heim · elektrische Sicherheit · Wie man Wind- oder Windkraftanlagen richtig wickelt. Wir denken über Windkraftanlagen für den Heimgebrauch nach. Wie es funktioniert und wie es funktioniert

Wie man Wind- oder Windkraftanlagen richtig wickelt. Wir denken über Windkraftanlagen für den Heimgebrauch nach. Wie es funktioniert und wie es funktioniert

Das Bedürfnis zu sparen Natürliche Ressourcen Dies zwingt die meisten Staaten, nach alternativen Stromquellen zu suchen. Eine solche Quelle ist Windenergie, die zur Produktion genutzt werden kann elektrische Energie in Mengen, die ausreichen, um den Bedarf sowohl der Haushaltsverbraucher als auch der Verbraucher zu decken Industrieunternehmen. Grundlage der Konstruktion zur Stromerzeugung aus Wind ist ein auf einem Mast montierter Generator.

Windgeneratorgerät

Der Entwurf einer Windkraftanlage umfasst folgende Elemente:

  • Generator;
  • Mast;
  • Klingen;
  • Windmesser;
  • Wiederaufladbare Batterien;
  • ATS-Gerät (automatischer Transferschalter);
  • Transformator.

Das Funktionsprinzip einer Windkraftanlage basiert auf der Umwandlung von Windenergie in die Rotationsbewegung einer Turbine. Dies geschieht mit Hilfe von Flügeln (Rotor). Der Wind folgt der Kontur der Rotorblätter und versetzt sie in Rotation.

Moderne Windkraftanlagen Kraftwerke habe drei Klingen. Ihre Länge kann 56 Meter erreichen. Die Rotationsgeschwindigkeit liegt zwischen 12 und 24 U/min. Um die Drehzahl zu erhöhen, werden Getriebe eingesetzt. Die Leistung moderner Windgeneratoren kann 750 kW erreichen.

Ein Anemometer dient zur Messung der Windgeschwindigkeit. Die Montage erfolgt auf der Rückseite des Turbinengehäuses. Zur Generierung werden Wvom eingebauten Computer analysiert die größte Zahl Elektrizität.

Das Design des Windparks kann bei Windgeschwindigkeiten von 4 Metern pro Sekunde betrieben werden. Wenn die Windgeschwindigkeit 25 Meter pro Sekunde erreicht, schalten sich Windkraftanlagen, die auf der Nutzung von Windenergie basieren, automatisch ab. Unkontrollierte Drehung der Rotorblätter bei starkem Wind ist eine der Ursachen für Unfälle und Zerstörung einer Windkraftanlage.

Der Transformator wandelt die Spannung in die Werte um, die für den Stromtransport zum Verbraucher über die Stromleitungen erforderlich sind. Transformatoren werden üblicherweise am Fuß des Mastes installiert

Der Mast ist wichtiges Element Entwürfe für Windkraftanlagen. Die Leistung des Generators hängt von seiner Höhe ab. Die Masthöhe moderner Windkraftanlagen liegt zwischen 70 und 120 Metern. Einige Designs beinhalten Hubschrauberlandeplätze.

Installation von Windgeneratoren

Eine der notwendigen Voraussetzungen für den vollen Betrieb des Geräts ist die Wahl eines geeigneten Standorts für seine Platzierung. Idealerweise sollte dies ein Hügel sein hohe Geschwindigkeit Winde mit geringer Turbulenz.


Befindet sich in der Nähe ein Wald, verringert sich dadurch die Effizienz des Windgenerators. Da keine Freileitungen in der Nähe vorhanden sind, ist eine Weiterleitung des erzeugten Stroms an die Verbraucher nicht möglich.

Probleme durch den Betrieb von Windkraftanlagen

Obwohl Windkraftanlagen eine vielversprechende Möglichkeit zur Stromerzeugung darstellen, sind mit ihrem Betrieb viele Probleme verbunden. Insbesondere in europäischen Ländern, in denen die Windenergie aktiv eingeführt wird, klagen viele Menschen über die Unannehmlichkeiten, die durch die unmittelbare Nähe zu Windkraftanlagen entstehen.

In den meisten Ländern gibt es keine Gesetze, die klar festlegen, in welchem ​​Abstand sie von Wohngebäuden platziert werden dürfen. Manchmal ist ein Windgenerator bereits in einer Entfernung von 200 bis 250 Metern vom Haus entfernt zu sehen. Die Leute beschweren sich darüber lautes Geräusch, der sich über Hunderte von Metern erstreckt. Der Schatten der rotierenden Rotorblätter einer Windmühle kann mehrere Kilometer weit werfen. Dies führt zu starken psychischen Beschwerden.

Die Probleme werden dadurch verursacht, dass die umfassende Nutzung der Windenergie erst vor relativ kurzer Zeit begonnen hat. Leistungsstarke Windgeneratoren wurden bisher nicht eingesetzt. Daher wurde ihre volle Wirkung auf den Menschen nicht untersucht. Derzeit werden Gesetze entwickelt, um die Unannehmlichkeiten durch den Betrieb dieser Mechanismen zu minimieren.

Die Energiewirtschaft meistert ihre Aufgabe recht souverän, doch die Größe unseres Landes ist so groß, dass es noch nicht möglich ist, alle abgelegenen oder schwer erreichbaren Gebiete vollständig mit Strom zu versorgen. Dies ist auf viele Faktoren zurückzuführen, die unter den gegenwärtigen Bedingungen zu teuer oder technisch nicht realisierbar sind.

Daher muss immer mehr Aufmerksamkeit auf alternative Quellen gelegt werden, die den Bedarf rückständiger Regionen ohne die Beteiligung von Backbone-Netzwerken decken können. Eine vielversprechende Richtung ist die Windenergie mit kostenloser Energie.

Design und Arten von Windkraftanlagen

Windkraftanlagen(WKA) nutzen Windenergie zur Stromerzeugung. Große Stationen bestehen aus vielen, die zu einem einzigen Netzwerk zusammengefasst sind und große Gebiete versorgen – Städte, Regionen. Kleinere sind in der Lage, kleine Wohngebiete oder einzelne Häuser bereitzustellen. Stationen werden nach klassifiziert verschiedene Zeichen, zum Beispiel nach Funktionalität:

  • Handy, Mobiltelefon,
  • stationär.

Nach Standort:

  • Küsten
  • Off-Shore
  • Boden
  • schwebend.

Nach Bauart:

  • rotierend,
  • Schaufel.

Flügelradstationen sind weltweit am weitesten verbreitet. Sie sind hocheffizient und in der Lage, ausreichend Strom zu produzieren, um Verbraucher in der gesamten Energiewirtschaft zu versorgen. Gleichzeitig weist die Verteilung solcher Stationen eine spezifische Konfiguration auf und ist nicht überall zu finden.

Arbeitsprinzip

Wie bereits erwähnt, sind Windparks in Rotor- oder Flügelbauweise ausgeführt. Drehstationen verfügen in der Regel über Geräte mit. Sie sind in vielerlei Hinsicht komfortabler als Flügelmodelle, da sie im Betrieb keine großen Geräusche machen und keine Installation in Windrichtung erfordern. Gleichzeitig sind Rotorkonstruktionen weniger effizient und können in kleinen Privatstationen eingesetzt werden.

Flügelgeräte sind in der Lage, maximale Wirkung zu erzielen. Sie nutzen die entstehende Energie wesentlich effizienter als Rotationsproben, erfordern jedoch eine korrekte Ausrichtung in Bezug auf die Strömung, was das Vorhandensein zusätzlicher Geräte oder Ausrüstungen erfordert.

Alle Typen funktionieren nach dem gleichen Prinzip: Der Windstrom dreht das bewegliche Teil, das die Drehung auf den Generator überträgt, wodurch im System ein elektrischer Strom entsteht. Es lädt die Batterien auf, die Wechselrichter antreiben, die den resultierenden Strom in eine für Verbrauchergeräte geeignete Standardspannung und -frequenz umwandeln.

Um eine große Anzahl von Verbrauchern zu versorgen, werden einzelne Windgeneratoren zu einem System verbunden und bilden Stationen – Windparks.

Vor- und Nachteile von Windkraftanlagen

Zu den Vorteilen von Windparks gehören:

  • Unabhängigkeit von fossilen Ressourcen;
  • Es wird eine absolut kostenlose Energiequelle genutzt;
  • umweltfreundliche Methode – die Umwelt wird nicht geschädigt.

Gleichzeitig gibt es aber auch Nachteile:

  • Windungleichmäßigkeiten führen zu gewissen Schwierigkeiten bei der Energieerzeugung und erzwingen die Nutzung große Nummer; Batterien;
  • Windmühlen machen beim Betrieb Lärm;
  • niedrig, es ist sehr schwierig, es zu erhöhen;
  • die Kosten für Ausrüstung und damit für Strom sind viel höher als der Preis für Netzstrom;
  • Die Amortisation der Ausrüstung nimmt mit zunehmender Kapazität erheblich ab. .

Durch den Einsatz kleiner Stationen kann eine begrenzte Anzahl von Verbrauchern mit Energie versorgt werden, was in großen Siedlungen oder Regionen erforderlich ist große Geräte. Gleichzeitig erfordern Hochleistungswindkraftanlagen angemessene Windströme und eine Gleichmäßigkeit ihrer Bewegung, was für die Bedingungen unseres Landes nicht typisch ist. Dies ist der Hauptgrund für die im europäischen Vergleich geringe Verbreitung von Windkraftanlagen.

Wirtschaftliche Rechtfertigung für den Bau eines Windparks

Aus wirtschaftlicher Sicht ist der Bau eines Windparks nur dann sinnvoll, wenn keine anderen Möglichkeiten der Energieversorgung vorhanden sind. Die Ausrüstung ist sehr teuer und erfordert Wartung und Reparatur. Fixkosten, und die Lebensdauer ist auf 20 Jahre begrenzt, und zwar unter europäischen Bedingungen. Für Russland kann dieser Zeitraum um mindestens ein Drittel verkürzt werden. Deshalb Nutzung von Windparks wirtschaftlich unwirksam.

Andererseits im völligen Fehlen oder Vorhandensein von Alternativmöglichkeiten optimale Bedingungen Durch die Gewährleistung eines qualitativ hochwertigen und gleichmäßigen Betriebs von Windkraftanlagen wird der Einsatz von Windkraftanlagen zu einer völlig akzeptablen Art der Energieversorgung.

Wichtig! Konkret geht es um große Stationen, die ganze Regionen versorgen. Attraktiver sieht die Situation bei Haushalts- oder Privatsendern aus.

Kapazität von Industriestationen

Industrielle Windparks verfügen über eine sehr hohe Leistung und können große Mengen bereitstellen Siedlungen oder Regionen. Zum Beispiel, Der Windpark Gansu in China verfügt über 7965 MW, Enercon E-126 produziert 7,58 MW, und das ist nicht die Grenze.

Es sei gleich darauf hingewiesen, dass andere Modelle deutlich weniger Energie produzieren. In Großanlagen zusammengefasst sind Windkraftanlagen jedoch in der Lage, durchaus ausreichend Strom zu produzieren. Die kombinierten Komplexe erzeugen eine Gesamtleistung von 400–500 MW, was problemlos mit der Produktivität von Wasserkraftwerken verglichen werden kann.

Kleine Stationen haben bescheidenere Indikatoren und können nur als Punktquellen betrachtet werden, die eine begrenzte Anzahl von Verbrauchern versorgen.

Führende globale Hersteller

In Anzahl am meisten namhafte Hersteller Windgeneratoren und Ausrüstung für die Windenergiebranche umfasst Unternehmen:

  • Vestas,
  • Nordex,
  • Superwind
  • Panasonic
  • Ökotechnik,
  • Vergnet.

Russische Hersteller sind noch nicht bereit, mit diesen Unternehmen zu konkurrieren, da die Frage der Herstellung hochwertiger und produktiver Windgeneratoren in Russland noch nicht ausreichend thematisiert wurde.

Geographie der Anwendung

Die Windenergie ist an der Westküste des Atlantiks, insbesondere in Deutschland, am weitesten verbreitet. Es gibt beste Konditionen- sanfte und starke Winde, optimale klimatische Indikatoren. Der Hauptgrund für den weit verbreiteten Einsatz von Windkraftanlagen in dieser Region war jedoch der Mangel an Möglichkeiten für den Bau von Wasserkraftwerken, der die Regierungen der Länder in dieser Region dazu zwang, verfügbare Methoden zur Stromerzeugung zu nutzen. Gleichzeitig gibt es Installationen im Baltikum, in Dänemark und Holland.

Russland hinkt in dieser Hinsicht noch hinterher; im letzten Jahrzehnt wurden kaum ein Dutzend Windparks in Betrieb genommen. Der Grund für diese Verzögerung liegt in der starken Entwicklung der Wasserkraft und dem Fehlen geeigneter Bedingungen für den Betrieb industrieller Windkraftanlagen. Es gibt jedoch eine Steigerung der Produktion kleine Installationen, in der Lage, einzelne Siedlungen mit Energie zu versorgen.

Fakten und Missverständnisse

Die geringe Verbreitung von Windkraftanlagen und die mangelnde Erfahrung damit haben zu vielen Missverständnissen über die Eigenschaften und Auswirkungen von Windkraftanlagen auf den menschlichen Körper geführt. Daher gibt es eine weit verbreitete Meinung über das Ungewöhnliche hohes Level Lärm, der von einem laufenden Windgenerator erzeugt wird. Es gibt zwar etwas Lärm, aber sein Pegel ist viel geringer als allgemein angenommen. So wird der Lärm von Industriemodellen in einer Entfernung von 200-300 m vom Gehör genauso wahrgenommen wie der Lärm eines funktionierenden Haushaltskühlschranks.

Ein weiteres Problem, das von Unwissenden unangemessen übertrieben wird, ist die Entstehung unüberwindbarer Funkstörungen und Fernsehsignale. Dieses Problem wurde gelöst, bevor die Benutzer davon wussten – jede leistungsstarke Industriewindmühle ist mit einem hochwertigen Funkentstörungsfilter ausgestattet, der den Einfluss des Geräts auf die Funkwellen vollständig eliminieren kann.

Menschen, die in der Nähe von Turbinen wohnen, befinden sich ständig in der Schattenzone. Dies ist ein Begriff, der sich auf das unangenehme Gefühl blinkender Lichtanzeigen bezieht. Rotierende Klingen erzeugen diesen Effekt, seine Bedeutung wird jedoch stark übertrieben. Selbst der empfindlichste Mensch kann sich jederzeit einfach von einer Turbine abwenden, wenn er sich zufällig in deren Nähe befindet.

Es gibt noch andere, weit hergeholte und durchaus reale Fakten zum Betrieb von Windparks, ihren Auswirkungen auf den menschlichen Körper und die umgebende Natur. Einige davon sind gewöhnliche Gerüchte, andere sind so übertrieben, dass sie nicht einmal eine Diskussion verdienen. Windenergie ist eine vollwertige Branche, die in der Lage ist, Energieversorgungsprobleme sowohl im großen Maßstab als auch innerhalb eines kleinen Landhauses zu lösen.

Private Windparks

Für Russland am meisten aktuelles Thema ist die Verteilung kleiner Stationen, die ein Haus oder Grundstück versorgen. Der Bau großer Windparks ist unter den klimatischen Bedingungen unseres Landes unpraktisch und unrentabel. Der größte Wert von Windkraftanlagen liegt in der Fähigkeit, rückständige oder abgelegene Gemeinden ohne Netzanschluss mit Energie zu versorgen.

Für solche Gebiete ist der Einsatz kleiner privater Anlagen die beste Lösung des Problems, da für den Betrieb einer Windkraftanlage keine Bereitstellung von Brennstoff erforderlich ist, das Gerät einfach ist und leicht repariert werden kann. Stellen Sie solche Regionen bereit zusätzliche Ausrüstung Dies ist viel einfacher und kostengünstiger als die Bereitstellung großer Geldbeträge für die Installation von Stromleitungen, insbesondere in Berggebieten. Kleine Windkraftanlagen können eine ausreichende Energiemenge erzeugen, ohne dass Wartungs- oder Treibstoffkosten anfallen, was sie zu einer vielversprechenden und attraktiven Lösung des Problems macht.

Überprüfung der Preise für beliebte Modelle

Die Kosten für Windgeneratoren sind hoch. Dieser Moment ist für die Verbreitung der Windenergietechnologien am schwierigsten zu überwinden. Viele Hausbesitzer würden gerne Windkraftanlagen auf ihrem Grundstück installieren, verfügen aber nicht über die finanziellen Mittel, um diese zu kaufen. Eine Installation, die einen Bereich beleuchten kann, kostet etwa 100.000 Rubel.

Ein leistungsstärkeres Design, mit dem Sie ein Ferienhaus mit Strom versorgen können, kostet 250.000.

Ein Windpark, der einen kleinen Bauernhof mit Strom versorgen kann, kostet etwa 500.000 Rubel. Und das ist nicht die Grenze. Bei solchen Preisen kann man nicht mit einer raschen Verbreitung von Windgeneratoren rechnen, daher besteht alle Hoffnung auf deren Entstehung inländische Modelle, das in der Lage ist, das Problem der hohen Ausrüstungskosten zu lösen. Alternativ können Sie auch ein relativ günstiges chinesisches Modell kaufen. Solche Geräte können nicht repariert werden, da sie tatsächlich wegwerfbar sind, aber ihr Preis ist viel niedriger als der Preis westlicher Modelle mit ähnlicher Leistung.

Wie baut man eine Windkraftanlage?

Die hohen Kosten von Industriemodellen zwingen Menschen, die mit Werkzeugen umgehen können und über gewisse Kenntnisse verfügen, selbstgemachte Windmühlen zu bauen. Die Kosten eines solchen Geräts sind mit denen von Fabrikmodellen nicht zu vergleichen und die Wirkung hausgemachter Produkte übersteigt oft die Leistung renommierter ausländischer Produkte.

Um eine Station zu bauen, benötigen Sie:

  • Ausrüstungssatz - Laderegler, Wechselrichter, Batterie;
  • Generator betriebsfähig niedrige Geschwindigkeiten. Am häufigsten werden modernisierte Auto- oder Traktorgeneratoren verwendet;
  • Windmühle – ein rotierender Rotor, der auf einem Mast oder Sockel mit den erforderlichen Abmessungen montiert ist.


Die Ausrüstung für die Station kann unabhängig zusammengestellt oder gekauft werden fertiges Formular. Die Herstellung eines Generators aus einem fertigen Gerät dauert einen Tag (wenn Sie eine Vorstellung davon haben, was getan werden muss). Die Windmühle besteht aus Schrottmaterialien - Metallfässer, Blech usw.

Alle Designelemente werden zusammengebaut, das System in Betrieb genommen, seine Eigenschaften bewertet und gegebenenfalls die notwendigen Änderungen vorgenommen. Eine selbstgebaute Windmühle lässt sich problemlos reparieren, da ihr gesamter Aufbau dem Meister, wie man sagt, bis zur letzten Schraube bekannt ist.

Der Betrieb eines Windparks erfordert keine besonderen Kosten, alle Investitionen werden gleichzeitig getätigt. Die Lebensdauer des Systems wird mit 20 Jahren berechnet, bei Eigenfertigung ist sie jedoch praktisch unbegrenzt, da eine Modernisierung oder Reparatur des Bauwerks jederzeit möglich ist.

Die Stromerzeugung durch Windkraftanlagen ist für die Menschheit schon immer von Interesse. Windenergie wird normalerweise als erneuerbarer Typ klassifiziert, ebenso wie Solar-, Binnenwasser-, Wärme- und Biomasseenergie. Das Potenzial dieser Energie ist Globus Das 30-fache übersteigt den heutigen Bedarf. Berücksichtigt wird der Bau von Anlagen, die Strom durch Umwandlung der Energie des Luftstroms gewinnen vielversprechende Richtung auf der ganzen Welt, trotz des geringen Wirkungsgrades - 20-30%.

Design und Haupttypen von Windgeneratoren

Das Schema, nach dem eine Windkraftanlage zur Stromerzeugung aufgebaut wird, ist recht einfach. Windenergie wird von einem Windgenerator und einem Gleichrichter-Ladegerät (Regler) in Gleichstrom umgewandelt, normalerweise 12/24/48 Volt. Der Strom wird zum Aufladen der Batterie verwendet (ähnlich einer Autobatterie) und anschließend dem Wechselrichter zugeführt, wo der Gleichstrom in Wechselstrom 220–230 V umgewandelt wird.

Heutzutage gibt es tatsächlich drei Arten von Windgeneratoren:

Mit vertikal ausgerichteter Drehachse;

Mit horizontaler Ausrichtung senkrecht zum Luftstrom;

Mit horizontaler Ausrichtung parallel zur Strömung.

Eine Windkraftanlage mit einem vertikalen Windgenerator ist am einfachsten herzustellen und zu installieren: Es muss nicht auf die Windrichtung geachtet werden, sodass die Belastung der Struktur deutlich geringer ist. Die Flügel dieser Geräte sind in Form von Schalen, Turbinen oder S-förmig erhältlich.

Bei horizontaler Rotationsachse wird Windenergie in Widerstands- oder Auftriebskraft umgewandelt. Die Anzahl der Klingen dieser Geräte kann zwischen eins und fünfzig liegen.

Im Rahmen der Hauptklassifikation gibt es viele vielfältige, strukturell zusammenhängende oder völlig neue Erfindungen.

Windkraftanlagen für zu Hause: Machbarkeit der Wahl

Das Stromversorgungsprojekt für ein im Bau (oder Umbau) befindliches Haus muss drei Probleme lösen:

Zuverlässigkeit der Stromversorgung;

Sicherheit benötigte Leistung Verbrauch;

Einbeziehung der erforderlichen Anzahl von Stromquellen.

In städtischen Gebieten, in denen das Stromnetz ausgebaut ist, betrifft die Zuverlässigkeit der Stromversorgung nur abgelegene Gebiete oder regionale Städte und Gemeinden. Eine Windkraftanlage für ein Eigenheim ist in diesen Fällen ungeeignet: Ausfälle treten nur bei Netzausfällen auf und werden spätestens innerhalb eines Tages behoben. Als zusätzliche Quelle wird meist ein Diesel- (Benzin) oder Gas-Minikraftwerk gewählt.

Bei der Errichtung eines Ferienhauses in einer abgelegenen Gegend oder dem Bau eines Bauernhofs, wo es keine Stromleitung in der Nähe gibt, stellt sich die Frage nach einem stabilen Strombezugsschema. Normalerweise wird das Problem so gelöst: ein Diesel- (oder Benzin-) Kraftwerk, und als alternative Quelle (um die Kosten einer Stromeinheit zu senken) werden Projekte mit Wind- oder Solarenergie erfolgreich umgesetzt.

Die Windkraftanlage muss die nötige Leistungsreserve für den tatsächlichen Verbrauch bereitstellen. In diesem Fall können Sie auf eine leistungsstarke Batterie und einen zuverlässigen Wechselrichter nicht verzichten. Wird als alternative Quelle verwendet Dieselgenerator.

Vor- und Nachteile der Stromgewinnung aus einer Windkraftanlage

Bei durchschnittlichem Haushaltsverbrauch (Beleuchtung, Heizung, Haushaltsgeräte) genügend Leistung von 500 W bis 1000/1500 W. Bei der Installation eines Windgenerators müssen Sie bedenken, dass die erzeugte Leistung umso höher ist größere Größe Klingen und dementsprechend ein höherer Preis.

Folgende Nachteile von Windkraftanlagen werden üblicherweise festgestellt:

Hohe einmalige Anfangsinvestitionen, daher relativ hoher Preis Elektrizitätseinheiten;

Die Abhängigkeit der Anlage von der Verfügbarkeit von Tagen mit optimaler Windgeschwindigkeit (sechs bis sieben Meter pro Sekunde). Mit solchen Indikatoren erreicht die Anlage ihre Nennkapazität (Auslegung).

Ein autonomes Windkraftwerk kann nur mit einer Batterie mit großer Kapazität und einem leistungsstarken Wechselrichter betrieben werden. Als Ergänzung an windstillen Tagen ist ein Dieselgenerator erforderlich, was die Kosten des Projekts erheblich erhöht.

Lange Amortisationszeit: durchschnittlich sieben bis zehn Jahre.

Anforderungen an die Auswahl eines Montageortes für den Mast

Um einen Windgenerator beliebiger Leistung zu betreiben, ist Wind erforderlich. Für Russland geht man davon aus, dass der Wind im Durchschnitt nur 270–280 Tage im Jahr weht. Primorje und Berggebiete haben unterschiedliche Statistiken, günstiger. Hier findet die Hauptentwicklung der Windkraft als freie Energie statt.

Je höher der Mast, desto größer ist die Geschwindigkeit des Luftstroms. Typischerweise werden Windkraftanlagen in einer Höhe von mindestens vier Metern über dem Niveau des Hauses montiert (im Durchschnitt zwischen vierzehn und vierundzwanzig Metern). Der Installationsort wird in einer Entfernung vom Haus gewählt, die mindestens einem Vielfachen von drei der Masthöhe entspricht. Das Gerät wird entweder auf montiert Betonsockel(was ziemlich teuer und arbeitsintensiv ist) oder mit Hilfe von Dehnungsstreifen.

Um einen in der Produktion hergestellten Windgenerator zu installieren, sind spezialisierte Organisationen beteiligt. In der Regel handelt es sich dabei entweder um den Hersteller selbst oder um Händler ausländischer Unternehmen. Spezialisten schlagen ein Diagramm einer Windkraftanlage vor, wählen einen Standort für die Installation des Masts aus, installieren die Ausrüstung und starten sie.

DIY-Windkraftanlage

Da der Anstieg der Strompreise in letzter Zeit mit einer Konstanz erfolgt, die die Bevölkerung erschreckt, steigt das Interesse an Windkraftanlagen in Russland. Eine Mini-Windkraftanlage (Windturbine) wird von Volkshandwerkern entworfen, hergestellt und ohne die Hilfe von Spezialisten installiert.

Als am einfachsten herzustellen gilt eine Windkraftanlage mit einer Anlage mit vertikaler Rotationsachse. Es erfordert keinen verstärkten Mast, ist einfach zu berechnen, leicht zu installieren und vor allem günstig im Preis. Der Preisanstieg ist auf die Batterie mit der erforderlichen Kapazität und einen zuverlässigen Wechselrichter zurückzuführen.

Eine Windmühle, die sich um eine horizontale Achse dreht, erfordert eine sorgfältige Befestigung der Flügel (ihre Zentrierung), sieht aber eleganter und raffinierter aus. Seine Teile sind teurer in der Herstellung und die Zusatzausrüstung ist die gleiche wie bei einer vertikalen Installation.

Heutige Handwerker ziehen es vor, Windkraftanlagen komplett von Grund auf mit eigenen Händen zu bauen. Der Generator basiert auf einem Asynchronmotor sowie einem Gleichrichter und Akkumulatorbatterie aus dem Auto. Wenn wir uns auf diesen Satz beschränken, kann der erzeugte Strom zum Erhitzen von Wasser in einem Boiler und zum Antrieb einer Wasserpumpe (durch Anpassung der Versorgungsspannung) verwendet werden.

Mit einem kleinen Wechselrichter können Sie sogar Beleuchtung und andere einfache Elektrogeräte einschalten, die nicht benötigt werden Qualitätsmerkmale Strom (ein Computer oder Fernseher kann nur an einen Wechselrichter angeschlossen werden, der die erforderlichen Ausgangseigenschaften hinsichtlich Sinusform, Frequenz usw. aufweist).

Große ausländische Hersteller von Windkraftanlagen: Vergleich der Installationskosten

Der Einsatz und damit die Herstellung von Windgeneratoren zur Stromerzeugung wurde erstmals Ende des 19. Jahrhunderts in Dänemark beherrscht. Der Mangel an eigenen Energieressourcen zwingt viele Länder dazu, den Weg der Energieentwicklung einzuschlagen Luftstrom und sowohl leistungsstarke (Hunderte Megawatt) Windturbinen als auch Windkraftanlagen für den Heimgebrauch bauen. Nachfolgend finden Sie eine Liste der meisten namhafte Unternehmen und liefern ihre Produkte in die ganze Welt.

Ausländische Hersteller von Windgeneratoren:

Dänemark Vestas – Marktanteil 12,7 %;

China Sinovel, Goldwind, Guodian United Power, Ming Yang – Marktanteil 28,7 % insgesamt;

Spanien Gamesa – Marktanteil 8 %;

Deutschland Enercon, Siemens – Gesamtmarktanteil 14,1 %;

USA GE Energy – Marktanteil 7,7 %;

Indien Suzion – Marktanteil 7,6 %.

Chinesische Installationen gelten als die günstigsten. Je nach Leistung können sie zu einem Preis von 18 bis 20.000 Rubel erworben werden. Es ist zu beachten, dass solche Anlagen (Leistung von 100-200 W) nicht reparaturfähig sind und in der Regel nicht mit einem Mast ausgestattet sind. Windkraftanlagen mittel Preissegment aus China gelten als zuverlässig und halten mehr als 15 Jahre.

Dänische, spanische und deutsche Installationen sind von höherer Qualität; ihre Installation und Inbetriebnahme werden seit langem von spezialisierten Organisationen beherrscht, sind aber teuer. Von 1.000 $ bis 2.000–2.500 $ mit einer Leistung von 200 W.

Windkraftanlagen in Russland: Preise und Hersteller

In den letzten 20 Jahren ist das Interesse an der Herstellung von Ausrüstungen für Windkraftanlagen gestiegen. Inländische Hersteller haben kostengünstige Geräte entwickelt und liefern diese erfolgreich an Verbraucher. Im Durchschnitt können sie für 40-45.000 Rubel gekauft werden. mit Leistung ab 300 W.

Nachfolgend finden Sie eine Liste heimische Produzenten die die Produktion beherrschen und eigene Modelle von Windkraftanlagen produzieren:

- „ResursPromAlliance“ in Tscheljabinsk;

- „Stroyinzhservis“ in Rybinsk;

RKraft in Moskau;

- Kernkraftwerk „Energieökologische Systeme“ in Moskau;

LMP „Windenergie“ in Chabarowsk;

- „Sapsan-Energia“ in Moskau;

- „GRC Vertical“ in Miass;

- SKB Iskra in Moskau;

- „Vetro-Svet“ in St. Petersburg.

Die unerschöpfliche Energie, die Luftmassen mit sich tragen, erregt seit jeher die Aufmerksamkeit der Menschen. Unsere Urgroßväter lernten, den Wind für Segel und Räder zu nutzen Windmühlen Danach raste er zwei Jahrhunderte lang ziellos über die Weiten der Erde.

Heute habe ich es wieder für ihn gefunden nützliche Arbeit. Ein Windgenerator für ein Privathaus entwickelt sich von einer technischen Neuheit zu einem echten Faktor in unserem Alltag.

Schauen wir uns Windkraftanlagen genauer an, bewerten die Bedingungen für deren gewinnbringenden Einsatz und überlegen vorhandene Sorten. Heimwerker erhalten in unserem Artikel Denkanstöße zum Thema. Selbstmontage Windmühle und dafür notwendige Geräte effiziente Arbeit.

Was ist ein Windgenerator?

Das Funktionsprinzip einer Haushaltswindkraftanlage ist einfach: Der Luftstrom dreht die auf der Generatorwelle montierten Rotorblätter und erzeugt in ihr Wicklungen Wechselstrom. Der erzeugte Strom wird in Batterien gespeichert und von Haushaltsgeräten bei Bedarf genutzt. Dies ist natürlich ein vereinfachtes Diagramm der Funktionsweise einer Heimwindmühle. Praktisch ergänzt wird es durch Geräte, die Strom umwandeln.

Unmittelbar hinter dem Generator in der Energiekette befindet sich eine Steuerung. Es wandelt dreiphasigen Wechselstrom in Gleichstrom um und leitet ihn zum Laden der Batterien. Mehrheitlich Haushaltsgeräte kann nicht mit konstanter Leistung betrieben werden, daher ist hinter den Batterien ein weiteres Gerät installiert – ein Wechselrichter. Es führt den umgekehrten Vorgang aus: Es dreht sich D.C. im Haushalt Wechselspannung 220 Volt. Es ist klar, dass diese Transformationen nicht spurlos verlaufen und einen recht ordentlichen Teil der ursprünglichen Energie (15-20 %) wegnehmen.

Wird die Windmühle mit einer Solarbatterie oder einem anderen Stromgenerator (Benzin, Diesel) gekoppelt, dann wird der Stromkreis ergänzt Leistungsschalter(AVR). Wenn die Hauptstromquelle ausgeschaltet wird, wird die Ersatzstromquelle aktiviert.

Um die maximale Leistung zu erzielen, muss der Windgenerator entlang der Windströmung platziert werden. IN einfache Systeme Das Wetterfahnenprinzip wird umgesetzt. Dazu wird am gegenüberliegenden Ende des Generators ein vertikaler Flügel angebracht, der ihn in den Wind dreht.

Leistungsstärkere Anlagen verfügen über einen rotierenden Elektromotor, der von einem Richtungssensor gesteuert wird.

Haupttypen von Windgeneratoren und ihre Eigenschaften

Es gibt zwei Arten von Windgeneratoren:

  1. Mit horizontalem Rotor.
  2. Mit vertikalem Rotor.

Der erste Typ ist der häufigste. Es zeichnet sich durch einen hohen Wirkungsgrad (40-50 %) aus, hat aber erhöhtes Niveau Lärm und Vibration. Darüber hinaus ist für die Installation ein großer Aufwand erforderlich Freiraum(100 Meter) oder Hochmast (ab 6 Meter).

Generatoren mit vertikalem Rotor sind energetisch weniger effizient (der Wirkungsgrad ist fast dreimal niedriger als der von horizontalen).

Zu ihren Vorteilen gehören die einfache Installation und die zuverlässige Konstruktion. Die geringe Geräuschentwicklung ermöglicht die Installation vertikaler Generatoren auf Hausdächern und sogar auf Bodenniveau. Diese Anlagen haben keine Angst vor Vereisung und Wirbelstürmen. Sie werden bei schwachem Wind (von 1,0–2,0 m/s) gestartet, während eine horizontale Windmühle einen Luftstrom mittlerer Stärke (3,5 m/s und mehr) benötigt. Vertikale Windgeneratoren sind hinsichtlich der Form des Laufrads (Rotors) sehr unterschiedlich.

Rotorräder vertikaler Windkraftanlagen

Aufgrund der geringen Rotordrehzahl (bis zu 200 U/min) übersteigt die mechanische Lebensdauer solcher Anlagen die von horizontalen Windgeneratoren deutlich.

Wie berechnet und wählt man einen Windgenerator aus?

Wind ist kein Erdgas, das durch Rohre gepumpt wird, oder Strom, der ununterbrochen durch Kabel in unser Zuhause fließt. Er ist launisch und launisch. Heute reißt ein Hurrikan Dächer ab und bricht Bäume um, und morgen herrscht völlige Ruhe. Deshalb vor dem Kauf bzw Eigenproduktion Wenn Sie eine Windkraftanlage installieren möchten, müssen Sie das Potenzial der Luftenergie in Ihrer Region abschätzen. Dazu muss die durchschnittliche jährliche Windstärke ermittelt werden. Dieser Wert kann auf Anfrage im Internet abgerufen werden.

Nachdem wir eine solche Tabelle erhalten haben, suchen wir den Bereich unseres Wohnsitzes, schauen uns die Intensität seiner Farbe an und vergleichen sie mit der Bewertungsskala. Wenn die durchschnittliche jährliche Windgeschwindigkeit weniger als 4,0 Meter pro Sekunde beträgt, macht die Installation einer Windkraftanlage keinen Sinn. Er wird nicht geben benötigte Menge Energie.

Wenn die Windstärke ausreicht, um eine Windkraftanlage zu installieren, können Sie mit dem nächsten Schritt fortfahren: der Auswahl der Generatorleistung.

Wenn es um eine autonome Energieversorgung zu Hause geht, wird der durchschnittliche statistische Stromverbrauch einer Familie berücksichtigt. Sie reicht von 100 bis 300 kWh pro Monat. In Regionen mit geringem jährlichem Windpotenzial (5-8 m/sec) kann eine Windkraftanlage mit einer Leistung von 2-3 kW diese Strommenge erzeugen. Es ist zu berücksichtigen, dass im Winter die durchschnittliche Windgeschwindigkeit höher ist und die Energieproduktion in diesem Zeitraum daher höher ist als im Sommer.

Auswahl eines Windgenerators. Ungefähre Preise

Die Preise für vertikale Haushaltswindgeneratoren mit einer Leistung von 1,5 bis 2,0 kW liegen zwischen 90 und 110.000 Rubel. Das Paket zu diesem Preis beinhaltet nur einen Generator mit Rotorblättern, ohne Mast und Zusatzausrüstung (Steuerung, Wechselrichter, Kabel, Batterien). Ein komplettes Kraftwerk inklusive Installation kostet 40-60 % mehr.

Die Kosten für leistungsstärkere Windkraftanlagen (3-5 kW) liegen zwischen 350 und 450.000 Rubel (mit zusätzlicher Ausrüstung und Installationsarbeiten).

DIY Windmühle. Spaß oder echte Ersparnis?

Sagen wir gleich, dass es nicht einfach ist, einen vollständigen und effektiven Windgenerator mit eigenen Händen herzustellen. Die richtige Berechnung des Windrads, des Übertragungsmechanismus und die Auswahl eines für Leistung und Geschwindigkeit geeigneten Generators sind ein separates Thema. Wir geben nur kurze Empfehlungen zu den Hauptphasen dieses Prozesses.

Generator

Autogeneratoren und Elektromotoren von Waschmaschinen mit Direktantrieb sind hierfür nicht geeignet. Sie sind in der Lage, Energie aus dem Windrad zu erzeugen, aber das wird unbedeutend sein. Um effizient zu arbeiten, benötigen Eigengeneratoren sehr hohe Drehzahlen, die eine Windkraftanlage nicht erreichen kann.

Motoren für Waschmaschinen haben ein weiteres Problem. Es gibt dort Ferritmagnete, aber der Windgenerator braucht effizientere – Neodymmagnete. Verarbeiten Sie sie Selbstinstallation und das Wickeln stromführender Wicklungen erfordert Geduld und hohe Präzision.

Die Leistung eines selbst zusammengebauten Geräts überschreitet in der Regel 100-200 Watt nicht.

In letzter Zeit erfreuen sich Motorräder für Fahrräder und Motorroller großer Beliebtheit bei Heimwerkern. Aus Sicht der Windenergie handelt es sich um leistungsstarke Neodym-Generatoren, die sich optimal für die Arbeit mit vertikalen Windrädern und das Laden von Batterien eignen. Aus einem solchen Generator können Sie bis zu 1 kW Windenergie gewinnen.

Motorrad - ein fertiger Generator für eine selbstgebaute Windkraftanlage


Schrauben

Am einfachsten herzustellen sind Segel- und Rotorpropeller. Die erste besteht aus leichten gebogenen Rohren, die auf einer zentralen Platte montiert sind. Klingen aus strapazierfähiger Stoff. Der große Seitenwind des Propellers erfordert eine gelenkige Befestigung der Blätter, damit sie sich bei einem Hurrikan falten und nicht verformen.

Für Vertikalgeneratoren wird die rotierende Windradkonstruktion verwendet. Es ist einfach herzustellen und zuverlässig im Betrieb.

Selbstgebaute Windgeneratoren mit horizontaler Drehachse werden von einem Propeller angetrieben. Heimwerker bauen es aus Rohren zusammen PVC-Durchmesser 160-250 mm. Die Rotorblätter sind auf einer runden Stahlplatte mit einem Befestigungsloch für die Generatorwelle montiert.

Die Möglichkeit, Windenergie in mechanische Energie umzuwandeln, ist den Menschen schon lange bewusst. Sich selbst ein leuchtendes Beispiel Eine Windmühle kann dienen. Der Wind drehte die Rotorblätter und durch einen einfachen Mechanismus wurde die Energie auf eine Achse mit rotierenden Mühlsteinen übertragen. Dieser einfache Mechanismus ermöglichte das Mahlen von Getreide ohne großen Aufwand.

Aber dann erschienen sie Dampfmaschinen, Diesel- und Benzinmotoren sowie die Möglichkeit der Nutzung der Windenergie gerieten in Vergessenheit.

Doch nach dem Zweiten Weltkrieg, während der Energiekrise, stiegen die Preise für Treibstoff und Energie sprunghaft an, Wissenschaftler begannen, wegen der Umweltsicherheit des Planeten Alarm zu schlagen, und dann bekam die Idee, Windenergie zu nutzen, einen „zweiten Wind“. Diese Sammlung enthält Fotografien verschiedener Arten von Windkraftanlagen.

Ist es sinnvoll, alternative Energiequellen zu nutzen?

An dieser Moment Die Kosten für „saubere Energie“ sind um ein Vielfaches höher als die Kosten für Energie, die mit herkömmlichen Methoden gewonnen wird. (Die Energie selbst erhalten wir natürlich kostenlos, aber die Anfangsinvestition für die Anschaffung und Installation eines Kraftwerks ist sehr hoch!).

Das heißt, wenn Sie die Wahl zwischen dem Anschluss an einen Stromversorger und der Installation einer Windkraftanlage haben, ist die erste Option rentabler. Wenn Ihr Grundstück hingegen weit entfernt von Stromleitungen liegt und der Anschluss daran viel Geld kostet, wäre es sinnvoller, einen eigenen Windpark für Ihr Zuhause zu bauen.

Achten Sie jedoch darauf, eine weitere, unabhängige Energiequelle (Dieselgenerator, Solarplatten)! Im Falle von ruhigem Wetter oder einem Ausfall der Windkraftanlage sollten Sie immer eine Ersatzmöglichkeit haben.


Arten von Windkraftanlagen, Funktionsprinzip

Windkraftanlagen sind eine Gruppe von Mechanismen, die zur Erfassung von Strömungen notwendig sind starker Wind und Transformationen mechanische Energie auf elektrisch. Es gibt Hunderte von Kraftwerkstypen, die Windkraft nutzen. Sie sind nach Macht, Ort, Zweck unterteilt ...

Am häufigsten kommen Kleinanlagen mit einer Leistung von mehreren Kilowatt zum Einsatz, es gibt aber auch riesige Anlagen, die Megawatt Energie erzeugen. In einigen europäischen Ländern errichten sie ganze „Farmen“ von Windkraftanlagen. Sie produzieren etwa 8 % des gesamten Energieverbrauchs des Landes.

Für den erfolgreichen Betrieb einer Windkraftanlage sind konstante und starke Luftströmungen notwendig. Daher werden Windabweiser auf Hügeln oder in der Nähe großer Gewässer angebracht.

Ist es möglich, eine Windkraftanlage in der Nähe des Hauses zu installieren?

Ja, theoretisch ist dies möglich, allerdings müssen zunächst einige Probleme geklärt werden:

Gewicht der Struktur. Selbst die kleinsten Windparks wiegen mehrere Tonnen. Eine solche Installation erfordert ein großes und solides Fundament. Andernfalls verzieht sich die Struktur oder beginnt durchzuhängen.

Preisproblem. Die Kosten für die kleinste 2 kWt-Anlage betragen mindestens tausend Euro! Die Anfangsinvestition wird sehr groß sein.

Schwierigkeiten bei der Installation. „Windkraftanlagen“ haben eine große Masse und Größe. Um sie zu installieren, benötigen Sie ein spezielles. Ausrüstung (Manipulatoren, Frachtkräne).


Lärmbelästigung. Die rotierenden Klingen erzeugen einen charakteristischen Pfiff. Daher ist der Betrieb von Windkraftanlagen nachts in der Nähe von besiedelten Gebieten gesetzlich verboten.

Mangel an ständigem Wind. Man muss sich darüber im Klaren sein, dass eine Windkraftanlage nur bei günstigen Wetterbedingungen Strom produzieren wird. Deshalb müssen Sie haben Backup-Quelle Energie ( Sonnenkollektoren, Diesel- oder Benzingenerator).

Bürokratische Hürden. Um eine Genehmigung für den Bau eines Windparks und die eigene Stromerzeugung zu erhalten, benötigen Sie möglicherweise eine Genehmigung lange Zeit. Die europäische Gesetzgebung bietet den Bürgern Vorteile, die alternative Energien nutzen.

Unser Land bietet solche Vorteile nicht. Und aufgrund der verwirrenden Gesetzeslage ist es oft sehr schwierig, eine Genehmigung für die Errichtung und Nutzung eines Windparks zu erhalten.

Natürlich können solche Schwierigkeiten einen dazu zwingen, den Kauf und die Nutzung einer Windkraftanlage zu verweigern, aber man sollte die Vorteile von Windkraftanlagen nicht vergessen.

Wirtschaftlich. Sobald Sie Geld für den Kauf und die Installation eines Kraftwerks ausgeben, erhalten Sie einen hohen Betrag freie Energie, was Ihren Kauf schon nach wenigen Jahren rechtfertigen wird. In diesem Zusammenhang fällt mir der Ausdruck „Geld in den Abfluss werfen“ ein. Nur in unserem Fall passiert alles umgekehrt. Wind bringt uns monetäre Vorteile.

Unabhängigkeit vom Stromversorger. Sie müssen keine Stromleitungen zu Ihrem Haus verlegen und müssen keine steigenden Tarife bezahlen.

Umweltfreundlichkeit dieser Energieart. Bei der Energieerzeugung emittieren Windkraftanlagen nichts in die Atmosphäre.

Autonome Installation. Windkraftanlagen benötigen fast keine Wartung. Die meisten Prozesse sind automatisiert. Von Zeit zu Zeit ist lediglich eine kleine Aufsicht erforderlich.


Wir hoffen, dass unser Artikel für Sie interessant und nützlich war. Dass es Ihnen geholfen hat, die wichtigsten Arten von Windkraftanlagen zu verstehen, das Funktionsprinzip zu verstehen, alle Vor- und Nachteile dieser Art von Energie abzuschätzen und Sie vielleicht sogar dazu ermutigt hat, auf umweltfreundliche und erneuerbare Energie umzusteigen!

Fotos von Windkraftanlagen