风力发电机和电能转换器。方案、说明

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文章评论

风是最容易获得的能源之一。与太阳不同，它可以昼夜、南北、夏季和冬季“工作”。利用风能的唯一问题是选择一个风持续吹的地方。与此同时，风能随处可用，而且几乎取之不尽用之不竭。风能的主要优点：能源独立、无需任何燃料、环境友好、经济效益好。

将风动能转化为电能的装置——风力发电机——正在获得广泛的普及。目前，小功率风力发电机是私人用户最方便、最实惠的替代能源。

我国有些地区由于地处偏远，根本没有电力线路。如今使用“风车”的人之所以这样做，是因为他们没有能力连接到中央电源或希望实现能源独立。

WPP（风力发电厂、风力发电机或简称“风车”）用于在没有中央电源或其供应不规律的情况下向各种家庭和特殊工业消费者提供自主电力（电力）。

这种设备几乎可以在任何地方使用，这就是人们最近一直在做的事情，尽管一套必要的安装部件的成本很高（数十万卢布）：发电机、电池、充电控制器和逆变器 - 对于一个完整的设备家庭替代能源供应。然而，为了小功率（以千瓦为单位）的稳定能源供应，所有上述设备，包括带有安装套件的单叶片风力发电机，今天都可以花相当多的钱购买。这就是为什么我个人认为可以购买这样的设备，或者利用经验并着眼于工业设计自己制作这样的设备。

图上。图2.1显示了运行中的风力发电机。

风力涡轮机和电能转换器
图 2.1。运行中的单叶片风力涡轮机

但风力发电机也存在缺点：能源供应不均、设备成本高、风力发电机运行时产生噪音、低频振动对人畜有害、叶片结冰、形成碎片、鸟类和蝙蝠死亡、无线电干扰。在安装风力涡轮机时也必须考虑到所有这些，但是，私人风力涡轮机所有者暂时很难消除的一个缺点是无线电干扰，它会干扰电视台的运行。但随处可见的卫星“数字”电视取代了“传统”电视，也解决了这一问题。在叶片结冰的情况下，他们按照飞机工业的例子，使用特殊的化合物进行战斗，其中最简单的是碱或简单的肥皂溶液。其余的成本要么被夸大，要么牵强。

重要说明

您不应该参与寻找在低风速（最高 3 m/s）下运行的风力涡轮机，因为在这些风速下，其能量可以忽略不计。例如，对于螺旋桨直径为 5 m 的风力发电机，风速 2 m/s 时的输出功率将小于 30 W（负 50% 的功率将消耗在轴承摩擦和其他损耗上），剩余有用的 15 W 是一个很小的值，因为给一块容量为 50 Ah 的电池充电需要 70 W）。正如他们所说，得出你自己的结论。

风机在雨雪天气运行时，输出功率降低10...30%。

风力涡轮机（尤其是自制风力涡轮机）的主要负面影响之一是噪音。无齿轮风力涡轮机运行时发出的噪音让人想起高速行驶的汽车半开着的车窗吹过的呼啸声。在齿轮风力涡轮机运行期间，齿轮箱的嗡嗡声可能很大，并且其资源要低得多。

在年平均风速低至 5 m/s 的地区（和地方），为了实现最大可能的供电自主性，安装了额外的 2 kW 燃气动力装置或太阳能电池模块，作为额外的综合能源可替代能源; 他们会在平静时期给电池充电。

因此，我们在购买有用功率为5kW的风力发电机和组件时考虑了经济性计算。

我认为较少考虑的电力无需进行认真的分析，因为风力涡轮机（与太阳能电池等不同）旨在为强大的消费者（在家，在家）提供替代（非传统）能源。而在私人住宅中，尤其是农村地区，没有人干扰风动能的利用，不像城市频繁开发，有很多强大的消费者（泵站、照明、牛奶分离器、锅炉、热对流器）；是的，仅一个电热水壶（微波炉、熨斗）就需要大约 2 千瓦。我们将不得不依次关闭能源消费者，这种明显的需求将给我们的生活带来更多的担忧，而不是期待已久的理论上所珍惜的舒适。

因此，用风力发电机为单个灯泡供电或作为手机充电器是没有意义的。这是现阶段使用替代能源实践中的主要区别——负载中的功率和使用的理由。安装强大的风力发电机（带有适当的能量控制和存储设备）是一个梦想，一旦实现，可以真正改变您的小屋（乡村房屋），但这需要数十万（最多1万）卢布的投资，当然，这并不适合所有人。在这种情况下，上面讨论的小功率风力涡轮机被呈现为一种获得经验的模型，也就是说，如果可以这样说，模型设计者，在此基础上可以做许多有用的事情（改进）。这条路对于有创造力的人来说非常重要（正是他们推动了进步），但它仍然让我个人想起在国产VAZ-21112上安装了一个变形的外部调音器和来自梅赛德斯的贴纸；从这个 VAZ 开始，VAZ 就不再是一个 VAZ。

仅当年平均风速超过5-6m/s并且当然需要风力发电机本身的功率储备时，使用风力涡轮机为房屋供暖在经济上是可行的。

作者：卡什卡罗夫 A.P.

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