Vorteile und Merkmale von Windkraftanlagen. Schema, Beschreibung

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Vorteile und Merkmale von Windgeneratoren. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Alternative Energiequellen

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Die Einblatt-Windturbinenschaltung sorgt dafür, dass der Generator 1,5 bis 2 Mal schneller rotiert als 2- und 3-Blatt-Gegenstücke mit dem gleichen Wirkungsgrad, was das Gewicht und die Kosten des Generators um genau den gleichen Betrag reduziert. Der Neodym-Eisen-Bor-Seltenerdmagnetgenerator besteht zu 50 % aus Glasfaser, einem für Generatoren unkonventionellen Material, das sein Gewicht reduziert und die Produktionstechnologie vereinfacht.

Die Nutzung von Windstrom ist wirtschaftlich rentabel, wenn die durchschnittliche jährliche Windgeschwindigkeit mehr als 5 m/s beträgt oder kein (oder unregelmäßiger) Strom aus dem Netz vorhanden ist.

Besonderes Augenmerk sollte nicht nur auf die Leistung der Windkraftanlage (nämlich der Windkraftanlage und nicht des im Bausatz enthaltenen Wechselrichters) gelegt werden, sondern auch darauf, bei welcher Windgeschwindigkeit diese Leistung erzielt werden kann.

Einige Verkäufer von Fertigprodukten präsentieren überhöhte Zahlen. Es ist nicht schwer, selbst zu berechnen, welche Leistung eine Windkraftanlage mit einem Propeller eines bestimmten Durchmessers liefern kann. Die Leistung einer Windkraftanlage hängt praktisch nur von der Windgeschwindigkeit V und dem Durchmesser des Propellers D sowie allen anderen Faktoren ab – die Anzahl der Blätter, ihr Gewicht, ihre Fläche, ihr Profil, ihr Generator und ihre Lager ergeben keinen großen Fehler.

Eine vereinfachte Formel zur Berechnung der tatsächlich vom Wind erzeugten Leistung in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit und dem Durchmesser des Propellers: P(kW) = D2V3/7000, mit einer Genauigkeit von ±20 % (abhängig vom Wirkungsgrad von Propeller und Generator). ); Eine Toleranz von +20 % ist eine ideale Windkraftanlage, ihr Preis erhöht sich um das Zwei- bis Dreifache und -2 % ähnelt der ersten und ineffizienten Windkraftanlage eines Amateur-Enthusiasten. Wenn die Leistung der Windkraftanlage gleich ist, wählen Sie diejenige mit einem größeren Durchmesser des Windrads (Blatts).

Bei der Auswahl einer Windkraftanlage muss berücksichtigt werden, dass die kostengünstigste Leistung (unter den Windbedingungen eines bestimmten Gebiets) bei der zweifachen durchschnittlichen jährlichen Windgeschwindigkeit erzielt wird, die als nominal bezeichnet werden kann.

Für die Region Moskau ist Vav Jahr = 4 m/s und Vnom = 8 m/s.

Für eine Windkraftanlage mit einem Propellerdurchmesser von 5 m beträgt die Leistung P = 52-(4x2)3/7000 = 1,83 kW. So wird die Nennleistung einer Windkraftanlage bei einem Propellerdurchmesser von 2 m 5 kW nicht überschreiten und leistungsstärkere Windkraftanlagen mit gleichem Propellerdurchmesser bringen praktisch keinen Gewinn, sind aber teurer.

Natürlich ist die Installation von Windkraftanlagen dort am effektivsten, wo es viel Freiraum gibt (Steppen, Hügel, unwegsames Gelände, „endlose unberührte“ Felder, in der Nähe des Meeres), die Windgeschwindigkeit ist höher als der „Durchschnitt“. und vor allem stabiler. Daher gibt es selbst in einem Gebiet (z. B. St. Petersburg) Orte, die für die Installation von Windkraftanlagen am attraktivsten sind (am Ufer des Finnischen Meerbusens) und weniger attraktive Orte – in einem Wohngebiet zwischen Häusern.

Für St. Petersburg (sowie in Küsten- und Steppenregionen) beträgt die durchschnittliche Windgeschwindigkeit pro Jahr Vav Jahr = 5,5 m/s, Vnom = 11 m/s und die Nennleistung beträgt P = 52-( 5,5x2)3 /7000 = 4,75 kW, was einer Windkraftanlage mit einer Nennleistung von 5 kW und dem gleichen Propeller mit einem Durchmesser von 5 m entspricht.

Sparberechnungen

Die Lebensdauer einer getriebelosen Windkraftanlage beträgt mehr als 10 Jahre.

Die durchschnittliche Stromerzeugung wird 800-1200 kW/Stunde pro Monat betragen, also etwa 12 kW/Stunde pro Jahr, was bei Netzstromkosten von 000 Rubel (in St. Petersburg) pro 1,85 kW/Stunde Einsparungen bedeutet wird mehr als 1 Rubel pro Jahr betragen. Somit beträgt die gesamte Amortisationszeit der Windkraftanlage etwa 22 Jahre bei einer durchschnittlichen jährlichen Windgeschwindigkeit von 000 m/s.

Und wenn wir es mit autonomem Strom aus einem Gasgenerator vergleichen, betragen die Kosten für 1 kW/Stunde etwa 7 Rubel, dann ist die Amortisationszeit einer Windkraftanlage entsprechend fünfmal kürzer, also nicht mehr als 5 Jahr.

Autor: Kashkarov A.P.

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