 743,700.00 rublos. Las centrales eléctricas de este tipo son muy potentes. Pueden proporcionar electricidad a todo el sistema de presión de agua. En condiciones domésticas, podrá proporcionar energía a una casa enorme.
5. Aerogeneradores con una potencia de 30 kW / 240V- costo dentro de 961 800,00 rublos. Este modelo es tan poderoso que puede proporcionar electricidad a un edificio de cinco pisos.
6. Aerogeneradores con una potencia de 50 kW / 380V- el precio aproximado es de unos 3.107.000,00 rublos. Este modelo no es racional para uso doméstico, ya que es tan poderoso que puede más que proporcionar energía a varios edificios de varios pisos.

Al comprar una planta de energía doméstica, debe tener en cuenta que, en la mayoría de los casos, los precios se indican para un conjunto completo, pero puede agregar o excluir ciertos componentes usted mismo. Esto depende de su propia discreción.

Eficiencia y retorno de la inversión

Los parques eólicos para el hogar son una solución alternativa al mismo tiempo que ahorran energía. Se han generalizado bastante.

Para proporcionar energía a toda la casa, basta con utilizar un aerogenerador y al mismo tiempo no te limites, ahorrando electricidad.

También es ventajoso que para obtener tal efecto, sea suficiente una velocidad mínima del viento de 1,8 a 4,5 metros por segundo.

Pero las condiciones climáticas no siempre son adecuadas para una turbina eólica, por lo que debe comprar un generador de respaldo para proporcionar una reserva de energía. Esto le dará la oportunidad de aumentar la productividad de su parque eólico doméstico.

Entre los aspectos positivos de la instalación, cabe destacar los siguientes:

1. Haber gastado una gran cantidad en un generador eléctrico., ya no necesita gastar dinero, ya que no se necesita combustible para operar el dispositivo. Es decir, en unos años tu compra podrá amortizar.
2. El rendimiento del aerogenerador no depende de la temporada. u otras condiciones climáticas, su trabajo no para ni siquiera en invierno, lo que sin duda es un plus, ya que en la temporada invernal el consumo energético es mayor que en otras. Este hecho sin duda da testimonio de su eficacia y recuperación.
3. El desgaste de las piezas del generador es insignificante. teniendo en cuenta el mantenimiento periódico del aerogenerador, que es necesario. Con una instalación adecuada y competente, así como el funcionamiento de un parque eólico para su hogar, puede servirle durante más de treinta años, lo que sin duda es un plus importante.

El período de recuperación total de las plantas de energía eólica es de aproximadamente 5-7 años, y luego puede usar la electricidad de forma totalmente gratuita.