Duże trójłopatowe turbiny wiatrowe o poziomej osi (HAWT), których łopaty znajdują się pod wiatr w stosunku do wieży, wytwarzają przeważającą większość energii wiatrowej dzisiejszego świata. [4] Turbiny te mają główny wał wirnika i generator elektryczny na szczycie wieży i muszą być skierowane pod wiatr. Małe turbiny są wskazywane przez prostą łopatkę wiatrową , podczas gdy duże turbiny zazwyczaj wykorzystują czujnik wiatru połączony z systemem odchylenia. Większość z nich posiada skrzynię biegów, która zamienia powolny obrót ostrzy w szybszy obrót, bardziej odpowiedni do napędzania generatora elektrycznego. [39] Niektóre turbiny wykorzystują inny typ generatora, dostosowany do mniejszych prędkości wejściowych prędkości obrotowej. Nie wymagają one skrzyni biegów i nazywane są napędem bezpośrednim, co oznacza, że łączą wirnik bezpośrednio z generatorem, bez skrzyni biegów pomiędzy nimi. Chociaż generatory z napędem bezpośrednim z magnesami trwałymi mogą być droższe ze względu na wymagane materiały ziem rzadkich, te turbiny bezprzekładniowe są czasami preferowane w porównaniu z generatorami skrzyniowymi, ponieważ „eliminują element zwiększający prędkość przekładni, który jest podatny na znaczne skumulowane obciążenie momentem zmęczeniowym, związaną z niezawodnością problemów i kosztów utrzymania.” [40] Istnieje również mechanizm napędu pseudobezpośredniego, który ma pewne zalety w porównaniu z mechanizmem napędu bezpośredniego z magnesami trwałymi. [41]
Większość turbin o osi poziomej ma swoje wirniki pod wiatrem w stosunku do wieży nośnej. [42] Maszyny z wiatrem zostały zbudowane, ponieważ nie potrzebują dodatkowego mechanizmu utrzymującego je w jednej linii z wiatrem. Podczas silnych wiatrów łopaty z wiatrem można również zaprojektować tak, aby wyginały się bardziej niż te z wiatrem, co zmniejsza ich obszar omiatania, a tym samym opór powietrza, zmniejszając ryzyko podczas wichur. Pomimo tych zalet preferowane są konstrukcje na wiatr, ponieważ pulsacyjna zmiana obciążenia wiatrem, gdy każda łopata przechodzi za wieżą nośną, może spowodować uszkodzenie turbiny. [43]
Turbiny stosowane w farmach wiatrowych do komercyjnej produkcji energii elektrycznej są zwykle trójłopatkowe. Charakteryzują się one niskim tętnieniem momentu obrotowego , co przyczynia się do dobrej niezawodności. Ostrza są zwykle w kolorze białym, aby zapewnić widoczność przez samoloty w dzień, i mają długość od 20 do 80 metrów (66 do 262 stóp). Rozmiar i wysokość turbin zwiększają się z roku na rok. Morskie turbiny wiatrowe są obecnie budowane o mocy do 8 MW i mają łopaty o długości do 80 metrów (260 stóp). Projekty o mocy od 10 do 12 MW były w przygotowaniu w 2018 r. [44] , a prototyp „15 MW+” z trzema łopatami o długości 118 metrów (387 stóp) ma zostać zbudowany w 2022 r. [45] Średnia wysokość piasty wiatru w osi poziomej turbin wynosi 90 metrów. [46]
Turbina wiatrowa o osi pionowej (VAWT) to rodzaj turbiny w której główny wał wirnika jest ustawiony poprzecznie do wiatru, a główne elementy znajdują się u podstawy turbiny. Takie rozwiązanie pozwala na umieszczenie generatora i skrzyni biegów blisko ziemi, ułatwiając serwis i naprawy. VAWT nie muszą być kierowane pod wiatr, co eliminuje potrzebę stosowania mechanizmów wykrywających wiatr i orientacji.
Turbiny Horyzontalne HAWT
Horizontal-Axis Wind Turbine
Turbiny Wertykalne VAWT
Vertical-Axis Wind Turbine
Turbiny uzupełniające
Instalacje fotowoltaiczne
Domowe i biznesowe
Małe turbiny
wiatrowe
Kombinacje turbin wiatrowych i paneli słonecznych: przewodnik po systemach hybrydowych
To rada, którą większość z nas słyszała od dzieciństwa: nie wkładaj wszystkich jajek do jednego koszyka. To nadal dotyczy systemów energii odnawialnej. Połączenie turbiny wiatrowej i panelu słonecznego pomaga uzyskać najlepszą wydajność konfiguracji.
Nasze systemy hybrydowe zaprojektowano tak, aby uniknąć typowych pułapek, które mogą powodować awarię systemów wykorzystujących wyłącznie energię wiatrową lub słoneczną. W końcu nie zawsze świeci słońce i nie zawsze wieje wiatr.
Spośród nich najbardziej wpływową rzeczą, jaką możesz zrobić, aby zwiększyć efektywność swojego systemu energii odnawialnej, jest zainstalowanie hybrydowego systemu wiatrowo-słonecznego.
Nie bez powodu nie nazywamy się Missouri Wind ani Solar. Połączenie technologii słonecznej i wiatrowej pomaga uwolnić pełny potencjał turbin i paneli. To ulepszone doświadczenie pomaga zmienić wątpiących w energię odnawialną w wierzących.
Dzisiaj chcemy przedstawić powody, dla których to połączenie jest bardziej skuteczne niż którykolwiek z systemów osobno, omówić niektóre sposoby konfiguracji systemu oraz niektóre możliwe rozszerzenia i dostosowania konfiguracji wiatrowej i słonecznej.
Korzyści z hybrydowego systemu wiatrowo-słonecznego
Nawet w najbardziej nasłonecznionych miejscach panuje noc, a na najbardziej wietrznych równinach panuje spokój. Jednak Twoje zapotrzebowanie na moc nie zawsze jest dostosowane do dostępności wiatru i słońca. Na szczęście zainstalowanie systemu hybrydowego w dużym stopniu pomaga złagodzić ten problem.
Słabe oświetlenie lub wiatr nie muszą oznaczać całkowitego braku prądu. Zainstalowanie systemu podłączenia do sieci gwarantuje, że w przypadku naturalnego spadku mocy wyjściowej systemu odnawialnego istniejąca sieć uzupełni luz.
Zainstalowanie falownika zasilającego w systemie podłączonym do sieci umożliwia wielu klientom efektywne dostarczanie energii z powrotem do sieci. Nazywa się to pomiarem netto i wykorzystuje dwukierunkowy licznik energii elektrycznej do wysyłania nadmiaru energii generowanej przez system. W zależności od konkretnego narzędzia możesz nawet odzyskać pieniądze na rachunku (zawsze najpierw sprawdź to w swojej firmie lub spółdzielni).
Chociaż posiadanie systemu podłączonego do sieci z zasilaniem bateryjnym – wymagany w przypadku małej turbiny wiatrowej – pomaga chronić przed utratą mocy w przypadku awarii sieci, nie jest niezawodne. Musisz uważać na zużycie energii podczas pracy na bateriach, w przeciwnym razie zużyjesz ją szybciej, niż będzie można naładować.
Jedną z największych zalet kombinowanego systemu energii wiatrowej i słonecznej jest to, że często – nie zawsze, ale często – gdy zmniejsza się ilość światła słonecznego, wzrasta siła wiatru i odwrotnie.
Kiedy nie ma wystarczającej ilości wiatru, aby uruchomić turbiny, panele słoneczne mogą zrekompensować różnicę.
Niezależnie od tego, czy pracujesz nad utrzymaniem naładowania zestawu akumulatorów, czy po prostu chcesz zmaksymalizować produkcję energii w porównaniu do jej zużycia w systemie podłączonym do sieci, zastosowanie kombinacji turbiny wiatrowej i paneli słonecznych w dużym stopniu pomoże Ci osiągnąć niezależność energetyczną.
Ważne jest również zrozumienie różnicy między pogodą a klimatem . Chociaż możesz mieszkać w obszarze, który faworyzuje energię słoneczną nad wiatrową lub odwrotnie, te rozróżnienia mogą pomóc w dokonaniu bardziej świadomej oceny podczas planowania systemu.
Pogoda odnosi się do warunków panujących na danym obszarze na co dzień, klimat to układ pogody na przestrzeni lat i dziesięcioleci na tym obszarze.
Możesz doświadczyć nawet dłuższych okresów wietrznej lub słonecznej pogody, ale to niekoniecznie oznacza, że mądrze jest polegać na którymkolwiek systemie osobno.
Nawet na obszarze o klimacie szczególnie przyjaznym dla energii słonecznej i wiatrowej wahania pogody oznaczają, że system hybrydowy może nadal być mądrą inwestycją.
Zwłaszcza jeśli przeprowadzasz się do nowego regionu, pamiętaj o odrobieniu pracy domowej, aby poznać wzorce pogodowe, których możesz się spodziewać w miarę upływu czasu.
Informacje te naprawdę przydadzą się, jeśli podejmiesz decyzję o rozbudowie swojego systemu (więcej na ten temat poniżej).
Instalując system kombinacji turbiny wiatrowej i paneli słonecznych, skutecznie zabezpieczasz swoje bazy i znacząco zwiększasz produktywność swojego systemu.
Jak skonfigurować hybrydowy system wiatrowo-słoneczny
Konfigurowanie kombinacji turbiny wiatrowej i panelu słonecznego jest bardzo podobne do konfigurowania dowolnego systemu osobno, ale z jednym głównym wyjątkiem: tablicą kontroli ładowania.
Jeśli nie kupisz hybrydowego zestawu wiatrowo-słonecznego, który zawiera już kompatybilny kontroler , musisz uważnie przyjrzeć się jednostce sterującej ładowaniem, aby upewnić się, że można go używać zarówno z turbinami wiatrowymi, jak i panelami słonecznymi.
Dochodzi do jednej z głównych różnic między turbinami wiatrowymi a panelami słonecznymi: turbiny wiatrowe potrzebują gniazdka, przez które mogą bezpiecznie rozładować nadmiar energii, a panele słoneczne tego nie robią.
Niezależnie od tego, czy ładujesz akumulatory, czy zasilasz urządzenia, gdy moc paneli słonecznych spełni Twoje wymagania, system osiąga równowagę i odrzuca przychodzącą energię, której nie potrzebuje.
Jeśli nie jesteś podłączony do sieci, Twoje panele fotowoltaiczne będą po prostu odpoczywać, dopóki nie będą potrzebne ponownie, kiedy wznowią pracę od miejsca, w którym zostały przerwane, bez pogorszenia opóźnienia.
Nie dotyczy to turbin wiatrowych.
Generator turbiny wiatrowej zamienia energię kinetyczną w energię elektryczną i nie reaguje na równowagę w taki sam sposób, jak panel słoneczny. Dopóki wieje wiatr i turbina jest włączona, będzie ona nadal wytwarzać energię.
Nadmiar mocy generowanej przez turbinę wiatrową bez obciążenia odwracającego może dosłownie ugotować akumulatory. Jeśli akumulator jest pełny, turbina potrzebuje dodatkowego obciążenia, takiego jak rezystor lub dodatkowe akumulatory, aby utrzymać turbinę włączoną i zapobiec jej swobodnemu wymykaniu się spod kontroli.
Wiele kontrolerów ładowania zostało zaprojektowanych specjalnie dla turbin wiatrowych lub paneli słonecznych i nie będzie działać, jeśli zostaną zainstalowane z nieprawidłową infrastrukturą. Hybrydowy kontroler ładowania umożliwi ładowanie akumulatorów zarówno z turbin, jak i paneli. Można także zainstalować oddzielne sterowniki dla turbin i paneli, kontroler hybrydowy pozwala po prostu uruchomić oba przez ten sam kontroler ładowania.
Zakup zestawu hybrydowego „pod klucz” sprawia, że nie stanowi to problemu, ale należy zwrócić szczególną uwagę na rozbudowę istniejącego układu wiatrowego lub słonecznego.
W przeciwnym razie instalacja systemu hybrydowego jest prosta. Należy zwrócić uwagę na rozmieszczenie paneli słonecznych i turbin wiatrowych, aby zmaksymalizować wydajność. Panele słoneczne w połączeniu z modułem do śledzenia czasu pomagają zmaksymalizować ekspozycję na słońce w ciągu dnia.
Turbiny wiatrowe na ogół działają lepiej, im wyżej nad ziemią są zamontowane. Przed ustawieniem turbiny należy sprawdzić obowiązujące przepisy dotyczące zagospodarowania przestrzennego i pozwoleń, ponieważ mogą one również określać maksymalną wysokość turbin.
Oprócz tych ogólnych wskazówek należy pamiętać, że specyficzne położenie geograficzne i cechy krajobrazu Twojej posesji mogą powodować powstawanie obszarów cienia lub nieoczekiwanych wiatrów. Konfigurując system, należy wziąć pod uwagę specyfikę swojej nieruchomości.
Rozszerzanie i dostosowywanie systemu hybrydowego
Jeśli Twoim celem jest życie całkowicie wolne od sieci energetycznej, będziesz musiał zrównoważyć swoje zapotrzebowanie na energię z mocą wyjściową systemu energii odnawialnej. Oznacza to redukcję niepotrzebnych urządzeń, ale także rozbudowę hybrydowej konfiguracji wiatrowej i słonecznej.
Na szczęście wczesne wybranie konfiguracji hybrydowej sprawia, że przyszła rozbudowa staje się łatwiejsza i bardziej elastyczna. Nie tylko masz już skonfigurowany kontroler ładowania hybrydowego, ale masz teraz doświadczenie z pierwszej ręki, który system działa lepiej.
W zależności od tego, gdzie mieszkasz, rozsądniejsze może być skupienie budżetu na rozwój na dodatkowych turbinach wiatrowych lub panelach słonecznych. Jeśli uzyskasz większą moc wiatru niż energia słoneczna, trzy turbiny i jeden panel słoneczny mogą mieć większy sens niż dwie i dwie.
Zawsze możesz także wymienić kontroler ładowania, jeśli okaże się, że wyrosłeś ze swojego starego.
W zależności od właściwości i priorytetów możesz także dodać do systemu komponenty wyjściowe, które będą pełnić funkcję zrzutu mocy, jeśli zaczniesz wytwarzać znacznie więcej nadwyżki mocy.
Jeśli odladzasz zbiornik dla zwierząt gospodarskich, zmniejszasz zapotrzebowanie energochłonnego podgrzewacza wody lub dostarczasz ciepłą wodę do samochodu kempingowego, kampera lub samochodu kempingowego, element podgrzewający wodę na prąd stały będzie doskonałym dodatkiem.
Jesteśmy tutaj wielkimi fanami systemów łączenia turbin wiatrowych i paneli słonecznych. Nie ma czegoś takiego jak konfiguracja „uniwersalna”, ale zdecydowana większość naszych klientów korzysta z podejścia hybrydowego.
Nasze cele wykraczają poza sprzedaż systemu, który najlepiej odpowiada Twoim potrzebom. Chcemy umożliwić Ci przejęcie odpowiedzialności za swoje potrzeby w zakresie energii odnawialnej. Celem tego przewodnika jest właśnie to zadanie: dostarczenie wiedzy dotyczącej wiatru i słońca, dzięki której Twój system będzie działał dla Ciebie.
Często zadawane pytania
Oto najważniejsze wnioski z tego postu, które odpowiadają na niektóre z najczęściej zadawanych pytań:
Czy można połączyć turbinę wiatrową i panel słoneczny?
Tak! Wielu właścicieli domów preferuje ten model, ponieważ jest bardzo łatwy w instalacji i obsłudze.
Czy można podłączyć turbinę wiatrową i panel słoneczny do tego samego kontrolera ładowania?
Na rynku dostępnych jest wiele hybrydowych kontrolerów ładowania. Upewnij się, że nie próbujesz podłączyć turbiny do sterownika przeznaczonego dla energii słonecznej, ponieważ nie ma on możliwości przekierowania obciążenia wymaganej w przypadku turbin.
Czy można ładować jednocześnie energią słoneczną i wiatrową?
Tak! Dzięki hybrydowemu kontrolerowi ładowania możesz używać zarówno paneli słonecznych, jak i turbin wiatrowych do ładowania zestawu akumulatorów, zakładając, że oba otrzymują wystarczającą ilość słońca lub wiatru do wytworzenia energii elektrycznej.
Dlaczego warto mieć zarówno panele słoneczne, jak i turbiny wiatrowe?
Posiadanie połączonego systemu energii wiatrowej i słonecznej pozwala skrócić przestoje, ponieważ często, gdy prędkość wiatru jest mniejsza, produkcja energii słonecznej jest większa i odwrotnie.
Czasami maksymalne wykorzystanie turbiny wiatrowej może sprowadzać się do najdrobniejszych szczegółów. Zyski lub straty w wydajności na marginesie mogą się sumować, nawet w przypadku czegoś tak podstawowego, jak typ łopaty turbiny wiatrowej.
Aluminium czy włókno węglowe? Trzy ostrza czy jedenaście? A jaką różnicę robi to cynkowanie? Możliwe konfiguracje mogą wydawać się nieco przytłaczające.
Jakie opcje są dla Ciebie najlepsze? Czy istnieje sposób na ulepszenie konfiguracji, aby lepiej osiągać cele w zakresie niezależnej mocy?
Nasz zespół ma dziesiątki lat doświadczenia w eksperymentowaniu, projektowaniu i testowaniu wszelkiego rodzaju łopat do turbin wiatrowych. Chcemy wykorzystać tę wiedzę, aby pomóc Ci stać się świadomym klientem energii wiatrowej.
Celem tego przewodnika jest pomóc Ci dostrzec zalety różnych materiałów, kształtów i konfiguracji oraz pomóc Ci przejść od przytłoczenia do pełnego mocy.
Ile ostrzy potrzebuje moja domowa turbina wiatrowa?
Najprostsza odpowiedź zadaje jedynie dalsze pytania: to zależy. Wiele informacji, które znajdziesz w Internecie, koncentruje się na zaletach tradycyjnej turbiny trójłopatkowej, ale istnieje pewien haczyk dla użytkowników elektrowni wiatrowych w budynkach mieszkalnych.
Istnieje wiele informacji na temat turbin wiatrowych na skalę przemysłową, ale brakuje odpowiedniej wiedzy naukowej na temat turbin wiatrowych do użytku domowego.
Na szczęście mamy duże doświadczenie w stosowaniu turbin wiatrowych do użytku domowego — rolnicy z zachodnich obszarów wiejskich wykorzystują wiatr jako główne źródło energii od prawie stulecia .
Wiemy, że niektóre obawy ograniczające turbiny komercyjne do trzech łopatek nie dotyczą turbin mieszkaniowych.
Pierwszą i najważniejszą z nich jest waga przesyłki. Jeśli kiedykolwiek widziałeś przejeżdżający pociąg z wieloma wagonami załadowanymi pojedynczymi łopatkami turbin, możesz sobie wyobrazić, jak nieefektywna byłaby logistyka większych, bardziej złożonych turbin.
Innym poważnym problemem związanym z dużymi turbinami jest opór. Pewien opór może pomóc w utrzymaniu stabilności i bezpieczeństwa komercyjnej turbiny, ale zbyt duży opór szkodzi ogólnej wydajności turbiny.
Kiedy czytasz w Internecie, że jakakolwiek turbina posiadająca więcej niż trzy łopaty to odpad, pamiętaj, że dotyczy to przemysłowych farm wiatrowych.
Turbiny mieszkalne są mniejsze i lżejsze niż turbiny komercyjne, co oznacza, że różnica w kosztach transportu turbiny z trzema lub jedenastoma łopatkami jest znikoma.
Ponadto, ponieważ opór jest częściowo funkcją rozmiaru, wpływ dodania większej liczby łopatek do turbiny nie stanowi problemu (do pewnego momentu).
Co pozostawia nas z nieco trudniejszym pytaniem:
jaka jest różnica, jeśli chodzi o turbinę wiatrową w Twoim domu?
Różnice te są niewielkie, ale ogólnie rzecz biorąc, im więcej masz łopat, tym stabilniejsza jest turbina wiatrowa. Z drugiej strony turbina z mniejszą liczbą łopatek będzie bardziej wydajna, jeśli chodzi o faktyczne wytwarzanie energii.
Ponownie, w skali, o której mówimy, nie są to zmiany decydujące. Jeśli jednak masz trudności z wyborem między jednym a drugim modelem, możesz wykorzystać te marginalne różnice, aby pomóc sobie w podjęciu decyzji.
Jeśli mieszkasz na obszarze narażonym na silne burze i nieprzewidywalnie silny wiatr, bardziej sensowne może być zainstalowanie turbiny z 3 lub 5 łopatkami lub po prostu zmniejszenie wysokości wieży.
Natomiast turbina o 7 , 9 lub 11 łopatkach może być lepiej dostosowana do obszarów, gdzie wiatr jest trudniejszy. Oczywiście nie są one magiczne — zapoznaj się z naszym przewodnikiem, aby przede wszystkim upewnić się, że w Twojej okolicy jest wystarczająco dużo wiatru, aby energia wiatrowa była rozsądnym wyborem.
Jaki jest najlepszy kształt łopatek domowej turbiny wiatrowej?
Prawie wszystkie dostępne na rynku turbiny wiatrowe do zastosowań mieszkaniowych mają podobny profil – nie bez powodu. Kierując się tą samą zasadą, co w przypadku skrzydeł samolotów (i ptaków), konstrukcja łopatek została zaprojektowana tak, aby kształtować przepływ powietrza nad łopatą.
Ponieważ powietrze wychodzące z ostrza porusza się nieco szybciej niż powietrze wpływające do ostrza, każde ostrze jest w stanie z kolei generować prędkość obrotową i moc.
Nachylenie łopatek turbiny – kąt nawietrznej krawędzi łopaty – jest kluczowym czynnikiem maksymalizującym wydajność turbiny, szczególnie przy niskich prędkościach wiatru .
Zbyt małe nachylenie powoduje, że wąskie łopaty nie obracają się przy normalnym wietrze, zbyt duże powoduje maksymalizację efektu oporu, poważnie ograniczając wydajność.
Spędzamy dużo czasu na opracowywaniu i optymalizowaniu nachylenia naszych turbin tak, aby znajdowały się w optymalnym punkcie: wystarczającym do działania przy słabszym wietrze.
Niektóre z naszych ostrzy mają również końcówkę przypominającą skrzydło mewy. Pomaga to zwiększyć stabilność i zmniejszyć hałas pracy turbiny.
W jaki sposób materiał i wykończenie ostrza wpływają na turbiny wiatrowe?
Nasze ostrza wykonane są z dwóch różnych materiałów: aluminium i kompozytu włókna węglowego. Przez lata opracowaliśmy nasze aluminiowe ostrza tak, aby były wyjątkowo odporne i znacznie cichsze niż inne ostrza aluminiowe. Włókno węglowe jest wyjątkowo mocne i lekkie, dzięki czemu łopaty turbin wiatrowych są lepiej odporne na uszkodzenia spowodowane przez burze i gruz. Jeśli mieszkasz w obszarze, w którym szybko może nadejść burza, wiesz, jak szybko sytuacja może się pogorszyć. Kiedy wychodzi słońce, włókno węglowe nadal ma ważną zaletę. Mianowicie, że włókno węglowe jest odporne na uszkodzenia spowodowane promieniami UV, nawet przez dziesięciolecia. Uważamy, że najważniejszym wyborem jest w pierwszej kolejności przejście na energetykę wiatrową. Rodzaj turbiny, którą otrzymujesz, liczba łopatek i wszystkie te inne rzeczy mają znaczenie, pomagając Ci zmaksymalizować wydajność systemu. Po pierwsze, zapewnij sobie niezależność energetyczną. Wtedy możesz martwić się o szczegóły.
Jaka liczba łopat jest najlepsza dla turbiny wiatrowej?
Mówiąc prościej: więcej łopatek jest lepszych przy słabym wietrze, a mniejsza liczba łopatek oznacza większą wydajność. W przypadku turbin wiatrowych przeznaczonych do użytku domowego różnice te są niewielkie. Przemysłowe turbiny wiatrowe prawie zawsze składają się z trzech łopat, aby zrównoważyć te obawy.
Jaki jest skok łopaty turbiny wiatrowej?
Nachylenie łopatki turbiny to kąt nawietrznej krawędzi tej łopaty. Stopień nachylenia może wpływać na wydajność turbiny, albo nie generując przepływu przez łopatkę (zbyt wąska), albo tworząc zbyt duży opór (zbyt szeroki).
Czy turbina wiatrowa może obracać się zbyt szybko?
Tak. Podczas trudnych warunków pogodowych silny wiatr może powodować niebezpieczne sytuacje, w których turbiny stają się niestabilne. W przypadku turbiny przeznaczonej do użytku domowego mniejszy rozmiar oznacza mniejsze ryzyko, ale dopuszczenie, aby mała turbina wymknęła się spod kontroli, może być niebezpieczne. Małą turbinę wiatrową należy trzymać pod obciążeniem lub obniżyć, aby zapobiec uderzeniu przedmiotów w jednostkę.
9 Mała turbina wiatrowa dla korzyści domowych
Czasami Twoje zapotrzebowanie na energię wydaje się tak duże, że trudno sobie wyobrazić, że mała turbina wiatrowa do użytku domowego może coś zmienić. Ale nawet pojedyncza mała turbina może mieć duży wpływ na obraz mocy.
Jeśli nie jesteś gotowy, aby całkowicie przejść od delikatnej sieci do wytwarzania własnej, nieskończenie odnawialnej energii wiatrowej, nadal możesz czerpać znaczące korzyści z wprowadzenia niewielkiej zmiany: włączenia do swojego domu małego systemu z jedną turbiną.
Od niższych kosztów zarówno w krótkim, jak i długim okresie, po zapewnienie dobrej podstawy do późniejszej rozbudowy systemu – chcemy omówić niektóre ze sposobów, w jakie ta niewielka zmiana może być świetna dla Ciebie i Twoich niezależnych celów w zakresie zasilania.
Ludzie przechodzą na energię wiatrową i słoneczną z najróżniejszych powodów. Od ekonomii, przez niezależność energetyczną, po ekologię – masz własne powody i prawdopodobnie nie pasują one w pełni do jednej z tych kategorii.
Niezależnie od tego, czy szukasz powodu do zmiany, czy po prostu pogłębiasz wiedzę przed podjęciem decyzji, mamy nadzieję, że na tej liście znajdziesz coś, co da Ci motywację, której potrzebujesz.
1. Mała turbina wiatrowa może już dziś obniżyć Twoje rachunki za prąd
Jedną z najlepszych rzeczy w wietrze jest to, że jest darmowy. Nawet jeśli zdecydujesz się przenieść tylko część wytwarzanej energii do turbiny wiatrowej, od razu zaczniesz zauważać oszczędności.
Podczas gdy większość rozmów na temat korzyści finansowych wynikających z odnawialnych źródeł energii (słusznie) skupia się na długoterminowym zwrocie z inwestycji (ROI), oszczędności te wynikają z miesięcznej redukcji rachunków za prąd. Jeśli mądrze patrzymy na perspektywę długoterminową, łatwo przeoczyć te krótkoterminowe oszczędności. Ale co miesiąc, kiedy płacisz rachunek, dzięki jednej wydajnej turbinie w rzeczywistości włożysz z powrotem do kieszeni więcej pieniędzy.
Postawienie części rachunku na wiatr zapobiega nagłemu podwójnemu kosztowi tej części. Większość gospodarstw domowych musi co miesiąc monitorować wyniki finansowe. Mała turbina wiatrowa w Twoim domu może co miesiąc zapewnić Ci więcej przestrzeni do oddychania.
2. Małe turbiny wiatrowe to dobra inwestycja długoterminowa
Nie potrzebujesz dużej elektrowni wiatrowej dla swojego domu, aby zobaczyć duże zmiany w długoterminowej sytuacji finansowej. W miarę upływu miesięcy i lat, a turbina będzie się obracać, zobaczysz, że mała turbina może być świetną inwestycją.
Jeśli chodzi o to, aby system konwersji energii wiatrowej się zwrócił, trzeba dokonać pewnego kompromisu. Mniejszy system, który pokrywa tylko część zapotrzebowania na energię, kosztuje również mniej niż bardziej kompleksowa konfiguracja.
Powtórzymy tutaj to, co powiedzieliśmy wcześniej: istnieje zbyt wiele zmiennych, aby dokładnie przewidzieć, kiedy turbina się opłaci. Zużycie energii, wydajność konfiguracji i wahania pogody odgrywają rolę.
Chociaż stawki będą się różnić, w pewnym momencie zdecydowana większość ludzi zaoszczędzi na energii elektrycznej wystarczająco dużo, aby pokryć koszty turbiny.
3. Zmniejsz swoją zależność od kruchej sieci energetycznej
Nie trzeba szukać zbyt daleko, aby zobaczyć dowody na to, że istniejąca sieć energetyczna stara się nadążać za poziomem zapotrzebowania, z którym regularnie się spotyka.
Obecnie wielu naszych klientów, dla których jest to najważniejsza kwestia, wybiera większy system, który pozwala im polegać wyłącznie na własnych systemach w zakresie zasilania. Jednak rozpoczęcie od czegoś mniejszego może nadal korzystnie wpłynąć na Twoją niezależność energetyczną.
W zależności od zużycia, turbina wiatrowa będzie uzupełniać energię w godzinach szczytowego zużycia. Jednak umożliwienie turbinie ładowania akumulatora w celu uzyskania zasilania rezerwowego w nocy może pomóc w wypełnieniu luki podczas rutynowych przestojów.
Oczywiście Twoja bateria nie jest magiczna. Oszczędzanie energii poprzez ograniczanie jej zużycia do ściśle określonych potrzeb ma kluczowe znaczenie, aby nie doświadczyć całkowitej przerwy w dostawie prądu podczas przedłużającej się przerwy w dostawie prądu.
4. Z łatwością zaplanuj mały system
Jak pisaliśmy we wcześniejszym blogu , wiele gmin i powiatów wymaga uzyskania pozwolenia na planowanie i zagospodarowanie przestrzenne przed postawieniem turbiny wiatrowej na swojej posesji.
Szczegółowe zasady i przepisy będą się różnić w zależności od lokalizacji, ale ogólnie łatwiej jest dostosować małe systemy do parametrów określonych przez lokalny zarząd ds. zagospodarowania przestrzennego.
Rozpoczęcie od mniejszego systemu oznacza większą elastyczność, jeśli Twoje plany nie są zgodne z dozwolonymi, mniejsze nakłady finansowe, które wiązałyby się z biurokracją, oraz mniejszy stres związany z poznawaniem lokalnych przepisów.
5. Mniejszy system jest łatwiejszy w instalacji
Jesteśmy dumni z naszych osiągnięć w pokazywaniu absolutnym nowicjuszom, jak instalować własne małe turbiny wiatrowe. Przez lata widzieliśmy wszystkie powody, dla których ludzie odnoszą sukcesy samodzielnie i gdzie potrzebują największej pomocy.
Z naszego doświadczenia wynika, że znacznie łatwiej jest osobom, które nie mają doświadczenia w okablowaniu lub majsterkowaniu, skonfigurować i podłączyć jedną turbinę, niż próbować zarządzać wieloma.
Kiedy już zdobędziesz doświadczenie w instalowaniu pojedynczej turbiny pod pasem, kolejne instalacje staną się znacznie łatwiejsze.
6. Najpierw naucz się małego systemu
Podobnie mniejsza liczba komponentów ułatwia naukę najlepszego sposobu obsługi systemu w codziennym życiu.
Omówimy to szerzej w następnej sekcji, ale mając tylko jedną turbinę, generator, kontroler ładowania i akumulator do zarządzania, poznasz zawiłości każdego elementu znacznie szybciej, niż gdybyś próbował żonglować większą liczbą komponentów.
Pewność stóp dzięki małej turbinie oznacza, że możesz zarządzać większym systemem znacznie szybciej i przy mniejszym stresie.
7. Łatwiejsze rozwiązywanie problemów przy użyciu małej turbiny
Podobnie jak w przypadku dwóch poprzednich pozycji na tej liście, posiadanie systemu konwersji energii wiatrowej składającego się z mniejszej liczby elementów znacznie ułatwia identyfikację potencjalnych problemów, gdyby kiedykolwiek się pojawiły.
Usunięcie wielu zmiennych z większego systemu pozwala Tobie (lub naszemu uważnemu, fachowemu personelowi pomocy technicznej) dokładniej przyjrzeć się komponentom systemu, szybciej rozwiązać problemy i przywrócić działanie.
8. Uzyskaj dobry pogląd na swoje zużycie
Monitorowanie miesięcznego rachunku za energię nie tylko daje przegląd wydajności turbiny wiatrowej, ale pozwala określić ilościowo, ile energii zużywasz regularnie.
Kiedy widzisz z pierwszej ręki, ile energii pochodzi z turbiny wiatrowej lub, dla kontrastu, jak wysokie zapotrzebowanie przewyższa szczytową podaż turbiny, daje to jasny obraz tego, ile zużywasz.
Niezależnie od tego, czy planujesz, co traktować priorytetowo w przypadku sytuacji awaryjnych, czy też próbujesz obliczyć, ile turbin lub paneli słonecznych potrzeba do zaspokojenia całego zapotrzebowania na energię, ta uwaga pokaże Ci, na czym stoisz.
9. Skaluj mały system elektrowni wiatrowych we własnym tempie
I wreszcie fakt, że zaczynasz od małej turbiny wiatrowej do użytku domowego, nie oznacza, że Twój system musi pozostać mały.
Kiedy już zobaczysz, do czego zdolna jest jedna turbina wiatrowa, możesz sobie wyobrazić, co dwie lub trzy mogą zrobić dla Ciebie.
Ile turbin potrzeba, aby osiągnąć Twoje cele? Czy możliwe jest włączenie paneli słonecznych do swojego systemu? Zamiast po prostu dawać te pytania jak najlepiej, teraz możesz podejść do nich, podając rzeczywiste informacje.
Często zadawane pytania
Mój kontroler ładowania twierdzi, że jest przystosowany do obciążenia większego niż moc wyjściowa, jaką zapewnia moja mała turbina wiatrowa. Czy nadal mogę podłączyć go do mojej turbiny?
Tak! Ocena kontrolera ładowania jest tylko maksymalna. Nic nie zaszkodzisz, jeśli wydajność będzie poniżej tej liczby. Upewnij się tylko, że podczas rozbudowy systemu nie przekroczysz tej wartości.
Co to jest obciążenie dywersyjne i czy potrzebuję go w przypadku mojej turbiny wiatrowej?
Obciążenie przekierowania lub zrzutu umożliwia turbinie wiatrowej rozładowanie nadmiaru mocy, gdy akumulatory są pełne, a zapotrzebowanie na moc jest spełnione.
Turbina wiatrowa musi pozostać obciążona podczas pracy, w przeciwnym razie może wymknąć się spod kontroli, co może spowodować uszkodzenie lub zniszczenie systemu i może stanowić zagrożenie dla ludzi i mienia.
Wszystkie turbiny wiatrowe muszą mieć obciążenie odwracające. Nawet w systemie przyłączonym do sieci nadwyżka mocy nie będzie przepływać do sieci, gdy sieć będzie wyłączona, dlatego zawsze musi być zapewnione obciążenie odwracające.
Czy mogę używać dwóch turbin wiatrowych z jednym kontrolerem ładowania?
Tak! Jeśli nie przekroczysz wartości znamionowych kontrolera, możesz podłączyć dowolną ich liczbę.
Warto pamiętać, że turbiny łączą się z akumulatorem, który następnie łączy się z kontrolerem ładowania, który monitoruje obciążenie akumulatora.
Skąd mam wiedzieć, czy w ogóle będę w stanie wygenerować energię z turbiny wiatrowej, w której mieszkam?
To, gdzie mieszkasz, może mieć ogromne znaczenie w określeniu, czy energia wiatrowa jest dla Ciebie odpowiednia. Mapy z NOAA i Windy.com mogą pomóc w określeniu średniej prędkości wiatru w Twojej okolicy na różnych wysokościach.
Większość turbin wiatrowych rozpoczyna wytwarzanie energii przy prędkości wiatru wynoszącej 10,7 mil na godzinę (mph), a w porywach osiąga do 35 mil na godzinę. Zalecamy wieżę, którą można opuścić przy wietrze o prędkości 35 mil na godzinę i większej, aby zapobiec uszkodzeniu turbiny przez zanieczyszczenia.
Pamiętaj, że lokalne cechy geograficzne (góry, urwiska itp.) mogą wpływać na sposób, w jaki wiatr przepływa przez Twoją posesję i wokół niej. Prędkości wiatru również rosną wraz z wysokością, więc wyższy słup zazwyczaj daje lepsze wynik
Liczba skrzydeł w turbinach wiatrowych może być różna (2, 3, 5, a nawet 9) i zależy głównie od przeznaczenia i efektywności turbiny. Każda z tych konfiguracji ma swoje zalety i wady:
1. Turbiny dwułopatowe: Są lżejsze i mogą obracać się szybciej, co jest korzystne w miejscach z mniejszym wiatrem. Jednak są mniej stabilne i mogą generować większy hałas.
2. Turbiny trójłopatowe: To najpopularniejszy rodzaj turbin wiatrowych. Są one bardziej zbalansowane i stabilne niż turbiny dwułopatowe. Zapewniają dobrą równowagę między wydajnością a kosztami.
3. Turbiny z większą liczbą łopat (5, 9): Częściej stosowane w turbinach o mniejszej mocy, na przykład w małych instalacjach prywatnych. Większa liczba łopat zazwyczaj oznacza niższą prędkość obrotową, ale lepszą wydajność przy słabszych wiatrach. Są one jednak droższe w produkcji i mogą wymagać bardziej skomplikowanego utrzymania.
Wybór liczby skrzydeł jest zatem kompromisem między kosztami produkcji i utrzymania, efektywnością przy różnych prędkościach wiatru, a także aspektami takimi jak hałas czy wpływ na środowisko. Projektanci turbin muszą zdecydować, jaka konfiguracja najlepiej odpowiada na potrzeby konkretnej lokalizacji i zastosowania.
Liczba skrzydeł (ostrzy) w turbinie wiatrowej zależy od kilku kluczowych czynników i ma znaczący wpływ na jej działanie. Oto kilka głównych aspektów:
1. Efektywność aerodynamiczna: Turbiny z mniejszą liczbą skrzydeł są zazwyczaj bardziej efektywne aerodynamicznie. Na przykład turbiny z jednym, dwoma lub trzema skrzydłami mogą łatwiej przekształcać energię wiatru w energię mechaniczną. To dlatego większość nowoczesnych dużych turbin wiatrowych używanych do wytwarzania energii elektrycznej ma zaledwie trzy skrzydła.
2. Koszty i trwałość: Większa liczba skrzydeł często oznacza wyższe koszty produkcji i montażu, a także zwiększa masę turbiny. Trzy skrzydła są uważane za optymalny kompromis między efektywnością a kosztami.
3. Prędkość startu: Turbiny z większą liczbą skrzydeł mogą zaczynać pracować przy niższych prędkościach wiatru. Jest to korzystne w miejscach, gdzie prędkości wiatru są zazwyczaj niskie.
4. Estetyka i hałas: Turbiny z większą liczbą skrzydeł mogą być postrzegane jako bardziej estetyczne, ale również mogą generować więcej hałasu, co jest istotne w przypadku instalacji blisko obszarów mieszkalnych.
5. Zastosowanie: Turbiny z większą liczbą skrzydeł są często stosowane w mniejszych instalacjach, na przykład do pompowania wody lub w małych systemach energetycznych. W tych zastosowaniach priorytetem jest często nie efektywność, a niezawodność i prostota konstrukcji.
Podsumowując, liczba skrzydeł w turbinie wiatrowej jest wynikiem kompromisu między efektywnością aerodynamiczną, kosztami, warunkami pracy oraz estetyką i hałasem. W nowoczesnych dużych turbinach wiatrowych najczęściej spotyka się trzy skrzydła, ponieważ ten układ oferuje najlepszy balans tych wszystkich czynników.
ZERO Export Energy Sp. z o.o.
ul. Hoża 29
00-521 Warszawa
KRS: 0001048211
NIP: 7011156198
REGON: 52588453800000