Proyecto de energía eólica. Diseño y tipos de plantas de energía eólica. Planta de energía eólica solar - información general

CON por mucho tiempo la gente se dio cuenta de la posibilidad de convertir la energía eólica en energía mecánica. El ejemplo más llamativo es el molino de viento. El viento hacía girar las aspas y, mediante un sencillo mecanismo, la energía se transfería a un eje con muelas giratorias. Este sencillo mecanismo permitía moler el grano sin mucho esfuerzo.

Pero entonces las máquinas de vapor, el diésel y motores de gasolina, y se empezó a olvidar la posibilidad de utilizar la energía eólica.

Pero después de la Segunda Guerra Mundial, durante la crisis energética, los precios del combustible y la energía se dispararon, los científicos comenzaron a dar la alarma sobre la seguridad ambiental del planeta, y luego la idea de utilizar la energía eólica ganó un "segundo aire". Esta colección contiene fotografías. diferentes tipos plantas de energía eólica.

¿Es beneficioso utilizar fuentes de energía alternativas?

En este momento El costo de la “energía limpia” es varias veces mayor que el costo de la energía obtenida. métodos tradicionales. (Por supuesto, recibimos la energía de forma gratuita, ¡pero la inversión inicial en la compra e instalación de una central eléctrica es muy grande!).

Es decir, si puede elegir entre conectarse a un proveedor de electricidad e instalar una planta de energía eólica, la primera opción será más rentable. Por otro lado, si su propiedad está ubicada lejos de las líneas eléctricas y conectarse a ellas costará mucho dinero, entonces tendría más sentido construir su propio parque eólico para su hogar.

Pero asegúrese de agregar otra fuente de energía independiente (generador diesel, paneles solares)! En caso de tiempo tranquilo o de una avería del molino de viento, siempre debes tener una opción de respaldo.

Tipos de plantas de energía eólica, principio de funcionamiento.

Las plantas de energía eólica son un grupo de mecanismos necesarios para captar fuertes flujos de viento y convertir la energía mecánica en energía eléctrica. Hay cientos de tipos de centrales eléctricas que utilizan energía eólica. Están divididos por poder, ubicación, propósito...

La mayoría de las veces se utilizan pequeñas instalaciones con una capacidad de varios kilovatios, pero también existen estructuras enormes que generan megavatios de energía. En algunos países europeos, instalaron “parques” enteros de turbinas eólicas. Producen alrededor del 8% del consumo total de energía del país.

Para el buen funcionamiento de una central eólica se necesitan corrientes de aire fuertes y constantes. Por lo tanto, los deflectores de viento se colocan en colinas o cerca de grandes masas de agua.

¿Es posible instalar una central eólica cerca de la casa?

Sí, en teoría esto es posible, pero primero es necesario resolver una serie de cuestiones:

Peso de la estructura. Incluso los parques eólicos más pequeños pesan varias toneladas. Una instalación de este tipo requiere una base grande y sólida. De lo contrario, la estructura se deformará o comenzará a “hundirse”.

Cuestión de precios. ¡El coste de la instalación más pequeña de 2 kWt es de al menos mil euros! La inversión inicial será muy grande.

Dificultades durante la instalación. Las “turbinas eólicas” tienen una gran masa y tamaño. Para instalarlos necesitarás uno especial. equipos (manipuladores, grúas de carga).

La contaminación acústica. Las palas giratorias producen un silbido característico. Por lo tanto, la ley prohíbe el funcionamiento de aerogeneradores de noche cerca de zonas pobladas.

Falta de viento constante. Debe entenderse que una central eólica sólo producirá electricidad en condiciones favorables. las condiciones climáticas. Por lo tanto, es necesario tener una fuente de energía de respaldo ( paneles solares, generador diésel o gasolina).

Obstáculos burocráticos. Para obtener permiso para construir un parque eólico y generar su propia electricidad, es posible que necesite por mucho tiempo. La legislación europea ofrece beneficios a los ciudadanos que utilizan energías alternativas.

Nuestro país no ofrece tales beneficios. Y debido a leyes confusas, a menudo es muy difícil obtener permiso para instalar y utilizar un parque eólico.

Por supuesto, tales dificultades pueden obligar a uno a negarse a comprar y utilizar una turbina eólica, pero no debemos olvidarnos de las ventajas de las turbinas eólicas.

Económico. Una vez que gastes dinero en la compra e instalación de una planta de energía, recibirás un gran número de Energía gratuita que justificará tu compra en tan solo unos años. En este sentido, me viene a la mente la expresión “tirar el dinero por el desagüe”. Sólo que en nuestro caso todo sucede al revés. El viento nos trae beneficios monetarios.

Independencia del proveedor de electricidad. No necesitará instalar líneas eléctricas en su hogar y no tendrá que pagar tarifas cada vez mayores.

Respetuoso con el medio ambiente de este tipo de energía. Durante el proceso de producción de energía, los aerogeneradores no emiten nada a la atmósfera.

Instalación autónoma. Las plantas de energía eólica casi no requieren Mantenimiento. La mayoría de los procesos están automatizados. Sólo se necesita un poco de supervisión de vez en cuando.

Esperamos que nuestro artículo haya sido interesante y útil para usted. Que le ayudó a comprender los principales tipos de plantas de energía eólica, comprender el principio de su funcionamiento, evaluar todas las ventajas y desventajas de este tipo de energía y, tal vez, incluso le animó a pasar a utilizar energías renovables y respetuosas con el medio ambiente.

Fotos de plantas de energía eólica.

Las instalaciones eólicas (WPP) convierten la energía del movimiento de masas atmosféricas, que en un grado u otro está disponible en cualquier punto. globo, directamente a la electricidad. Esto es precisamente lo que subyace al efecto económico y medioambiental positivo del uso de turbinas eólicas.

Ventajas de la energía eólica

Las modernas soluciones tecnológicas permiten producir aerogeneradores con potencias que van desde varios kW hasta cientos de MW.. Es decir, las turbinas eólicas pueden proporcionar electricidad en su totalidad. Areas Industriales y cabañas residenciales separadas. Además de las ventajas puramente económicas, la energía eólica tiene otras ventaja innegable– ejerce una presión significativamente menor sobre la ecología y la biosfera de la Tierra. Por lo tanto, el sitio web autorizado "Energía alternativa" (http://altenergiya.ru/) confirma con razón los profundos pensamientos de V.V. Vernadsky, expresados ​​a mediados del siglo XX:

...las ventas de pequeñas plantas de energía eólica que son capaces de utilizar energía eólica en casi cualquier región (incluso donde no hay suficiente energía eólica para uso industrial), aumentan constantemente. Se predice que similares fuentes alternativas Las energías se utilizarán cada vez más, tanto públicas como privadas, hasta que finalmente sustituyan a las energías tradicionales basadas en combustibles fósiles.

Las ventajas económicas de la energía eólica doméstica (instalaciones con una capacidad de 3 a 15 kW) incluyen los siguientes factores:

• Fuente inagotable de energía;
• Energía limpia ecológica;
• Velocidad de construcción de un aerogenerador;
• Corto período de recuperación de inversiones de capital;
• No se requieren sitios especiales para la instalación de equipos.

La desventaja de las pequeñas turbinas eólicas es prácticamente un factor: la dependencia directa de la potencia generada de la presión del flujo de aire, que en la mayoría de las regiones de la Tierra no es estable. Por lo tanto, para un suministro energético estable y de alta calidad electrodomésticos Requiere equipos adicionales como baterías y rectificadores de semiconductores..

Estudio del potencial energético del territorio.

De cara al futuro siglo XXI, la falta de alternativas al desarrollo de la energía eólica es evidente. Por ello, en los países avanzados se están realizando estudios sobre el potencial de los territorios con vistas a utilizarlos para la construcción de grandes aerogeneradores.

Las centrales de energías alternativas suelen ocupar grandes superficies. En consecuencia, en primer lugar, se presta atención a aquellas áreas que, incluso a largo plazo, no pueden participar en otras actividades económicas:

• Desiertos;
• Alturas de las montañas;
• Zonas de plataforma;
• Zonas costeras de mares y océanos, y otras.

En particular, sobre internet popular El recurso windypower.blogspot.com/p/blog-page_8642.html proporciona la siguiente información:

Se realiza un estudio preliminar del potencial de la zona. Los anemómetros se instalan a una altitud de 30 a 100 metros y durante uno o dos años recopilan información sobre la velocidad y dirección del viento. La información obtenida se puede combinar en mapas de disponibilidad de energía eólica. Estas tarjetas permiten a los inversores potenciales evaluar la tasa de rendimiento de la inversión del proyecto.

Capacidades de las plantas de energía eólica industrial.

Las turbinas eólicas industriales vienen en una amplia variedad de capacidades dependiendo del potencial energético de un área en particular. Tecnologías modernas Permitir la producción en masa incluso de equipos generadores no estandarizados con un período de recuperación de la inversión de 3 a 5 años..

Hoy en día, el parque eólico terrestre más grande se encuentra en Tehachapi Pass en California. Su capacidad total, comparable a la de las grandes centrales térmicas, ya es de 1.550 MW.. En el futuro está previsto aumentar la capacidad instalada del parque eólico ALTA hasta los 3.000 MW. Utiliza aerogeneradores de 1,5 y 3,0 MW.

Las potencias que poseen grandes zonas de plataforma están desarrollando activamente la energía eólica marina. Dinamarca y el Reino Unido están a la cabeza en este ámbito. Estas turbinas eólicas se instalan a entre 10 y 50 km de la costa en un mar con poca profundidad y son muy eficientes porque allí soplan constantes vientos marinos. El mayor parque eólico entre los que operan en zonas marinas del mundo es la estación británica London Array con una capacidad operativa de 630 MW.

También se están desarrollando tipos exóticos de parques eólicos como los flotantes y los voladores. Hasta el momento se trata de instalaciones con uno o un pequeño grupo de generadores con una capacidad de 40 a 100 kW cada uno. Pero con el tiempo está previsto aumentar la capacidad de las unidades de las centrales eléctricas flotantes hasta 6,3 MW. En particular, las empresas danesas e italianas ya se han acercado a dichas capacidades.

Parques eólicos para suministrar electricidad a casas rurales y pequeñas empresas y sus precios.

Para cubrir plenamente las necesidades casa de Campo, no una gran granja, restaurante o mercado, basta con tener una instalación de 20 kW o incluso menos. Para un edificio residencial, por ejemplo, la potencia nominal del generador se selecciona a razón de 1 kW por 12 m2 de superficie, si la temperatura en invierno no desciende por debajo de 18 C con una velocidad media diaria del viento de 6,3 m/s o más.

El coste de una central eléctrica para las necesidades domésticas y de pequeñas empresas depende de la potencia nominal del generador eléctrico y es de unos 50 mil rublos por 1 kW para centrales eólicas de hasta 3 kW, 40 mil rublos/kW para centrales eólicas de hasta 10 kW y alrededor de 30 mil rublos/kW – para parques eólicos de más de 10 kW.

El período de recuperación de la inversión de una central eléctrica autónoma es de 5 a 7 años, por lo que 1 kW de la potencia nominal instalada del generador al año puede generar tanta energía que equivale a quemar 2 toneladas de carbón de alta calidad.. En particular, la turbina eólica ESO-0020 con una potencia eléctrica nominal de 20 kW, presentada en el sitio web “Materiales educativos de VGUES (http://abc.vvsu.ru/) tiene los siguientes parámetros:

• El costo de la electricidad es de $0,02/kWh;
• Producción anual de electricidad energía: más de 70.000 kWh;
• Período de recuperación – hasta 7 años;
• Vida útil – 20 años.

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La industria energética afronta su tarea con bastante confianza, pero la escala de nuestro país es tal que todavía no es posible suministrar electricidad por completo a todas las zonas remotas o de difícil acceso. Esto se debe a muchos factores que son demasiado costosos o técnicamente inalcanzables de superar en las condiciones actuales.

Por lo tanto, se debe prestar cada vez más atención a fuentes alternativas que puedan satisfacer las necesidades de las regiones atrasadas sin la participación de redes troncales. Una dirección prometedora es la energía eólica que utiliza energía libre.

Diseño y tipos de plantas de energía eólica.

Plantas de energía eólica(WPP) utilizan la energía eólica para generar electricidad. Las grandes estaciones constan de muchas, unidas en una sola red y que alimentan grandes áreas: pueblos, ciudades, regiones. Los más pequeños son capaces de proporcionar pequeñas zonas residenciales o casas individuales. Las estaciones se clasifican según varios criterios, por ejemplo, por funcionalidad:

• móvil,
• estacionario.

Por localizacion:

• costero
• costa afuera
• suelo
• flotante.

Por tipo de construcción:

• giratorio,
• veleta.

Las estaciones de paletas son las más extendidas en el mundo. Son muy eficientes y capaces de producir cantidades suficientes de electricidad para abastecer a los consumidores de toda la industria energética. Al mismo tiempo, la distribución de dichas estaciones tiene una configuración específica y no se encuentra en todas partes.

Principio de funcionamiento

Como ya se ha mencionado, los parques eólicos tienen un diseño de rotor o de paletas. Las estaciones giratorias suelen tener dispositivos con. En muchos sentidos, son más convenientes que los alados, ya que no hacen mucho ruido durante el funcionamiento y no requieren instalación en la dirección del viento. Al mismo tiempo, las estructuras de rotor son menos eficientes y pueden utilizarse en pequeñas estaciones privadas.

Los dispositivos de ala son capaces de producir el máximo efecto. Utilizan la energía resultante de manera mucho más eficiente que las muestras rotativas, pero requieren una orientación adecuada con respecto al flujo, lo que significa la presencia de dispositivos o equipos adicionales.

Todos los tipos funcionan según el mismo principio: la corriente del viento hace girar la parte móvil, que transmite la rotación al generador, como resultado de lo cual se forma una corriente eléctrica en el sistema. Carga las baterías, que alimentan inversores que convierten la corriente resultante en un voltaje y frecuencia estándar adecuados para dispositivos de consumo.

Para abastecer a un gran número de consumidores, los generadores eólicos individuales se conectan en un sistema, formando estaciones: parques eólicos.

Ventajas y desventajas de las plantas de energía eólica.

Las ventajas de los parques eólicos incluyen:

• independencia de los recursos fósiles;
• Se utiliza una fuente de energía absolutamente gratuita;
• método respetuoso con el medio ambiente: no se causa ningún daño al medio ambiente.

Al mismo tiempo, también existen desventajas:

• El desnivel del viento crea ciertas dificultades en la producción de energía y obliga al uso de Número grande; baterías;
• los molinos de viento hacen ruido cuando funcionan;
• bajo, es muy difícil aumentarlo;
• el costo de los equipos y, en consecuencia, la electricidad es mucho más alto que el precio de la electricidad de la red;
• La recuperación de la inversión del equipo disminuye significativamente a medida que aumenta su capacidad. .

El uso de pequeñas estaciones puede proporcionar energía Cantidad limitada consumidores, por lo que los grandes centros de población o regiones requieren dispositivos más grandes. Al mismo tiempo, las turbinas eólicas de alta potencia requieren flujos de viento adecuados y uniformidad de movimiento, lo que no es típico de las condiciones de nuestro país. Esta es la razón principal de la baja prevalencia de turbinas eólicas en comparación con los países europeos.

Justificación económica para la construcción de un parque eólico

Desde un punto de vista económico, la construcción de un parque eólico sólo tiene sentido si no existen otros métodos de suministro de energía. El equipo es muy caro, el mantenimiento y la reparación requieren costes constantes y la vida útil está limitada a 20 años, y esto en las condiciones europeas. Para Rusia, este período puede reducirse al menos en un tercio. Es por eso uso de parques eólicos económicamente ineficaz.

Por otra parte, cuando ausencia total opciones alternativas o si están disponibles condiciones óptimas Al garantizar un funcionamiento uniforme y de alta calidad de las turbinas eólicas, el uso de plantas de energía eólica se convierte en una forma completamente aceptable de suministrar energía.

¡Importante! Hablamos concretamente de grandes estaciones que abastecen a regiones enteras. La situación con las estaciones domésticas o privadas parece más atractiva.

Capacidad de las estaciones industriales.

Los parques eólicos industriales tienen una potencia muy elevada, capaz de proporcionar grandes asentamientos o regiones. Por ejemplo, El parque eólico de Gansu en China tiene 7965 MW, Enercon E-126 produce 7,58 MW, y este no es el límite.

Cabe señalar de inmediato de qué estamos hablando, otros modelos producen mucha menos energía. Sin embargo, cuando se combinan en grandes centrales, las turbinas eólicas son capaces de producir una cantidad bastante suficiente de electricidad. Los complejos combinados generan una potencia total de 400 a 500 MW, que se puede comparar fácilmente con la productividad de las centrales hidroeléctricas.

Las estaciones pequeñas tienen indicadores más modestos y solo pueden considerarse fuentes puntuales que abastecen a un número limitado de consumidores.

Fabricantes líderes a nivel mundial

En número mayoría fabricantes famosos generadores eólicos y equipos para la industria de la energía eólica incluye empresas:

• vestas,
• Nordex,
• superviento
• Panasonic
• ecotecnia,
• Vergnet.

Los fabricantes rusos aún no están preparados para competir con estas empresas, ya que aún no se ha planteado suficientemente la cuestión de la creación de generadores eólicos productivos y de alta calidad en Rusia.

Geografía de aplicación

La energía eólica está más extendida en la costa occidental del Atlántico, en particular en Alemania. Hay mejores condiciones- vientos suaves y fuertes, indicadores climáticos óptimos. Pero la razón principal del uso generalizado de parques eólicos en esta región fue la falta de oportunidades para la construcción de centrales hidroeléctricas, lo que obligó a los gobiernos de los países de esta región a utilizar métodos disponibles recibiendo electricidad. Al mismo tiempo, hay instalaciones en la región del Báltico, Dinamarca y Holanda.

Rusia todavía está rezagada en este asunto; durante la última década, apenas se han puesto en funcionamiento una docena de parques eólicos. La razón de este retraso radica en el gran desarrollo de la energía hidroeléctrica y la falta de condiciones adecuadas para el funcionamiento de las centrales eólicas industriales. Sin embargo, está aumentando la producción de pequeñas instalaciones capaces de suministrar energía a fincas individuales.

Hechos y conceptos erróneos

La baja prevalencia de las centrales eólicas y la falta de experiencia con ellas han dado lugar a muchos conceptos erróneos sobre las propiedades y el impacto de las centrales eólicas en el cuerpo humano. Por lo tanto, existe una opinión generalizada sobre el inusualmente nivel alto Ruido producido por un generador eólico en funcionamiento. De hecho, hay algo de ruido, pero su nivel es mucho menor de lo que comúnmente se cree. Así, el ruido de los modelos industriales a una distancia de 200-300 m se percibe de oído de la misma forma que el sonido de un frigorífico doméstico en funcionamiento.

Otro problema que la gente ignorante exagera sin razón es la creación de interferencias insuperables en las señales de radio y televisión. Este problema se resolvió antes de que los usuarios se dieran cuenta: cada potente molino de viento industrial está equipado con un filtro de interferencias de radio de alta calidad que puede eliminar por completo la influencia del dispositivo en las ondas de radio.

Las personas que viven cerca de las turbinas estarán constantemente en la zona de sombra parpadeante. Este es un término que se refiere a la incómoda sensación de las pantallas de luces parpadeantes. Las palas giratorias crean este efecto, pero su importancia es muy exagerada. Incluso los más gente sensible Siempre pueden simplemente alejarse de la turbina si se encuentran cerca de ella.

Hay otros hechos inverosímiles y bastante reales sobre el funcionamiento de los parques eólicos, su impacto en el cuerpo humano y naturaleza circundante. Algunos de ellos son meros rumores, otros son tan exagerados que ni siquiera merecen discusión. La energía eólica es una industria en toda regla capaz de resolver problemas de suministro de energía tanto a gran escala como dentro de una pequeña casa de campo.

Parques eólicos privados

Para Rusia lo más tema de actualidad es la distribución de pequeñas estaciones que proporcionan una casa o finca. Construcción de grandes parques eólicos en condiciones climáticas nuestro país es inadecuado y no rentable. El mayor valor de las turbinas eólicas radica en su capacidad de proporcionar energía a comunidades atrasadas o remotas donde no hay conexión a la red.

Para estas zonas, el uso de pequeñas estaciones privadas es la mejor manera de solucionar el problema, ya que el funcionamiento de una turbina eólica no requiere el suministro de combustible, el dispositivo es sencillo y puede repararse fácilmente. Dotar a estas regiones de equipamiento adicional es mucho más fácil y económico que destinar grandes cantidades de dinero a líneas de transmisión de energía, especialmente cuando se trata de zonas montañosas. Las pequeñas turbinas eólicas pueden generar una cantidad suficiente de energía sin necesidad de mantenimiento ni costes de combustible, lo que las convierte en una solución muy prometedora y atractiva al problema.

Revisión de precios de modelos populares.

El coste de los generadores eólicos es elevado. Este momento es el más difícil de superar para la difusión de las tecnologías de energía eólica. A muchos propietarios les encantaría instalar turbinas eólicas en su propiedad, pero no tienen los fondos para comprarlas. Una instalación capaz de iluminar un área cuesta alrededor de 100 mil rublos.

Un diseño más potente que le permita suministrar electricidad a una cabaña costará 250 mil.

Parque eólico capaz de proporcionar una pequeña agricultura, cuesta alrededor de 500 mil rublos. Y este no es el límite. A estos precios no se puede esperar una rápida difusión de los generadores eólicos, por lo que todas las esperanzas están puestas en la aparición de modelos nacionales que puedan resolver el problema del alto coste de los equipos. Alternativamente, puedes comprar un modelo chino relativamente económico. Estos dispositivos no se pueden reparar, ya que, de hecho, son desechables, pero su precio es mucho menor que el de los modelos occidentales de potencia similar.

¿Cómo hacer una planta de energía eólica?

El elevado coste de los modelos industriales obliga a personas que saben utilizar herramientas y tienen ciertos conocimientos a crear molinos de viento caseros. Los costes de un dispositivo de este tipo son incomparables con los de los modelos de fábrica y el efecto obtenido con los productos caseros a menudo supera el rendimiento de los productos extranjeros de renombre.

Para hacer una estación necesitarás:

• conjunto de equipos: controlador de carga, inversor, batería;
• generador capaz de funcionar bajas velocidades. El coche más utilizado o generadores para tractores que han sufrido alguna modernización;
• molino de viento: un rotor giratorio montado sobre un mástil o base de las dimensiones requeridas.

El equipo para la estación se puede ensamblar usted mismo o comprarlo ya hecho. Hacer un generador a partir de un dispositivo terminado lleva un día (si tiene una idea de lo que hay que hacer). El molino de viento está hecho de materiales de desecho. barriles de metal, hoja de metal etcétera.

Se ensamblan todos los elementos de diseño, se pone en marcha el sistema, se evalúan sus características y, si es necesario, se realizan los cambios necesarios. Un molino de viento ensamblado con tus propias manos se puede reparar sin problemas, ya que el maestro conoce todo su diseño, como dicen, hasta el último tornillo.

La operación de un parque eólico no requiere ningún gasto especial; todas las inversiones se realizan a la vez. La vida útil del sistema se calcula en 20 años, pero cuando se fabrica con sus propias manos es prácticamente ilimitada, ya que la modernización o reparación de la estructura es posible en cualquier momento.

Descripción

Instalación de una central eólica en casa de verano o en una casa particular ofrece muchas ventajas que tiene una fuente de alimentación autónoma. Este dispositivo, diseñado para capturar, convertir y almacenar energía eólica, proporciona a las personas el beneficio necesario de electricidad renovable gratuita. El trabajo de montar tu propia central eólica no es complicado y se puede realizar con bajos costes de materiales, lo principal en este asunto son las ganas, y el resultado justifica el dinero gastado en su realización;

Principio de funcionamiento

El principio de funcionamiento de una central eólica doméstica es extremadamente sencillo. El viento actúa como una corriente de aire sobre las aspas de la rueda de aire, provocando que se mueva. Básicamente es uno para niños con hélice. Pero las palas con rueda en este caso juegan el papel. turbina eólica, ya que hacen girar un generador de electricidad conectado a él mediante transmisión, que al generar corriente carga la batería. Las baterías, una vez llenas de electricidad, son capaces de suministrarla, convertida mediante un inversor, a todos los electrodomésticos.

Los aerogeneradores más eficientes son aquellos cuyas aspas están horizontales en relación al flujo de aire. La eficiencia de toda la unidad está significativamente influenciada por el radio descrito por sus palas, por lo que para que este indicador sea óptimo, el círculo que describen debe tener al menos 2,5 metros de diámetro.

El número de palas también afecta al funcionamiento del aerogenerador, por lo que cuantas menos haya, mayor velocidad más rápida rotación del rotor, el máximo se logra cuando se utiliza una pala con contrapeso.

El funcionamiento normal de un parque eólico es posible con una velocidad del viento de 3 m/s, por lo que a la hora de elegirlo como fuente de energía para una vivienda particular es necesario tener en cuenta la velocidad media anual del viento en el lugar del hogar.

Ventajas y desventajas

Ventajas de los aerogeneradores:

• Gracias a la autonomía y a una fuente de energía renovable, los principales costes son únicos y recaen en la compra e instalación de equipos, mientras que los costes operativos no son críticos.
• Funcionamiento automático de todos los componentes y conjuntos sin intervención humana, ya que la propia energía la trae el viento.
• Posibilidad de elegir un generador con nivel bajo ruido durante el funcionamiento.
• El funcionamiento de todas las unidades y elementos de dicho sistema es posible en casi cualquier condición climática.
• La mayoría de las piezas de dicha instalación funcionan en modo de desgaste reducido, lo que garantiza una larga vida útil sin necesidad de reparación ni sustitución.

La turbina eólica no está exenta de desventajas específicas:

• En primer lugar, bajo ciertas condiciones, a veces cuando el mástil está instalado incorrectamente, pueden surgir infrasonidos.
• En segundo lugar, debido a la altura del mástil, como ocurre con la mayoría de las estructuras de gran altura, obligatorio debe estar conectado a tierra.
• En tercer lugar, al tratarse todavía de un sistema en funcionamiento, con piezas móviles, requiere periódicamente un mantenimiento preventivo.
• En caso de vientos huracanados, tormentas y otras perturbaciones climáticas, es posible que se averíen unidades individuales de la estación.

tipos

Los generadores eólicos se dividen en tipos según varios parámetros:

• Dependiendo de la dirección del eje alrededor del cual giran las palas del aerogenerador, existen dos tipos: horizontales y verticales. Los primeros tienen mejor eficiencia, mientras que los segundos son más estables frente al mal tiempo.
• Por el número de palas de una rueda eólica: unidades de dos palas, tres palas y unidades con muchas palas.
• Según los materiales de la pala utilizados: versión dura y vela. Los primeros son más resistentes a los efectos de huracanes y tormentas, mientras que los segundos son mucho más económicos.
• Posible ajuste de la posición de las palas: con paso de pala constante y regulable. El primero es más sencillo y fiable en su funcionamiento, y sólo los profesionales tienen la oportunidad de utilizar el segundo.

Las turbinas eólicas modernas no requieren ráfagas de viento superpoderosas. Su diseño no está pensado peor que el de una bicicleta, por lo que para proporcionar energía una casa ordinaria Una velocidad del viento de 2 a 5 m/s es suficiente.

Caracteristicas de diseño

Al decidir comprar o construir una unidad de este tipo usted mismo, debe tener en cuenta todas las características de dicho diseño:

• Los electrodomésticos nunca funcionarán directamente con la energía del propio generador eólico; sólo pueden consumirla indirectamente, es decir, después de que la energía eólica y la energía mecánica de rotación de las palas del generador se transfieren y acumulan en una batería cargada. En casa, por regla general, se utilizan baterías con una tensión nominal de 12 o 24 voltios;
• Dado que las baterías producen un voltaje constante, para convertirlo a la forma sinusoidal alterna habitual en las redes domésticas, será necesario utilizar un inversor en la salida;
• El voltaje generado por la máquina eólica está destinado únicamente a cargar las propias baterías a través de dispositivos convertidores.
• En condiciones climáticas, cuando la fuerza del viento no es suficiente para hacer girar las palas, o no hay viento en absoluto, la generación de nueva energía, naturalmente, no ocurre y el suministro de energía se proporcionará solo hasta que se agote la capacidad de la electricidad acumulada en La batería se agota mientras la máquina eólica estaba generando corriente, esto es especialmente importante de controlar, si esta es la única fuente de electricidad.

Para garantizar la eficiencia del generador como uno de los elementos de una central eléctrica doméstica, es necesario calcular correctamente la relación de potencia entre todas las fuentes de consumo de la casa y la potencia de un inversor específico con una central de baterías doméstica. El funcionamiento estable de todo el sistema sólo es posible si el generador produce una corriente cuya intensidad garantice la carga de las baterías.

Al calcular el valor medio del consumo de energía, se recomienda centrarse en la suma de las potencias de todos los electrodomésticos, teniendo en cuenta el orden en que se encienden y el tiempo de funcionamiento. Comparando los cálculos obtenidos con las lecturas mensuales de los contadores eléctricos se puede determinar la cifra más cercana al consumo real.

Como regla general, para alimentar una casa promedio es suficiente una unidad inversora con una potencia de 3 kW. Debes seleccionarlo según los siguientes parámetros:

• La forma de la señal recibida en la salida: onda cuadrada o sinusoide; El primero es típico de los modelos baratos y provoca un sobrecalentamiento de las unidades eléctricas alimentadas. Esta corriente no se puede utilizar como energía. impresoras láser y algunos dispositivos con microprocesadores. Por tanto, su uso incluso en casa está asociado a algunas restricciones y precauciones. El segundo, generado por unidades caras, se caracteriza por un bajo grado de vibraciones armónicas y es óptimo para el funcionamiento de cualquier dispositivo que consuma energía.
• El voltaje de funcionamiento y la capacidad de la batería;
• El voltaje de salida debe satisfacer las necesidades de los dispositivos que consumen energía;
• Resistencia a los cambios de carga, por ejemplo, cuando se conectan potentes motores eléctricos a la red;
• Consumo de electricidad sin carga;
• Posibilidad de activar el modo de suspensión y presencia de un cargador en el kit.

El tiempo de funcionamiento autónomo de la red eléctrica doméstica depende directamente de la capacidad total de todos los elementos de la estación de baterías. Como elementos utilizados con el inversor, se utilizan baterías especiales con mayor estanqueidad y seguridad, por lo que pueden ubicarse en cualquier habitación.

Más baratas, pero menos convenientes para uso residencial, son las fuentes de alimentación estándar para automóviles. Tienen un diseño que impone limitaciones incluso a la corriente.

En cuanto a la propia máquina generadora de electricidad, para recargar las baterías es suficiente una unidad con una potencia de 1 kW, suministrando corriente a un convertidor inversor con una potencia de hasta 3 kW.

Seleccionar una fuente actual

El elemento más complejo y caro de cualquier planta de energía eólica es el generador, la unidad misma de todo el sistema donde se genera la corriente. La mejor opción Para un diseño independiente, se presenta un motor eléctrico con una corriente de voltaje constante de 60-100 voltios. No requiere modificación del diseño, y es compatible para trabajar con equipos de carga de baterías de máquinas.

El uso de una fuente de energía para una máquina tiene sus propias dificultades, porque requiere una velocidad de funcionamiento nominal de aproximadamente 1800-2500 rpm, lo cual, por supuesto, no es realista para una rueda de viento, si no se utilizan cajas de cambios elevadoras.

Un motor de tipo asíncrono, que utiliza imanes de neodimio, puede ser una buena opción, aunque requiere una modificación del diseño. Pero para finalizarlo, necesitas torno y un profesional para trabajar en ello. Por tanto, esta opción no es muy adecuada para las caseras.

Generador de viento de bricolaje

Materiales y herramientas necesarios.

Materiales:

• Tubería de PVC con una sección de 150 y una longitud de 600 mm;
• chapa de aluminio de 300x300 mm, espesor de 2 a 2,5 mm;
• perfil de hierro cerrado de 80x40 mm, longitud de un metro;
• un tubo con una sección transversal de 25 mm y una longitud de 300 mm, el segundo - 32 mm y una longitud de 4 a 6 m;
• cable con núcleo de cobre para conexión al generador de carga;
• el motor en sí corriente continua 500 rpm;
• una polea con una sección transversal de 120-150 mm;
• al menos una batería de 12 voltios;
• Inversor 12/220 voltios.

Herramientas necesarias:

• unidad de soldadura;
• juego de llaves;
• taladros para metales;
• taladro eléctrico;
• hoja para cortar metal;
• Pernos con una sección transversal de 6 mm con tuercas.

Guía paso por paso

• El tubo de PVC se corta en 4 partes, cada una de las cuales se corta en diagonal, para obtener un estrechamiento de hasta 20-25 mm en un lado: estas son las palas de la futura hélice.
• Están montados sobre una polea con un paso de 1200 sobre pernos y tuercas, que se instala en el eje del motor eléctrico.
• Se suelda un tubo de 25 mm al lado ancho del perfil metálico a una distancia de 1/3 del borde.
• Se monta un motor en el costado de su brazo corto y en el lado opuesto se monta una lámina de aluminio, que dirigirá la estructura de la veleta hacia el flujo de aire que se aproxima.
• Toda la estructura se inserta con un tubo de 25 en un tubo de 30 mm, respecto del cual se producirá la rotación.
• Se suministra un cable al motor, después de lo cual se monta en el suelo un mástil hecho de un tubo de 30 mm sobre cables tensores, con un mecanismo de veleta y un generador montado en él.
• Es recomendable colocar la base eléctrica de la estación en una habitación aparte, para ello se conecta un cable del generador a las baterías allí instaladas a través de un relé de carga. Y después de la conversión de la batería, el inversor suministra corriente a los consumidores de la casa.

Comprar confeccionado

Precios

Los precios de estos sistemas, por regla general, son directamente proporcionales a su potencia y, al duplicarse, se duplica el coste de todos los equipos de las centrales eléctricas.

Por ejemplo, una central eólica de 3 kW/48 voltios cuesta unos 100.000 rublos. Y su análogo con una potencia de 5 kW/120 voltios tiene un precio de aproximadamente 220.000 rublos.

Según esta regla, las unidades de 10 kW/240 voltios y 20 kW/240 voltios se venden a precios de 413.000 y 750.000 rublos, respectivamente.

Donde puedo comprar

Puede adquirir dichos sistemas en tiendas y empresas especializadas, o solicitarlos con entrega e instalación a través de Internet.

Criterios de elección

El criterio principal a la hora de adquirir un aerogenerador teniendo en cuenta su precio es la potencia de instalación necesaria en un caso concreto.

Para las necesidades domésticas, una unidad con una potencia de 3 kW o más es suficiente, e incluso si aprovecha todas las posibilidades, es poco probable que en casa pueda cargar completamente una estación de primera clase con una potencia de 20 kW. :

• Los generadores de 3 kW/48 voltios son un buen sustituto de las redes eléctricas convencionales.
• Un dispositivo a partir de 5 kW/120 voltios proporcionará energía simultáneamente a casi todos los electrodomésticos de la casa.
• Los equipos a partir de 10 kW/240 voltios son adecuados para alimentar varios edificios residenciales, así como potentes herramientas y maquinaria eléctrica.
• La instalación de 20 kW/240 voltios alimentará la mayor una casa privada con reserva para varias ampliaciones, e incluso alumbrado público.

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El viento entre todos los pueblos siempre ha sido percibido como una manifestación del poder divino. Este poder es obvio y, en algunos casos, enorme. A medida que la humanidad se desarrolla, además de su adoración a las deidades elemento aire Aprendí a usarlo para mis propias necesidades. Para todos los pueblos, la vela se convirtió en la base del movimiento sobre el agua y aparecieron los molinos de viento. Durante un breve período según los estándares históricos, con el inicio del uso del calor como base para el funcionamiento de la mayoría de los mecanismos, el uso del viento disminuyó.

Pero hoy en día, con la llegada de los problemas medioambientales, el interés por aprovechar la energía del viento está resurgiendo rápida y poderosamente. Moderno soluciones tecnicas le permiten convertir efectivamente la energía de los flujos de aire en electricidad. Aunque es más caro en comparación con otras tecnologías que se utilizan en los principales tipos de centrales eléctricas. Hay tres de ellos: centrales térmicas, nucleares e hidroeléctricas. Hoy en día, las centrales eólicas han encontrado su hueco en el mercado eléctrico. Hablaremos de esto y más con más detalle más adelante en el artículo.

De la historia a los tiempos modernos

Los estudios arqueológicos indican que hace varios miles de años, los artesanos babilónicos crearon máquinas de viento para transformar los pantanos en tierras agrícolas. Estos mecanismos se utilizaban para sacar agua y drenar el suelo. Los chinos utilizaron máquinas similares en sus campos de arroz aproximadamente al mismo tiempo. Y los primeros molinos de viento aparecieron entre los empresarios del antiguo Egipto. Con el tiempo, aparecieron molinos en Europa y, más al este, alrededor del siglo XII.

El desarrollo de la tecnología eléctrica no pudo evitar impulsar a los ingenieros a la idea de reemplazar las muelas del molino por un generador eléctrico. Esto sucedió en los años treinta del siglo pasado. Problemas existentes en mercados de combustible, así como los accidentes en las centrales nucleares, estimularon el desarrollo de las centrales eólicas. Hoy en día, su número está aumentando rápidamente, como lo demuestran las estadísticas siguientes:

Sin embargo, los elementos son impredecibles. Y para el elemento aire existe la definición de calma total. Esto significa que incluso en mar abierto, donde el aire está en constante movimiento, sucede que el viento desaparece. Por lo tanto, una instalación de energía eólica sólo es eficaz en un lugar donde la calma es lo menos posible. Estos lugares son más comunes cerca costa del mar, en colinas, montañas y en algunas áreas específicas.

Cómo funciona y cómo funciona.

La base de una central eólica es el impulsor (turbina). El diseño más eficiente es un impulsor tipo hélice de tres palas montado muy por encima del suelo. El funcionamiento de una central eléctrica con un impulsor de este tipo se ilustra en la siguiente imagen:

Para obtener la máxima eficiencia, mecanismos especiales controlan la posición del rotor y las palas. Se seleccionan automáticamente según la dirección y fuerza del viento. Existen otros diseños de impulsores, los llamados de tambor. Por ejemplo, aquellos para los que no importa la dirección del viento. Esto es principalmente el resultado de la creatividad de los entusiastas individuales.

La principal desventaja de todos los modelos sin hélice es su menor eficiencia. Una central eléctrica con un impulsor de hélice tiene una eficiencia de poco menos del 50%. Y la principal desventaja de todas las centrales eólicas, sin excepción, es el propio viento. Su fuerza está sujeta a cambios frecuentes. Como resultado, la velocidad del impulsor cambia y al mismo tiempo la velocidad producida energia electrica. Por lo tanto, para interconectar el generador de energía eólica con la red eléctrica, se requiere equipo eléctrico adicional.

Normalmente se trata de baterías con inversores. El generador primero carga las baterías y para este proceso la uniformidad de la intensidad de la corriente es irrelevante. La transferencia de electricidad a la red se realiza mediante un inversor, que convierte la carga acumulada en la batería. Una ventaja adicional del diseño de la hélice es su controlabilidad. Si la fuerza del viento se vuelve excesiva, el ángulo de ataque de la pala se reduce al mínimo. Como resultado, la carga de viento sobre la turbina disminuye.

Pero no siempre es posible proteger una central eólica contra averías. Hay huracanes en la costa que rompen el impulsor. Estos casos se demuestran a continuación.

Un parque eólico moderno es una estructura enorme. Por tanto, el impacto de los fuertes vientos sobre él es muy notorio. La imagen que se muestra a continuación ofrece una buena representación visual de la escala de dicha planta de energía.

La altura a la que se encuentra el generador eléctrico es de cincuenta metros en promedio. Cuanto más alto subes, más fuerte y estable sopla el viento. Para obtener la mayor potencia se instalan decenas de generadores eléctricos. De los parques eólicos terrestres, el más potente se encuentra en Estados Unidos. A continuación se proporciona Breve información sobre ella.

La mayor cantidad de centrales eléctricas se construyen en la costa. Se les llama costeros. Pero como los terrenos costeros son caros, tiene más sentido construir en las aguas poco profundas de la plataforma marina. Estas centrales eléctricas se denominan costa afuera. Sin embargo, debido al alto costo de construcción, la capacidad de la central eléctrica marina más grande del mundo, construida frente a la costa de Inglaterra, fue de 630 MW, más del doble que la de su contraparte terrestre.

Mayor desarrollo Las centrales eléctricas marinas se han convertido en centrales eólicas flotantes. Pero son los más grandes y caros, y por esta razón, en realidad, son raros. Lo más probable es que nunca se conviertan en la principal fuente de electricidad procedente del viento marino. Para obtener indicadores económicos más altos, se utiliza el viento a una altitud de más de cien metros. Para ello se utiliza un diseño especial basado en un aerostato llamado parque eólico elevado.

Pero como la capacidad de carga del globo es limitada, poder maximo La central eléctrica corresponde en masa a una potencia de 30 kW. Podrá mantener varias casas. Su número dependerá del modo de consumo de electricidad. La desventaja de una central eléctrica flotante es que supone un riesgo. Puede ser arrastrado por fuertes vientos y prevenirlo es problemático.

Problemas medioambientales de los parques eólicos.

Los impulsores tienen un inconveniente insuperable. Emiten infrasonidos. Y tiene un efecto perjudicial sobre todos los organismos vivos, incluidos los humanos. Si la central eléctrica está ubicada lejos de las viviendas, como en alta mar o en una montaña, se elimina el factor humano. Pero el impacto en el ecosistema persiste. Un residente alemán da testimonio de lo problemático que es el infrasonido de las centrales eólicas:

En este país, los aerogeneradores se instalan en todas partes, donde el territorio lo permite. Tras abandonar las centrales nucleares, Alemania es el país más activo en la construcción de centrales eólicas. La aparición de estos nuevos edificios obliga a los habitantes del barrio a trasladarse a nuevos lugares de residencia. Pero nadie quiere comprar sus casas. Por tanto, surgen problemas en la sociedad. Entonces lugar optimo para las centrales eólicas es la plataforma marina.