Aujourd'hui, alors que les tarifs de l'électricité augmentent et que le désir des gens de construire des chalets et des datchas loin de la "civilisation" augmente, de nombreux propriétaires de propriétés privées se tournent de plus en plus vers des sources d'énergie alternatives. Le moins cher en ce moment est l'énergie éolienne. Pour son utilisation, des dispositifs spéciaux sont conçus. Plus loin dans l'article, nous examinerons ce qu'est une éolienne.
Terminologie
Le générateur d'électricité Windmill est un appareil qui convertit l'énergie cinétique du flux d'air en énergie mécanique. Cette force déclenche la rotation du rotor. Grâce à son travail, l'énergie mécanique est ensuite convertie en énergie électrique.
Utilisation industrielle
De tels appareils sont construits par de grandes compagnies énergétiques privées ou publiques. Habituellement, ils sont combinés en soi-disant réseaux. Le résultat est des parcs éoliens. Ces réseaux industriels sont différentsdu nucléaire ou du thermique par l'absence totale à la fois de matières premières (combustible) et de déchets. Pour que le générateur du parc éolien fonctionne sans panne, le débit d'air annuel moyen doit être élevé. La puissance des systèmes modernes peut atteindre 7,5 MW.
Quelques difficultés opérationnelles
L'éolienne industrielle est montée sur un site spécialement préparé en sept ou dix jours. Et l'obtention des permis pour la construction d'un ouvrage peut prendre plus d'un an dans certains cas. De plus, des études à long terme sont nécessaires sur le site où l'installation des éoliennes sera réalisée. Au moins pendant l'année, la direction et la vitesse des flux d'air sont étudiées. Toutes ces activités augmentent considérablement la période de mise en œuvre des projets.
Bref historique
Il convient de noter que les gens ont commencé à utiliser l'énergie éolienne dans les temps anciens. Un exemple simple est une voile. Des moulins à vent étaient déjà construits 200 ans avant notre ère, et après la découverte de l'électricité, les gens ont commencé à essayer d'utiliser la puissance des courants d'air pour l'obtenir. Jusqu'aux années 50 du siècle précédent, il y avait un travail continu sur la conception et la conception de nouveaux équipements en Union soviétique. Les éoliennes ont été largement utilisées dans le pays.
Champ d'application
L'éolienne peut être utilisée directement pour l'usage auquel elle est destinée, ou elle peut remplir des fonctions purement décoratives. L'hélice peut être équipée d'un cliquet et miseappareil à n'importe quel endroit approprié. À des fins industrielles, une éolienne était utilisée auparavant pour moudre le grain. Aujourd'hui, d'autres équipements sont généralement utilisés à ces fins. Les éoliennes sont souvent utilisées pour la maison. Les critiques des propriétaires de biens immobiliers de banlieue témoignent de l'efficacité d'une telle conception dans le processus de pompage de l'eau. Ainsi, selon certains utilisateurs, l'unité est capable de soulever environ 30 à 50 litres / heure d'un puits ou d'un puits. De tels générateurs sont très pertinents pour donner. Les ouvrages éoliens sont souvent indispensables en cas d'interruption de l'alimentation en courant du réseau. Ils sont également utilisés pour démarrer le système de chauffage. Cependant, l'éolienne est la plus largement utilisée pour produire de l'électricité.
Classification
S'il devenait nécessaire d'acheter une éolienne pour une maison privée, vous devriez en savoir plus sur les types de cette unité et le principe de fonctionnement. La conception peut être de type carrousel. Dans ce cas, il a un axe de rotation vertical. De plus, le design peut être ailé. Cela signifie que l'axe de rotation de l'unité est horizontal. Ensuite, considérez chaque type séparément.
Conception de carrousel
Une telle éolienne a sans aucun doute ses mérites. Il gagne rapidement en traction en augmentant la force du flux d'air. Par la suite, la vitesse de rotation est presque au même niveau. Cette conception surveille indépendamment la direction du vent. Cela signifie qu'elle n'a pas besoin de plusagencements. L'éolienne de type carrousel se déplace lentement. Cela permet d'utiliser des schémas assez simples. Dans le même temps, la faible vitesse limite considérablement l'utilisation des structures. Cela est dû au fait qu'il est nécessaire d'utiliser en plus des boîtes de vitesses élévatrices. Les multiplicateurs ont une efficacité assez faible. Sans boîte de vitesses, le fonctionnement d'une éolienne est nettement plus difficile.
Conception des ailes
Qu'est-ce qu'un tel générateur (vent) ? Les critiques de nombreux utilisateurs parlent en faveur de cette conception. L'unité de type aile présente de nombreux avantages par rapport à ceux décrits ci-dessus. Aux avantages incontestables d'une telle éolienne, les utilisateurs attribuent une vitesse de rotation assez élevée. Grâce à cela, il n'est pas nécessaire d'utiliser davantage le multiplicateur. Les pales de la structure de l'aube doivent être situées perpendiculairement au flux d'air, c'est-à-dire verticalement. Pour cela, un stabilisateur est utilisé. Un autre avantage que les utilisateurs disent de l'éolienne à palettes est la grande efficacité de conversion d'énergie du flux d'air. Dans le même temps, la vitesse de rotation dans de telles conceptions est inversement proportionnelle au nombre de pales. À cet égard, les unités n'ont, en règle générale, pas plus de trois ailes. La grande popularité de ces installations est également due à la facilité de fabrication des structures.
Critères de sélection des appareils
Tout d'abord, il faut déterminer exactement la vitesse moyenne etla direction préférée du flux d'air à l'endroit où l'unité fonctionnera. Vous devez être conscient de certains paramètres. Ainsi, la vitesse initiale à laquelle la rotation des pales commence est de 2 m/s. L'unité atteint une efficacité maximale avec un débit de 9-12 m / s. La puissance du générateur dépend du diamètre de l'hélice et de la vitesse du vent.
Caractéristiques de conception
En quoi consiste une éolienne domestique ? La conception elle-même comprend une roue avec des lames. Il a également une boîte de vitesses. Ce mécanisme est conçu pour convertir et transmettre le couple. Également dans la conception, il y a un mât. L'appareil lui-même est installé dessus. De plus, l'appareil est équipé d'une batterie et d'un onduleur. À l'aide de ce dernier, le courant continu est converti en un courant alternatif effectif.
Appareil et réseau
La plupart des unités qui existent aujourd'hui fonctionnent avec une source électrique centralisée ou locale. Par exemple, il peut s'agir d'un générateur diesel. La nécessité d'utiliser une source supplémentaire s'explique par l'instabilité des débits d'air. Dans ce cas, le réseau effectue une tâche de stabilisation. Il existe certaines conditions pour l'utilisation de telles structures. L'une des principales est que la puissance du réseau doit nécessairement être supérieure à celle d'une éolienne, au moins 1,8 fois.
Principe de fonctionnement
De puissants courants d'air entraînent les pales d'une éolienne. Ils commencent à tourner. L'énergie reçue est transférée au multiplicateur à travers le rotor. commentIl a été dit plus haut que les unités peuvent fonctionner aussi bien individuellement qu'en groupe. Dans certaines conceptions, des multiplicateurs sont installés pour améliorer les performances de l'appareil. Il faut dire que tout le monde ne peut pas acheter une telle unité. À cet égard, certaines personnes construisent de leurs propres mains des éoliennes pour leur maison. Comment faire cela, nous examinerons plus loin.
Type d'unité
Que sont les éoliennes pour la maison ? Il existe deux types d'appareils. La première est une éolienne horizontale et la seconde est une éolienne verticale. Cette dernière conception, selon les utilisateurs eux-mêmes, est plus facile à assembler et à installer - l'équilibrage de l'appareil est assez facile. De plus, ce système a un coefficient d'action efficace du vent plus élevé. Plus l'appareil choisi pour le montage est puissant, plus le poids et le diamètre de la roue seront importants. Ceci, à son tour, rendra l'équilibrage et l'installation plus difficiles.
Composants
Avant de fabriquer une éolienne, vous devez préparer tous les éléments et détails nécessaires:
- Batterie 12 V. Vous pouvez utiliser un appareil de voiture, mais il est préférable d'en acheter un autre. Une telle batterie sera plus sûre et plus durable.
- Générateur 12 V.
- Rotor 1,5-2 m.
- Fût ou seau en métal (grand). Il est souhaitable d'utiliser un récipient en aluminium ou en acier inoxydable.
- Relais de charge de batterie.
- Relais pour charge lampe (automobile par exemple).
- Interrupteur semi-étanche.
- Boîte de jonction.
- Voltmètre. Vous pouvez utiliser la voiture.
- Mât dont la hauteur est de 2 à 10 mètres. Vous pouvez également le fabriquer vous-même. Cela nécessitera des tuyaux en PVC et des pièces métalliques pour la base.
- 4 boulons M6.
- Fils.
- Fil ou pinces en acier inoxydable. Ces éléments seront fixés au mât.
Vous aurez également besoin des outils suivants:
- Cutters.
- Percer et percer.
- Tournevis.
- Touches.
Montage du mât
Avant son installation, il est nécessaire de remplir la fondation en fonction du volume de la base et de la section transversale du tuyau. Dans ce cas, le climat et les propriétés du sol doivent être pris en compte. L'installation d'un mât avec une éolienne est réalisée après la solidification du mortier (au moins une semaine après le coulage). Vous pouvez simplement creuser un poteau dans le sol et fixer les haubans. Cependant, cette option est moins fiable.
Rotor
Le diamètre est choisi en fonction de la vitesse moyenne du vent. Un rotor est fabriqué et une poulie est refaite (une roue de friction spéciale avec une jante ou une rainure autour de la circonférence, conçue pour transmettre le mouvement à une courroie ou à une corde d'entraînement). En fait, avec des vents allant jusqu'à 6-7 m/s, la puissance d'un élément de 3 m sera plus élevée.
Ailes
Le canon est divisé en 4 parties égales. Pour cela, un ruban à mesurer et un marqueur sont utilisés. Les lames sont coupées avec des ciseaux pour le métal. Les ailes sont ensuite fixées à la poulie et au fond. Comme attachesdes boulons sont utilisés. Les places pour eux doivent être mesurées très précisément, sinon à l'avenir, vous devrez souvent ajuster la rotation. Les lames se plient doucement, dans la limite du raisonnable, pour éviter des rafales inutiles dans le flux d'air.
Assemblage
Les fils sont connectés au générateur et le circuit est assemblé dans la boîte de commutation. L'unité est fixée au mât. Les fils sont fixés sur le poteau et le générateur. Ensuite, l'unité, puis la batterie sont connectées au circuit. À l'aide de fils dont la section peut atteindre 2,5 kW, la charge est connectée. En fonction du degré de flexion des lames, la vitesse de rotation est réglée. Une telle unité devrait suffire à fournir de l'énergie pour une maison de campagne ou un chalet.
Productivité accrue
Lorsque le mât est relevé jusqu'à 20-25 mètres, la vitesse du flux d'air augmente de 30 %. Dans le même temps, la production d'énergie sera également augmentée jusqu'à 1,5 fois. Cette option est utilisée à vitesse de vent réduite (jusqu'à 4 m/s). Avec un mât haut, l'influence des arbres et des bâtiments sera éliminée. Voici comment fabriquer votre propre éolienne.
Développement de l'industrie
Aujourd'hui, vous pouvez acheter une éolienne domestique à un prix raisonnable. Cela témoigne du développement constant et actif de cette industrie. En achetant ou en montant vous-même l'installation, vous pouvez assurer l'indépendance énergétique de votre propre maison pendant assez longtemps. En règle générale, une unité d'une puissance nominale de 1 kW est suffisante pour un petit bâtiment. Dans le même temps, la vitesse du vent dans la zone de fonctionnement de l'appareildoit être de 8 m/s. S'il n'y a pas de flux d'air stable dans la zone, ou s'il est faible, l'appareil peut être équipé d'un générateur diesel ou de cellules photovoltaïques. En Russie aujourd'hui, seule l'émergence d'une tendance à installer des éoliennes est notée. Seuls quelques fabricants d'unités de faible puissance pour les besoins domestiques sont représentés sur le marché intérieur. Le coût des éoliennes pour 1 kW dans un ensemble complet commence à 35-40 mille roubles. Ce sont les prix d'il y a deux ans. Il n'est pas nécessaire de délivrer un certificat pour installer l'appareil.
Inconvénients et avantages de l'exploitation
Malgré la croissance constante des tarifs de l'énergie, le coût de l'électricité lui-même n'est en aucun cas une valeur significative dans la plupart des industries avec d'autres coûts. Pour le consommateur d'aujourd'hui, la stabilité et la sécurité de l'approvisionnement sont des facteurs clés. Les principales raisons qui provoquent une augmentation du coût de l'énergie à usage industriel, obtenue à partir d'éoliennes, sont:
- Le besoin d'un fonctionnement autonome pendant un certain temps. Des piles sont utilisées dans ces cas.
- Le besoin d'énergie électrique de qualité industrielle. Un onduleur est utilisé pour cela.
- Le besoin d'une disponibilité continue. Dans de tels cas, des générateurs diesel sont également utilisés.
En ce qui concerne l'utilisation des appareils dans la vie quotidienne, les inconvénients de fonctionnement devraient inclure:
- Le coût élevé des piles. Elle estenviron 25 % du prix de l'appareil lui-même.
- Le coût relativement élevé de l'onduleur.
- Pour assurer un approvisionnement fiable en électricité, un générateur diesel est utilisé dans certains cas. Son coût est comparable au prix de l'appareil lui-même.
Cependant, il convient de noter que ces facteurs perdent de leur pertinence avec un onduleur moderne à double conversion et un réseau commun. Aujourd'hui, d'un point de vue économique, il est plus opportun à des fins industrielles de recevoir à l'aide d'une éolienne non pas de l'électricité, mais du courant continu ou alternatif. Par la suite, il est converti en chaleur pour l'eau chaude et le chauffage domestique. Pour cela, des éléments chauffants sont utilisés. Ce régime a ses avantages. En particulier, dans ce cas, une chaudière ordinaire avec de l'eau peut agir comme un accumulateur d'énergie, pour la consommation de chaleur, il n'y a pas d'exigences aussi strictes pour la continuité et la qualité de l'approvisionnement.
