Windgenerator für ein Privathaus: Gerät, Typen, Übersicht der besten Angebote

Installationsmöglichkeiten für Windkraftanlagen

Es wird nicht möglich sein, eine konstante Energieproduktion über die Zeit zu erreichen. Dies liegt daran, dass sich die Bedingungen der Natur ständig ändern. Überlegen Sie im Voraus, wo Sie den überschüssigen Strom verwenden können, der bei starkem Wind anfällt.Sie können beispielsweise die Warmwasserbereitung in einem Boiler oder einer elektrischen Heizung für das Haus bereitstellen. Diese Funktion sollte sich bei starkem Wind und leichter Last automatisch einschalten.

Für ein Klima mit langem Winter sind Modelle mit vertikaler Rotoranordnung besser geeignet. Sie können ein solches Gerät auf dem Boden oder auf einem niedrigen Mast installieren. Darüber hinaus kann es mit einer Heizung und einem Boiler direkt an das Stromnetz angeschlossen werden. In diesem Fall können Sie versuchen, auf Wechselrichter und Batterien zu verzichten. Meistens kann ein solches Verbindungsschema ohne Beteiligung von Drittorganisationen mit eigenen Händen implementiert werden. Ein solcher Windgenerator kann zur Bereitstellung von Wärme dienen.

Sie sollten auch einige Probleme lösen, die mit dem Betrieb der Windmühle verbunden sind:

Erstens, das Vorhandensein von Rauschen. Dies wird Ihren Nachbarn wahrscheinlich nicht gefallen, außerdem kann Infraschall unangenehm zu hören sein. Um diese Funktion zu beseitigen, installieren Sie das Gerät so weit wie möglich von Wohngebäuden entfernt;
zweitens das obligatorische Vorhandensein von Erdung und Blitzschutz sowie einer Signalanlage für die Luftfahrt am höchsten Punkt der Struktur

Bitte beachten Sie, dass während des Betriebs Vibrationen erzeugt werden. Das bedeutet, dass der Mast nicht mit anderen Gegenständen in Berührung kommen darf;
drittens der Generator selbst und andere Teile des Systems

Batterien und Wechselrichter müssen regelmäßig gewartet und systematisch ausgetauscht werden. Auch der Mast muss rechtzeitig gestrichen, inspiziert und gepflegt werden;
viertens besteht die Möglichkeit von Schäden während einer Vereisung oder eines starken Orkans.

Eine regelmäßige Pflege der Windkraftanlage sichert die lange Lebensdauer dieses Helfers.

Welche Klingenform ist optimal

Eines der Hauptelemente einer Windkraftanlage ist ein Satz Blätter. Es gibt eine Reihe von Faktoren, die mit diesen Details verbunden sind und die Effizienz einer Windmühle beeinflussen:

• das Gewicht;
• die Größe;
• die Form;
• Material;
• Menge.

Wenn Sie sich entscheiden, Flügel für eine selbstgebaute Windmühle zu entwerfen, sollten Sie alle diese Parameter berücksichtigen. Einige glauben, dass je mehr Flügel am Propeller des Generators vorhanden sind, desto mehr Windkraft kann gewonnen werden. Mit anderen Worten, je mehr desto besser.

Dies ist jedoch nicht der Fall. Jedes einzelne Teil bewegt sich gegen den Luftwiderstand. Daher erfordert eine große Anzahl von Blättern an einem Propeller mehr Windkraft, um eine Umdrehung zu vollenden. Darüber hinaus können zu viele breite Flügel die Bildung der sogenannten "Luftkappe" vor dem Propeller verursachen, wenn der Luftstrom nicht durch das Windrad strömt, sondern um dieses herumgeht.

Die Form ist sehr wichtig. Es kommt auf die Drehzahl der Schraube an. Schlechte Strömung verursacht Wirbel, die das Windrad verlangsamen

Am effizientesten ist eine Einblatt-Windkraftanlage. Aber es mit eigenen Händen zu bauen und auszubalancieren ist sehr schwierig. Das Design ist unzuverlässig, wenn auch mit einem hohen Wirkungsgrad. Nach den Erfahrungen vieler Benutzer und Hersteller von Windmühlen ist das dreiblättrige Modell das optimalste Modell.

Das Gewicht der Klinge hängt von ihrer Größe und dem Material ab, aus dem sie hergestellt wird. Die Größe muss sorgfältig ausgewählt werden und sich an den Berechnungsformeln orientieren. Die Kanten werden am besten so bearbeitet, dass auf einer Seite eine Rundung entsteht und die Gegenseite scharf ist

Die richtig ausgewählte Blattform für eine Windkraftanlage ist die Grundlage für ihre gute Arbeit.Für Selbstgemachtes eignen sich folgende Optionen:

• Segeltyp;
• Flügeltyp.

Segelartige Blätter sind einfache breite Streifen, wie bei einer Windmühle. Dieses Modell ist am offensichtlichsten und am einfachsten herzustellen. Allerdings ist ihr Wirkungsgrad so gering, dass diese Form in modernen Windkraftanlagen praktisch nicht mehr verwendet wird. Der Wirkungsgrad beträgt in diesem Fall etwa 10-12%.

Eine viel effizientere Form sind Flügelprofilschaufeln. Hier spielen die Prinzipien der Aerodynamik eine Rolle, die riesige Flugzeuge in die Luft heben. Eine Schraube dieser Form lässt sich leichter in Bewegung setzen und dreht sich schneller. Der Luftstrom verringert den Widerstand, auf den das Windrad auf seinem Weg trifft, erheblich.

Das richtige Profil sollte einem Flugzeugflügel ähneln. Einerseits hat die Klinge eine Verdickung und andererseits einen sanften Abstieg. Luftmassen umströmen einen Teil dieser Form sehr gleichmäßig

Die Effizienz dieses Modells erreicht 30-35%. Die gute Nachricht ist, dass Sie mit einem Minimum an Werkzeug eine geflügelte Klinge mit Ihren eigenen Händen bauen können. Alle grundlegenden Berechnungen und Zeichnungen lassen sich problemlos an Ihr Windrad anpassen und Sie können sich ohne Einschränkungen an kostenloser und sauberer Windenergie erfreuen.

Funktionsprinzip

Horizontales Windmühlenmodell

Unter dem Einfluss der Windkraft beginnen sich die Blätter des Geräts zu drehen, die den Rotor antreiben. Dank der Statorwicklung wird die entstehende mechanische Energie in elektrischen Strom umgewandelt. Unter Einwirkung der Rotationskraft wird die entstehende Elektrizität in der Batterie gespeichert.

Die erhaltene Energiemenge hängt direkt von der Stärke des Windes ab - je stärker er weht, desto mehr Strom wird in der Batterie gespeichert.

Bei Drehungen dreht sich auch die Achse, die mit dem Hauptrotor verbunden ist. Darauf sind 12 Magnete befestigt, die sich im Stator drehen. Dadurch entsteht ein elektrischer Wechselstrom mit der gleichen Frequenz, wie er in den Steckdosen fließt.

Der entstehende Wechselstrom kann über weite Strecken übertragen, aber nicht gespeichert werden. Daher muss er in Gleichstrom umgewandelt werden. Der Prozess wird mittels einer internen elektronischen Schaltung in der Turbine durchgeführt.

Bremssystem der Messerrotation

Damit das Gerät auch bei starkem Luftdruck nicht ausfällt, ist es mit einem speziellen Bremssystem ausgestattet. Induzierten früher bewegliche Magnete Strom in den Wicklungen, wird diese Kraft jetzt dazu verwendet, die rotierenden Magnete anzuhalten. Dazu wird ein Kurzschluss erzeugt, bei dem die Bewegung des Rotors verlangsamt wird. Der resultierende Widerstand verlangsamt die Rotation der Magnete.

Das Design der Windkraftanlage und der Komponenten

Bei Windstärken über 50 km/h verlangsamen die Bremsen automatisch die Drehung des Rotors. Wenn die Luftgeschwindigkeit 80 km / h erreicht, stoppt das Bremssystem die Blätter vollständig. Alle Teile der Turbine sind darauf ausgelegt, die Nutzung der Luftenergie zu maximieren. Wenn der Wind weht, drehen sich die Flügel und der Generator wandelt ihre Bewegung in Strom um. Durch eine doppelte Energieumwandlung erzeugt die Turbine Strom aus der üblichen Bewegung von Luftmassen.

Äußerlich ähnelt der Windgenerator einer Wetterfahne – er ist in die Richtung gerichtet, aus der der Wind weht

Dieses Gerät ist nicht nur unter extremen Bedingungen, sondern auch im normalen Alltag sehr nützlich.Häufig werden Windkraftanlagen in Sommerhäusern oder in Siedlungen eingesetzt, in denen es regelmäßig zu Stromausfällen kommt. Eine selbstgebaute autonome Stromquelle hat folgende Vorteile:

• Installation ist umweltfreundlich;
• Nachtanken ist nicht erforderlich;
• es fällt kein Abfall an;
• das Gerät arbeitet sehr leise;
• hat eine lange Lebensdauer.

Alle Windgeneratoren arbeiten auf die gleiche Weise. Zunächst wird die vom Winddruck erhaltene Wechselspannung in Gleichstrom umgewandelt. Dadurch wird der Akku aufgeladen. Der Wechselrichter erzeugt dann wieder Wechselstrom. Dies ist notwendig, damit die Glühbirnen leuchten; Kühlschrank, Fernseher usw. funktionierten Dank des Akkus können Sie Elektrogeräte auch bei ruhigem Wetter nutzen. Außerdem bleibt bei starken Windböen die Spannung im Netz stabil.

Auswahl der Windturbinengröße

Sie müssen die Größe dieser Installation basierend auf der gewünschten Strommenge und Windgeschwindigkeit sowie ihrer Dichte in Ihrer Region auswählen. Es muss sofort klargestellt werden, dass die Leistungsberechnung für einen fabrikgefertigten Windgenerator durchgeführt wird, der nicht aus improvisierten Teilen von Hand hergestellt wird.

Die Strommenge, die Sie benötigen, können Sie auf die Rechnungen des letzten Jahres klopfen oder eine beliebige (Wunsch-)Menge entnehmen.

Windgeschwindigkeit und -dichte finden Sie im Internet, zum Beispiel auf der Website des Wetterdienstes. Ich werde in diesem Artikel keine Zahlen angeben, da es viele Regionen gibt und sich das Klima in den letzten Jahren sehr schnell verändert hat.

Es gibt mehrere Formeln

eines.Am einfachsten und verständlichsten für den Durchschnittsmenschen können die erhaltenen Daten jedoch einen gewissen Fehler aufweisen. Damit lässt sich ein kinetischer Windgenerator mit horizontaler Welle berechnen:

AEO = 1,64 * D*D * V*V*V

Wo:

• AEO ist der Strom, den Sie in einem Jahr erhalten möchten.
• D ist der Durchmesser des Rotors, der in Metern angegeben wird.
• V ist die durchschnittliche jährliche Windgeschwindigkeit, angegeben in m/s.

2. Eine komplexere Formel, die von Unternehmen, die sich mit dem Verkauf und der Installation solcher Geräte auf professioneller Ebene befassen, für ihre Berechnungen verwendet wird.

P = V3 * ρ * S

Wo:

• V ist die Windgeschwindigkeit in Metern pro Sekunde.
• ρ – Luftdichte, Maßeinheit – ​​kg/m3
• S ist die Fläche der Lamellen, auf die der Luftstrom bläst, die Maßeinheit ist m2 (sollte laut technischer Beschreibung des Herstellers betrachtet werden).
• P - Die erreichbare kW-Zahl.

Rechenbeispiel P = 53 * 1,25 * 33 = 5156 W

Die Effizienz der Stromerzeugung hängt direkt vom Durchmesser der Rotorblätter ab, die ungefähre Leistung können Sie der folgenden Tabelle entnehmen.

Diese Tabelle zeigt die ungefähren Daten, die in Abhängigkeit vom Durchmesser des Rotors, der Installationshöhe der Windenergieanlage und der Windgeschwindigkeit erhalten werden können.

Maximal erzeugte Leistung, kW	Rotordurchmesser, m	Masthöhe, m	Windgeschwindigkeit m/s
0,55	2,5	6	8
2,6	3,2	9	9
6,5	6,4	12	10
11,2	8	12	10
22	10	18	12

3. Bei vertikalem Rotor (Achse) muss mit einer anderen Formel gerechnet werden.

P=0,6*S*V^3

Wo:

• P– Leistung Watt
• S- Arbeitsbereich der Klingen qm
• V^3– Windgeschwindigkeit in Kubik m/s

Eine komplexere, aber genauere Formel

P*= krV 3S/2, .

Wo:

• r - Luftdichte,
• v ist die Strömungsgeschwindigkeit in m/s.
• S - Durchflussfläche in Quadratmetern
• k — Wirkungsgrad der Windenergieanlage im Wert 0,2-0,5

Bei der Auswahl einer Windmühle müssen Sie auf die vom Hersteller empfohlene Windgeschwindigkeit achten. In der Regel haben Installationen für den privaten Gebrauch einen solchen Bereich: 2-11 Mps.

Welche Windkraftanlagen sind am effizientesten

Horizontal

vertikal

Am beliebtesten ist diese Art von Ausrüstung, bei der die Rotationsachse der Turbine parallel zum Boden verläuft. Solche Windkraftanlagen werden oft als Windmühlen bezeichnet, bei denen sich die Flügel gegen die Windströmung drehen. Das Design des Geräts umfasst ein System zum automatischen Scrollen des Kopfes. Es ist erforderlich, die Windströmung zu finden. Außerdem wird eine Vorrichtung benötigt, um die Schaufeln zu drehen, damit auch mit geringer Kraft Strom erzeugt werden kann. Der Einsatz solcher Geräte ist in Industriebetrieben sinnvoller als im Alltag. In der Praxis werden sie häufiger zur Erstellung von Windparkanlagen verwendet.

Vorrichtungen dieser Art sind in der Praxis weniger effektiv. Die Rotation der Turbinenschaufeln erfolgt parallel zur Erdoberfläche, unabhängig von Windstärke und -vektor. Auch die Richtung der Strömung spielt keine Rolle, bei jedem Aufprall rollen die Rotationselemente dagegen. Dadurch verliert der Windgenerator einen Teil seiner Leistung, was zu einer Verringerung der Energieeffizienz der gesamten Anlage führt. Aber in Bezug auf Installation und Wartung sind Geräte, bei denen die Lamellen vertikal angeordnet sind, besser für den Heimgebrauch geeignet. Dies liegt daran, dass die Getriebebaugruppe und der Generator am Boden montiert sind. Zu den Nachteilen solcher Geräte gehören eine teure Installation und erhebliche Betriebskosten.Für die Montage des Generators ist ausreichend Platz erforderlich. Daher ist die Verwendung von vertikalen Geräten in kleinen privaten Betrieben besser geeignet.

Zweiflügelig	Dreiflügelig	mehrblättrig
Diese Art von Einheiten ist durch das Vorhandensein von zwei Rotationselementen gekennzeichnet. Diese Option ist heute praktisch ineffizient, aber aufgrund ihrer Zuverlässigkeit weit verbreitet.	Diese Art von Ausrüstung ist die häufigste. Dreiblattaggregate werden nicht nur in Landwirtschaft und Industrie, sondern auch in Privathaushalten eingesetzt. Diese Art von Ausrüstung hat aufgrund ihrer Zuverlässigkeit und Effizienz an Popularität gewonnen.	Letzteres kann 50 oder mehr Rotationselemente aufweisen. Um die Erzeugung der erforderlichen Strommenge sicherzustellen, ist es nicht erforderlich, die Schaufeln selbst zu drehen, sondern sie auf die erforderliche Drehzahl zu bringen. Das Vorhandensein jedes zusätzlichen Rotationselements erhöht den Parameter des Gesamtwiderstands des Windrads. Infolgedessen wird die Leistung des Geräts bei der erforderlichen Drehzahl problematisch. Karussellvorrichtungen, die mit mehreren Flügeln ausgestattet sind, beginnen sich bei einer geringen Windstärke zu drehen. Relevanter ist ihr Einsatz aber dann, wenn das Scrollen selbst eine Rolle spielt, beispielsweise wenn Wasser gepumpt werden muss. Um die Erzeugung einer großen Energiemenge effektiv sicherzustellen, werden Mehrblatteinheiten nicht verwendet. Für deren Betrieb ist der Einbau einer Getriebevorrichtung erforderlich. Dies verkompliziert nicht nur das gesamte Design der Ausrüstung als Ganzes, sondern macht sie auch weniger zuverlässig im Vergleich zu zwei- und dreiblättrigen.

Mit harten Klingen

Segeleinheiten

Die Kosten für solche Einheiten sind aufgrund der hohen Produktionskosten von Rotationsteilen höher.Aber im Vergleich zu Segelausrüstung sind Generatoren mit starren Flügeln zuverlässiger und haben eine lange Lebensdauer. Da die Luft Staub und Sand enthält, sind die rotierenden Elemente einer hohen Belastung ausgesetzt. Wenn das Gerät unter stabilen Bedingungen betrieben wird, muss der Korrosionsschutzfilm, der an den Enden der Schaufeln angebracht ist, jährlich ausgetauscht werden. Ohne dies beginnt das Rotationselement mit der Zeit seine Arbeitseigenschaften zu verlieren.

Diese Art von Klingen ist einfacher herzustellen und kostengünstiger als Metall oder Fiberglas. Aber Einsparungen bei der Herstellung können in Zukunft zu erheblichen Kosten führen. Bei einem Windraddurchmesser von drei Metern kann die Geschwindigkeit der Blattspitze bis zu 500 km/h betragen, wenn die Geräteumdrehungen bei etwa 600 pro Minute liegen. Dies ist selbst für starre Teile eine ernsthafte Belastung. Die Praxis zeigt, dass die Rotationselemente an Segelausrüstungen oft gewechselt werden müssen, besonders wenn die Windstärke hoch ist.

Entsprechend der Art des Drehmechanismus können alle Einheiten in mehrere Typen unterteilt werden:

• orthogonale Darier-Vorrichtungen;
• Einheiten mit einer Savonius-Rotationsbaugruppe;
• Geräte mit vertikal-axialer Bauform der Einheit;
• Ausrüstung mit einem spiralförmigen Drehmechanismus.

Vor- und Nachteile der Technik

Der Windgenerator ist während des Betriebs laut, daher sollte der Abstand zum Wohngebäude mindestens 30 m betragen. Außerdem ist es erforderlich, dass Bäume und Gebäude den Windstrom nicht daran hindern, in die Windradflügel einzudringen.

Die Vorteile der Installation des Geräts umfassen Folgendes:

• Nach der Installation der Ausrüstung müssen Sie keinen Kraftstoff kaufen. Ausgaben werden nur für Wartung und vorbeugende Wartung anfallen.
• Es wird in den meisten Klimaregionen, insbesondere in abgelegenen nördlichen Regionen mit konstant wehenden Winden, mit ausreichender Windlast versorgt.
• Die Windmühle arbeitet automatisch und muss nicht ständig überprüft werden. Und der Raum mit Steuergeräten und Batterien befindet sich an einem geeigneten Ort für die Wartung.

Nachteile von Windgeneratoren:

• Bei falscher Montage des Mastes erzeugt das Gerät gesundheitsschädlichen Infraschall.
• Stellen Sie sicher, dass Sie eine Erdung installieren, um sich während eines Gewitters vor Blitzschlag zu schützen.
• Vereisung der Blätter bei feuchtem Frostwetter und Beschädigung bei starken Windböen.
• Wenn der Generator ausfällt, muss der Mast gekippt oder hochgeklettert werden, um ihn zu reparieren.

Das Fundament des Mastes muss seine Stabilität bei starken Windböen gewährleisten. Die Schutzbremse des Generators erlaubt es nicht, bei Windböen eine hohe Rotationsgeschwindigkeit der Blätter zu entwickeln.

Industrielle Windkraftanlagen: ein Vorbild

Es ist kein Geheimnis, dass Sie mit alternativen Energien Strom buchstäblich aus dem Wind gewinnen können. In Europa nehmen industrielle Windkraftanlagen riesige Flächen ein und arbeiten zum Wohle der Menschen autonom.

Sie sind riesig, befinden sich in Gebieten, die allen Winden ausgesetzt sind, und überragen Bäume und lokale Objekte.

Und die Windmühlen sind mit Abstand voneinander installiert. Daher können versehentliche Ausfälle und Schäden an einem Nachbargebäude nicht beschädigt werden.

Wir werden diese Prinzipien zur Herstellung von Windgeneratoren als Grundlage für die Entwicklung von selbstgebauten Geräten nehmen. Sie sind nach wissenschaftlichen Erkenntnissen erstellt, bereits lange erprobt und arbeiten effektiv.

Beginnen wir mit einer Analyse der Merkmale des Gebiets, in dem wir einen Windpark errichten möchten.

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Windgeneratoren für zu Hause sind keine Seltenheit mehr

Windkraftanlagen werden seit langem im industriellen Maßstab eingesetzt. Die Komplexität des Designs sowie die Komplexität seiner Installation ermöglichten es jedoch nicht, diese Geräte in Privathaushalten wie Sonnenkollektoren zu verwenden.

Mit der Entwicklung der Technologie und der steigenden Nachfrage nach "grüner Energie" hat sich die Situation jedoch geändert. Die Hersteller haben die Produktion von kleinen Anlagen für den privaten Sektor gestartet.

Arbeitsprinzip

Der Wind dreht die auf der Generatorwelle montierten Rotorblätter. Durch Rotation in den Wicklungen wird ein Wechselstrom erzeugt. Um die Drehzahl und dementsprechend die erzeugte Energiemenge zu erhöhen, kann ein Untersetzungsgetriebe (Getriebe) verwendet werden. Es kann bei Bedarf auch die Rotation der Klingen vollständig blockieren.

Der entstehende Wechselstrom wird mit einem Wechselrichter in direkte 220 W umgewandelt. Dann geht es zum Verbraucher oder über den Laderegler zu den Batterien zur Akkumulation.

Ein vollständiges Diagramm des Betriebs der Anlage von der Energieerzeugung bis zum Verbrauch.

Arten von Windkraftanlagen und welche ist besser für ein Privathaus

Im Moment gibt es zwei Arten dieses Designs:

1. Mit horizontalem Rotor.
2. Mit vertikalem Rotor.

Der erste Typ mit horizontalem Rotor. Dieser Mechanismus gilt als der effektivste. Der Wirkungsgrad liegt bei etwa 50 %. Der Nachteil ist die Notwendigkeit einer Mindestwindgeschwindigkeit von 3 m pro Sekunde, das Design erzeugt viel Lärm.

Für maximale Effizienz ist ein hoher Mast erforderlich, was wiederum die Installation und weitere Wartung erschwert.

Der zweite Typ mit senkrecht. Ein Windgenerator mit vertikalem Rotor hat einen Wirkungsgrad von nicht mehr als 20 %, während eine Windgeschwindigkeit von nur 1-2 m pro Sekunde ausreicht. Gleichzeitig arbeitet es viel leiser, der Geräuschpegel beträgt nicht mehr als 30 dB und ohne Vibration. Benötigt keinen großen Platz zum Arbeiten, ohne an Effizienz zu verlieren.

Die Installation erfordert keinen hohen Mast. Geräte können auch mit eigenen Händen auf dem Dach des Hauses montiert werden.

Das Fehlen eines Anemometers und eines Drehmechanismus, der bei dieser Konstruktion überhaupt nicht benötigt wird, macht diese Art von Windgenerator im Vergleich zur ersten Option billiger.

Videobewertung

Welche Einstellung wählen?

Bevor Sie diese Frage beantworten, müssen Sie Ihre Anforderungen, finanziellen Möglichkeiten und betrieblichen Prioritäten verstehen.

Wenn Sie die meiste Leistung erhalten möchten und bereit sind, Geld für die regelmäßige Wartung des Generators auszugeben, wählen Sie die erste Option. Indem Sie einmal in einen Hochmast investieren und alle 5-10 Jahre für Lager oder Ölwechsel bezahlen, erhalten Sie vollständige Energieunabhängigkeit, und selbst wenn Sie in der Ukraine oder in EU-Ländern leben, können Sie überschüssigen Strom verkaufen.

Der hohe Geräuschpegel dieser Station erfordert die Wahl eines Standorts, der möglichst weit von Wohngebäuden entfernt ist. Auch dieser Punkt muss berücksichtigt werden, denn Infraschall wird von Ihren Nachbarn nicht unbemerkt bleiben.

Um eine gleichwertige Leistung in Bezug auf die erste Option zu erhalten, müssen 3 Windenergieanlagen dieses Typs geliefert werden. Preislich kommt man aber in etwa auf die gleiche Menge (Selbstmontage vorbehalten).

Videobewertung eines Experten auf dem Gebiet alternativer Energiequellen

Berechnung der Windgeneratorleistung

Um die erforderliche Leistung der Windkraftanlage zu ermitteln, müssen Sie eine Liste aller Stromverbraucher im Haus erstellen, von Glühbirnen über Kühlschränke bis hin zu Klimaanlagen. Wenn sie ihre Parameter zusammenfassen, erhalten sie die volle Leistung der Energieverbraucher im Haus. Aber die tatsächlichen Energiekosten werden selbst in Spitzenzeiten geringer sein, weil niemand alle Geräte gleichzeitig einschaltet.

Schließlich müssen Sie die Betriebszeit bestimmter Geräte ungefähr ermitteln, um die monatliche Ressource zu Hause zu berechnen. Um den Bedarf eines Cottages zu decken, ist in der Regel eine Windkraftanlage mit einer Leistung von 5-6 kW erforderlich, während für ein kleines Cottage-Dorf eine Anlage mit einer Leistung von 10-25 kW ausreicht.

Darüber hinaus gibt es eine Unterklasse von Geräten, die Mikrowindgeneratoren genannt werden. Ihre Leistung beträgt weniger als 1 kW und sie eignen sich zur Stromversorgung landwirtschaftlicher Betriebe, zur Stromversorgung eines autonomen Wasserversorgungssystems usw.

Bei Strommangel arbeitet der Windgenerator perfekt mit Solarmodulen zusammen. Solche Systeme werden Hybrid-Wind-Solar-Systeme genannt. Es ist möglich, den Windgenerator mit einem Dieselgenerator zu ergänzen. Solche komplexen Installationen sind aufgrund einer Reihe von Faktoren zuverlässig:

Eine Windmühle mit eigenen Händen bauen und installieren

Beispiel Turbinenfertigung

Herstellung eines vertikalen Rotors für Windkraftanlagen

Sie können keine Batterien als Energiespeicher verwenden, aber wenn sie verfügbar sind, wird der Betrieb stabil sein. Ein obligatorischer Bestandteil ist ein Wechselrichter, der die Energie in die erforderliche Spannung von 220 V umwandelt. Es ist notwendig, eine kleine Wetterfahne mit einem Drehmechanismus herzustellen. Der Propeller ist am Mast befestigt, denn in der Höhe gibt es mehr Möglichkeiten, Luftströmungen zu finden.Die Abstützung muss zuverlässig sein und der Belastung durch Wind standhalten.

So schließen Sie Statorspulen an

Schema eines mehrblättrigen Rotors

Es ist notwendig, einen Neodym-Generator zu finden und zu kaufen, mit dem Sie Windenergie entfernen können. Die Schraube kann sowohl segelnd als auch rotierend sein. Um alles zusammenzubauen und auf einer Stütze zu installieren, müssen Sie einen Betonsockel herstellen, der es sicher hält. Mit Dehnungsstreifen müssen Sie den Mast in einer vertikalen Position fixieren.

Eine der Optionen zum Vorbereiten einer Karkasse aus Reifen zum Gießen von Beton

Damit Ihnen das Gerät lange Dienste leistet, müssen Sie rechtzeitig Wartungen durchführen und verschlissene Teile austauschen.

Windgenerator mit einem dreiblättrigen horizontalen Rotor

Übersicht beliebter Modelle

Bevor gängige Modelle von Windkraftanlagen in Betracht gezogen werden, ist es notwendig, ihre Parameter und Auswahlkriterien für die beschriebenen Produkte zu verstehen. Die wichtigsten Auswahlkriterien sind:

• maximale Leistung des Produkts;
• Menge der produzierten Energie für 1 Monat;
• die minimale Luftgeschwindigkeit, bei der der Generator betrieben werden kann;
• Nutzungsbedingungen;
• das Vorhandensein von Geräten, die die Installation vor Überlastung schützen;
• Lebensdauer;
• Produktpreis.

Heute werden Windgeneratoren in vielen Ländern hergestellt, darunter auch in Russland. Sie werden von mehreren Organisationen produziert:

• GmbH „SKB Iskra“;
• ZAO Windenergieunternehmen;
• LMV „Windenergie“;
• CJSC "Agregat-privod".

In Russland hergestellte Einheiten sind in anderen Ländern nicht so bekannt und gefragt wie Rotationsmodelle aus deutscher, dänischer, chinesischer und belgischer Produktion.Die weltweit führenden Hersteller von Windkraftanlagen geben riesige Summen für die Entwicklung neuer Arten von Rotorblättern, Generatoren und präzisen Übersetzungsberechnungen aus. Die Produkte dieser Unternehmen haben eine große Auswahl an Leistungen von 1-10 kW und Zusatzausstattung, die separat erworben werden kann (Sets mit Hub, Wechselrichter, Batterien). Neben der Leistung gibt es Unterschiede im Preis und in den Komponenten. Russische Unternehmen produzieren Windgeneratoren mit verschiedenen Rotortypen und Geräten mit maximaler Leistung. Die folgenden Modelle der neuen Generation gelten als die meistverkauften Produkte.

VUE-1.5. Dies ist eine kompakte Einheit, die von jedem Fahrzeug transportiert werden kann. In Installation und Betrieb ist es einfach und unkompliziert. Dieser kleine Generator ist praktisch geräuschlos. Er hat eine Nennleistung von 1,5 kW. Ausgangsspannung 48 V. Windgeschwindigkeit für den Normalbetrieb sollte im Bereich von 2,5-25 m/s liegen.

Klingen schrittweise erstellen

Beachten Sie beim Entwerfen der Messer selbst Folgendes:

1. 1. Zuerst müssen Sie sich für die Form der Klinge entscheiden. Für eine Windkraftanlage vom horizontalen Typ für den Hausgebrauch ist die Blattform besser. Aufgrund seiner Struktur hat es einen geringeren Luftwiderstand. Dieser Effekt wird durch den Unterschied in der äußeren und inneren Oberfläche des Elements verursacht, sodass an den Seiten ein Unterschied im Luftdruck besteht. Die Segelform hat mehr Luftwiderstand und ist daher weniger effizient.

Als nächstes müssen wir die Anzahl der Klingen bestimmen. Für Gelände mit konstantem Wind können schnelllaufende Windkraftanlagen eingesetzt werden.Für einen maximalen Motorstart solcher Geräte reichen 2-3 Klingen aus. Wenn ein solches Gerät in einer ruhigen Gegend verwendet wird, ist es wirkungslos und steht bei ruhigem Wetter einfach still. Ein weiterer Nachteil von dreiflügeligen Windkraftanlagen ist der hohe Geräuschpegel, der an einen Hubschrauber erinnert. Diese Installation wird nicht in der Nähe von dicht besiedelten Häusern empfohlen.

Interessanterweise kann mit den richtigen Berechnungen eine Windkraftanlage mit einem, zwei oder drei Flügeln erfolgreich Strom erzeugen. Und mit einem einzigen Blatt funktioniert das Gerät bei jeder noch so kleinen Windgeschwindigkeit!

Berechnung der Ausgangsleistung von Windkraftanlagen. Der genaue Wert kann nicht errechnet werden, da die Leistung direkt von Wetter und Windbewegung abhängt. Es besteht jedoch ein direkter Zusammenhang zwischen dem Durchmesser der Windkraftanlage, der Anzahl der Blätter und der Leistung der Ausrüstung.

Wenn Sie die Tabellendaten und die Beziehung zwischen ihnen verstehen, können Sie die Leistung des zukünftigen Designs beeinflussen, indem Sie das richtige Schrägzahnrad erstellen.

Wahl des Klingenmaterials. Die Auswahl an Materialien für die Herstellung von Klingen ist ziemlich groß: PVC-Glasfaser, Aluminium usw. Jede von ihnen hat jedoch ihre eigenen Vor- und Nachteile. Schauen wir uns die Materialauswahl genauer an.

PVC-Klingen - Rohre.

Durch die Wahl der richtigen Größe und Dicke der Rohre ist das resultierende Rad sehr langlebig und effizient.

Bitte beachten Sie, dass bei starken Windböen Kunststoff mit zu geringer Dicke der Belastung nicht standhalten und in kleine Stücke zerfallen kann.

Um die Struktur zu schützen, ist es besser, die Länge der Blätter zu reduzieren und die Anzahl der Blätter auf 6 zu erhöhen. Nur eine Röhre reicht aus, um diese Detailgenauigkeit zu erhalten.

Um Fehler bei unabhängigen Berechnungen zu vermeiden, ist es besser, eine fertige Vorlage zu verwenden, die im Internet leicht zu finden ist. Denn ohne Spezialkenntnisse in diesem Bereich geht es nicht.

Nach dem Schneiden des Rohrs müssen die resultierenden Elemente an den Kanten geschliffen und abgerundet werden. Um die Klingen zu verbinden, wird ein hausgemachter Stahlknoten mit ausreichender Dicke und Festigkeit hergestellt.

Aluminiumklingen

Diese Klinge ist stärker und schwerer, was bedeutet, dass die gesamte Struktur der Gewindeverbindung stärker und stabiler sein muss.

Auch das anschließende Auswuchten des Rades sollte mit mehr Sorgfalt behandelt werden.

Nach dieser Vorlage werden aus einem Aluminiumblech 6 identische Elemente ausgeschnitten, an deren Innenseite Gewindebuchsen zur weiteren Befestigung angeschweißt werden müssen.

Schweißen Sie die Bolzen an den Stecker, der an den an den Messern vorbereiteten Hülsen befestigt wird.

Um die aerodynamischen Eigenschaften eines solchen Flügels zu verbessern, muss er richtig geformt sein. Dazu muss es in eine flache Rinne gerollt werden, sodass zwischen der Achse der Schnecke und der Längsachse des Werkstücks ein Winkel von 10 Grad entsteht.

Glasfaserblätter

Der Vorteil dieses Materials ist das optimale Verhältnis von Gewicht und Festigkeit in Kombination mit aerodynamischen Eigenschaften. Die Arbeit mit Glasfaser erfordert jedoch besondere Fähigkeiten und hohe Professionalität, daher ist es sehr schwierig, ein solches Produkt zu Hause herzustellen.

Daraus lässt sich schlussfolgern, dass das am besten geeignete Material für die Selbstmontage einer Windkraftanlage das Material ist. PVC Rohr. Es vereint Stärke, Leichtigkeit und gute aerodynamische Eigenschaften. Und es ist ein sehr zugängliches Material, und selbst ein Anfänger wird in der Lage sein, die Arbeit zu erledigen.

In diesem Video lernen Sie, wie Sie Windturbinenblätter mit Ihren eigenen Händen herstellen:

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Die Vogelscheuche ist ein vertrauter Teil der Landschaft. Sein Hauptzweck ist es, es vor unersättlichen Vögeln zu schützen. Doch die oft lieblos aus improvisierten Materialien gebaute Figur verscheucht nicht nur Vögel, sondern verdirbt auch das Erscheinungsbild der Umgebung. Inspiriert von den Ideen der Gärtner und den Fotos in diesem Artikel können Sie Ihre eigene Vogelscheuche basteln, die nicht nur Vögel vertreibt, sondern auch ästhetisch ansprechend ist.

Die Kosten für Windkraftanlagen

Die Preise für Windgeneratoren sind recht hoch. Dies sind sperrige Strukturen, die aus teurem Material hergestellt sind. Komplett mit Batterien, Controller, Wechselrichter und Mast.

Das Kit kann bestehen aus: 1 - der Windkraftanlage selbst, 2 - Mast, 3 - Fundament, 4 - Batterie-Kit, 5 - Wechselrichter, 6 - Steuerung, sowie Kabeln, Steckern, Gestell, Dieselgenerator und anderen erforderlichen Verbrauchsmaterialien Installation

Technische Eigenschaften von Windkraftanlagen wirken sich auch auf die Kosten aus.

1. Am einfachsten ist ein Generator mit geringer Leistung bis 300 Watt. Erzeugt Energie mit einer Windstärke von 10-12 m/s. Ein Satz der einfachsten Windmühle mit nur einem Controller kostet ab 15.000 Rubel. In einer Konfiguration mit Wechselrichter, Batterie und Mast erreicht der Preis 50.000 Rubel.
2. Generatoren mit einer deklarierten Leistung von 1 kW. Bei schwachem Wind wird im Durchschnitt Energie von 30-100 kW pro Monat erzeugt. Für ein großes Haus mit hohem Stromverbrauch empfiehlt es sich, zusätzlich Diesel- und Benzingeräte zu verwenden. An Tagen mit völliger Windstille laden sie auch Batterien auf. Ein solcher Windgenerator kostet ab 150.000 Rubel.Es kommt auf 300-400 Tausend Rubel mit einem vollständigeren Set.
3. Der Stromverbrauch in einem großen Haus mit Hinterhoffarm erfordert eine 3-5-kW-Windmühle. Genügend Batterien, stärkerer Wechselrichter, Controller, hoher Mast. Ein Set kostet zwischen 300.000 Rubel und einer Million.

Wenn das Haus auch mit Wind beheizt wurde, muss die Anlage mit einer Leistung von 10 kW gewählt werden. Und kümmern Sie sich um zusätzliche Quellen wie Sonnenkollektoren. Möglicherweise benötigen Sie auch einen Gasgenerator. Es hängt alles davon ab, wie viel Energie Sie für windstille und bewölkte Tage in Reserve halten müssen.

Windgenerator - was ist das Haushaltsgeräte nach Bedarf. Dieses Diagramm ist sehr vereinfacht. In der Realität werden manchmal Geräte benötigt, die elektrischen Strom umwandeln.

Nach dem Generator ist der Regler in diesem Kreis platziert. Er wandelt Wechselstrom in Gleichstrom um, der die Batterien auflädt. Fast alle Geräte arbeiten nicht mit Gleichstrom, daher benötigen Sie nach der Batterie ein weiteres Gerät - einen Wechselrichter. Dieses Gerät führt den Vorgang in umgekehrter Reihenfolge aus, dh es wandelt Gleichstrom in Wechselstrom mit einer Spannung von 220 V um. Bei solchen Manipulationen treten gewisse Verluste der empfangenen elektrischen Energie auf, die ungefähr 15-20% betragen. Das ist ein großer Teil.

Wenn mehrere Geräte zur Stromerzeugung verwendet werden (eine Windmühle plus Sonnenkollektoren oder ein Kraftstoffgenerator), muss der Stromkreis mit einem Schalter (ATS) ergänzt werden. Es ist erforderlich, dass beim Ausschalten eines der Geräte das andere eingeschaltet wird - das Backup-Gerät.

Horizontale Windkraftanlagen (Flügeltyp)

Verschiedene Modifikationen horizontaler Installationen haben ein bis drei Blätter oder mehr. Daher ist die Effizienz viel höher als bei vertikalen.

Die Nachteile von Windkraftanlagen sind die Notwendigkeit, sie nach der Windrichtung auszurichten. Ständige Bewegung verringert die Rotationsgeschwindigkeit, was die Produktivität verringert.

1. Einzelklinge und Doppelklinge. Unterscheiden sich in hohen Motivkurven. Das Gewicht und die Abmessungen der Anlage sind klein, was die Installation erleichtert.
2. Dreiflügelig. Sie sind auf dem Markt gefragt. Sie können eine Energie von bis zu 7 mW erzeugen.
3. Multi-Blade-Installationen haben bis zu 50 Blades. Sie haben eine große Trägheit. Die Vorteile des Drehmoments werden beim Betrieb von Wasserpumpen genutzt.

Auf dem modernen Markt erscheinen Windkraftanlagen mit anderen Designs als klassische, zum Beispiel Hybridanlagen.

1. Windgenerator, angeordnet wie ein Segelboot

Das scheibenförmige Design treibt unter Luftdruck die Kolben an, die das Hydrauliksystem aktivieren. Dabei wird physikalische Energie in elektrische Energie umgewandelt.

Während des Betriebs macht das Gerät keine Geräusche. Hohe Nennleistungen. Leicht handhabbar.

2. Fliegender Windgeneratorflügel

Wird ohne Mast, Generator, Rotor und Blätter verwendet. Im Vergleich zu klassischen Konstruktionen, die in geringer Höhe mit schwankender Windstärke arbeiten und der Bau hoher Masten aufwändig und teuer ist, hat der „Flügel“ solche Probleme nicht.

Es wird auf eine Höhe von 550 Metern gestartet. Die Stromerzeugung beträgt 1 MW pro Jahr. Der Flügel wird von Makani Power hergestellt.