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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Pequenos geradores eólicos para casa. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de energia alternativa A energia eólica é uma energia ecologicamente correta e inesgotável. As usinas eólicas (moinhos, turbinas eólicas) são usadas para converter a energia eólica em energia elétrica. Moinhos de vento usados para gerar eletricidade vêm em uma variedade de tamanhos. Grandes turbinas eólicas, comumente usadas em parques eólicos (usinas de energia), podem gerar grandes quantidades de eletricidade - centenas de megawatts, que podem ser fornecidos a centenas de residências. Pequenos moinhos de vento, que não produzem mais de 100 kW de eletricidade, são usados em casas particulares, fazendas, lotes domésticos, etc., servem como fonte de eletricidade adicional, ajudam a reduzir o pagamento da principal fonte de eletricidade. Moinhos de vento muito pequenos com uma potência de 20-500 W são usados para recarregar baterias e outras aplicações onde não é necessária uma grande quantidade de eletricidade. Pequenos parques eólicos serão rentáveis se as seguintes condições forem atendidas:
requisitos de vento Se o seu moinho de vento para sua casa será economicamente viável depende principalmente da qualidade do vento. Na maioria dos casos, uma velocidade média anual do vento de 4.0-4.5 m/s (14.4-16.2 km/h) é o mínimo para que uma turbina eólica seja economicamente viável. Na análise do vento, você será ajudado por sites onde são apresentados mapas dos ventos da Rússia e de outros países. Além disso, a estação meteorológica local pode ajudá-lo, onde você pode consultar o arquivo de dados de força do vento. Mas você deve prestar atenção à localização da estação, porque. vários obstáculos - árvores, edifícios, colinas podem causar dados de vento distorcidos. Para uma avaliação mais precisa do vento em sua área, você precisa adquirir dispositivos que medem a velocidade do vento. Isso é especialmente verdadeiro se sua área for montanhosa ou tiver uma paisagem incomum. A parte mais importante de um instrumento de medição da velocidade do vento é o anemômetro. Consiste em um prato giratório de copo (ou pá) montado em um eixo, que é conectado a um mecanismo de medição. As lâminas do anemômetro giram e produzem um sinal proporcional à velocidade do vento. Ao comprar um anemômetro, não será supérfluo adquirir um aparelho que registre as leituras dele, assim como um tripé, suporte, etc., onde será montado. Existem dispositivos digitais mais caros para medir a velocidade do vento. Lá também é usado um anemômetro, mas os dados são enviados para um computador, onde são processados e armazenados. Recentemente, esses dispositivos tornaram-se cada vez mais populares e baratos. Você pode ver um exemplo de dados de velocidade do vento obtidos e exibidos em tempo real no site gdeduet.ru Não importa qual instrumento de medição você usa para estimar a velocidade do vento, mas pelo menos uma vez por ano você deve comparar seus dados com outros. Também é importante colocar o equipamento de medição alto o suficiente para evitar a turbulência criada por árvores, prédios e outras obstruções. A colocação ideal do dispositivo de medição é a sua colocação ao nível do centro do rotor da turbina eólica.
Localização de uma turbina eólica De grande importância é o local onde você vai colocar seu moinho de vento. Lembre-se que você não deve colocá-lo perto de árvores, casas, etc., porque. você não terá todos os benefícios de um moinho de vento. Tenha também em mente que:
Não espere que seu parque eólico gere eletricidade suficiente o tempo todo. A velocidade do vento no mesmo local pode variar muito e, como resultado, a quantidade de eletricidade gerada também variará. E se a força do vento mudar em 10%, a eletricidade gerada mudará em 25%!
Tipos de turbinas eólicas Existem 2 tipos principais de turbinas eólicas: com eixo de rotação horizontal e vertical. Moinhos de vento horizontais devem ser direcionados a favor do vento. Para isso, a chamada "cauda" é fornecida em seu design. Os geradores eólicos verticais funcionam em qualquer direção do vento, mas exigem mais espaço no solo. é necessário fornecer estrias para a estabilidade do moinho de vento.
componentes do parque eólico Os principais componentes de um parque eólico típico são mostrados na figura abaixo.
Eles incluem:
Para turbinas eólicas com eixo de rotação horizontal, é necessário um mastro (as turbinas eólicas verticais geralmente são instaladas diretamente no solo). Existem vários tipos de mastros: mastros estaiados (que são rigidamente fixos), mastros giratórios estaiados (podem ser levantados e abaixados para manutenção e reparo), mastro autônomo sem mastros (são pesados, mas não ocupam muito espaço no chão). Um fator muito importante é a altura do mastro. A energia eólica é proporcional à velocidade do vento à terceira potência (ao cubo). Este. se a velocidade do vento dobrou, então a energia eólica aumentará 8 vezes (2x2x2=8) (Figura 6). A velocidade do vento aumenta com a altura, ou seja, Ao aumentar a altura do mastro, você pode aumentar muito a eficiência energética do moinho de vento.
A altura de instalação recomendada é de 24 a 37 metros. Instalar um moinho de vento a uma altura mais baixa é o mesmo que colocar painéis solares à sombra. Para garantir a segurança, verifique as leis locais sobre as restrições de altura do mastro da turbina eólica. Use um projeto de mastro aprovado pelo fabricante do moinho de vento, caso contrário você poderá anular sua garantia. Certifique-se de aterrar o mastro e fornecer um pára-raios. Para segurança elétrica, seccionadores e disjuntores devem ser usados. Eles também fornecerão acesso seguro ao moinho de vento para manutenção e atualizações. Outros componentes do parque eólico também podem ser necessários. Baterias - será capaz de acumular o excesso de eletricidade do moinho de vento. Mas, como as baterias usam corrente contínua, para convertê-la em corrente alternada, inversor.
Se uma casa, fazenda ou domicílio estiver conectado a um sistema comum de fornecimento de energia, em dias de vento, o excesso de energia pode ser vendido para redes elétricas (irrelevante para o nosso país). E quando o vento está fraco e não há eletricidade suficiente do moinho de vento, você precisará comprar eletricidade da rede elétrica geral. Custo da turbina eólica O custo de um pequeno moinho de vento é de $ 2000 a $ 8000 por 1 kW. No entanto, isso representa apenas 12-48% do custo de todos os componentes do parque eólico: inversores, baterias, carregadores, ATS, etc. Mas a grande vantagem de uma turbina eólica é que, depois de comprá-la, você quase nunca terá que pagar por mais nada, exceto pela manutenção programada. O desempenho de uma turbina eólica é geralmente descrito pelo fabricante como um gráfico de potência versus velocidade do vento.
Um dos problemas na escolha e comparação de turbinas eólicas é a falta de um padrão único para medir a potência de saída.
É mais correto comparar as turbinas eólicas por área e tamanho das pás. Quanto maior a área, mais energia o moinho de vento pode gerar. Dobrando a área dos painéis solares - a potência é dobrada. Também em um gerador eólico - com um aumento na área das pás, a potência de saída aumenta. Se você não conhece a área das pás do moinho de vento, pode comparar pelo diâmetro do rotor. Um ligeiro aumento no diâmetro do rotor leva a um aumento significativo na produção de eletricidade da turbina eólica (veja a figura). Os valores mostrados na figura são indicativos e não devem ser confiáveis, pois A potência gerada por uma turbina eólica depende de muitos outros fatores.
Seleção do tamanho da turbina eólica Para determinar o tamanho apropriado de um moinho de vento, primeiro observe quanta eletricidade você consome por mês. Em seguida, multiplique o valor resultante por 12 meses. A quantidade aproximada de eletricidade gerada por um moinho de vento você pode obter pela fórmula:
Este. você pode escolher o tamanho ideal do gerador eólico que produz a energia necessária para sua casa ou fazenda. E é possível economizar na compra. Relações com vizinhos Muitas pessoas exigem uma atitude cuidadosa com as coisas ao seu redor: paisagem, vista, lugares históricos, silêncio, vizinhos, etc. Certifique-se de conversar com seus vizinhos sobre seus planos de instalar um parque eólico. Além disso, você deve entender que as pessoas têm medo de algo novo e desconhecido. Muitas pessoas pensam que os moinhos de vento prejudicam os pássaros. Mas, na verdade, as portas de correr são mais perigosas para os pássaros do que os pequenos moinhos de vento. Além disso, as turbinas eólicas têm um impacto insignificante na transmissão de rádio e televisão. As pás de todos os moinhos de vento modernos são feitas de fibra de vidro ou madeira. Esses materiais são transparentes às ondas eletromagnéticas. Ruído Os vizinhos não aceitam o barulho da turbina eólica. Antes de instalar um parque eólico, informe seus vizinhos sobre o ruído que ele pode produzir:
A 250 metros de um parque eólico típico, o nível de pressão sonora é de aproximadamente 45 dB. Os pequenos moinhos de vento não produzem mais ruído do que os aparelhos de ar condicionado. As pás de um pequeno moinho de vento giram a uma velocidade média de 175-500 rpm, com um máximo de 1150 rpm. Grandes moinhos de vento giram a uma velocidade constante de 50-15 rpm
Serviço Os parques eólicos requerem manutenção constante - inspeções regulares, lubrificação de peças de atrito, etc. Verifique as conexões aparafusadas e os contatos elétricos anualmente e reaperte se necessário. Verifique também o seu moinho de vento para corrosão e reforço do mastro. Se as lâminas forem de madeira, aplique tinta para proteção. Prenda uma fita forte nas bordas das lâminas para proteger contra poeira abrasiva e insetos voadores. Se a tinta rachar e o filme descascar, uma árvore desprotegida rapidamente se tornará inutilizável. A umidade que se infiltra na madeira das pás pode fazer com que o rotor fique desequilibrado. Verifique as pás do moinho de vento anualmente. Após 10 anos de operação, as lâminas e rolamentos devem ser substituídos. Com instalação e operação adequadas, um parque eólico pode durar 30 anos ou mais. A manutenção adequada também minimizará o nível de ruído do seu moinho de vento. segurança Todos os geradores eólicos têm uma velocidade máxima do vento acima da qual não podem operar. Quando a velocidade do vento ultrapassa este valor, o aerogerador deve operar um mecanismo de freio que não permita que o valor crítico seja ultrapassado. Ao usar o moinho de vento em áreas frias, tome cuidado com o problema de formação de gelo e coloque a bateria em uma área isolada. A instalação de um moinho de vento no telhado de um edifício não é recomendada. Mas se for de baixa potência (até 1 kW), uma exceção pode ser feita. O fato é que uma turbina eólica pode produzir vibração, que pode ser transmitida para a superfície em que está instalada. Autor: Koltykov A.V.; Publicação: cxem.net
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