風力発電機と電気エネルギー変換器。スキーム、説明

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風力発電機と電気エネルギー変換器。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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風力は最も入手しやすいエネルギー源の XNUMX つです。太陽とは異なり、昼も夜も、北も南も、夏も冬も「働く」ことができます。風の力を利用する場合の唯一の問題は、常に風が吹く場所を選ぶことです。同時に、風力エネルギーはどこでも利用可能であり、事実上無尽蔵です。風力エネルギーの主な利点は、エネルギーの独立性、燃料の必要がない、環境への優しさ、経済的利点です。

風力エネルギーを電気エネルギーに変換する装置、風力発電機は、広く普及しています。現在、低出力の風力発電機は、民間ユーザーにとって最も便利で手頃な代替エネルギー源です。

わが国の一部の地域では、極度の遠隔地のため、送電線がまったくありません。今日「風車」を使用している人は、中央電源に接続する能力がない、またはエネルギーを独立させたいと考えているために使用しています。

WPP (風力発電所、風力発電機、または単に「風車」) は、中央電源が存在しない場合や不規則な供給がある場合に、さまざまな家庭および特殊産業の消費者に自律的な電力 (電力) を供給するために使用されます。

このような装置はほぼどこでも使用でき、発電機、バッテリー、充電コントローラー、インバーターといった設備に必要な一連のコンポーネントのコストが高い（数十万ルーブル）にもかかわらず、人々は最近そうしている。家庭での代替エネルギー供給。それにもかかわらず、小電力（kW 単位）の安定したエネルギー供給のために、取り付けキットを備えたシングルブレード風力発電機を含む上記のデバイスはすべて、今日ではかなりのお金で購入できます。だからこそ、私は個人的に、そのようなデバイスを購入したり、経験を活かして工業デザインに目を向けて自分で作ったりすることは可能だと想像しています。

図上。 2.1 は運転中の風力発電機を示しています。

風力タービンと電気エネルギー変換器
図2.1。動作中のシングルブレード風力タービン

しかし、風力タービンには欠点もあります。不均一なエネルギー供給、設備の高価、風力タービンの動作による騒音、人や動物に有害な低周波振動、ブレードの着氷、破片の形成、鳥やコウモリの死、電波干渉。風力タービンを設置する際にはこれらすべてを考慮する必要がありますが、風力タービンの民間所有者が当分の間除去するのが非常に難しい欠点は、テレビ局の運営を妨げる電波干渉です。しかし、衛星「デジタル」テレビは、「従来の」テレビに取って代わるためにどこにでも登場しており、この問題も解決します。ブレードの着氷では、航空機産業の例に従って、特殊な化合物、最も単純な化合物はアルカリまたは単なる石鹸溶液との戦いです。残りのコストは誇張されているか、とんでもないものです。

重要なお知らせ

最大3 m / sの低風速で動作する風力タービンの検索に関与すべきではありません。これらの風速では、そのエネルギーは無視できるからです。たとえば、プロペラ直径が 5 m の風力タービンの場合、風速 2 m/s での出力は 30 W 未満になります (この電力のマイナス 50% はベアリングの摩擦やその他の損失に費やされます) 、容量 15 Ah のバッテリー 50 個を充電するには 70 W が必要なため、残りの有用な XNUMX W は非常に小さな値です)。彼らが言うように、あなた自身の結論を導き出してください。

風力タービンが雨や雪の中で動作している場合、出力は 10 ～ 30% 低下します。

風力タービン (特に自家製のもの) の主なマイナスの副作用の XNUMX つは騒音です。ギアレス風力タービンの作動音は、高速走行中の車の半開きの窓から吹き抜ける風の音を思い出させます。ギア付き風力タービンの動作中、ギアボックスの騒音が大きくなる可能性があり、そのリソースは大幅に減少します。

年間平均風速が最大 5 m / s までの低い地域 (および場所) では、電力供給の最大限の自律性を実現するために、追加の 2 kW ガス動力ユニットまたは太陽電池モジュールが追加の統合電源として設置されます。代替エネルギー; 彼らは穏やかな期間中にバッテリーを充電します。

そこで、有効電力が 5 kW の風力タービンとコンポーネントを購入する場合の経済的な計算を検討しました。

私の意見では、あまり考慮されていない電力は真剣な分析の対象ではありません。なぜなら、風力タービンは（例えば、太陽電池とは異なり）強力な消費者（家庭、自宅）への代替（非伝統的）エネルギー供給を目的としているからです。そして、頻繁な都市開発とは異なり、風力エネルギーの利用を誰も妨げない特に田舎の民家には、多くの強力な消費者（ポンプ場、照明、牛乳分離器、ボイラー、熱対流器）が存在します。はい、電気ケトル (電子レンジ、アイロン) 2 台だけで約 XNUMX kW が必要になります。私たちは順番にエネルギー消費者の電源を切らなければなりませんが、その明らかな必要性は、長く待ち望まれ、理論的に大切にされてきた快適さよりも、より多くの不安を私たちの生活にもたらすことになります。

したがって、単一の電球に電力を供給したり、携帯電話の充電器として風力発電機を設置することは意味がありません。これは、現段階での代替エネルギー源の使用の実践における主な違い、つまり、負荷の電力と使用の正当性です。強力な風力発電機（適切なエネルギー制御装置と蓄電装置を備えたもの）を設置することは、実現すればあなたのコテージ（村の家）を本当に変えることができる夢ですが、これには現在数十万ルーブル（最大1万）ルーブルの投資が必要です。もちろん、これはすべての人に当てはまるわけではありません。この場合、上で説明した小出力の風力タービンは、経験を積むための一種のモデル、つまりモデル設計者が言うことができるモデルとして提示されており、それに基づいて多くの有用なことが実行できます（改善されたもの）。）。この道は創造的な人々にとって非常に重要です（進歩を推進するのは彼らです）が、それでも個人的には、国内のVAZ-21112に変身する外部チューニングとメルセデスのステッカーを取り付けたことを思い出します。この VAZ からは VAZ でなくなるわけではありません。

年間平均風速が5〜6 m / sを超え、もちろん風力発電機自体の電力が余っている場合にのみ、家の暖房に風力タービンを使用することは経済的に実行可能です。

著者：カシュカロフA.P.

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