風力タービンの世界的メーカー
- Suzlon Energyは、アジアだけでなく世界中の風力タービンの大手メーカーです。同社は、インド、ベルギー、米国、中国の10の工場で働く1万3千人の専門家を雇用しています。最初の風力タービンは1996年に製造され、すでに2000年に最初の発電所が設計されました。市場の要求に応じた生産量の増加は、2006年に大幅に増加し始めました。現在、インドの企業は、問題の製品のパフォーマンスの点で6位にランクされています。
- 2007年以来、ドイツのメーカーであるENERCON GmbHは、世界の国々と市場の50％以上が存在するドイツのリーダーです。最初の製品は1986年に組立ラインからロールオフされました。現在、工場はインド、スウェーデン、ポルトガルにあります。
- Sinovelは、中国で最初に陸上および洋上風力発電所を開発、設計、製造、販売した企業に属しています。 Sinovelは、1.5〜6.0メガワットの範囲の風力タービン用のタービンを製造しています。製品は、SL1500、SL3000、SL5000、SL6000の4つのラインに分かれています。
- 風力タービンメーカーのVestasWindSystemsは、デンマーク、ドイツ、インド、ルーマニア、英国、スペイン、スウェーデン、ノルウェー、オーストラリア、米国、中国に工場を持っています。同社は、ローターの直径が47〜164メートル、容量が660 kW〜7メガワットの風力タービンを製造しています。
自分の手で風車を作る
行われるべき主な作業は、回転ローターの製造と設置です。まず、構造のタイプとその寸法を選択する必要があります。デバイスの必要な電力と生産能力を知ることは、これを決定するのに役立ちます。
ほとんどのノード（すべてではないにしても）は独立して作成する必要があるため、構造の作成者が持っている知識、彼が最もよく知っているデバイスおよびデバイスによって選択が影響を受けます。通常、最初にテスト風車が作られ、その助けを借りて性能がチェックされ、構造のパラメータが指定され、その後、稼働中の風力発電機の製造が開始されます。
風力タービンの選択
最高品質の風車は、ドイツ、フランス、デンマークで生産されています。これらの国々は、住宅の民間部門、農場、学校、および小さな小売店に電力を供給するために風力タービンを製造しています。ロシアでは、電力コストが低く、電力の販売が暗黙のうちに独占されているため、風力タービン、ソーラーパネル、その他の種類の代替エネルギーはあまり一般的ではありません。
移動式風力発電機は、フィールドで構築している石油産業または組立チームに適しています（プロトタイプ）
しかし、遠隔地の施設を電力網に接続するための高コスト（まだ電化されていない村があります）、役人の無礼、周りを回る長い手順、独占企業から技術仕様を取得することは、所有者に施設に代替エネルギーを使用することを余儀なくさせます。
まず、風力タービンの効率は約60％であり、風速に依存し、定期的なメンテナンスが必要であることを理解する必要があります。それでも風力タービンを選ぶことにした場合は、知っておく必要があります。風力発電機の選択は、そのアプリケーションの特定の状況に基づいている必要があります。新しい開発とモデルがあります：効率の向上、垂直、水平、直交、ブレードレス。
企業や個人の家の場合、このデータはプロジェクトまたは電気料金に含まれている可能性があります。コテージに電力を供給する必要がある場合は、1〜3 kWの風力タービンモデルが選択され、インバーターは低電力を必要とし、バッテリーなしで実行できます。ダーチャ風力タービンの原理は単純です。風があり、電気があり、風がありません。私たちは庭や家の周りで働いています。必要な材料を集めて接続するだけで、簡単な風力発電機を自分で作ることができます。
永住権のある民家の場合、この原則は機能しません。風がないことが多い場合は、アキュムレータに特に注意する必要があります。これには大容量が必要です。ただし、充電を速くするためには、発電機自体も高出力である必要があります。つまり、インストールの個々のノードは互いに密接に相互接続されています。より信頼性の高い組み合わせは、ディーゼル発電機とソーラーパネルとの共生です。これは家の電気の利用可能性を100％保証しますが、より高価でもあります。
現在、商用風力タービンが広く使用されています。彼らの助けを借りて発電された電力は、エネルギー供給が不足しているさまざまな企業に販売されています。通常、このような発電所は、さまざまな容量のいくつかの風力タービンで構成されています。それらによって生成された380ボルトの交流電圧は、企業の電力網に直接供給されます。さらに、風力タービンを使用して多数のバッテリーを充電することができ、そこから交流電圧に変換されたエネルギーも電力網に供給されます。
ロシア製の風力タービン
ほとんどの場合、事業主は、自社生産のニーズに合わせて風力タービン、ソーラーパネル、ディーゼル発電機を設置します。ロシアで売電許可を取得することは、別の話です。エネルギー監査後、例えば、照明ランプをLEDに交換することにより、電力が解放されます。投資回収期間が計算されます。予算がない場合、近代化は段階に分けることができます。
風力発電機の費用はいくらですか
ロシア製の風力タービンの価格は、ドイツ、デンマーク、インドのものよりも安いです。品質ははるかに低いですが、最も安い中国の風車。個人住宅用の最も単純な風力タービンの費用は最大500ドルです。地域の発電には使用できますが、家庭でのフル電源の問題を解決することはできません。家に電気を完全に供給するための3kWのより強力な風力発電機は、より多くの費用がかかります。
家庭用の風力発電機セットのおおよその費用：
- 小さな民家（国）の場合、電力は3 kW / 72V、同等です。 $ 1700-1800;
- コテージに電力を供給するために、5 kW / 120V、同等の電力を供給します。 $ 4000;
- いくつかの家や農場に電力を供給するために、10 kW / 240V、同等の電力を供給します。 8500ドル。
ロシアの生産の垂直回転軸を備えた風力タービンは特別な需要があります。この機器の利点の中には：
- ローターの動きに必要な小さな風速。
- 風向からの独立;
- 低音の背景、振動なし。
- 鳥に安全なデザイン
- 強制開始は必要ありません。
- あらゆる気象条件、あらゆる風の強さで機能します。
コンポーネントと計算
建設費は、風車の設計や使用する部品によって大きく異なります。風力タービンには主に2つのタイプがあります。水平回転軸（高さ、最適には25〜35 mに配置する必要があります）と、単純に地面に配置できる垂直軸です。
発電機自体に加えて、水平回転軸を備えた風車の場合、ブレードを備えたローター、ギアボックス、スイベルテール、および保護ケーシングが必要です。これは通常、高いマストに取り付けられます。マストは、原則としてかなり重くて背の高い構造であるため、その下に基礎を敷き、追加のストレッチケーブルで固定する必要があります。
構造物の合計金額に加えて、クレーンによる設置費用が追加されます。小型風力タービンの場合、高くて高価なマストの建設を回避するために、ローターの垂直回転軸を備えた設計オプションを使用することが多くなります。これは、1 m/sの風速でより低い高さで動作できます。 。しかし、そのようなシステムは比較的新しいので、それらの操作に関する明確な統計はまだ蓄積されていません。彼らはより少ない電気を与えます、しかし彼らははるかに安くて騒々しいほどではなく、あなた自身の手で作るのがより簡単です。
地上、屋内には、発電機からの直流を交流に変換するインバーター、受け取った電力を再分配し、緊急時や修理のためにデバイスの電源を切るために必要なバッテリー、ディスコネクター、サーキットブレーカーのセットがあります。
水平回転軸を備えた風車によって年間を通じて生成されるおおよそのエネルギー量は、次の実験式を使用して計算できます：E = 1.64 * D * D * V *V*V。ここで、E-年間の電力（kWh /年）、D-ローターの直径（メートル単位）、V- 平均年間風速 （MS）。その後、あなたの家が年間に消費する電力量とコストを計算し、得られた数値に風車の推定寿命である25〜30年を掛けます。これに基づいて、コンポーネントのコストに応じて、ブレードの必要なサイズと構造のおおよその総コストを計算します。
マストを独立して構築できる場合は、電気機器と風車自体を工場で組み立てたシリアルで購入することをお勧めします。職人は、他のデバイス（自動車の発電機、産業機器、家庭用電化製品の変換された電気モーターを使用することさえできます）、自家製のローターブレード、およびしっぽ。
スキーム、方法、ヒントはインターネットや専門の技術雑誌で簡単に見つけることができますが、この場合、構築された風力タービンの性能と安全性に対するすべての責任はあなただけにあります。
明らかに、ローターブレードの直径とマストの高さが増加し、それに応じて収集される風力エネルギーが大きくなると、生成される電力は増加しますが、構造の最終的なコストは比例して増加します。
さまざまな見積もりによると、家庭用の小型風力タービンを構築するためのコストは、1 kWの電力あたり2〜8千ドルの範囲です。自宅に集中型の電源がない場合、風車は、自分で電力線を敷設したり、ディーゼル発電機に燃料を供給したりするよりもコストがかからない可能性があります。
それが貯蓄の手段として考えられたならば、家のためのその必要性について考えて、結論を引き出してください。ちなみに、1kWあたりの大型産業用風力タービンで発電される電力は、従来の火力発電所で発電される電力よりもすでに安価です。小型風力タービンの電気料金はやや高くなりますが、近年は着実に下がっています。
いずれにせよ、今日の風車が不採算であることが判明した場合は、自分で行った計算を捨てないでください-しばらくすると、高効率インジケーターを備えた新しいモデルの発電機の出現、電気料金の変更により、以前の決定が根本的に変わる可能性があります。
また、多くの国で適用されている固定価格買取制度の状況にも注意してください。この料金では、風力エネルギーなどの代替電源を使用して家庭で生成された電力を電力網に戻し、追加料金を受け取ることができます。国内での固定価格買取制度の出現またはその料金の変更は、風車の回収時間とそれが家にもたらす節約に大きな影響を与える可能性があります。
最適な使用モード
風は不均一に吹き、その助けを借りて発電量が増えることは、家の最大消費期間と一致することはめったにありません。したがって、必要な負荷を提供し、風力発電機によって生成されたすべての余剰電力を使用する機会があることが望ましいです-ボイラーの水を加熱するため、暖房システムを補完する家の中の電気ヒーター、井戸のポンプ屋上のタンクに水を汲み上げる、または電気自動車のバッテリーを再充電するなどのさらにエキゾチックなタスクの場合、強風で総消費量が少ない状態ですべて自動的にオンになるはずです。
一般に、寒い冬が長く風速が比較的低いロシアの気候条件では、最もエネルギー効率が高く、最も安価なスキームは、垂直回転軸が地上または5〜10mの小さなマストに設置された風力タービンです。高く、家の屋根の上にそれを上げて、果物の木を戴冠させます。風車は、電流変換器やバッテリーを使用せずに、屋内の別の電気ヒーターとボイラーに直接接続されています。
インストーラーを使わずに、自分の手でそのようなスキームを実装することはかなり可能です。この場合、風力発電機は基本的に家を暖めるための熱を生成します。これは無次元の蓄熱器として機能し、風力によって生成されたすべての電力を十分に活用して、風力の不規則な変化についてあまり心配する必要がありません。発生器。さらに、そのようなシステムは自己調整型であることがわかります-強風は家をより速く冷却しますが、同時に、風力発電機と電気ヒーターのタンデムが家を内部から加熱することも可能にします。
風力タービンの種類
風車には主に2つのタイプがあり、基本的な違いがあります。
- 水平
- 垂直
どちらの場合も、ローターの回転軸について話します。水平装置のさまざまなモデルの設計は互いにほとんど違いがなく、一種の家庭用ファンまたはプロペラを表しています。縦型デバイスのデザインタイプは非常に多様で、外見上は互いに大きく異なります。それらをより詳細に検討しましょう：
水平風車
水平構造は、ブレードの作業側でのみ風の流れを感知するため、より効率的です。3枚羽根のインペラが最も広く使用されていますが、小さな設計の場合は羽根の数を増やすことができます。
大きなブレードスパン（100 m以上）を備えた大規模な工業デザインの製造に使用されるのは水平構造であり、組み合わせると非常に生産性の高い発電所を形成します。デンマーク、ドイツ、スカンジナビア諸国などの西ヨーロッパの州は、人口にエネルギーを提供するために風車を積極的に使用しています。
デバイスには1つの欠点があります。それは、風に向ける必要があるということです。小型風力発電機の場合、飛行機のように尾部を設置することで問題を解決します。尾部は、構造物を風の中に自動的に配置します。大型モデルには、流れに対するインペラの位置を制御する特別なガイダンスデバイスがあります。
垂直構造
縦型風力発電機は効率が低く、その結果、民家、コテージ、機器群などの個人消費者にのみエネルギーを供給するために使用されます。自己生産の場合、このようなデバイスは、設計オプションの選択肢が豊富で、非常に高いマストに登る必要がないため、最適です（ただし、これは禁忌ではありません）。
垂直ローターは、手元にある任意の材料から組み立てることができ、さまざまな有名なものからの任意のタイプをサンプルとして使用できます。
- サボニウスまたはダリエローター
- より現代的なトレチャコフのローター
- 直交設計
- ヘリコイドデバイスなど。
タイプは絶えず増加しているため、すべてのタイプを詳細に説明する必要はありません。ほとんどすべての新しい開発は、垂直回転軸に基づいており、民家や不動産での使用を目的としています。ほとんどの開発は、垂直デバイスの主な問題である低効率に対する独自のソリューションを提供します。いくつかの変種はかなり高い率を持っていますが、複雑な船体構造を持っています（例えば、トレチャコフのデザイン）。
選択原理
まず、私たちが解決するために取り組む問題を定式化します。なぜ風力エネルギーが正確に必要なのか、それがどのようなプロセスを提供するのか。言い換えれば、何が消費者になるのか。次に、将来の風力タービンのプロジェクトを作成するプロセス：どのタイプになるか、エネルギーが最終消費者にどの程度正確に伝達されるか（電流または機械的-トルク、並進運動、どういうわけか違う）。
この記事では、風力タービンの最も重要な要素であるローターのタイプについて説明し、各オプションの長所と短所を分析します。また、生成されたエネルギーの使用についても触れます。この情報がユニットの設計段階で役立つことを願っています。
この情報がユニットの設計段階で役立つことを願っています。
風力発電機の家の費用はいくらですか
以下は、家庭用および庭用の風力発電機の価格です。原則として、そのような設備の電力は5〜50kWの範囲です。
- 3 kW、48ボルト。補助電源と主電源の両方が使用されます。そのようなモデルによって生成されるエネルギーは、コテージの寿命を確保するのに十分です。価格は約9万ルーブルです。
- 5 kW、120ボルト。この風力発電機は、問題なく多数の電化製品で家全体に電力を供給します。価格は20万から25万ルーブルです。
- 10 kW、240ボルト。このような風力発電機は、農場やいくつかの住宅に電力を供給することができます。そのような設備が小さなスーパーマーケットやガレージなどでエネルギーを生成するために使用される場合の多くの例があります。価格は約40万ルーブルです。
- 20 kW、240ボルト。これは、いくつかの配水所に電力を供給するのに十分です。価格は約75万ルーブルです。
- 30 kW、240ボルト。このような風力発電機は、5〜7階建てのアパートに電力を供給します。設置費用は約100万ルーブルです。
- 50 kW、380ボルト。このような設備は、業界で使用されています。家庭での使用には適していません。価格は300万ルーブル以上です。
風力タービンの分野
風力発電所の長所と長所
- 無料の再生可能エネルギー。風力エネルギーは再生可能で無料です。風車はCOを排出しません2 または他の有害物質。風は理想的で無限のエネルギー源です。より多くの風力発電所の建設は、大気中に有害物質を放出する発電所の発生を減らすことにつながります。
- 多様性。風力エネルギーの使用は、さまざまなエネルギー源を促進し、従来の発電所や他の種類のエネルギー生成への依存を最小限に抑えます。
- 未来。風力エネルギーには未来があります！新しい風力発電所の創設は、技術開発、技術革新、そして新しい雇用の創出につながります。
- コストの削減。風力エネルギーのコストは、近年大幅に低下しています。過去20年間で、コストは80％も削減され、このタイプのエネルギーは現在、すべてのタイプの発電所の中で最も収益性が高くなっています。
- 追加の利益。風力発電所が位置するサイトの所有者は、発電所に必要な実際の面積が小さいため、この土地のリースから利益を得ることが期待できます。さらに、発電所のある土地は、発電所に有害な排出物がないため、農業（さまざまな作物の栽培）に使用できます。
- 慎重。このような発電所の耐用年数は平均20〜30年であり、解体後は、景観にも大気にも痕跡は残りません。
- 効率。風力発電所の運用プロセスは非常に単純であり、組み立て時間は非常に短く、運用および保守のコストも非常に低くなっています。発電所はそれが消費するより85倍多くのエネルギーを生産します。また、エネルギー輸送中の損失も比較的小さくなります。
- 可決。風力発電所の設立は一般に受け入れられています。大多数の人々は、この形のエネルギーを使用することの利点を理解し、支持しています。
インストールするかどうか
風力発電所を設置するかどうかを決定するときは、次の初期データを取得する必要があります。
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設置場所での平均風速（メートル/秒）。最初の近似では、画像はロシアの風の地図によって与えられます。ただし、特定の設置場所では、丘や川床など、風速に影響を与えるさまざまな要因が存在する可能性があります。年間の風向図を正確に決定するには、荒天風見鶏や風速計を使用するか、周囲の自然を毎日観察することができます。
- 集中型電源の可用性、キロワット時のコスト、および電力線の敷設の可能性。
風車の回収を評価するためのアルゴリズムは次のとおりです。
- ウィンドマップとデバイスの技術的特性に従って、夏と冬の期間または毎月の発電量を決定します。たとえば、上記の2 kWデバイスの場合、5 m/sの速度で生成される電力は400Wになります。
- 得られたデータに基づいて、年間の発電容量を決定します。
- キロワット時のコストに基づいて、生成された電力の価格を決定します。
- 風力タービンキットのコストを結果の数値で割ると、数年で見返りが得られます。
計算を調整するには、次のことを考慮してください。
- バッテリーは少なくとも3年に1回交換する必要があります。
- 現代の風力発電機の耐用年数は20年です。
- デバイスを修理する必要があります。費用と利用規約は、機器の販売者に明確にする必要があります。
- キロワット時のコストは毎年増加しており、過去10年間で3倍以上増加しています。 2017年は、料金が4％以上引き上げられる予定であるため、この電気料金の値上げから進めることができる。
得られた回収額が満足のいくものではないが、代替エネルギー源が必要な場合、または集中型電源に接続する可能性がない場合は、風車の効率を高め、そのコストを削減するためのオプションを検討する必要がありますインストールとメンテナンス。
次のオプションが可能です。
- 1つの大きなデバイスではなく、小さな電力のデバイスを複数インストールします。これにより、主要機器の価格が下がり、設置と保守のコストが削減され、小型風力タービンが低風速でより効率的になるため、生産性が向上します。
- 中央電源システムと組み合わせた特別なネットワーク電源管理システムの設置。このようなデバイスは、現在市販されています。
