Tot sobre aerogeneradors

Per millorar les condicions de vida, la humanitat utilitza aigua i diversos minerals. Recentment, s'han popularitzat les fonts d'energia alternatives, especialment l'eòlica. Gràcies a aquest últim, la gent ha après a rebre el subministrament d'energia tant per a les necessitats domèstiques com industrials.

A causa del fet que la necessitat de recursos energètics augmenta cada dia i les existències de portadors d'energia habituals estan disminuint, l'ús de fonts d'energia alternatives és cada dia més rellevant. Recentment, científics i enginyers de disseny han estat creant nous models d'aerogeneradors. L'ús de les últimes tecnologies millora les característiques de qualitat de les unitats i redueix el nombre d'aspectes negatius a les estructures.

Un generador eòlic és un tipus de dispositiu tècnic que converteix l'energia cinètica del vent en energia elèctrica.

Els aerogeneradors s'utilitzen en diferents llocs, normalment zones obertes, on el potencial eòlic és més gran. Les estacions de fonts d'energia alternatives s'instal·len a les muntanyes, en aigües poc profundes, illes i camps. Les instal·lacions modernes poden generar electricitat fins i tot amb poca força del vent. A causa d'aquesta possibilitat, els aerogeneradors s'utilitzen per subministrar energia elèctrica a objectes de diferents capacitats.

• Estacionari un parc eòlic pot subministrar electricitat a una casa particular o a una petita instal·lació industrial. Durant l'absència de vent, la reserva d'energia s'acumularà i després s'utilitzarà des de la bateria.

• Aerogeneradors de mitjana potència es pot utilitzar en granges o cases allunyades dels sistemes de calefacció. En aquest cas, aquesta font d'electricitat es pot utilitzar per a la calefacció d'espais.

El generador eòlic funciona amb energia eòlica. El disseny d'aquest dispositiu ha d'incloure els elements següents:

• pales de turbina o hèlix;
• turbina;
• generador elèctric;
• l'eix del generador elèctric;
• un inversor, la funció del qual és la conversió de corrent altern en corrent continu;
• un mecanisme que fa girar les fulles;
• un mecanisme que fa girar la turbina;
• pila;
• màstil;
• controlador de moviment de rotació;
• amortidor;
• sensor de vent;
• canya del indicador de vent;
• góndola i altres elements.

Les unitats industrials tenen un armari elèctric, protecció contra llamps, un mecanisme de gir, una base fiable, un dispositiu per extingir un incendi i telecomunicacions.

Un generador eòlic es considera un dispositiu que converteix l'energia eòlica en electricitat. Els predecessors de les unitats modernes són molins que produeixen farina a partir de gra. Tanmateix, l'esquema de connexió i el principi de funcionament del generador pràcticament no han canviat.

1. Gràcies a la força del vent, les pales comencen a girar, el parell de les quals es transmet a l'eix del generador.
2. La rotació del rotor crea un corrent altern trifàsic.
3. A través del controlador, s'envia un corrent altern a la bateria. La bateria és necessària per tal de crear un funcionament estable del generador eòlic. Si hi ha vent, la unitat carrega la bateria.
4. Per protegir contra un huracà en el sistema de generació d'energia eòlica, hi ha elements per desviar la roda eòlica del vent. Això passa plegant la cua o frenant la roda amb un fre elèctric.
5. Per recarregar la bateria, caldrà instal·lar un controlador. Les funcions d'aquest últim inclouen el seguiment de la càrrega de la bateria per evitar-ne l'avaria. Si cal, aquest dispositiu pot abocar l'excés d'energia al llast.
6. Les bateries tenen una tensió baixa constant, però hauria d'arribar al consumidor amb una potència de 220 volts. Per aquest motiu, els inversors s'instal·len als aerogeneradors. Aquests últims són capaços de convertir el corrent altern en corrent continu, augmentant el seu indicador de potència a 220 volts. Si l'inversor no està instal·lat, caldrà utilitzar només aquells dispositius que estiguin classificats per a baixa tensió.
7. El corrent transformat s'envia al consumidor per alimentar les bateries de calefacció, la il·luminació de l'habitació i els electrodomèstics.

La classificació dels parcs eòlics es basa en els criteris següents.

1. Nombre de fulles. Actualment a la venda podeu trobar un molí de vent d'una sola pala, de pala baixa i de múltiples fulles. Com menys pales tingui un generador, més gran serà la velocitat del seu motor.
2. Indicador de potència nominal. Les estacions domèstiques generen fins a 15 kW, les semiindustrials - fins a 100 i les industrials - més de 100 kW.
3. Direcció de l'eix. Els aerogeneradors poden ser tant verticals com horitzontals, cada tipus té els seus pros i contres.

Aquells que vulguin adquirir una font d'energia alternativa poden comprar un aerogenerador amb rotor, cinètic, vortex, vela, mòbil.

També hi ha una classificació dels generadors d'energia eòlica segons la seva ubicació. Avui dia, hi ha 3 tipus d'unitats.

1. Terrestre. Aquests molins de vent es consideren els més comuns; estan muntats en turons, elevacions, llocs preparats amb antelació. La instal·lació d'aquestes instal·lacions es realitza amb equips cars, ja que els elements estructurals s'han de fixar a una alçada elevada.
2. S'estan construint estacions costaneres a la part costanera del mar i l'oceà. El funcionament del generador està influenciat per la brisa marina, per la qual cosa el dispositiu giratori produeix energia durant tot el dia.
3. Offshore. Els aerogeneradors d'aquest tipus s'instal·len al mar, normalment a una distància d'uns 10 metres de la costa. Aquests dispositius generen energia a partir del vent marí regular. Posteriorment, l'energia va a la costa a través d'un cable especial.

Els aerogeneradors verticals es caracteritzen per tenir un eix de rotació vertical respecte al sòl. Aquest dispositiu, al seu torn, es divideix en 3 tipus.

• Amb un rotor Savounis. L'estructura inclou diversos elements semicilíndrics. La rotació de l'eix de la unitat es produeix constantment i no depèn de la força i la direcció del vent. Els avantatges d'aquest generador inclouen un alt nivell de fabricació, un parell d'arrencada d'alta qualitat, així com la capacitat de funcionar fins i tot amb una força de vent lleugera. Desavantatges del dispositiu: funcionament de baixa eficiència de les fulles, necessitat d'una gran quantitat de materials en el procés de fabricació.

• Amb rotor Darrieus. A l'eix de rotació del dispositiu es troben diverses fulles, que juntes tenen la forma d'una tira.Es considera que els avantatges del generador són l'absència de la necessitat de centrar-se en el flux d'aire, l'absència de dificultats en el procés de fabricació i un manteniment senzill i còmode. Els desavantatges de la unitat són la baixa eficiència, el cicle de revisió curt i l'autoarrencada deficient.

• Amb rotor helicoïdal. El generador eòlic d'aquest tipus és una modificació de la versió anterior. Els seus avantatges rau en un llarg període de funcionament i una baixa càrrega en els mecanismes i unitats de suport. Els desavantatges de la unitat són l'alt cost de l'estructura, el procés difícil i complex de fabricació de les fulles.

L'eix del rotor horitzontal d'aquest dispositiu és paral·lel a la superfície terrestre. Són d'una sola fulla, de doble fulla, de tres fulles i també de múltiples fulles, en què el nombre de fulles arriba a les 50 peces. Els avantatges d'aquest tipus de generador eòlic són l'alta eficiència. Els inconvenients de la unitat són els següents:

• la necessitat d'orientació segons la direcció dels fluxos d'aire;
• la necessitat d'instal·lar estructures altes: com més alta sigui la instal·lació, més potent serà;
• la necessitat d'una base per a la instal·lació posterior del pal (això contribueix a un augment del cost del procés);
• alt nivell de soroll;
• perill per als ocells que passen.

Els generadors d'energia amb pales tenen la forma d'una hèlix. En aquest cas, les pales reben l'energia del flux d'aire i la processen en moviment rotatori.

Els aerogeneradors horitzontals tenen impulsors amb pales, dels quals pot haver-hi un nombre determinat. Normalment n'hi ha 3. Depenent del nombre de fulles, la potència del dispositiu pot augmentar o disminuir. Un clar avantatge d'aquest tipus d'aerogenerador és la distribució uniforme de les càrregues al coixinet d'empenta. El desavantatge de la unitat és que la instal·lació d'aquesta estructura requereix molts materials addicionals i costos laborals.

Els aerogeneradors es consideren actualment els més eficients. La raó d'això és la combinació òptima de les àrees de fulla amb la seva configuració. Els avantatges d'un disseny sense fulles inclouen un alt nivell d'eficiència, baix soroll, causat per les petites dimensions del dispositiu. A més, aquestes unitats no s'ensorren amb forts vents i no suposen un perill per als altres ni per a les aus.

Un molí de vent de tipus turbina s'utilitza a les ciutats i pobles; es pot utilitzar per proporcionar il·luminació a una casa privada i una casa d'estiueig. Pràcticament no hi ha inconvenients en aquest generador.

Les principals característiques avantatjoses dels aerogeneradors són les següents:

• seguretat ambiental: el funcionament de les instal·lacions no perjudica el medi ambient i els organismes vius;
• manca de complexitat en el disseny;
• facilitat d'ús i gestió;
• independència de les xarxes elèctriques.

Entre els desavantatges d'aquests dispositius, els experts distingeixen els següents:

• alt cost;
• l'oportunitat de pagar només després de 5 anys;
• baixa eficiència, baixa potència;
• la necessitat d'equips cars.

Els dispositius per generar energia a partir del vent poden ser de diferents mides. La seva potència depèn de la mida de la roda del vent, de l'alçada del pal i de la velocitat del vent. La unitat més gran té una columna de 135 m de llarg, mentre que el seu diàmetre del rotor és de 127 m. Així, la seva alçada total arriba als 198 metres. Els aerogeneradors grans amb alçades elevades i pales llargues són adequades per proporcionar energia a petites empreses industrials, granges. Es poden instal·lar models més compactes a casa o al país.

Actualment, estan produint un molí de vent tipus marxa amb pales de diàmetre de 0,75 i 60 metres. Segons els experts, les dimensions del generador no han de ser grandioses, ja que una petita instal·lació portàtil és adequada per generar una petita quantitat d'energia. El model més petit de la unitat fa 0,4 metres d'alçada i pesa menys de 2 quilograms.

Avui dia, la producció d'aerogeneradors està establerta a molts països del món. Al mercat podeu trobar models i unitats de fabricació russa de la Xina. Dels fabricants nacionals, els més populars són les següents empreses:

• "Vent-Llum";
• Rkraft;
• SKB Iskra;
• Sapsan-Energia;
• "Energia eòlica".

Els fabricants estrangers de generadors d'energia també són molt populars:

• Goldwind - Xina;
• Vestas - Dinamarca;
• Gamesa - Espanya;
• Suzion - Índia;
• GE Energy - EUA;
• Siemens, Enercon - Alemanya.

No obstant això, val la pena recordar que l'ús d'aquests generadors eòlics implica l'ús de reparacions costoses, així com de peces de recanvi, que són gairebé impossibles de trobar a les botigues domèstiques. El cost de les unitats de generació d'energia en general depèn de les característiques del disseny, la capacitat i el fabricant.

Per triar el generador eòlic adequat per a una casa o casa d'estiu, heu de tenir en compte el següent.

1. Càlcul de la potència dels aparells elèctrics instal·lats que es connectaran a la sala.
2. La potència de la futura unitat, tenint en compte el factor de seguretat. Aquest últim no permetrà sobrecarregar el generador en una situació punta.
3. El clima del territori. Les precipitacions tenen un impacte negatiu en el rendiment del dispositiu.
4. L'eficiència dels equips, que es considera un dels indicadors més importants.
5. Indicadors de soroll que caracteritzen l'aerogenerador durant el funcionament.

A més de tot l'anterior, el consumidor hauria d'avaluar tots els paràmetres de la instal·lació, així com llegir les ressenyes al respecte.

Per augmentar l'eficiència del funcionament del generador eòlic, caldrà canviar les seves capacitats i característiques operatives en una direcció positiva. En primer lloc, val la pena augmentar l'eficiència de la sensibilitat de l'impulsor al vent relativament feble i inestable.

Es tracta d'una mena de membrana unilateral per al flux d'aire, que passa lliurement el vent en una direcció. La membrana és una barrera impermeable al moviment de masses d'aire en sentit contrari.

Un altre mètode per augmentar l'eficiència d'un aerogenerador és l'ús de difusors o taps protectors, que tallen el flux de la superfície oposada. Cadascuna de les opcions té avantatges i desavantatges. No obstant això, són en tot cas més efectius que el model tradicional.

Un generador eòlic és car. Si voleu instal·lar-lo al vostre territori, val la pena tenir en compte els següents punts:

• disponibilitat de terreny adequat;
• prevalença de vents freqüents i forts;
• manca d'altres fonts d'energia alternatives.

En cas contrari, el parc eòlic no donarà el resultat esperat. Com que la demanda d'energia alternativa augmenta cada any i la compra d'un molí de vent és un cop tangible per al pressupost familiar, podeu provar de fer una unitat amb les vostres pròpies mans amb la instal·lació posterior. La fabricació d'un aerogenerador es pot basar en imants de neodimi, una caixa de canvis, pales i la seva absència.

L'aerogenerador té molts avantatges. Per tant, amb un gran desig i la presència d'habilitats elementals de disseny, gairebé qualsevol artesà pot construir una estació per generar electricitat al seu lloc. Es considera que la versió més senzilla del dispositiu és una turbina eòlica amb un eix vertical. Aquest últim no requereix suport i un pal alt, i el procediment d'instal·lació es caracteritza per la simplicitat i la rapidesa.

Per crear un generador eòlic, haureu de preparar tots els elements necessaris i fixar el mòdul al lloc escollit. Com a part d'un generador d'energia vertical casolà, la presència d'aquests elements es considera obligatòria:

• rotor;
• fulles;
• pal axial;
• estator;
• pila;
• inversor;
• controlador.

Les fulles poden ser de plàstic lleuger i resistent, ja que altres materials es poden danyar i deformar sota la influència de càrregues elevades. En primer lloc, s'han de tallar 4 parts iguals de canonades de PVC. Després d'això, cal tallar un parell de fragments semicirculars de la llauna i fixar-los al llarg de les vores de les canonades. En aquest cas, el radi de la part de la fulla hauria de ser de 69 cm, en aquest cas, l'alçada de la fulla arribarà als 70 cm.

Per muntar el sistema de rotor, cal agafar 6 imants de neodimi, 2 discs de ferrita amb un diàmetre de 23 cm, cola per a la unió. Els imants s'han de col·locar al primer disc, tenint en compte un angle de 60 graus i un diàmetre de 16,5 cm.Segons el mateix esquema, es munta el segon disc i els imants s'aboquen amb cola. Per a l'estator, cal preparar 9 bobines, en cadascuna de les quals enrotlleu 60 voltes de cablejat de coure amb un diàmetre d'1 mm. La soldadura s'ha de fer en la següent seqüència:

• el començament de la primera bobina amb el final de la quarta;
• el començament de la quarta bobina amb el final de la setena.

La segona fase es munta de manera similar. A continuació, es fa un formulari amb una làmina de fusta contraxapada, la part inferior de la qual està coberta amb fibra de vidre. Les fases de les bobines soldades es munten a la part superior. L'estructura s'omple de cola i es deixa uns quants dies per enganxar totes les peces. Després d'això, podeu començar a connectar els elements individuals del generador eòlic en un sol tot.

Per muntar l'estructura al rotor superior, s'han de fer 4 forats per als tacs. El rotor inferior s'instal·la amb imants cap amunt al suport. Després d'això, cal col·locar l'estator amb els forats necessaris per muntar el suport. Les agulles han d'estar recolzades a la placa d'alumini i, a continuació, cobrir amb el segon rotor amb els imants cap avall.

Amb una clau anglesa, cal girar els passadors perquè el rotor caigui de manera uniforme i sense sacsejades. Quan estigui ocupat el lloc correcte, val la pena desenroscar els tacs i treure les plaques d'alumini. Al final del treball, l'estructura s'ha de fixar amb femelles i no estrènyer.

Un tub metàl·lic fort amb una longitud de 4 a 5 metres és adequat com a pal. S'hi cargola un generador premuntat. Després d'això, el marc amb les fulles es fixa al generador i l'estructura del pal s'instal·la a la plataforma, que es prepara amb antelació. La posició del sistema es fixa amb un tirant.

El següent vídeo ofereix una visió general d'un molí de vent casolà.