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Heimwindpark: gut oder aus einer Laune heraus?
Mit der Nutzung der Windenergie ist die Menschheit seit jeher vertraut. Nachdem ein unbekannter Erfinder das Segel auf ein unprätentiöses schwimmendes Schiff eingestellt hatte und mit seiner Hilfe Jahrhunderte später die gesamte Erde von neugierigen Seefahrern untersucht wurde. Windmühlen dienen auch in unserer Zeit in vielen Ländern regelmäßig dem Menschen.
Die Nutzung des Windes bedeutet heute vor allem die Stromerzeugung. Versuchen wir herauszufinden, wie einfach, billig und bequem es ist. Für diejenigen, die das Ergebnis sofort hören möchten, ist die Schlussfolgerung: Windkraft wird niemals billiger sein als Energie aus anderen Quellen: thermischen, nuklearen oder Wasserkraftwerken.
Daher ist es sinnvoll, Windkraftanlagen für zu Hause nur für diejenigen einzusetzen, die juckende Hände haben, um einen gebrauchsfertigen Generator anzupassen, den sie "gelegentlich" erhalten haben, oder für Enthusiasten sauberer Energie, die den Planeten fanatisch vor Umweltkatastrophen retten wollen. Andere Gründe, Windenergie zu nutzen, wenn sie von externen Stromnetzen gespeist werden, können sich einfach nicht vorstellen.
Zunächst einige Informationen zu den Möglichkeiten der Nutzung der Windenergie. Wenn der Wind auf die Turbinenschaufeln einwirkt, darf der Energiegewinnungswirkungsgrad (Wirkungsgrad) 59% nicht überschreiten. Dieser Wert wurde bereits 1920 von einer Reihe von Wissenschaftlern (Lanchester, Betz, Zhukovsky) in ihren Arbeiten ermittelt. Seitdem ist er als „Betz-Grenze“ bekannt.
Ist es sinnvoll, die Effizienz zu berücksichtigen? Windgeneratorwenn es von einer unentgeltlichen Quelle unbegrenzter Energie angetrieben wird? Natürlich gibt es! Wenn Sie die Umwandlungseffizienz kennen, können Sie die erforderliche Leistung des Kraftwerks abschätzen und dann, wie viel Ihr Portemonnaie nach dem Kauf an Gewicht verliert.
Die maximale Leistung, die dem Wind "weggenommen" werden kann, entspricht der Fläche, auf die er einwirkt (der Bereich der Reichweite des Propellers), multipliziert mit der Windgeschwindigkeit im Würfel und dem oben genannten Wirkungsgrad von 0,6. Nachdem wir alle Werte im SI-System ausgedrückt haben, erhalten wir, dass 1 m2 der Turbine bei einer Windgeschwindigkeit von 2 m / s bis zu ... 4,8 W Leistung benötigt. Bei einer Windgeschwindigkeit von 8 m / s (der Nenngeschwindigkeit der meisten Windgeneratoren) erhöht sich die Auswahl pro Flächeneinheit auf 307 Watt.
Nun zu berücksichtigende Informationen: Die tatsächliche Effizienz für Heiminstallationen sollte nicht mehr als 0,3 betragen. Arbeitszeit Windparks Bei optimaler Windgeschwindigkeit liegt sie unter den klimatischen Bedingungen der GUS-Staaten zwischen 10 und 15% pro Jahr.
Daher muss die aus der Formel erhaltene Leistung des Windkraftwerks um das weitere 4-5-fache erhöht werden. In der Praxis wird empfohlen, eine Windkraftanlage zu installieren, die sich weniger auf technische Indikatoren als auf finanzielle Möglichkeiten konzentriert. Dabei gilt das Prinzip: "Je mehr, desto besser." Mit dem Traum, eine leistungsstarke und gleichzeitig kompakte Installation zu etablieren, müssen Sie sich sofort trennen. Man widerspricht im Prinzip.
Die Konstruktion einer Windkraftanlage besteht im Allgemeinen aus einem Generator, einem Gleichrichter, einer Batterie und einem Wechselrichter zur Umwandlung der Spannung in den üblichen Wert von 220 V. Die Steuerung und Verwaltung aller Einheiten und Elemente des Kraftwerks erfolgt durch eine Mikroprozessorsteuerung oder einfachere Logikschaltungen.
Studieren technische Merkmale von WindparksEs sind diejenigen zu bevorzugen, bei denen die Geschwindigkeit des Beginns der Bewegung des Rotors, die anfängliche Ladegeschwindigkeit der Batterien und die Geschwindigkeit, mit der sie in den Betriebsmodus eintreten, minimal sind. Je breiter der Bereich der Betriebswindgeschwindigkeiten ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass Energie gewonnen wird. In diesem Fall spielen die Kosten eine untergeordnete Rolle: Warum sollte die Installation billiger sein, wenn sie mehrere Tage im Jahr in Ihrer Region funktioniert?
Jetzt ist es an der Zeit, nach dem Preis der Produkte von Unternehmen zu fragen, die vorgefertigte Ausrüstungssätze anbieten.Wir werden hier überhaupt nicht über hausgemachte Windparks sprechen. Selbst die besten Beispiele der industriellen Herstellung haben einen Wirkungsgrad von nicht mehr als 30%, und selbstgemachte Konstruktionen aus Hilfsmaterialien können nur Geräusche erzeugen.
Die gesamte Vielfalt der Ausführungen von Windgeneratoren kann auf zwei große Gruppen reduziert werden: mit einer horizontalen Anordnung des Rotors des Generators und Generatoren mit einem Rotor eines vertikalen Typs.
Generatoren mit horizontaler Schaufel haben einen höheren Wirkungsgrad und einen geringeren Materialverbrauch. Sie erfordern jedoch die Verwendung von Masten größerer Höhe, haben ein komplexes mechanisches Teil und sind unpraktisch zu warten. Stationen vom vertikalen Typ sind weniger wirtschaftlich, haben einen höheren Materialverbrauch, arbeiten jedoch in einem größeren Bereich von Windgeschwindigkeiten und sind kompakter.

Betrachten Sie eine Stichprobe der interessantesten Vertreter der Windkraftanlagen jeder Gruppe. Von größtem Interesse von Kraftwerken mit horizontalem Rotor ist getriebeloser Konturgenerator "Windtronics".
Darin wird der Luftwiderstand aufgrund der speziellen Konstruktion der Turbine reduziert, bei der starke Permanentmagnete an den Enden der Schaufeln befestigt sind und 68 Statorspulen entlang der Felge montiert sind. Mit dieser Lösung ist der Rotor auch ein Generator für elektrische Energie. Spezielle Klappen an den Schaufeln ermöglichen es der Turbine, sich mit einer Windgeschwindigkeit von 0,2 m / s in Bewegung zu setzen. Heute ist dieser Wert ein Rekord für Generatoren.
Bei einer Geschwindigkeit von 0,9 m / s. Die Turbine beginnt Strom zu erzeugen. Andere Generatortypen bei diesen Windgeschwindigkeiten können sich nicht einmal bewegen. Das Gewicht des Produktes beträgt ca. 110 kg, der Durchmesser 1,8 m, der Geräuschpegel nicht mehr als 35 dB.

Dank ihrer starren Konstruktion hält die Turbine Windgeschwindigkeiten von bis zu 62,6 Sekunden stand. Die jährliche Leistung liegt zwischen 1500 und 2750 kW / h Strom. Das amerikanische Unternehmen Honeywell Wind Turbine mit einer Turbine liefert die gesamte erforderliche Elektronik, um zwei Generatoren oder ein zusätzliches Solarpanel anzuschließen. Ein schwerwiegender und einziger Nachteil eines Windparks ist sein Preis - 5.750 USD bei einer nominalen Generatorleistung von nur 1,5 kW.
Ein vielversprechender Vertreter von Kraftwerken mit einem vertikalen Generator kann in Betracht gezogen werden Urban Green Energy Turbinen Eddy. Die Generatoren sind sehr kompakt, nahezu geräuschlos und können auch in städtischen Umgebungen montiert werden. Mit einem Generatorgewicht von 95 kg nimmt es eine Fläche von etwas mehr als 2,5 m2 ein.
Die Turbine kann in einer Stunde montiert werden und hat eine Lebensdauer von bis zu 20 Jahren. Der Generator hält Windlasten von bis zu 193 km / h stand und erzeugt je nach Modifikation zwischen 2000 und 4000 kW / h Energie pro Jahr. Der Hauptnachteil ist die hohe anfängliche Windgeschwindigkeit für die Turbine - 3,2 m / s. Informationen zu den Kosten des Generators liegen noch nicht vor.
Die ursprüngliche Turbinenform, die an Rosenblätter erinnert, veranlasste die Architekten, ein Kraftwerk in Form eines Baumes mit 3 bis 12 Turbinen an den Zweigen zu errichten. Das Projekt wurde benannt "Power Flowers" - "Blumenbaum" und erregte breite öffentliche Aufmerksamkeit durch die Erstellung guter Anzeigen für Eddy-Generatoren und UGE.
Man kann sehr lange über verschiedene Konstruktionen und Modelle von Kraftwerken sprechen, aber eines verbindet sie: einen sehr hohen Preis. Aus einer Analyse der Vorschläge von Unternehmen lassen sich bestimmte Stückkosten von 1 kW Geräteleistung ableiten. Ohne Installationsarbeiten sind es ungefähr 2.000 US-Dollar. Wenn wir weitere 500 USD für Installation und Inbetriebnahme hinzufügen, erhalten wir die durchschnittlichen Kosten für Geräte, die 2000 bis 3000 kW / h elektrische Energie pro Jahr produzieren.
Experten zufolge ist der Strom aus umweltfreundlichen Quellen 3-4 mal teurer als üblich.Bei Verwendung von Windparks mit geringem Stromverbrauch können die Energiekosten um eine Größenordnung (zehnmal) höher sein als die aus herkömmlichen Quellen gewonnenen. Dies ist mit hohen einmaligen Ausrüstungskosten sowie der Installation, Inbetriebnahme und Wartung von Windkraftanlagen verbunden.
Um diese Tatsache zu verbergen, verwenden sie häufig die Aussage, dass mit dem Anstieg der Energiepreise umweltfreundliche Quellen rentabel werden. Gleichzeitig wird die Überlegung ignoriert, dass mit dem Anstieg der Energiepreise auch die Kosten für Geräte mit erheblichem Materialverbrauch steigen werden. Und die Aussichten für eine Reduzierung einer solchen „Gabel“ sind auch in ferner Zukunft nicht zu erwarten.
Wenn Sie den unwiderstehlichen Wunsch haben, einen Windpark zu errichten, müssen Sie sich zuerst mit dem Archiv der Wetterberichte der letzten Jahre in Ihrer Region vertraut machen. Diese Informationen sind jetzt online verfügbar und werden sofort die tatsächlichen Möglichkeiten für die Nutzung der Windenergie verdeutlichen.
Siehe auch auf electro-de.tomathouse.com
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