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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Kleine Windgeneratoren für zu Hause. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Alternative Energiequellen Windenergie ist eine umweltfreundliche, unerschöpfliche Energie. Windkraftanlagen (Mühlen, Windräder) dienen der Umwandlung von Windenergie in elektrische Energie. Windmühlen zur Stromerzeugung gibt es in verschiedenen Größen. Große Windturbinen, die üblicherweise in Windparks (Kraftwerken) verwendet werden, können große Mengen an Strom erzeugen – Hunderte von Megawatt, die Hunderte von Haushalten versorgen können. Kleine Windkraftanlagen, die nicht mehr als 100 kW Strom erzeugen, werden in Privathäusern, Bauernhöfen, Haushaltsgrundstücken usw. eingesetzt, dienen als zusätzliche Stromquelle und helfen, die Zahlung für die Hauptstromquelle zu senken. Sehr kleine Windmühlen mit einer Leistung von 20-500 W werden zum Aufladen von Batterien und anderen Anwendungen verwendet, bei denen nicht viel Strom benötigt wird. Kleine Windparks sind wirtschaftlich, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
Windanforderungen Ob Ihr Windrad für Ihr Zuhause wirtschaftlich ist, hängt vor allem von der Qualität des Windes ab. In den meisten Fällen ist eine durchschnittliche jährliche Windgeschwindigkeit von 4.0-4.5 m/s (14.4-16.2 km/h) das Minimum, damit ein Windgenerator wirtschaftlich ist. Bei der Analyse des Windes helfen Ihnen Websites, auf denen Karten der Winde Russlands und anderer Länder präsentiert werden. Auch die örtliche Wetterstation kann Ihnen weiterhelfen, wo Sie das Archiv der Windstärkedaten einsehen können. Allerdings sollte man auf die Lage des Bahnhofs achten, denn. Verschiedene Hindernisse - Bäume, Gebäude, Hügel können verzerrte Winddaten verursachen. Für eine genauere Einschätzung des Windes in Ihrer Gegend müssen Sie Geräte kaufen, die die Windgeschwindigkeit messen. Dies gilt insbesondere, wenn Ihre Gegend hügelig ist oder eine ungewöhnliche Landschaft hat. Der wichtigste Teil eines Windgeschwindigkeitsmessgerätes ist das Anemometer. Es besteht aus einem auf einer Achse montierten Schalen- (oder Paddel-) Drehteller, der mit einem Messwerk verbunden ist. Die Blätter des Anemometers rotieren und erzeugen ein der Windgeschwindigkeit proportionales Signal. Beim Kauf eines Anemometers ist es nicht überflüssig, ein Gerät zu kaufen, das Messwerte aufzeichnet, sowie ein Stativ, eine Halterung usw., an denen es montiert wird. Es gibt teurere digitale Geräte zur Messung der Windgeschwindigkeit. Auch dort kommt ein Windmesser zum Einsatz, die Daten werden aber an einen Computer gesendet, dort verarbeitet und gespeichert. In letzter Zeit sind diese Geräte immer beliebter und billiger geworden. Auf der Website gdeduet.ru können Sie ein Beispiel für Windgeschwindigkeitsdaten sehen, die in Echtzeit erfasst und angezeigt werden Egal mit welchem Messgerät Sie die Windgeschwindigkeit abschätzen, aber mindestens einmal im Jahr sollten Sie Ihre Daten mit anderen vergleichen. Es ist auch wichtig, die Messausrüstung hoch genug zu platzieren, um Turbulenzen durch Bäume, Gebäude und andere Hindernisse zu vermeiden. Die optimalste Platzierung des Messgeräts ist die Platzierung auf Höhe der Mitte des Rotors der Windkraftanlage.
Standort für eine Windkraftanlage Von großer Bedeutung ist der Ort, an dem Sie Ihre Windmühle aufstellen werden. Denken Sie daran, dass Sie es nicht in der Nähe von Bäumen, Häusern usw. platzieren sollten, weil. Sie werden nicht den vollen Nutzen aus einer Windmühle ziehen. Denken Sie auch daran:
Erwarten Sie nicht, dass Ihr Windpark immer genug Strom erzeugt. Die Windgeschwindigkeit am selben Ort kann stark variieren und folglich wird auch die erzeugte Strommenge variieren. Und wenn sich die Windstärke innerhalb von 10 % ändert, ändert sich der erzeugte Strom innerhalb von 25 %!
Arten von Windkraftanlagen Es gibt 2 Haupttypen von Windkraftanlagen: mit horizontaler Rotationsachse und vertikal. Horizontale Windmühlen sollten gegen den Wind ausgerichtet werden. Dafür ist in ihrem Design der sogenannte "Tail" vorgesehen. Vertikale Windgeneratoren arbeiten in jeder Windrichtung, benötigen aber mehr Bodenfläche, weil. Es ist notwendig, Dehnungsstreifen für die Stabilität der Windmühle bereitzustellen.
Windparkkomponenten Die Hauptkomponenten eines typischen Windparks sind in der folgenden Abbildung dargestellt.
Sie beinhalten:
Bei Windkraftanlagen mit horizontaler Drehachse ist ein Mast erforderlich (vertikale Windkraftanlagen werden meist direkt auf dem Boden aufgestellt). Es gibt verschiedene Arten von Masten: abgespannte Masten (die starr befestigt sind), abgespannte Schwenkmasten (können für Wartung und Reparatur angehoben und abgesenkt werden), freistehende Masten ohne Abspannung (sie sind schwer, nehmen aber nicht viel Platz ein auf dem Boden). Ein sehr wichtiger Faktor ist die Höhe des Mastes. Die Windenergie ist proportional zur Windgeschwindigkeit hoch drei (kubiert). Dass. Wenn sich die Windgeschwindigkeit verdoppelt hat, erhöht sich die Windenergie um das 8-fache (2x2x2=8) (Abbildung 6). Die Windgeschwindigkeit nimmt mit der Höhe zu, d.h. Durch die Erhöhung der Masthöhe können Sie die Energieeffizienz der Windmühle erheblich steigern.
Die empfohlene Installationshöhe beträgt 24-37 Meter. Die Installation einer Windmühle in geringerer Höhe entspricht der Platzierung von Sonnenkollektoren im Schatten. Um auf der sicheren Seite zu sein, überprüfen Sie Ihre örtlichen Gesetze auf Beschränkungen für die Masthöhe von Windkraftanlagen. Verwenden Sie ein vom Windmühlenhersteller genehmigtes Mastdesign, andernfalls kann Ihre Garantie erlöschen. Stellen Sie sicher, dass der Mast geerdet ist und stellen Sie einen Blitzableiter bereit. Für die elektrische Sicherheit müssen Trenn- und Leistungsschalter verwendet werden. Sie bieten auch sicheren Zugang zur Windmühle für Wartungsarbeiten und Upgrades. Andere Komponenten des Windparks können ebenfalls benötigt werden. Batterien - wird in der Lage sein, überschüssigen Strom aus der Windmühle zu akkumulieren. Da Batterien jedoch Gleichstrom verwenden, um ihn in Wechselstrom umzuwandeln, Wechselrichter.
Wenn ein Haus, Hof oder Haushalt an ein gemeinsames Stromnetz angeschlossen ist, dann kann an windigen Tagen überschüssige Energie an Stromnetze verkauft werden (für unser Land irrelevant). Und wenn der Wind schwach ist und der Windmühlenstrom nicht ausreicht, müssen Sie Strom aus dem allgemeinen Stromnetz kaufen. Kosten Windturbine Die Kosten für eine kleine Windmühle betragen 2000 bis 8000 US-Dollar pro 1 kW. Dies sind jedoch nur 12-48 % der Kosten aller Windparkkomponenten: Wechselrichter, Batterien, Ladegeräte, ATS usw. Aber das große Plus einer Windkraftanlage ist, dass Sie nach dem Kauf fast nie mehr für etwas anderes bezahlen müssen, außer für die planmäßige Wartung. Die Leistung einer Windkraftanlage wird vom Hersteller normalerweise als Diagramm der Ausgangsleistung gegenüber der Windgeschwindigkeit beschrieben.
Eines der Probleme bei der Auswahl und dem Vergleich von Windenergieanlagen ist das Fehlen eines einheitlichen Standards zur Messung der Ausgangsleistung.
Richtiger ist es, Windkraftanlagen nach Fläche und Flügelgröße zu vergleichen. Je größer die Fläche, desto mehr Energie kann die Windmühle erzeugen. Verdoppelung der Fläche von Sonnenkollektoren - die Leistung wird verdoppelt. Auch in einem Windgenerator - mit zunehmender Fläche der Blätter steigt die Ausgangsleistung. Wenn Sie die Fläche der Windmühlenblätter nicht kennen, können Sie anhand des Durchmessers des Rotors vergleichen. Eine leichte Vergrößerung des Rotordurchmessers führt zu einer deutlichen Steigerung der Stromabgabe der Windkraftanlage (siehe Abbildung). Die in der Abbildung gezeigten Werte sind Richtwerte und sollten nicht als verlässlich angesehen werden, weil Die erzeugte Leistung einer Windkraftanlage hängt von vielen weiteren Faktoren ab.
Auswahl der Windturbinengröße Um die geeignete Größe einer Windmühle zu bestimmen, schauen Sie sich zunächst an, wie viel Strom Sie pro Monat verbrauchen. Dann multiplizieren Sie den resultierenden Wert mit 12 Monaten. Die ungefähre Menge an Strom, die von einer Windmühle erzeugt wird, können Sie durch die Formel erhalten:
Dass. Sie können die optimale Größe des Windgenerators wählen, der den notwendigen Strom für Ihr Haus oder Ihren Bauernhof erzeugt. Und beim Kauf kann gespart werden. Beziehungen zu Nachbarn Viele Menschen verlangen einen achtsamen Umgang mit den Dingen um sich herum: Landschaft, Aussicht, historische Orte, Stille, Nachbarn usw. Sprechen Sie unbedingt mit Ihren Nachbarn über Ihre Pläne, einen Windpark zu errichten. Außerdem müssen Sie verstehen, dass Menschen Angst vor etwas Neuem und Unbekanntem haben. Viele Leute denken, dass Windmühlen Vögeln schaden. Tatsächlich sind Schiebetüren für Vögel jedoch gefährlicher als kleine Windmühlen. Außerdem haben Windkraftanlagen einen vernachlässigbaren Einfluss auf Radio- und Fernsehübertragungen. Die Flügel aller modernen Windmühlen bestehen aus Glasfaser oder Holz. Diese Materialien sind für elektromagnetische Wellen durchlässig. Lärm Nachbarn nehmen den Windradlärm nicht hin. Bevor Sie einen Windpark errichten, machen Sie Ihre Nachbarn auf die mögliche Lärmbelästigung aufmerksam:
250 Meter von einem typischen Windpark entfernt beträgt der Schalldruckpegel etwa 45 dB. Kleine Windmühlen erzeugen nicht mehr Lärm als Klimaanlagen. Die Flügel einer kleinen Windmühle rotieren mit einer durchschnittlichen Drehzahl von 175-500 U/min, maximal 1150 U/min. Große Windmühlen rotieren mit einer konstanten Drehzahl von 50-15 U/min
Service Windparks erfordern ständige Wartung - regelmäßige Inspektionen, Schmierung von reibenden Teilen usw. Schraubverbindungen und elektrische Kontakte jährlich prüfen und ggf. nachziehen. Überprüfen Sie auch Ihre Windmühle auf Korrosion und Mastverstrebungen. Wenn die Klingen aus Holz sind, tragen Sie zum Schutz Farbe auf. Bringen Sie ein starkes Klebeband an den Kanten der Klingen an, um sie vor abrasivem Staub und fliegenden Insekten zu schützen. Wenn der Lack reißt und sich die Folie ablöst, wird ein ungeschützter Baum schnell unbrauchbar. Feuchtigkeit, die in das Holz der Blätter eindringt, kann dazu führen, dass der Rotor aus dem Gleichgewicht gerät. Überprüfen Sie die Rotorblätter der Windmühle jährlich. Nach 10 Betriebsjahren müssen die Messer und Lager ausgetauscht werden. Bei sachgemäßer Installation und Betrieb kann ein Windpark 30 Jahre oder länger halten. Die richtige Wartung minimiert auch den Geräuschpegel Ihrer Windmühle. Sicherheit Alle Windgeneratoren haben eine maximale Windgeschwindigkeit, über der sie nicht betrieben werden können. Wenn die Windgeschwindigkeit diesen Wert überschreitet, muss der Windgenerator einen Bremsmechanismus betätigen, der ein Überschreiten des kritischen Wertes nicht zulässt. Wenn Sie das Windrad in kalten Gegenden verwenden, kümmern Sie sich um das Problem der Vereisung und platzieren Sie das Batteriepaket an einem isolierten Ort. Die Installation einer Windmühle auf dem Dach eines Gebäudes wird nicht empfohlen. Wenn es sich jedoch um eine geringe Leistung (bis zu 1 kW) handelt, kann eine Ausnahme gemacht werden. Tatsache ist, dass eine Windkraftanlage Vibrationen erzeugen kann, die auf die Oberfläche übertragen werden können, auf der sie installiert ist. Autor: Koltykov A.V.; Veröffentlichung: cxem.net
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▪ Benachrichtigung des Krankenwagens ▪ Eine Papierbatterie wird durch ein paar Tropfen Wasser aktiviert.
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Kommentare zum Artikel: Gast Artikel über Windenergieanlagen sind genau das Richtige für Menschen, die sich für dieses Thema interessieren.
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