กังหันลมแบบหมุน กังหันลมประเภทใดที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด: คุณสมบัติข้อดีและข้อเสีย

ประเภทของเครื่องกำเนิดลม

กังหันลมสามารถแยกแยะได้โดย:
- จำนวนใบมีด
— ประเภทของวัสดุใบมีด
- ตำแหน่งแนวตั้งหรือแนวนอนของแกนการติดตั้ง
— ใบมีดรุ่นทีละขั้นตอน

ตามการออกแบบ เครื่องกำเนิดลมจะถูกแบ่งตามจำนวนใบมีด: เดี่ยว สองใบ สามใบ และหลายใบ การมีใบมีดจำนวนมากช่วยให้หมุนได้โดยใช้ลมเพียงเล็กน้อย การออกแบบใบมีดสามารถแบ่งออกเป็นแบบแข็งและแบบใบได้ กังหันลมสำหรับแล่นเรือใบมีราคาถูกกว่ากังหันลมชนิดอื่น แต่ต้องมีการซ่อมแซมบ่อยครั้ง

กังหันลมประเภทหนึ่งคือแนวนอน

กังหันลมผลิตไฟฟ้าแนวตั้งเริ่มหมุนเมื่อมีลมต่ำ พวกเขาไม่ต้องการใบพัดสภาพอากาศ อย่างไรก็ตาม กังหันลมที่มีแกนนอนมีกำลังน้อยกว่า ระดับเสียงของใบพัดเครื่องกำเนิดลมสามารถกำหนดหรือแปรผันได้ ระยะพิทช์ที่แปรผันของใบมีดทำให้สามารถเพิ่มความเร็วในการหมุนได้ กังหันลมเหล่านี้มีราคาแพงกว่า การออกแบบกังหันลมที่มีระยะพิทช์คงที่มีความน่าเชื่อถือและเรียบง่าย

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแนวตั้ง

กังหันลมเหล่านี้มีราคาถูกกว่าในการบำรุงรักษาเนื่องจากติดตั้งที่ระดับความสูงต่ำ นอกจากนี้ยังมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวน้อยกว่าและซ่อมแซมและผลิตได้ง่ายกว่า ตัวเลือกการติดตั้งนี้ทำได้ง่ายด้วยมือของคุณเอง

เครื่องกำเนิดลมแนวตั้ง

การออกแบบเครื่องกำเนิดลมที่มีใบพัดที่เหมาะสมที่สุดและโรเตอร์ที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัวให้ประสิทธิภาพสูงและไม่ขึ้นอยู่กับทิศทางของลม กังหันลมผลิตไฟฟ้าแนวตั้งเงียบ กังหันลมผลิตไฟฟ้าแนวตั้งมีการออกแบบหลายประเภท

เครื่องกำเนิดลมมุมฉาก

เครื่องกำเนิดลมมุมฉาก

กังหันลมดังกล่าวมีใบมีดหลายใบขนานกันซึ่งติดตั้งอยู่ห่างจากแกนตั้ง การทำงานของกังหันลมตั้งฉากไม่ได้รับผลกระทบจากทิศทางลม มีการติดตั้งที่ระดับพื้นดินซึ่งอำนวยความสะดวกในการติดตั้งและการทำงานของเครื่อง

เครื่องกำเนิดลมที่ใช้โรเตอร์ Savonius

ใบพัดของการติดตั้งนี้เป็นกึ่งกระบอกสูบพิเศษที่สร้างแรงบิดสูง ข้อเสียของกังหันลมเหล่านี้ ได้แก่ การใช้วัสดุสูงและมีประสิทธิภาพต่ำ เพื่อให้ได้แรงบิดสูงด้วยโรเตอร์ Savonius จึงได้ติดตั้งโรเตอร์ Darrieus ไว้ด้วย

กังหันลมพร้อมโรเตอร์ดาเรีย

นอกจากโรเตอร์ Darrieus แล้ว หน่วยเหล่านี้ยังมีใบพัดหลายคู่ที่มีการออกแบบดั้งเดิมเพื่อปรับปรุงหลักอากาศพลศาสตร์ ข้อดีของการติดตั้งเหล่านี้คือความเป็นไปได้ในการติดตั้งที่ระดับพื้นดิน

เครื่องกำเนิดลมแบบเฮลิคอยด์

เป็นการดัดแปลงโรเตอร์แบบตั้งฉากด้วยโครงใบมีดแบบพิเศษ ซึ่งทำให้โรเตอร์หมุนสม่ำเสมอ โดยการลดภาระบนองค์ประกอบของโรเตอร์ทำให้อายุการใช้งานเพิ่มขึ้น

เครื่องกำเนิดลมที่ใช้โรเตอร์ Daria

กังหันลมแบบหลายใบพัด

กังหันลมผลิตไฟฟ้าหลายใบพัด

กังหันลมประเภทนี้เป็นรุ่นดัดแปลงจากโรเตอร์มุมฉาก ใบมีดในการติดตั้งเหล่านี้ได้รับการติดตั้งหลายแถว ใบพัดคงที่แถวแรกจะบังคับทิศทางลมไปยังใบพัด

เครื่องกำเนิดลมเรือใบ

ข้อได้เปรียบหลักของการติดตั้งนี้คือความสามารถในการทำงานในลมเบา 0.5 ม./วินาที กังหันลมผลิตไฟฟ้าสามารถติดตั้งได้ทุกที่และทุกระดับความสูง

เครื่องกำเนิดลมเรือใบ

ข้อดี ได้แก่: ความเร็วลมต่ำ, การตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อลม, ความเบาของการก่อสร้าง, ความพร้อมของวัสดุ, การบำรุงรักษา, ความสามารถในการสร้างกังหันลมด้วยมือของคุณเอง ข้อเสียคือมีความเป็นไปได้ที่จะเกิดการแตกหักในลมแรง

เครื่องกำเนิดลมแนวนอน

เครื่องกำเนิดลมแนวนอน

การติดตั้งเหล่านี้อาจมีจำนวนใบมีดที่แตกต่างกัน เพื่อให้เครื่องกำเนิดลมทำงานได้ สิ่งสำคัญคือต้องเลือกทิศทางลมที่ถูกต้อง ประสิทธิภาพของการติดตั้งนั้นเกิดจากการทำมุมเล็ก ๆ ของใบมีดและความเป็นไปได้ในการปรับเปลี่ยน กังหันลมดังกล่าวมีขนาดและน้ำหนักน้อย

ในชีวิตสมัยใหม่ รุ่นโรตารี่คุณภาพสูงทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบ มีเสากระโดงสำเร็จรูปแบบดั้งเดิม

โครงสร้างของโรเตอร์แตกต่างกันไปตามตำแหน่งของแกนการหมุนที่สัมพันธ์กับพื้นผิวโลก

ลักษณะทั่วไป

กลไกเหล่านี้มีคุณสมบัติที่สำคัญหลายประการเมื่อเปรียบเทียบกับกังหันลมที่มีแกนนอน พวกเขาไม่มีโหนดสำหรับวางแนวการไหลของลม สิ่งนี้จะช่วยลดภาระทางอุทกสโคปทั้งหมดได้อย่างมาก เนื่องจากโครงสร้างของมันในทุกทิศทางลมโครงสร้างจึงอยู่ในตำแหน่งที่กำหนดโดยพลการ

ด้วยเหตุนี้จึงง่ายกว่าในการนำไปปฏิบัติ ในกลไกดังกล่าว การหมุนทำให้เกิดแรงยกของใบมีดตลอดจนแรงต้านทาน

ประเภทของกลไกที่มีแกนหมุนในแนวตั้ง:

1. การออกแบบมุมฉาก
2. กลไกของดาร์เรียส
3. กลไกของซาโวเนียส
4. การออกแบบบนโรเตอร์แบบหลายใบพัดพร้อมใบพัดนำ
5. เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการออกแบบเฮลิคอยด์

เครื่องกำเนิดลมมุมฉาก

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวมีใบมีดมากกว่าหนึ่งใบใบมีดตั้งอยู่ขนานกับแกนและอยู่ห่างจากแกนนั้นออกไป

กลไกที่อยู่ระหว่างการพิจารณาถือว่ามีประสิทธิผลและใช้งานได้ดีที่สุด หากเราพูดถึงข้อเสียบางประการของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเช่นนั้นในระหว่างการทำงานของมันจะมีการสร้างเอฟเฟกต์เสียงบางอย่างขึ้นมา นอกจากนี้ยังใช้ความพยายามอย่างมากในการรักษาการทำงานของมันไว้ ในเวลาเดียวกันโครงสร้างตามกฎมีอายุการใช้งานสั้นของหน่วยสนับสนุนเนื่องจากมีโหลดแบบไดนามิกขนาดใหญ่

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพร้อมโรเตอร์ดาเรีย

เราควรยกย่องกลไกนี้ - มันโดดเด่นด้วยพลังและความเร็วอันยิ่งใหญ่นอกจากนี้โรเตอร์ยังมีราคาค่อนข้างต่ำ ข้อเสียรวมถึงประสิทธิภาพต่ำ นอกจากนี้ การออกแบบนี้ไม่สามารถเริ่มต้นได้อย่างอิสระด้วยการไหลที่กำลังจะมาถึงที่สม่ำเสมอ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีโรเตอร์ Savonius

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการทำงานคุณภาพสูงของโรงไฟฟ้าในครัวเรือน จากการออกแบบ โรเตอร์ดังกล่าวเป็นล้อลมที่มีกระบอกสูบหลายอันที่หมุนรอบแกนอย่างต่อเนื่อง

ข้อได้เปรียบหลักของโรเตอร์มีดังต่อไปนี้: วงล้อลมจะหมุนไปในทิศทางเดียวกันตลอดเวลาและไม่ขึ้นอยู่กับทิศทางของลมอย่างแน่นอน ข้อเสียคือประสิทธิภาพการใช้พลังงานลมไหลต่ำ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทนี้ถือเป็นโรเตอร์แนวตั้งที่ใช้งานได้ดีที่สุดประสิทธิภาพที่คล้ายคลึงกันนั้นทำได้โดยการใช้ใบมีดเพิ่มเติม แถวหนึ่งดูดซับกระแสลมแล้วป้อนเข้าสู่ใบพัดแถวที่สอง ในเวลาเดียวกัน กระแสเองก็ถูกบีบอัด

การเปลี่ยนแปลงนี้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างมากในความเร็วการไหลตลอดจนพลังของโรเตอร์โดยรวม สิ่งนี้จะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบ สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการใช้เบลดดีไซน์จำนวนมากขึ้นอย่างมาก

การออกแบบด้วยระบบดังกล่าวทำให้การหมุนของโรเตอร์เงียบกว่ามากข้อได้เปรียบที่เป็นลักษณะเฉพาะนี้ช่วยลดภาระของยูนิตรองรับ ส่งผลให้อายุการใช้งานของกลไกเพิ่มขึ้นอย่างมาก ในขณะเดียวกันต้นทุนของโรเตอร์ก็ค่อนข้างมากเนื่องจากเทคโนโลยีการผลิตที่ซับซ้อน

ข้อดีและข้อเสียของกลไกแกนตั้ง

สิทธิประโยชน์ได้แก่:

1. ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้จ่ายเพิ่มเติมกับอุปกรณ์พิเศษซึ่งการกระทำดังกล่าวจะมุ่งเป้าไปที่การกำหนดทิศทางของลมที่พัดและกำหนดทิศทางเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไปทางการไหลของอากาศ
2. ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวจำนวนเล็กน้อยซึ่งเป็นผลมาจากต้นทุนการผลิตและการซ่อมแซมในภายหลังจึงค่อนข้างไม่มีนัยสำคัญ
3. การออกแบบโรเตอร์นั้นต่ำกว่าและเมื่อทำการซ่อมบำรุงก็ไม่จำเป็นต้องมีลิฟต์พิเศษเพื่อรองรับพนักงานซ่อมบำรุงที่ระดับความสูง
4. ประสิทธิภาพสูงของโรเตอร์ไม่ได้รับผลกระทบจากมุมหรือความเร็วของทิศทางการไหลของลมอย่างแน่นอน

อย่างไรก็ตามจำเป็นต้องชี้แจงข้อเท็จจริงว่ามีการศึกษาเพิ่มเติมอย่างต่อเนื่องโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มการทำงานของกังหันลมประเภทนี้ สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากโรเตอร์ที่มีแกนตั้งก็มีข้อเสียบางประการเช่นกัน

ซึ่งรวมถึง:

1. เบลดระบบมีปริมาณค่อนข้างมาก
2. ประสิทธิภาพของกังหันลมดังกล่าวน้อยกว่าประสิทธิภาพของกลไกที่มีแกนนอนประมาณสามเท่า

สิ่งที่คุณควรพิจารณาเมื่อเลือก?

ก่อนที่จะตัดสินใจซื้อกลไกประเภทนี้ ควรคำนึงถึงเงื่อนไขบางประการบางประการด้วย ตัวอย่างเช่น หากตรวจไม่พบกระแสลมแรงในพื้นที่บ้านของคุณ โดยทั่วไปแล้ว การใช้การออกแบบโรเตอร์จะไม่ส่งผลเสียต่อตัวมันเอง

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีกำลังไฟค่อนข้างต่ำเหมาะกว่าสำหรับพื้นที่ที่กำหนด ตรงกันข้ามเช่นกัน - โดยธรรมชาติแล้วมักมีพื้นที่ภูมิประเทศที่มวลอากาศเปลี่ยนทิศทางหลายครั้งทุกๆ 24 ชั่วโมง ในรูปลักษณ์เฉพาะนี้ ตรงกันข้าม อนุญาตให้ใช้โรเตอร์ที่มีแกนตั้งได้

การทำ DIY

ก่อนอื่นคุณต้องสร้างกังหันที่เรียกว่า

เพื่อสิ่งนี้เราต้องการ:

1. การผลิตส่วนรองรับบนและล่างการทำเครื่องหมายทำได้ดีที่สุดโดยใช้ตัวต่อ จำเป็นต้องตัดวงกลมสองวงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากันออกจากพลาสติก ตรงกลางของวงกลมวงแรกควรทำรูขนาด 30 ซม. ซึ่งจะกลายเป็นส่วนรองรับด้านบน
2. มาดูศูนย์กลางรถยนต์ที่ธรรมดาที่สุดกันมาสร้างสี่รูที่มีขนาดเท่ากันที่ส่วนรองรับด้านล่าง ซึ่งจะทำให้เราสามารถเสริมความแข็งแกร่งให้กับศูนย์กลางได้
3. เราจะจัดทำแบบร่างโดยละเอียดเพื่อแสดงตำแหน่งของเบลดระบบและทำเครื่องหมายบนส่วนรองรับของเราซึ่งอยู่ด้านล่างบริเวณที่จะแนบมุมที่เตรียมไว้ ออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อใบมีดและส่วนรองรับ
4. ตอนนี้วางใบมีดไว้ในกองมัดและตัดให้ได้ขนาดที่ต้องการ ความยาวของใบพัดจะเป็นตัวกำหนดโดยตรงว่าใบพัดสามารถรับพลังงานลมได้มากเพียงใด อย่างไรก็ตามยังมีความไม่แน่นอนด้วยกระแสลมที่พัดแรง
5. มาทำเครื่องหมายใบมีดสำหรับติดมุมกันต่อไปเราจะเจาะรูพิเศษในใบมีดเหล่านี้
6. เรายึดการสนับสนุนและใบมีดโดยใช้มุมที่เตรียมไว้

เราทำโรเตอร์ด้วยมือของเราเอง:

1. วางฐานโรเตอร์สองตัวไว้ด้านบนซึ่งกันและกันในเวลาเดียวกัน ดูเหมือนว่าเราจะรวมสองรูเข้าด้วยกันแล้ววาดเครื่องหมายด้านข้าง ต่อไปขั้นตอนนี้จะทำให้เราสามารถวางตำแหน่งได้อย่างถูกต้อง
2. ตอนนี้เรามาสร้างเทมเพลตกระดาษแข็งเล็ก ๆ สองอันและติดกาวไว้บนฐานแม่เหล็กของเราอย่างระมัดระวัง
3. มาทำเครื่องหมายแม่เหล็กกันตามกฎแล้วจะใช้แม่เหล็กพร้อมเทปไฟฟ้าเพื่อกำหนดขั้วที่ถูกต้อง
4. ต่อไปเราต้องการอีพอกซีเรซินพร้อมสารทำให้แข็งเราใช้มันที่ด้านล่างของแม่เหล็ก
5. เรานำแม่เหล็กมาอย่างระมัดระวังจนถึงขอบฐานโรเตอร์
6. ตอนนี้คุณสามารถติดกาวได้แม่เหล็กของเราไปที่โรเตอร์จริงๆ
7. เพื่อสร้างโรเตอร์ตัวที่สองควรวางแม่เหล็กไว้ในขั้วอื่นตรงข้ามกับโรเตอร์ตัวแรก

เราผลิตสเตเตอร์:

สเตเตอร์– หน่วยประกอบด้วย 9 คอยล์ พวกเขาแบ่งออกเป็น 3 กลุ่ม แต่ละกลุ่มมีสามคอยล์ ขดลวดเป็นลวด AWG 24 รอบ 320 รอบ สามารถเปลี่ยนพารามิเตอร์ของคอยล์ได้โดยตรง

ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการที่เอาต์พุต:

1. ถ้าพันขดลวดด้วยมือจะค่อนข้างยากเพื่ออำนวยความสะดวกในกระบวนการเราจะสร้างอุปกรณ์ง่ายๆ - เครื่องม้วน การหมุนของขดลวดจะพันไปในทิศทางเดียวกัน จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของคอยล์ควรพันด้วยเทปไฟฟ้าและหล่อลื่นด้วยอีพอกซี
2. เมื่อขดลวดหายแล้วจำเป็นต้องตรวจสอบตัวตนคุณสามารถใช้เครื่องชั่งปกติสำหรับสิ่งนี้ จากนั้นเราจะวัดความต้านทานของคอยล์ของเรา
3. ขดลวดที่ผลิตขึ้นจะถูกวางบนกระดาษไขโดยมีแผนภาพกำกับอยู่ ไฟเบอร์กลาสจะอยู่รอบๆ คอยล์เอง จากนั้นเจาะรูในสเตเตอร์สำหรับตัวยึด
4. ท่อสำหรับติดแกนดุมถูกตัดออกอย่างเห็นได้ชัดสลักเกลียวจะถูกขันเข้าไปในรูที่สร้างขึ้นเพื่อยึดเพลาโดยตรง

การประกอบสเตเตอร์

การประกอบขั้นสุดท้าย:

1. เราเจาะ 4 รูในแผ่นโรเตอร์ด้านบน
2. วางหมุดสี่อันไว้บนจานแล้วติดตั้งโรเตอร์ไว้ โรเตอร์สัมผัสกับแรงดึงดูดซึ่งเป็นสาเหตุที่จำเป็นต้องสร้างอุปกรณ์นี้
3. เราจัดแนวโรเตอร์ให้สัมพันธ์กัน
4. ลดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าลงอย่างระมัดระวังและสม่ำเสมอ หลังจากนั้นคุณควรคลายเกลียวสตั๊ดแล้วถอดแผ่นทั้งหมดออก เราติดตั้งฮับและขันสกรูเข้า โดยทั่วไปจำเป็นต้องใช้แหวนรองฝาและน็อตเพื่อยึดส่วนรองรับใบมีดเข้ากับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
5. ตอนนี้สามารถประกอบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ เราหมุนกังหันลมและวัดค่าพารามิเตอร์

การประกอบเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

โรเตอร์ดังกล่าวสามารถนำไปใช้ไม่เพียง แต่เพื่อจ่ายไฟฟ้าให้กับที่อยู่อาศัยและสำนักงานเท่านั้น ตัวอย่างเช่นสเตเตอร์สามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าสูงซึ่งสามารถใช้ในการทำความร้อนเครื่องใช้ในครัวเรือนคุณภาพสูงได้ ควรชี้แจงว่ากระแสสลับถูกแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสตรง สามารถใช้ชาร์จแบตเตอรี่ ภาชนะให้ความร้อนด้วยน้ำเย็น และโคมไฟและอุปกรณ์ให้แสงสว่าง

โครงสร้างดังกล่าวได้รับการติดตั้งไว้ที่ความสูง 4 เมตร ริมหน้าผาบนภูเขา หน้าแปลนซึ่งตามปกติจะอยู่ที่ด้านล่างช่วยให้สามารถติดตั้งโรเตอร์ได้อย่างรวดเร็ว - คุณเพียงขันน็อตสี่ตัวให้แน่นเท่านั้น แต่เพื่อความน่าเชื่อถือก็ยังแนะนำให้เชื่อมมากกว่า

กังหันลมแนวตั้งสามารถหมุนได้โดยใช้ใบพัดสภาพอากาศสำหรับพวกเขาแล้ว ทิศทางการไหลของลมนั้นไม่สำคัญเลย

ปัจจัยที่ต้องนำมาพิจารณาเมื่อเลือกตำแหน่งการติดตั้งโรเตอร์คือแรงลมนั่นเอง ข้อมูลแรงลมสำหรับพื้นที่ที่กำลังศึกษาและที่สนใจสามารถพบได้ง่ายบนอินเทอร์เน็ต เครื่องวัดความเร็วลมซึ่งเป็นอุปกรณ์พิเศษสำหรับวัดความแรงของลมก็ช่วยได้เช่นกัน

ระบบจากผู้ผลิตระดับโลกและรัสเซีย

ปัจจุบันมีประมาณ 75 รัฐในประชาคมโลกใช้มันค่อนข้างแพร่หลาย พลังงานลมยังคงได้รับความนิยมอย่างมากและเป็นส่วนสำคัญของชีวิตสมัยใหม่ของเราจนถึงทุกวันนี้ ผู้ผลิตในอเมริกาใต้และเอเชียกำลังพัฒนาอุตสาหกรรมที่ได้รับความนิยมนี้อย่างรวดเร็ว

จีนเป็นหนึ่งในซัพพลายเออร์รายใหญ่ที่สุดในอุตสาหกรรมพลังงานลมในตลาดโลกอินเดียมีอุตสาหกรรมกังหันลมค่อนข้างมาก โดยมีกำลังการผลิตรวมเกิน 3,000 เมกะวัตต์

ในประเทศของเรา อุตสาหกรรมพลังงานลมได้รับการพัฒนาในหลายเมืองและภูมิภาค โรเตอร์ลมผลิตในเมืองต่างๆ เช่น มอสโก, ทาชเคนต์, แอสตราคาน, อุซเบกิสถาน, ซาราตอฟ, ออมสค์, ซามารา, เยคาเตรินเบิร์ก, อุลยานอฟสค์, อานาปา และครัสโนดาร์

ผู้ผลิตทั่วโลก ได้แก่บริษัทที่มีชื่อเสียง เช่น Vestas, GEEnergy, Goldwind, Enercon, DongfangElectric, SiemensWind, UnitedPower

ภาพรวมราคา

ต้นทุนของระบบโรเตอร์ขึ้นอยู่กับกำลังของโรงไฟฟ้าพลังงานลมเป็นหลัก กล่าวอีกนัยหนึ่ง สามารถซื้อการออกแบบขนาด 2 กิโลวัตต์ได้ในราคา 6,200 ดอลลาร์ สำหรับ 10 กิโลวัตต์ นโยบายการกำหนดราคาสำหรับกังหันลมที่คล้ายกันคือ 40,000 ดอลลาร์ เพื่อที่จะชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์หรือโทรศัพท์มือถือ คุณสามารถเป็นเจ้าของสถานีที่มีขนาดค่อนข้างเล็ก 0.6 กิโลวัตต์ได้

สถานีดังกล่าวจะมีราคาไม่เกิน 3,000 ดอลลาร์โรเตอร์มีราคาที่แตกต่างกันโดยธรรมชาติ และโดยปกติจะขึ้นอยู่กับพันธุ์และผู้ผลิต ตามกฎแล้วราคาของโรเตอร์ของรุ่นรัสเซียนั้นถูกกว่า 1/3 ของรุ่นตะวันตก

ในขณะเดียวกันตัวบ่งชี้คุณภาพของสถานีโดยทั่วไปแล้วไม่มีความแตกต่างที่สำคัญและเป็นรูปธรรมตามกฎ ขอแนะนำให้ซื้อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมเฉพาะในกรณีที่คุณมีเงินลงทุนจำนวนมากในการลงทุนระยะยาวหากมีสภาพอากาศที่เหมาะสมในภูมิภาคที่คุณอาศัยอยู่

เครื่องกำเนิดลมเป็นเครื่องยนต์ที่แปลงพลังงานลมเป็นงานเครื่องกล ขึ้นอยู่กับการออกแบบของกังหันลมและตำแหน่งในการไหลของลม ระบบกังหันลมแบ่งออกเป็นสามประเภท:
1. กังหันลมแบบใบพัดมีกงล้อลมที่มีปีกจำนวนหนึ่งหรือหลายปีก ระนาบการหมุนของล้อลมในกังหันลมแบบใบพัดตั้งฉากกับทิศทางของลม ดังนั้น แกนการหมุนจึงขนานกับลม
(รูปที่ 5a) ค่าสัมประสิทธิ์การใช้พลังงานลมของกังหันลมเหล่านี้สูงถึง ξ= 0.42
2. เครื่องปั่นไฟแบบหมุนและแบบหมุนมีล้อลม (โรเตอร์) โดยมีใบพัดเคลื่อนที่ไปในทิศทางลม แกนหมุนของล้อลมอยู่ในตำแหน่งแนวตั้ง (รูปที่ 5,b) ประสิทธิภาพพลังงานลมของกังหันลมเหล่านี้อยู่ในช่วง 10 ถึง 18%
3. เครื่องกำเนิดลมแบบดรัมมีการออกแบบล้อลมแบบเดียวกับโรเตอร์และแตกต่างเฉพาะในตำแหน่งแนวนอนของโรเตอร์เท่านั้นนั่นคือ แกนการหมุนของล้อลมอยู่ในแนวนอนและตั้งฉากกับการไหลของลม (รูปที่ 5d) อัตราการใช้พลังงานลมของกังหันลมเหล่านี้อยู่ที่ 6 ถึง 8%

รูปที่. 5. ระบบกังหันลม: ก - กังหันลมแบบใบพัด; b) - เครื่องกำเนิดลมแบบหมุน; c - เครื่องกำเนิดลมแบบหมุน g - เครื่องกำเนิดลมแบบดรัม

เนื่องจากเครื่องกำเนิดลมแบบใบพัดทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่ากังหันลมแบบหมุนและแบบหมุน ในการสนทนาต่อไปนี้ เราจะพูดถึงเฉพาะกังหันลมแบบใบพัดเท่านั้น

กังหันลมใบพัดประกอบด้วยองค์ประกอบดังต่อไปนี้ (รูปที่ 6):
1. กังหันลมสามารถมีใบมีดได้ตั้งแต่ 2 ถึง 24 ใบ กังหันลมที่มีใบพัดตั้งแต่ 2 ถึง 4 ใบพัดเรียกว่าใบพัดขนาดเล็ก หากวงล้อลมมีใบพัดมากกว่า 4 ใบ จะเรียกว่าใบพัดหลายใบ
2. หัวกังหันลมเป็นส่วนรองรับที่ติดตั้งเพลาล้อลมและเกียร์ท๊อป (กระปุกเกียร์)
3. หางติดอยู่กับศีรษะและหมุนไปรอบแกนตั้งโดยวางล้อลมเข้าหาลม
4. หอกังหันลมทำหน้าที่เคลื่อนล้อลมเหนือสิ่งกีดขวางที่ขัดขวางการไหลของอากาศ กังหันลมพลังงานต่ำที่ขับเคลื่อนโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามักจะติดตั้งบนเสาหรือท่อที่มีลวดสลิง
5. ที่ฐานของหอคอย เพลาแนวตั้งจะเชื่อมต่อกับเกียร์ล่าง (กระปุกเกียร์) ซึ่งจะส่งการเคลื่อนที่ไปยังเครื่องจักรที่ทำงาน
6. การควบคุมความเร็วของล้อลมเป็นอุปกรณ์หรือกลไกที่จำกัดความเร็วของล้อลมเมื่อความเร็วลมเพิ่มขึ้น

เครื่องกำเนิดลมเป็นอุปกรณ์สำหรับแปลงพลังงานลมเป็นพลังงานไฟฟ้า หรือเป็นพลังงานกลเพื่อขับเคลื่อนอุปกรณ์เครื่องกล (เช่น ปั๊มน้ำ) บรรพบุรุษของเครื่องกำเนิดลมสมัยใหม่คือกังหันลม และด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีและการมาถึงของยุคไฟฟ้า กังหันลมไม่เพียงบดเมล็ดพืชให้เป็นแป้งหรือน้ำสูบอีกต่อไป แต่ยังรวมถึงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบหมุนที่สร้างพลังงานไฟฟ้าด้วย

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมเป็นอุตสาหกรรม กังหันลมดังกล่าวได้รับการติดตั้งโดยรัฐหรือบริษัทพลังงานขนาดใหญ่เพื่อจ่ายไฟฟ้าให้กับโรงงานอุตสาหกรรม กังหันลมอุตสาหกรรมมีขนาดใหญ่และมีประสิทธิภาพมากที่สุดในปัจจุบัน กำลังของเครื่องกำเนิดลมแต่ละเครื่องมีจำนวนถึงเมกะวัตต์ แต่กังหันลมดังกล่าวไม่ได้ติดตั้งทีละเครื่อง แต่ฟาร์มกังหันลมขนาดใหญ่ถูกสร้างขึ้นในสถานที่ที่ลมเหมาะสมที่สุดสำหรับการผลิตที่มั่นคง ของไฟฟ้า เช่น บนชายฝั่งหรือบนเนินเขาเปิด พลังงานจากเครื่องกำเนิดลมจะเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้าโดยตรง และรับประกันความเสถียรและความถี่ในการหมุนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยกลไกต่าง ๆ เช่น ระบบสำหรับปรับมุมของใบพัดสัมพันธ์กับการไหลของลมที่กำลังมาถึงเพื่อให้ความเร็วของ วงล้อลมและเครื่องปั่นไฟจึงมีความเสถียร

ฟาร์มกังหันลมในทะเล - เครื่องกำเนิดลมอุตสาหกรรม

ฟาร์มกังหันลมในทะเลเหนือ กังหันลม 80 ตัวผลิตพลังงานได้ทั้งหมด 400 เมกะวัตต์ เพียงพอที่จะจ่ายให้กับครัวเรือน 455,000 ครัวเรือน ฟาร์มกังหันลมอยู่ห่างจากชายฝั่งโลว์เออร์แซกโซนีประมาณ 140 กิโลเมตร

นอกจากนี้ยังมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมเชิงพาณิชย์ที่ติดตั้งเพื่อจำหน่ายไฟฟ้าหรือจ่ายพลังงานให้กับอุตสาหกรรมต่างๆ ในสถานที่ซึ่งมีกำลังการผลิตไม่เพียงพอหรือไม่มีโครงข่ายไฟฟ้าเลย โรงไฟฟ้าพลังงานลมดังกล่าวยังประกอบด้วยเครื่องกำเนิดลมจำนวนมากที่มีกำลังไฟต่างกัน พลังงานจากเครื่องกำเนิดลมดังกล่าวสามารถจ่ายให้กับโครงข่ายไฟฟ้าได้โดยตรง หากสร้างแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่เสถียรที่ 220/380 โวลต์หรือสูงกว่า หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมใช้เพื่อชาร์จแบตเตอรี่จำนวนมาก จากนั้นพลังงานจะถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับและจ่ายให้กับโครงข่ายไฟฟ้า

นอกจากนี้ยังมีกังหันลมในครัวเรือนพลังงานต่ำธรรมดาสำหรับใช้ส่วนตัวซึ่งการติดตั้งซึ่งไม่จำเป็นต้องได้รับอนุญาตใด ๆ หากความสูงของเสาไม่เกิน 25 เมตรและเครื่องกำเนิดลมไม่รบกวนเครื่องบิน เครื่องกำเนิดลมดังกล่าวมีแรงดันไฟฟ้าต่ำและหน้าที่หลักคือการชาร์จแบตเตอรี่ด้วยแรงดันไฟฟ้า 12/24/48 โวลต์และพลังงานถูกนำมาจากแบตเตอรี่ซึ่งถูกแปลงเป็น 220 โวลต์ 50 เฮิร์ตซ์เช่นเดียวกับในเต้ารับทั่วไป กังหันลมพลังงานต่ำมักติดตั้งเพื่อให้พลังงานแก่บ้านส่วนตัว กระท่อมฤดูร้อน ไร่นา หรือจ่ายพลังงานให้กับสิ่งอำนวยความสะดวกขนาดเล็กที่อยู่ห่างไกล

การออกแบบและออกแบบเครื่องกำเนิดลม

เป็นที่ชัดเจนว่าเครื่องกำเนิดลมขับเคลื่อนด้วยพลังงานลม แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด เครื่องกำเนิดลมประกอบด้วยส่วนประกอบหลายอย่าง และสิ่งสำคัญคือวงล้อลมและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า กังหันลมแนวนอนมักจะมีใบพัดสามใบซึ่งทำงานเนื่องจากแรงยกของลมที่พัดเข้ามา และเครื่องกำเนิดลมแนวตั้งประเภทซาโวเนียส (ถัง) หมุนเนื่องจากแรงดันลม มีกังหันลมแนวตั้งที่ใช้แรงยกด้วย เช่น Darrieus Rotor และเครื่องกำเนิดลมตั้งฉากอื่นๆ สำหรับเครื่องกำเนิดลมแนวนอน ความเร็วในการหมุนของใบพัดจะเกินความเร็วลม โดยปกติคือ 5 เท่า ทำให้สามารถใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีขนาดเล็กกว่าเครื่องกำเนิดลมแนวตั้งได้ เนื่องจากไม่สามารถหมุนได้เร็วกว่าความเร็วลม ยกเว้นเครื่องตั้งฉาก .

ตัวอย่างเช่น เครื่องกำเนิดลมที่มีวงล้อลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 เมตร ที่ความเร็วลม 10 เมตรต่อวินาที คิดเป็นพลังงานลม 5.6 กิโลวัตต์ แต่พลังงานสูงสุด 49% สามารถแปลงเป็นพลังงานการหมุนเชิงกลได้ สำหรับแนวนอน เครื่องกำเนิดลมค่าสัมประสิทธิ์การแปลงพลังงานลมโดยเฉลี่ยคือ 0.4 สำหรับแนวตั้งจะต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญสำหรับกังหันลมประเภท "Savonius" 0.1-0.25 และสำหรับเครื่องตั้งฉากสูงถึง 0.4

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีล้อลมสามารถเชื่อมต่อได้โดยตรงแล้วความเร็วของล้อลมและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเท่ากันหรือสามารถติดตั้งกระปุกเกียร์เพื่อเพิ่มความเร็วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ ในการออกแบบเครื่องกำเนิดลมขนาดใหญ่ซึ่งติดตั้งในสถานที่ที่มีการไหลของไอเสียที่เสถียรและทรงพลังนั้น จะใช้ระบบสำหรับปรับตำแหน่งของใบพัดเพื่อรักษาความเร็วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าให้คงที่ เมื่อลมเพิ่มขึ้นใบพัดจะหมุนไปในทิศทางเดียวเพิ่มมุมการโจมตีของลมที่พัดเข้ามาและล้อลมจะไม่ได้รับโมเมนตัมและเมื่อลมอ่อนลงในทางกลับกันเพื่อให้กังหันลมไม่ลดความเร็วลง ใบพัดจะหมุนด้วยความเร็วสูงขึ้น นอกจากนี้ยังสามารถรักษาความเร็วได้โดยการเพิ่มหรือลดภาระบนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือโดยระบบเบรก ดังนั้น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจึงทำงานที่ความเร็วเท่ากันและผลิตแรงดันไฟฟ้าและความถี่ของไฟฟ้ากระแสสลับที่เสถียร เช่น 220 โวลต์ 50 เฮิรตซ์ แม้ว่าจะสามารถผลิตไฟฟ้าได้หลายพันโวลต์ก็ตาม

ในกังหันลมขนาดเล็ก ความเร็วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะไม่เสถียรเนื่องจากทำได้ยากมาก และกังหันลมดังกล่าวจะติดตั้งที่ระดับความสูงต่ำในพื้นที่ต่างๆ ซึ่งลมอาจหายไปหมดเป็นระยะๆ และไม่เสถียรอย่างมาก เพื่อให้การทำงานมีเสถียรภาพ โรงไฟฟ้าพลังงานลมจะใช้แบตเตอรี่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะชาร์จแบตเตอรี่เมื่อมีลม และคุณสามารถดึงพลังงานจากแบตเตอรี่เหล่านี้ได้เสมอ แม้ว่าจะอยู่ในสภาวะสงบก็ตาม และเพื่อป้องกันพายุเฮอริเคนพวกเขาใช้ระบบที่จะเคลื่อนล้อลมให้ห่างจากลมโดยการพับหางหรือเบรกล้อลมด้วยเบรกไฟฟ้า

ในการชาร์จแบตเตอรี่ ตัวควบคุมจะอยู่ระหว่างกังหันลมและแบตเตอรี่ ซึ่งจะตรวจสอบการชาร์จแบตเตอรี่ และเมื่อชาร์จเต็มแล้ว เพื่อไม่ให้แบตเตอรี่เสีย ตัวควบคุมจะชะลอใบพัดโดยการลัดวงจรของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ขดลวดหรือถ่ายเทพลังงานส่วนเกินลงในบัลลาสต์ ซึ่งสามารถใช้เป็นถังทำความร้อนหรือเป็นเพียงตัวต้านทานขนาดใหญ่ได้ เครื่องกำเนิดลมที่มีตัวควบคุมทำหน้าที่เป็นเครื่องชาร์จสำหรับชุดแบตเตอรี่ และพลังงานเองก็ดึงมาจากแบตเตอรี่ ไม่ใช่จากกังหันลม

แต่แบตเตอรี่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำคงที่ซึ่งอาจเป็น 12/24/48 โวลต์และจำเป็นต้องใช้ไฟบ้าน 230 โวลต์จึงติดตั้ง อินเวอร์เตอร์ซึ่งแปลงแรงดันไฟฟ้าตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ 220 โวลต์ แต่คุณสามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้อินเวอร์เตอร์หากผู้บริโภคทุกคนได้รับการออกแบบให้ใช้พลังงานจากแรงดันไฟฟ้าต่ำ ตัวอย่างเช่น หากอาร์เรย์แบตเตอรี่เป็น 12 โวลต์ คุณสามารถใช้เครื่องใช้ไฟฟ้า 12 โวลต์ ที่ชาร์จในรถยนต์ ทีวี แถบ LED และหลอดไฟ 12 โวลต์ กาต้มน้ำในรถยนต์ ตู้เย็นในรถยนต์ และอื่นๆ อีกมากมาย

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลม-โรงไฟฟ้าพลังงานลม

เครื่องกำเนิดลม, ตัวควบคุม, แบตเตอรี่

ประเภทและประเภทของเครื่องกำเนิดลม

กังหันลมผลิตไฟฟ้ามีสองประเภทหลัก: แนวนอนและแนวตั้ง กังหันลมแนวนอนแบบคลาสสิกมีใบพัด - โดยปกติจะมีใบพัดสามใบ และกังหันลมแนวตั้งจะมีล้อลมหมุนในแนวตั้ง กังหันลมแบบคลาสสิกได้รับความนิยมมากที่สุดเนื่องจากมีประสิทธิภาพสูงสุดด้วยต้นทุนที่ต่ำที่สุด ยิ่งความเร็วของวงล้อลมสูงเท่าไร เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก็จะยิ่งเล็กลงและราคาถูกลง และเครื่องกำเนิดไฟฟ้ายิ่งเบาลง ต้นทุนวัสดุในการผลิตก็น้อยลง นอกจากนี้ ยิ่งเครื่องกำเนิดลมสัมพันธ์กับพื้นดินสูงเท่าไร การผลิตไฟฟ้าก็จะยิ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้น

เครื่องกำเนิดลมคลาสสิก

กังหันลมแนวตั้งประเภท "Savonius" หรือ "Barrel" เป็นกังหันลมที่มีความเร็วต่ำที่สุดและไม่มีประสิทธิภาพ ดังนั้นเพื่อให้ได้พลังงานเท่ากับกังหันลมแนวนอน กังหันลมดังกล่าวจะต้องทำให้มีขนาดใหญ่ขึ้นมาก ติดตั้งกังหันลมที่ต่ำมาก เครื่องกำเนิดความเร็วหรือตัวคูณ และเนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะยกโครงสร้างที่หนักเช่นนี้ขึ้นไปบนเสาสูง โดยทั่วไปกังหันลมควรมีขนาดใหญ่เป็นสองเท่าของแนวนอน และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าควรมีขนาดใหญ่กว่าห้าถึงเจ็ดเท่า ทำให้ต้นทุนของเครื่องกำเนิดลมเพิ่มขึ้นห้าเท่าเมื่อเทียบกับเครื่องกำเนิดลมแบบคลาสสิก

ดังนั้นกังหันลมประเภท Savonius จึงไม่ได้รับความนิยมและค่อนข้างหายากแม้ว่าจะค่อนข้างได้รับความนิยมบนอินเทอร์เน็ตเนื่องจากตำนานเกี่ยวกับประสิทธิภาพความไร้เสียงและความเรียบง่าย ในความเป็นจริง KIEV ของกังหันลมดังกล่าวมีค่าเพียง 0.1-0.2 เทียบกับ 0.4 สำหรับกังหันลมแบบคลาสสิก ความเงียบก็มีความสัมพันธ์กันเช่นกัน เนื่องจากในลมที่ความเร็ว 7 เมตร/วินาที ทุกอย่างทำให้เกิดเสียงดัง แม้แต่ต้นไม้ และความเรียบง่ายก็เป็นเรื่องโกหกเช่นกัน การติดตั้งใบพัดที่เบาและเรียบง่ายสามใบบนเครื่องกำเนิดไฟฟ้านั้นง่ายกว่าการติดตั้งโรเตอร์ขนาดใหญ่ซึ่งไม่สามารถป้องกันจากพายุเฮอริเคนได้ง่ายกว่ามากและจำเป็นต้องมีความแข็งแกร่งของโครงสร้างที่มากขึ้น ตัวอย่างของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบโฮมเมดดังกล่าวได้อธิบายไว้ในบทความนี้ - เครื่องกำเนิดลมแนวตั้ง DIY

เครื่องกำเนิดลมแนวตั้ง

เครื่องกำเนิดลมชนิดถัง

นอกจากนี้ยังมีเครื่องกำเนิดลมแนวตั้งประเภทอื่นๆ อีก เช่น “Daria Rotor” จะมีค่า KIEV ที่สูงกว่าเล็กน้อยเมื่อเทียบกับกังหันลมแบบถัง แต่มีแรงบิดเริ่มต้นที่ต่ำมาก และหากมีเพียง 2 ใบพัดเท่านั้น จึงไม่สามารถสตาร์ทเองได้ - มักทำด้วยโรเตอร์ไฮบริด Savonius+Darieu มีประเภทอื่น ๆ ที่มีใบมีดโค้งทุกประเภทครึ่งถังหลายชั้น แต่ในทางปฏิบัติพวกมันอยู่ไม่ไกลจากกระบอกตัดปกติ

กังหันลมผลิตไฟฟ้าแนวตั้ง

กังหันลมแล่นเรือใบโดยพื้นฐานแล้วเป็นกังหันลมแนวนอนเดียวกัน แต่เนื่องจากล้อลมทั้งหมดถูกปกคลุมไปด้วยใบเรือและไม่มีโปรไฟล์ตามหลักอากาศพลศาสตร์ กังหันลมดังกล่าวจึงมีความเร็วต่ำและไม่มีประสิทธิภาพ แต่มีแรงบิดสูงที่ความเร็วต่ำ และด้วยเหตุนี้จึงสามารถ ขับเคลื่อนกลไกต่างๆ ได้โดยตรง เช่น ปั๊มสำหรับยกน้ำ กังหันลมแบบอะนาล็อกคือกังหันลมหลายใบที่มีใบมีดแข็ง

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับกังหันลมเป็นแบบสามเฟสที่พบมากที่สุดคล้ายกับที่ใช้ในรถยนต์ขนาดจะใหญ่กว่านี้ขึ้นอยู่กับกำลังและความเร็วที่กำหนดเท่านั้น ขดลวดสเตเตอร์เป็นแบบสามเฟสเชื่อมต่อในวงจรดาวหลังจากเชื่อมต่อแล้วสายไฟสามเส้นยังคงอยู่ที่เอาต์พุตซึ่งไปที่ตัวควบคุมและที่นั่นด้วยความช่วยเหลือของสะพานไดโอดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับจะถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าโดยตรง นั่นคือบวกและลบ โรเตอร์เครื่องกำเนิดไฟฟ้าใช้แม่เหล็กนีโอไดเมียม การกระตุ้นด้วยไฟฟ้าเช่นเดียวกับในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอัตโนมัติไม่ได้ใช้ที่นี่เนื่องจากขดลวดกระตุ้นใช้พลังงาน

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับกังหันลม

ในการเพิ่มความเร็ว มักใช้ตัวคูณ ซึ่งจะเพิ่มความเร็ว และทำให้คุณสามารถรับพลังงานได้มากขึ้นจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีอยู่ หรือใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีขนาดและราคาน้อยกว่า ตัวคูณมักใช้ในเครื่องกำเนิดลมแนวตั้งเนื่องจากล้อลมหมุนช้ากว่ากังหันลมแนวนอนคลาสสิกมาก

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นชิ้นส่วนที่แพงที่สุดของกังหันลม ยกเว้นเสาซึ่งอาจมีราคาแพงมาก ดังนั้นพวกเขาจึงพยายามสร้างความเร็วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมให้สูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีขนาดเล็กลง นี่คือเหตุผลว่าทำไมกังหันลมแนวนอนสามใบจึงแพร่หลายมาก มีความเร็วสูงและไม่ต้องใช้ตัวคูณเพื่อเพิ่มความเร็วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำให้การออกแบบถูกกว่าและง่ายกว่ามากและในขณะเดียวกันก็มีประสิทธิภาพสูงสุด

คุณสามารถสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยตัวเองและคุณสามารถสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมที่สมบูรณ์ด้วยตัวเองได้ในหน้าของเว็บไซต์มีข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับการคำนวณเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและกังหันลมโดยทั่วไป เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำจากมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอัตโนมัติและสิ่งที่เรียกว่าเครื่องกำเนิดดิสก์ตามแนวแกนก็เป็นที่นิยมเช่นกัน คุณสามารถอ่านเกี่ยวกับกังหันลมที่ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวได้ในส่วนนี้ กังหันลมตามแนวแกนแบบดิสก์

ราคาและการใช้งานกังหันลม

แน่นอนว่ากังหันลมมีราคาแพง เนื่องจากเป็นอุปกรณ์ที่ซับซ้อนซึ่งไม่ค่อยมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย เช่น โทรทัศน์หรือรถยนต์ นอกจากนี้ นอกจากตัวกำเนิดลมแล้ว โรงไฟฟ้าพลังงานลมยังประกอบด้วยแบตเตอรี่ ตัวควบคุม และอินเวอร์เตอร์ และเสายังเป็นส่วนที่มีราคาแพงและเป็นส่วนสำคัญของเครื่องกำเนิดลมอีกด้วย

กังหันลมผลิตไฟฟ้ากำลัง 300 วัตต์อ่อนแอมากและคุณต้องเข้าใจว่าพวกมันผลิตไฟฟ้าได้ 300 วัตต์ต่อชั่วโมงตามที่ประกาศไว้ ด้วยความเร็วลม 10-12 เมตร/วินาที และเมื่อลมอยู่ที่ 4-5 เมตร/วินาที พลังงานเอาต์พุตจะอยู่ที่ 30-50 วัตต์เท่านั้น* ชม. กังหันลมดังกล่าวผลิตพลังงานเพียงเล็กน้อย ซึ่งเพียงพอสำหรับจ่ายให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กและไฟ LED ที่ช่วยประหยัดพลังงาน คุณไม่ควรคาดหวังว่ากังหันลมดังกล่าวจะสามารถให้พลังงานแก่ตู้เย็น ทีวี และแสงสว่างทั่วทั้งบ้านได้ การผลิตพลังงานโดยตรงขึ้นอยู่กับการมีลม ณ ตำแหน่งที่ติดตั้งกังหันลม

สมมุติว่าที่ความเร็วลมเฉลี่ยต่อปี 3 เมตร/วินาที กังหันลมขนาด 300 วัตต์จะผลิตได้เพียงประมาณ 3-6 กิโลวัตต์ต่อเดือน แต่ถ้าลมพัดทุกวันด้วยความเร็วเฉลี่ย 5 เมตร/วินาที จากนั้นเอาต์พุตจะอยู่ที่ 15-20 กิโลวัตต์ แต่ไม่มีสถานที่ที่มีลมแรงเช่นนี้อยู่ทุกแห่ง

ราคากังหันลมขนาดเล็กเริ่มต้นที่ 15,000 รูเบิล สำหรับเครื่องกำเนิดลมพร้อมตัวควบคุมที่ไม่มีแบตเตอรี่และเสากระโดง ชุดที่สมบูรณ์ประกอบด้วยเครื่องกำเนิดลม, ตัวควบคุม, แบตเตอรี่, เสา, อินเวอร์เตอร์จะมีราคาตั้งแต่ 50,000 รูเบิลขึ้นไป

เพื่อจัดหาพลังงานให้กับบ้านหรือกระท่อมขนาดเล็ก เครื่องกำเนิดลมจะต้องมีกำลังไฟ 1 กิโลวัตต์การผลิตพลังงานอีกครั้งขึ้นอยู่กับการมีลมในพื้นที่ของคุณซึ่งอาจเป็น 30-100 กิโลวัตต์ต่อเดือน โดยหลักการแล้ว เครื่องกำเนิดลมดังกล่าวเพียงพอสำหรับการให้แสงสว่าง ทีวี คอมพิวเตอร์ ปั๊ม แต่เครื่องกำเนิดลมอาจไม่สามารถรับมือกับการทำงานตลอด 24 ชั่วโมงของตู้เย็นขนาดใหญ่ได้ โดยทั่วไป เมื่อมีการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมเพื่อจ่ายพลังงานอย่างต่อเนื่องให้กับพื้นที่อยู่อาศัยซึ่งจำเป็นต้องใช้พลังงานทุกวัน จะมีการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเบนซินหรือดีเซลเพิ่มเติม ซึ่งจะชาร์จแบตเตอรี่ในช่วงที่ไม่มีลมเป็นเวลานาน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่จำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าโรงไฟฟ้าพลังงานลมอัตโนมัติจะไม่หยุดชะงักอย่างสมบูรณ์

ราคาของทั้งชุดอยู่ที่ 150,000 รูเบิลและสามารถเข้าถึงได้มากถึง 300-400,000 รูเบิล ยิ่งความจุของแบตเตอรี่มีมากขึ้น คุณก็จะยิ่งมีเวลาใช้พลังงานจากแบตเตอรี่มากขึ้นในกรณีที่ไม่มีลมแรง นอกจากนี้ไม่ควรคายประจุแบตเตอรี่ออกลึกเพราะจะทำให้อายุการใช้งานลดลงอย่างมาก ดังนั้น ตัวอย่างเช่น หากใช้พลังงานไป 2 กิโลวัตต์ต่อวัน พลังงานในแบตเตอรี่ก็ควรมีอย่างน้อย 10 กิโลวัตต์

หากคุณวางแผนที่จะจัดหาพลังงานให้กับบ้านส่วนตัวหรือฟาร์มขนาดเล็กของคุณ จากนั้นคุณจะต้องมีกังหันลมที่มีกำลัง 3-5 กิโลวัตต์. ราคาของทั้งชุดอยู่ที่ 300,000 รูเบิลถึง 1 ล้านรูเบิล ที่นี่ใช้พลังงานและการบริโภคอย่างจริงจังอยู่แล้ว ดังนั้นนอกเหนือจากราคาของกังหันลมแล้ว เสา ตัวควบคุม อินเวอร์เตอร์ที่ทรงพลังยังมีราคาแพงอีกด้วย และคุณต้องใช้แบตเตอรี่จำนวนมากเพื่อให้พลังงานแก่เครื่องใช้ในครัวเรือนทั้งหมดอย่างเสถียร

หากคุณต้องการให้เครื่องกำเนิดลมให้ความร้อนแก่บ้านด้วยคุณต้องดู กำลังตั้งแต่ 10 กิโลวัตต์. โดยทั่วไป เพื่อให้โรงไฟฟ้าอัตโนมัติมีความเหมาะสมที่สุดในการผลิตไฟฟ้า กังหันลมผลิตไฟฟ้าเพียงเครื่องเดียวก็ไม่เพียงพอ ระบบควรมีทั้งแผงโซลาร์เซลล์และเครื่องกำเนิดแก๊ส เผื่อไม่มีแดดหรือลมเลย ผู้ควบคุมจะต้องควบคุมทั้งเครื่องกำเนิดลมและแผงโซลาร์เซลล์ และสตาร์ทเครื่องกำเนิดก๊าซเมื่อพลังงานหมด อุปกรณ์ทั้งหมดนี้มีราคาแพง แต่ถ้าไม่สามารถเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าได้ วิธีแก้ปัญหาคือลงทุนในโรงไฟฟ้าพลังลมจากพลังงานแสงอาทิตย์

ตัวอย่างการใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมและแผงโซลาร์เซลล์เพื่อจ่ายไฟฟ้าให้กับบ้านส่วนตัว

โรงไฟฟ้าพลังลม-พลังงานแสงอาทิตย์

โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จากลมผลิตไฟฟ้าให้กับทุกความต้องการของบ้านส่วนตัว ซึ่งคิดเป็นประมาณ 300 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อเดือน ระบบประกอบด้วยเครื่องกำเนิดลมสองตัวที่มีกำลังไฟพิกัดรวม 3 กิโลวัตต์ และแผงโซลาร์เซลล์ที่มีกำลังไฟพิกัด 1.8 กิโลวัตต์ ค่าใช้จ่ายของโรงไฟฟ้านี้คือ 350,000 รูเบิล อ่านเพิ่มเติมในบทความ

ในบทความนี้เราจะพยายามตอบคำถามสำหรับผู้อ่านพอร์ทัลไซต์ - เครื่องกำเนิดลมคืออะไรการทำงานและความแตกต่างคืออะไร

เครื่องกำเนิดลมเป็นอุปกรณ์ทางเทคนิคที่พลังงานจลน์ของลมถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าสำหรับผู้บริโภค

ตามแผนภาพด้านล่าง หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดลมสามารถอธิบายได้ดังต่อไปนี้:

กังหันลมผลิตไฟฟ้ามีวิธีการออกแบบ การติดตั้ง และการติดตั้งที่แตกต่างกัน โดยแต่ละประเภทก็มีข้อดีและข้อเสียแตกต่างกันไป ได้แก่

ด้วยแกนหมุนในแนวนอน

แกนโรเตอร์และแกนขับเคลื่อนขนานกับพื้นผิวดิน

มีทั้งใบมีดเดี่ยว (เบอร์ 1), สองใบมีด (เบอร์ 2), สามใบมีด (เบอร์ 3) และหลายใบมีด (เบอร์ 4) โดยมีจำนวนมากถึง 50 ชิ้น

ข้อดีของประเภทนี้:

• ประสิทธิภาพสูง;

ข้อบกพร่อง:

• ความจำเป็นในการวางแนวในทิศทางของการไหลของอากาศ
• ความจำเป็นในการติดตั้งโครงสร้างที่สูงในการติดตั้งอุปกรณ์ และยิ่งกำลังเครื่องสูง โครงสร้าง (เสา) ก็ควรจะสูงตามไปด้วย
• ความจำเป็นในการสร้างฐานรากสำหรับการติดตั้งเสาซึ่งส่งผลให้ต้นทุนงานติดตั้งเพิ่มขึ้น
• ระดับเสียงรบกวนสูงระหว่างการทำงาน
• อาจเป็นอันตรายต่อนกและสิ่งมีชีวิตที่บินได้อื่นๆ

ด้วยแกนหมุนในแนวตั้ง

แกนการหมุนจะอยู่ในแนวตั้งสัมพันธ์กับพื้นผิวโลก

อุปกรณ์ประเภทนี้สามารถแบ่งออกเป็นหลายกลุ่ม ได้แก่ :

การออกแบบนี้ประกอบด้วยครึ่งสูบหลายสูบ ในกรณีนี้ แกนจะหมุนอย่างต่อเนื่อง โดยไม่คำนึงถึงกระแสลมและความรุนแรงของลม

ข้อดีของการออกแบบ:

• การออกแบบเทคโนโลยีชั้นสูง
• แรงบิดเริ่มต้นที่สำคัญ
• ความสามารถในการทำงานกับการไหลของอากาศต่ำ

ข้อบกพร่อง:

• ประสิทธิภาพของใบมีดต่ำ
• ความต้องการวัสดุจำนวนมากในระหว่างการผลิต

ในการออกแบบนี้ ใบมีดหลายใบซึ่งเป็นแถบแบนจะติดอยู่กับแกนการหมุน แผนภาพแสดงอุปกรณ์ประเภทนี้ประเภทต่อไปนี้:

1 – โรเตอร์ Darrieus เวอร์ชันคลาสสิก

2 – โรเตอร์ Daria Tina N (โรเตอร์มุมฉาก)

3 – โรเตอร์แบบขดลวด Darrieus (พร้อมโรเตอร์เฮลิโอคอยด์)

ข้อดีของการออกแบบ:

• ไม่จำเป็นต้องมุ่งเน้นไปที่กระแสลม
• ง่ายต่อการผลิตใบมีด
• วิธีการบริการที่เรียบง่ายและสะดวกสบาย

ข้อบกพร่อง:

• ประสิทธิภาพการติดตั้งต่ำ
• วงจรการซ่อมแซมระหว่างหน่วยสนับสนุนและองค์ประกอบโครงสร้างสั้นลง
• พวกเขามีความสามารถที่อ่อนแอในการเริ่มต้นด้วยตนเองเมื่อมีใบมีดสองใบและมีลมพัดสม่ำเสมอ

ด้วยโรเตอร์แบบเฮลิคอยด์

เป็นการดัดแปลงอุปกรณ์ด้วยโรเตอร์ดาเรีย ในแผนภาพด้านบน - หมายเลข 3

ข้อดีของการออกแบบ:

• อายุการใช้งานยาวนานกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับโรเตอร์ Darrieus รุ่นคลาสสิก

ข้อบกพร่อง:

• ต้นทุนสูงกว่าเมื่อเทียบกับเวอร์ชันคลาสสิก
• กระบวนการผลิตใบมีดที่ใช้แรงงานเข้มข้นและซับซ้อนมากขึ้น

เป็นการดัดแปลงอุปกรณ์ด้วยโรเตอร์ Savounis การออกแบบนี้มีใบมีดสองแถว แถวแรกอยู่กับที่ โดยจะจับการไหลของอากาศและบีบอัด ดังนั้น ความเร็วของการไหลของอากาศจึงเพิ่มขึ้น หลังจากนั้น ลมจะเข้าสู่แถวที่สอง ซึ่งทำงานบนหลักการโรเตอร์ Savounis

ข้อดีของการออกแบบ:

• ประสิทธิภาพสูงในการทำงาน
• ความสามารถในการทำงานในกระแสลมต่ำ

ข้อบกพร่อง:

• ราคาสูง.

การออกแบบนี้เป็นพื้นฐานของสิ่งที่กล่าวมาข้างต้น - มีแกนหมุนอยู่
ในแนวตั้งมีใบมีดหลายใบติดอยู่ซึ่งขนานกับแกนและนำออกจากมันในระยะห่างที่กำหนด

ในแผนภาพด้านบน นี่คือหมายเลข 2 - โรเตอร์ Daria Tina N

ข้อดีของการออกแบบ:

• ขาดกลไกการวางแนวตามกระแสลม
• ใช้งานง่ายและบำรุงรักษา

ข้อบกพร่อง:

• ลัดวงจรระหว่างรอบการซ่อมแซมของหน่วยสนับสนุนและองค์ประกอบโครงสร้าง

ขับเคลื่อนด้วยหยดน้ำ

การออกแบบนี้ยังไม่มีการผลิตในเชิงพาณิชย์ ประกอบด้วยโลหะ
โครงซึ่งอยู่ภายในโครงร่างซึ่งมีท่อหุ้มฉนวนวางอยู่ในแนวนอน แต่ละหลอดประกอบด้วยหัวฉีดและอิเล็กโทรดพิเศษ หลักการทำงานขึ้นอยู่กับการสร้างและการสะสมพลังงานโดยใช้หยดน้ำที่ออกมาจากหัวฉีดพิเศษ

หยดน้ำมีประจุบวก และภายใต้อิทธิพลของกระแสลม หยดน้ำจะถูกส่งไปยังอิเล็กโทรดที่มีประจุบวก สิ่งนี้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของพลังงานศักย์ของประจุบวกที่มีประจุบวก ไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นเมื่อหยดน้ำกระทบกับอิเล็กโทรดที่มีประจุบวก

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทนี้ดูเหมือนจานดาวเทียม สำหรับการติดตั้ง
เสากระโดงถูกนำมาใช้เช่นเดียวกับกรณีกังหันลมที่มีแกนหมุนในแนวนอน โครงสร้างเหล่านี้มีความคล้ายคลึงกันในการวางแนวของการไหลของอากาศ - มีการใช้ก้านเนื่องจาก "แผ่น" อยู่ในระนาบที่ตั้งฉากกับทิศทางของลมตลอดเวลา

“ใบเรือ” ได้รับการแก้ไขและยืดออกบนโครงทรงกลม และทำให้เกิดการเคลื่อนไหวที่แกว่งไปมาภายใต้อิทธิพลของลม การเคลื่อนไหวเหล่านี้จะถูกส่งไปยังลูกสูบของระบบไฮดรอลิกผ่านระบบแท่ง ซึ่งพลังงานการสั่นสะเทือนทางกลจะถูกแปลงเป็นแรงดันของเหลว แรงดันไฮดรอลิกของของไหลจะถูกแปลงเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนของไดรฟ์ซึ่งมีการเชื่อมต่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งจะสร้างกระแสไฟฟ้า

ข้อดีของการออกแบบคือ:

• ความสามารถในการทำงานที่ความเร็วลมต่ำ
• โครงสร้างน้ำหนักเบา
• การบำรุงรักษาและความง่ายในการบำรุงรักษา
• ความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมของอุปกรณ์
• ติดตั้งง่าย

ข้อบกพร่อง:

• เมื่อใช้ในพื้นที่ที่มีลมแรง ข้อได้เปรียบหลักเหนือโครงสร้างอื่น ๆ จะสูญเสียความเกี่ยวข้อง

ในการเลือกเครื่องกำเนิดลม คุณต้อง:

รุ่นและแบรนด์ยอดนิยม

ปัจจุบันกังหันลมผลิตไฟฟ้าจากผู้ผลิตทั้งในประเทศและต่างประเทศ

ในบรรดารุ่นในประเทศที่ต้องการมากที่สุด ได้แก่:

ในบรรดารุ่นต่างประเทศเครื่องกำเนิดลมแพร่หลาย:

• Zonhan Windpower Co, Ltd (จีน) พร้อมแกนหมุนแนวนอนกำลังตั้งแต่ 0.3 ถึง 5.0 kW;
• Bekar Europe GmbH (เยอรมนี) มีแกนหมุนแนวตั้ง กำลังตั้งแต่ 0.5 ถึง 60.0 kW

ราคาเฉลี่ย

ต้นทุนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมขึ้นอยู่กับการออกแบบ กำลังไฟ ประเทศ และผู้ผลิต

ราคาของรุ่นที่กล่าวถึงข้างต้นคือ:

• EnergyWind ขึ้นอยู่กับพลังงาน (จาก 1.0 ถึง 10.0 kW) อยู่ในช่วง 68,000.00 ถึง 650,000.00 รูเบิล ตามลำดับ
• Exmork จาก Zonhan Windpower Co, Ltd (จีน) ขึ้นอยู่กับกำลัง (จาก 0.3 ถึง 5.0 kW) อยู่ในช่วง 30,000.00 ถึง 260,000.00 รูเบิล ตามลำดับ
• Bekar ขึ้นอยู่กับกำลัง (จาก 0.5 ถึง 60.0 kW) มีตั้งแต่ 43,000.00 รูเบิล

ข้อดีและข้อเสีย

ข้อดีของการใช้พลังงานลมและกังหันลมผลิตไฟฟ้า
รวมถึงสิ่งต่อไปนี้:

• พลังงานลมเป็นพลังงานหมุนเวียนที่มีทรัพยากรไม่หมดสิ้น
• ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของแหล่งพลังงานและกระบวนการผลิตพลังงานไฟฟ้า
• ความสามารถในการติดตั้งการติดตั้งอย่างรวดเร็วและให้พลังงานไฟฟ้าแก่ผู้บริโภค

ข้อเสียมีดังต่อไปนี้:

• ประสิทธิภาพของการติดตั้งขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของปี สภาพอากาศ และภูมิภาคที่ติดตั้งเครื่อง
• ระดับเสียงรบกวนสูงระหว่างการทำงานของเครื่อง
• อันตรายต่อผู้อยู่อาศัยในภูมิภาคที่ติดตั้งเครื่องกำเนิดลม
• ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าทางอุตสาหกรรม เมื่อใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลม จำเป็นต้องใช้พื้นที่จำนวนมาก

เนื่องจากความต้องการแหล่งพลังงานที่เพิ่มขึ้น เช่นเดียวกับปริมาณสำรองที่ลดลงของผู้ขนส่งพลังงานแบบเดิม การพัฒนาพลังงานสีเขียวจึงมีความเกี่ยวข้องมากขึ้น

นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรจากประเทศต่างๆ กำลังพัฒนากังหันลมรุ่นใหม่เพื่อที่จะ
การเพิ่มส่วนแบ่งของคุณสมบัติเชิงบวกของมวลรวมและลดคุณสมบัติเชิงลบให้เหลือน้อยที่สุด

ตัวอย่างดังกล่าวรวมถึงเครื่องกำเนิดลมแบบลอยตัวและแบบลอยตัว เรือลอยน้ำได้รับการติดตั้งห่างจากชายฝั่งและครอบครองที่ดินงานของพวกเขามีประสิทธิภาพมากที่สุดเนื่องจากลมทะเลคงที่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบลอยตัวก็มีประสิทธิภาพเช่นกัน เพราะยิ่งยกสูงขึ้นเหนือพื้นผิวโลก ความเร็วลมก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ส่วนแบ่งของพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตโดยโรงไฟฟ้าพลังงานลมมีการเติบโตอย่างต่อเนื่อง สิ่งนี้เกิดขึ้นทั้งในประเทศของเราและในประเทศที่พัฒนาแล้วทางเทคนิคทั้งหมด

ในรัสเซีย ในอนาคต มีการวางแผนว่าส่วนแบ่งของพลังงานไฟฟ้าที่สร้างโดยโรงไฟฟ้าพลังงานลมจะอยู่ที่ประมาณ 30% ของการผลิตไฟฟ้าทั้งหมดในประเทศ