เครื่องกำเนิดลมจลน์: อุปกรณ์ หลักการทำงาน การใช้งาน

เครื่องกำเนิดลมจลน์ที่ทันสมัยช่วยให้คุณใช้ประโยชน์จากพลังของกระแสลมโดยแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อจุดประสงค์นี้จึงมีอุปกรณ์รุ่นที่ผลิตจากโรงงานและแบบโฮมเมดซึ่งใช้ทั้งในอุตสาหกรรมและในครัวเรือนส่วนตัว

เราจะบอกคุณว่ากังหันลมประเภทนี้ได้รับการออกแบบอย่างไรและแนะนำให้คุณรู้จักกับคุณสมบัติของอุปกรณ์และตัวเลือกการออกแบบ บทความที่เรานำเสนอแสดงให้เห็นถึงจุดแข็งและจุดอ่อนของโรงไฟฟ้าพลังงานลม ผู้ที่ทำด้วยตัวเองจะพบไดอะแกรมที่เป็นประโยชน์และคำแนะนำในการประกอบได้ที่นี่

หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดลม

การทำงานของเครื่องกำเนิดลมขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนพลังงานจลน์ของลมเป็นพลังงานกลของโรเตอร์ จากนั้นจึงแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า

หลักการทำงานค่อนข้างง่าย: การหมุนของใบมีดที่ยึดกับแกนของอุปกรณ์ทำให้เกิดการเคลื่อนที่เป็นวงกลมของเครื่องกำเนิดโรเตอร์ซึ่งทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า

พลังงานลมเป็นหนึ่งในภาคส่วนพลังงานหมุนเวียนที่มีแนวโน้มมากที่สุด การออกแบบที่ทันสมัยทำให้สามารถควบคุมพลังของกระแสลมเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าได้อย่างคุ้มค่า

ส่งผลให้กระแสไฟสลับไม่เสถียร “ระบาย” เข้าสู่ตัวควบคุม ซึ่งจะถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าโดยตรงที่สามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้ จากนั้นจะจ่ายไฟให้กับอินเวอร์เตอร์ซึ่งจะถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับโดยมีตัวบ่งชี้ 220/380 V ซึ่งจ่ายให้กับผู้บริโภค

กำลังของเครื่องกำเนิดลมโดยตรงขึ้นอยู่กับกำลังของการไหลของอากาศ (N) ซึ่งคำนวณตามสูตร N=pSV³/2 โดยที่ V คือความเร็วลม S คือพื้นที่ทำงาน p คือความหนาแน่นของอากาศ

อุปกรณ์กำเนิดลม

กังหันลมผลิตไฟฟ้ารุ่นต่างๆ มีความแตกต่างกันอย่างมาก

แผนภาพด้านล่างแสดงโครงสร้างภายในของเครื่องกำเนิดลมแนวนอนแบบคลาสสิก โมเดลดังกล่าวมักใช้ทั้งในอุตสาหกรรมและในชีวิตประจำวัน

อุปกรณ์อุตสาหกรรมเป็นโครงสร้างหลายเมตรที่ซับซ้อนซึ่งการติดตั้งต้องใช้รากฐานในขณะที่รุ่นใช้ในครัวเรือนสามารถประกอบด้วยส่วนประกอบขั้นต่ำ (มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง 3-12V, ตัวเก็บประจุไฟฟ้า 1,000 ยูเอฟ 6V, ไดโอดเรียงกระแสซิลิคอน)

การติดตั้งทั่วไปประกอบด้วยส่วนประกอบต่อไปนี้:

• เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ (กำลังขึ้นอยู่กับความเร็วของลม)
• ใบมีดที่ส่งการหมุนไปยังเพลาเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (มักจะติดตั้งเพิ่มเติมด้วยกระปุกเกียร์และตัวปรับความเร็วของโรเตอร์)
• เสากังหันลมที่ติดใบพัด (ยิ่งองค์ประกอบเหล่านี้สูงก็จะสามารถรับพลังงานลมได้มากขึ้น)
• แบตเตอรี่ที่เก็บพลังงานไว้ใช้เมื่อมีลมพัดน้อยหรือไม่มีเลย แบตเตอรี่ยังทำหน้าที่รักษาเสถียรภาพของพลังงานไฟฟ้าที่จ่ายจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
• คอนโทรลเลอร์ - ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่ได้รับจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นแรงดันตรงซึ่งใช้ในการชาร์จแบตเตอรี่ ตัวควบคุมถูกควบคุมโดยการหมุนใบมีดซึ่งช่วยให้คุณพิจารณาว่ากระแสลมเคลื่อนที่ไปที่ใด
• AVR เป็นอุปกรณ์สวิตชิ่งอัตโนมัติที่เชื่อมต่อเครื่องกำเนิดลมกับแหล่งพลังงานอื่นๆ (แผงโซลาร์เซลล์ ระบบส่งไฟฟ้า)
• เซ็นเซอร์ทิศทางลม - อุปกรณ์ที่ช่วยให้ใบมีดค้นหาการไหลของลมได้ง่ายขึ้น
• เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าสำหรับแปลงไฟฟ้ากระแสตรงจากแบตเตอรี่เป็นไฟฟ้ากระแสสลับที่ใช้ในการสื่อสารทางไฟฟ้า

เพื่อให้ตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ได้ดียิ่งขึ้น อุปกรณ์นี้สามารถติดตั้งอินเวอร์เตอร์ได้หลากหลายประเภท:

• อุปกรณ์ที่มีคลื่นไซน์ดัดแปลงอินเวอร์เตอร์ซึ่งสร้างคลื่นไซน์สี่เหลี่ยม อุปกรณ์ประเภทนี้เหมาะสำหรับองค์ประกอบความร้อน, หลอดไส้และอุปกรณ์อื่น ๆ ที่ไม่ต้องการคุณภาพของเครือข่าย
• อินเวอร์เตอร์แรงดันไฟฟ้าสามเฟสที่ออกแบบมาสำหรับเครือข่ายไฟฟ้าสามเฟส
• หน่วยคลื่นไซน์บริสุทธิ์ที่ผลิตพลังงานให้กับอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อนมากขึ้น
• อินเวอร์เตอร์เครือข่ายที่สามารถทำงานได้โดยไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการออกแบบสำหรับวงจรที่เกี่ยวข้องกับพลังงานไฟฟ้าที่เข้าสู่เครือข่ายทั่วไปโดยตรง

เมื่อเลือกรุ่นต้องคำนึงถึงประเภทของอินเวอร์เตอร์ด้วย

ประเภทของเครื่องกำเนิดลม

เมื่อจำแนกประเภทกังหันลมสามารถคำนึงถึงลักษณะดังต่อไปนี้:

• การนัดหมาย;
• คุณสมบัติการออกแบบ
• จำนวนใบมีด;
• วัสดุที่ใช้ทำ;
• แกนหมุน
• ระดับใบพัด

มาดูการจำแนกประเภทที่ใช้บ่อยที่สุดสองประเภทให้ละเอียดยิ่งขึ้น

การจำแนกประเภทของกังหันลมตามวัตถุประสงค์

กังหันลมมีหลายประเภทซึ่งมีจุดประสงค์ต่างกันไป คุณสมบัติหลักของอุปกรณ์เช่นกำลังไฟขึ้นอยู่กับสิ่งนี้

กังหันลมอุตสาหกรรม

อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการติดตั้งโดยบริษัทพลังงานขนาดใหญ่หรือรัฐเพื่อจ่ายไฟฟ้าให้กับโรงงานอุตสาหกรรมกังหันที่มีความจุหลายสิบเมกะวัตต์ มักจะตั้งอยู่ในพื้นที่ลม (เนินเขาเปิด ชายฝั่ง)

ฟาร์มกังหันลมซึ่งมีการติดตั้งกังหันลมหลายสิบตัว ไม่เพียงแต่ตั้งอยู่บนบกเท่านั้น แต่ยังอยู่ในน้ำตื้นด้วย กระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นมักจะใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรม

ตามกฎแล้วกระแสไฟฟ้าที่สร้างขึ้นจะเข้าสู่เครือข่ายโดยตรงในขณะที่กังหันลมมีกลไกเพิ่มเติมเพื่อความเสถียรและการควบคุมความเร็วในการหมุนของใบพัด

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมเชิงพาณิชย์

การติดตั้งดังกล่าวใช้เพื่อผลิตไฟฟ้าเพื่อจำหน่ายหรือจ่ายไฟฟ้าให้กับการผลิตในภูมิภาคที่มีเครือข่ายไฟฟ้ากำลังต่ำ (หรือไม่มีโครงข่ายไฟฟ้าเลย) โรงไฟฟ้าพลังงานลมดังกล่าวประกอบด้วยกลุ่มเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งมีกำลังการผลิตที่แตกต่างกัน

พลังงานจากการติดตั้งเชิงพาณิชย์สามารถป้อนเข้าสู่ระบบสาธารณูปโภคไฟฟ้าได้โดยตรง หรือใช้ในการชาร์จแบตเตอรี่จำนวนมาก ซึ่งจะถูกจัดเก็บและแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าให้กับโครงข่ายไฟฟ้า

อุปกรณ์ลมในครัวเรือน

หน่วยพลังงานต่ำใช้สำหรับการใช้งานส่วนตัว ตามกฎแล้วเจ้าของที่ดินสามารถติดตั้งกังหันลมที่มีเสาสูงน้อยกว่า 25 เมตรได้โดยไม่ต้องได้รับการอนุมัติจากเจ้าหน้าที่ สำหรับเสาสูงจะต้องได้รับอนุญาตเป็นพิเศษ

กังหันลมที่ใช้พลังงานต่ำและปานกลางสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าสำหรับกระท่อม บ้านพักในชนบท บ้านในชนบท และฟาร์ม

กังหันลมผลิตไฟฟ้าในครัวเรือนเหมาะสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้า 12/24/48V ซึ่งพลังงานจะถูกเปลี่ยนเป็นแรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์อุปกรณ์ดังกล่าวช่วยให้สามารถแก้ไขปัญหาการจ่ายไฟให้กับวัตถุขนาดเล็กที่อยู่ห่างไกลจากระบบไฟฟ้าส่วนกลางได้ทั้งหมดหรือบางส่วน

พร้อมแนวทางการเลือกกังหันลมผลิตพลังงานให้กับบ้านส่วนตัว อ่านบทความทุ่มเทให้กับประเด็นที่น่าสนใจนี้

ประเภทของการออกแบบกังหันลม

ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติการออกแบบ อุปกรณ์ยังสามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภท แม้ว่าทุกประเภทจะแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก: แนวตั้ง และแนวนอน

กังหันลมแนวนอนคลาสสิก

การติดตั้งดังกล่าว (เรียกอีกอย่างว่าใบพัดหรือปีก) มักจะมีใบมีด 3-5 ใบติดตั้งอยู่บนแกนนอน การหมุนด้วยความเร็วสูงองค์ประกอบดังกล่าวช่วยให้คุณได้รับพลังงานสูงสุด (KIEV สูงถึง 0.4)

นอกจากนี้ ปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตได้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความสูงของอุปกรณ์ (ยิ่งสูง ผลลัพธ์ก็จะยิ่งมากขึ้น)

กังหันลมแนวนอนใช้แรงยก ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อความดันเพิ่มขึ้น ณ จุดที่อากาศไหลผ่านโดยตรงผ่านใบพัดและสะท้อนจากองค์ประกอบเหล่านี้

โดยทั่วไปอุปกรณ์เหล่านี้จะถูกติดตั้งในฟาร์มกังหันลมซึ่งมีการผลิตพลังงานเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ แต่ยังเหมาะสำหรับใช้ในบ้านด้วย

วิธีแก้ปัญหาที่น่าสนใจสำหรับกังหันลมแนวนอนคือรุ่นที่มีใบมีดเดียว รูปภาพที่เลือกต่อไปนี้จะทำให้คุณคุ้นเคยกับคุณสมบัติของมัน:

กังหันลมแนวตั้ง

องค์ประกอบการทำงานของการติดตั้งดังกล่าวคือล้อลมหมุน เนื่องจากคุณสมบัติการออกแบบโครงสร้างดังกล่าวจึงแตกต่างกันไปตามประเภท ("Barrel", "Savonius")

การเลือกรูปภาพต่อไปนี้จะแนะนำให้คุณรู้จักกับหลักการของกังหันเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแนวตั้ง Savonius:

แม้จะมีดัชนี KIEV ต่ำ (0.1-0.2) แต่ก็มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย: การติดตั้งในแนวตั้งดำเนินการกับการไหลของอากาศที่ปั่นป่วนดังนั้นจึงสามารถวางไว้ได้แม้ในพื้นที่ที่ลมแรงไม่ค่อยพัด

การทำงานของเครื่องกำเนิดลมแนวตั้งไม่ได้ขึ้นอยู่กับทิศทางของลม ติดตั้งและใช้งานง่าย และสามารถติดตั้งอุปกรณ์ดังกล่าวใกล้กับพื้นได้

เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของกังหันลมแนวตั้ง ผู้ผลิตมักเพิ่มพารามิเตอร์ด้านมิติ ซึ่งส่งผลให้ต้นทุนเพิ่มขึ้นอย่างมาก เนื่องจากสถานที่ดังกล่าวค่อนข้างเปราะบาง จึงจำเป็นต้องได้รับการคุ้มครองเพิ่มเติมจากพายุเฮอริเคนและปรากฏการณ์ทางธรรมชาติอื่นๆ

เครื่องกำเนิดลม "โรเตอร์ดาเรีย"

อุปกรณ์ดังกล่าวอยู่ในประเภทของกังหันลมแนวตั้ง แต่มีความแตกต่างที่เด่นชัดในการออกแบบ ด้วยคุณสมบัติดังกล่าวทำให้สามารถลดเสียงรบกวนได้และ KIEV ก็เพิ่มขึ้นเช่นกันซึ่งเข้าใกล้ประสิทธิภาพของรุ่นแนวนอน

กังหันแรงดันต่ำที่มีแกนหมุนตั้งฉากกับอากาศ ซึ่งเสนอในปี พ.ศ. 2474 โดยนักออกแบบเครื่องบินชาวฝรั่งเศส Georges Darrieus พบว่ามีการประยุกต์ใช้พลังงานลมอย่างกว้างขวาง

ข้อเสียของการออกแบบดังกล่าวคือแรงบิดเริ่มต้นต่ำ (เนื่องจากมีใบมีดเพียงสองใบจึงเป็นเรื่องยากสำหรับอุปกรณ์ที่จะสตาร์ทด้วยตัวเอง) เพื่อแก้ไขปัญหามักใช้ลูกผสม "Savonius + Darier"

การติดตั้งลมเรือใบ

ในการติดตั้งดังกล่าวสามารถใช้หลักการสร้างกังหันลมทั้งแนวตั้งและแนวนอนได้ คุณสมบัติการออกแบบหลักคือวงล้อลมที่ปกคลุมไปด้วยใบพัดหรือใบเรือจำนวนมาก ในขณะที่รุ่นดังกล่าวไม่มีโปรไฟล์ตามหลักอากาศพลศาสตร์

เครื่องกำเนิดลมสำหรับเดินเรือมีหลายรุ่น ซึ่งแตกต่างกันไปตามจำนวนใบพัด น้ำหนัก และกำลัง ควรคำนึงถึงพารามิเตอร์ทั้งหมดเหล่านี้เมื่อเลือกอุปกรณ์

แม้ว่าการติดตั้งการเดินเรือจะมีลักษณะความเร็วต่ำและมีประสิทธิภาพต่ำ แต่ก็มักใช้ในระบบเศรษฐกิจของประเทศการออกแบบดังกล่าวติดตั้งและใช้งานง่ายและการผสมผสานระหว่างแรงบิดสูงและความเร็วต่ำทำให้สามารถขับเคลื่อนกลไกที่มีประโยชน์ต่างๆ ได้โดยตรง เช่น ปั๊มสำหรับสูบน้ำออก

แกลเลอรีต่อไปนี้จะแนะนำให้คุณรู้จักกับกังหันลมรุ่นหนึ่งที่นำไปใช้จริง:

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับกังหันลม

กังหันลมต้องใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามเฟสธรรมดาในการทำงาน การออกแบบอุปกรณ์ดังกล่าวคล้ายกับรุ่นที่ใช้กับรถยนต์ แต่มีพารามิเตอร์ที่ใหญ่กว่า

เครื่องมือกังหันลมมีขดลวดสเตเตอร์สามเฟส (การเชื่อมต่อแบบดาว) ซึ่งมีสายไฟสามเส้นออกมาและไปที่ตัวควบคุมซึ่งแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับจะถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าโดยตรง

โรเตอร์เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับกังหันลมทำจากแม่เหล็กนีโอไดเมียม: ในการออกแบบดังกล่าวไม่เหมาะสมที่จะใช้การกระตุ้นด้วยไฟฟ้าเนื่องจากขดลวดใช้พลังงานมาก

ตัวคูณมักใช้เพื่อเพิ่มมูลค่าการซื้อขายอุปกรณ์นี้ช่วยให้คุณเพิ่มพลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีอยู่หรือใช้อุปกรณ์ขนาดเล็กซึ่งช่วยลดต้นทุนการติดตั้ง

ตัวคูณมักใช้ในเครื่องกำเนิดลมแนวตั้งซึ่งกระบวนการหมุนวงล้อลมจะช้าลง สำหรับอุปกรณ์แนวนอนที่มีความเร็วในการหมุนใบมีดสูง ไม่จำเป็นต้องมีตัวคูณ ซึ่งช่วยลดความยุ่งยากและลดต้นทุนของการออกแบบ

ข้อมูลเฉพาะของ การประกอบและติดตั้งเครื่องกำเนิดลม จากเครื่องซักผ้า และกังหันลม จากเครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์ มีอธิบายรายละเอียดไว้ในบทความที่เราแนะนำ

ข้อดีและข้อเสียของเครื่องกำเนิดลม

ให้เราพิจารณารายละเอียดเกี่ยวกับข้อดีและข้อเสียของกังหันลมเนื่องจากการตัดสินใจซื้อกังหันลมหรือละทิ้งมันขึ้นอยู่กับพวกเขา

ข้อดีของอุปกรณ์ลม

ข้อดีของอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานลม ได้แก่ :

• เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม การติดตั้งใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สามารถใช้งานได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อม ไฟฟ้าที่สร้างโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมมาแทนที่พลังงานของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน ซึ่งช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
• ความเก่งกาจ. โรงไฟฟ้าพลังงานลมสามารถสร้างได้เกือบทุกที่ ทั้งบนที่ราบ บนภูเขา ในทุ่งนา บนเกาะ หรือแม้แต่ในน้ำตื้น พลังงานลมมีคุณค่าอย่างยิ่งในสถานที่ห่างไกลซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะขยายขอบเขตการสื่อสารทางไฟฟ้าแบบเดิมๆ เครื่องกำเนิดลมในกรณีนี้ทำให้สามารถสร้างแหล่งพลังงานสำหรับวัตถุได้ โดยรับประกันความเป็นอิสระจากปัจจัยสุ่ม (เช่น เชื้อเพลิงไม่ส่งตรงเวลา)
• ประสิทธิภาพการใช้งาน. โมเดลสมัยใหม่ประมวลผลพลังงานของลมแม้แต่ลมอ่อน - ขีดจำกัดขั้นต่ำคือ 3.5 m/sด้วยวิธีนี้ จึงเป็นไปได้ที่จะจ่ายไฟฟ้าเพิ่มเติมให้กับเครือข่ายแบบรวมศูนย์ รวมทั้งจัดระบบจ่ายไฟให้กับวัตถุแต่ละชิ้น (เกาะหรือในพื้นที่) โดยไม่คำนึงถึงพลังงาน
• ทางเลือกที่คุ้มค่าสำหรับแหล่งดั้งเดิม โรงไฟฟ้าพลังงานลมแบบอยู่กับที่สามารถจ่ายไฟฟ้าให้กับอาคารที่พักอาศัยหรือแม้แต่โรงงานอุตสาหกรรมขนาดเล็กได้อย่างสมบูรณ์ ในกรณีนี้ กังหันจะสะสมพลังงานไฟฟ้าที่ต้องการไว้ในแบตเตอรี่ ซึ่งมีไว้สำหรับใช้ในช่วงเวลาสงบ
• ประหยัด. เมื่อเปรียบเทียบกับแหล่งพลังงานไฟฟ้าแบบดั้งเดิม (ก๊าซ พีท ถ่านหิน น้ำมัน) กังหันของจักรยานสามารถลดต้นทุนด้านพลังงานได้อย่างมาก ในหลายกรณี การสร้างฟาร์มกังหันลมมีราคาถูกกว่าการเชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าที่มีอยู่

การใช้กังหันลมสามารถเป็นทางเลือกแทนการใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลราคาแพง ซึ่งช่วยลดต้นทุนการขนส่งและการจัดเก็บเชื้อเพลิงได้มากถึง 80%

กำลังเฉลี่ยของกังหันลมแตกต่างจากโหลดสูงสุดหลายครั้ง เครื่องกำเนิดลมมีหน้าที่รับผิดชอบเฉพาะปริมาณพลังงานที่ผลิตในช่วงเวลาหนึ่งที่ความเร็วลมเฉลี่ยรายเดือนของพื้นที่ที่กำหนดเท่านั้น

เพื่อการประเมินทรัพยากรลมที่แม่นยำยิ่งขึ้น คุณสามารถใช้ข้อมูลที่ได้รับมาเป็นพิเศษ (พารามิเตอร์ Weibull) ตัวบ่งชี้เหล่านี้สะท้อนถึงการกระจายตัวของลมที่มีกำลังแรงต่างกันตามลักษณะเฉพาะของพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงข้อมูลดังกล่าวเมื่อพัฒนาโครงการฟาร์มกังหันลมที่มีกำลังการผลิตหลายสิบเมกะวัตต์

พลังงานที่สร้างโดยกังหันลมนั้นมีสัดส่วนเป็นสามเท่าของความเร็วลมดังนั้นตัวบ่งชี้นี้จะมีน้อยมากเมื่อลมพัดอ่อน แต่เมื่อรุนแรงขึ้นก็จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เนื่องจากความแปรปรวนของทิศทางและความเร็วลม การออกแบบกังหันลมจึงต้องรวมส่วนประกอบในการทรงตัวไว้ด้วย

กฎและสูตรการคำนวณกำลังเครื่องกำเนิดลม จะได้รับที่นี่เราขอแนะนำให้คุณทำความคุ้นเคยกับข้อมูลที่เป็นประโยชน์มาก

ในระบบอัตโนมัติขนาดเล็กฟังก์ชั่นของมันจะดำเนินการโดยแบตเตอรี่ซึ่งประจุจะเริ่มเพิ่มขึ้นทันทีที่พลังงานของเครื่องกำเนิดลมเกินภาระ

เมื่อโหลดเพิ่มขึ้น แบตเตอรี่อาจคายประจุได้ สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงคุณสมบัตินี้เมื่อเลือกหน่วยครัวเรือนพลังงานจะต้องตรงกับอัตราการใช้ไฟฟ้ารายเดือนหรือรายปี

ควรสังเกตว่าการใช้กระแสลมอย่างมีประสิทธิภาพนั้นได้รับการอำนวยความสะดวกด้วยการออกแบบเครื่องกำเนิดลมที่หลากหลาย

กังหันแนวนอนทำงานได้ดีในพื้นที่ราบซึ่งมีลมพัดแรง ในขณะที่กังหันแนวตั้งทำงานได้ดีกว่าในพื้นที่ที่มีกระแสน้ำเชี่ยวซึ่งอยู่ต่ำถึงพื้น (เนินเขาตอนบน เทือกเขา)

ข้อเสียเปรียบหลักของกังหันลม

ในเวลาเดียวกัน กังหันลมก็มีด้านลบเช่นกัน:

• ขนาดของแรงลมนั้นคาดเดาล่วงหน้าได้ยากเนื่องจากมีการเปลี่ยนแปลงบ่อยครั้ง ด้วยเหตุนี้ จึงแนะนำให้พิจารณาตาข่ายนิรภัยโดยการจัดหาแหล่งพลังงานสำรอง (แผงโซลาร์เซลล์ การเชื่อมต่อกับเครือข่ายไฟฟ้า)
• อุปกรณ์แนวตั้งมีความเสี่ยงที่ใบพัดจะถูกทำลายเนื่องจากผลกระทบของแรงเหวี่ยงเมื่อใบพัดหมุนรอบแกนหลัก จากผลกระทบนี้ องค์ประกอบโครงสร้างที่สำคัญจะมีรูปร่างผิดปกติและถูกทำลายเมื่อเวลาผ่านไป และกลไกก็ล้มเหลว
• ควรติดตั้งกังหันลมในพื้นที่ว่างเนื่องจากอาคารใกล้เคียงสามารถ "รองรับ" ลมทำให้เกิดเขตอากาศ "ตาย"
• เพื่อประหยัดพลังงานส่วนเกินจากกังหันลม จำเป็นต้องรวมในการออกแบบการใช้แบตเตอรี่และอุปกรณ์เพิ่มเติมอื่น ๆ ที่ช่วยแปลงกระแสไฟฟ้าที่ผลิตให้เป็นกระแสไฟฟ้าโดยมีลักษณะเฉพาะของผู้บริโภคที่เหมาะสม
• เมื่อใช้งาน กังหันลมผลิตเสียงที่อาจทำให้คนไม่สบายและทำให้สัตว์หวาดกลัว ใบมีดของการติดตั้งอาจทำให้นกที่บินเข้าหาพวกมันตายได้
• ตามที่ผู้เชี่ยวชาญบางคนกล่าวไว้ กังหันลมสามารถลดคุณภาพการรับสัญญาณวิทยุและโทรทัศน์ได้

ด้านลบอาจรวมถึงต้นทุนที่ค่อนข้างสูงของหน่วยดังกล่าว อย่างไรก็ตาม ต้นทุนที่ต่ำของแหล่งพลังงานส่วนใหญ่จะชดเชยปัจจัยนี้

แผนผังและวิธีการเชื่อมต่อ

แม้ว่ากังหันลมจะทำงานได้โดยอัตโนมัติ แต่สามารถบรรลุผลลัพธ์ที่ดีกว่ามากได้โดยใช้รูปแบบผสมผสานที่รวมกังหันลมเข้ากับแผงโซลาร์เซลล์ โครงข่ายไฟฟ้าแบบรวมศูนย์ แหล่งพลังงานดีเซลหรือก๊าซ

การทำงานอัตโนมัติ. ในกรณีนี้ มีการติดตั้งการติดตั้งเพียงครั้งเดียว โดยอาศัยความช่วยเหลือในการจับและสะสมพลังงานลม ซึ่งจะถูกแปลงเป็นกระแสไฟฟ้าที่ผู้บริโภคต้องการ

แผนภาพแสดงวิธีใช้เครื่องกำเนิดลมที่ง่ายที่สุดซึ่งแนะนำให้ใช้ในภูมิภาคที่มีลมแรงพัดตลอดเวลา

การรวมเครื่องกำเนิดลมเข้ากับแผงโซลาร์เซลล์. ตัวเลือกแบบรวมถือเป็นวิธีการจ่ายไฟที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพ หากไม่มีลมแบตเตอรี่ก็จะทำงาน แผงเซลล์แสงอาทิตย์และในสภาพอากาศที่มีเมฆมากและในเวลากลางคืนการชาร์จจะเกิดขึ้นจากกังหันลม

ตัวเลือกที่เหมาะสำหรับบ้านส่วนตัวหรือฟาร์มที่ตั้งห่างไกลจากระบบไฟฟ้าส่วนกลาง โครงการรวมนี้อนุญาตให้ใช้พลังงานหมุนเวียนได้สองประเภท

การทำงานร่วมกันของเครื่องกำเนิดลมและโครงข่ายไฟฟ้า. กังหันลมสามารถใช้ร่วมกับการสื่อสารทางไฟฟ้าได้

การจัดเรียงนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ นอกจากนี้ยังมีการเชื่อมต่อกับการสื่อสารทางไฟฟ้าสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมในครัวเรือนบางรุ่น

หากมีการผลิตไฟฟ้าส่วนเกินจะเข้าสู่โครงข่ายรวมศูนย์ และหากเกิดการขาดแคลนก็สามารถใช้กระแสไฟฟ้าจากระบบพลังงานทั่วไปได้

ความแตกต่างของการใช้เครื่องกำเนิดลม

ปัจจุบันกังหันลมถูกนำมาใช้ในภาคส่วนต่าง ๆ ของเศรษฐกิจของประเทศ แบบจำลองทางอุตสาหกรรมที่มีกำลังการผลิตที่แตกต่างกันนั้นถูกใช้โดยน้ำมันและก๊าซ บริษัทโทรคมนาคม สถานีขุดเจาะและสำรวจทางธรณีวิทยา โรงงานผลิต และหน่วยงานของรัฐ

กังหันลมสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานเพิ่มเติมในโรงพยาบาลและสถาบันอื่นๆ เพื่อให้มั่นใจว่ามีการจ่ายไฟอย่างต่อเนื่องในสถานการณ์ฉุกเฉิน

สิ่งที่น่าสังเกตเป็นพิเศษคือความสำคัญของการใช้กังหันลมเพื่อฟื้นฟูไฟฟ้าที่เสียหายอย่างรวดเร็วในช่วงภัยพิบัติและภัยพิบัติทางธรรมชาติ เพื่อจุดประสงค์นี้ หน่วยงานของกระทรวงสถานการณ์ฉุกเฉินมักใช้เครื่องกำเนิดลม

กังหันลมในครัวเรือนเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการจัดแสงสว่างและการทำความร้อนในชุมชนกระท่อมและบ้านส่วนตัว รวมถึงเพื่อวัตถุประสงค์ทางเศรษฐกิจในฟาร์ม

มีประเด็นที่ควรพิจารณา:

• อุปกรณ์ที่มีขนาดไม่เกิน 1 kW สามารถให้พลังงานไฟฟ้าเพียงพอเฉพาะในบริเวณที่มีลมแรงเท่านั้นโดยทั่วไปแล้ว พลังงานที่ผลิตได้จะเพียงพอที่จะจ่ายไฟให้กับหลอดไฟ LED และจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กเท่านั้น
• ในการจ่ายไฟฟ้าให้กับเดชา (บ้านในชนบท) อย่างเต็มที่คุณจะต้องมีเครื่องกำเนิดลมที่มีกำลังมากกว่า 1 กิโลวัตต์ ตัวบ่งชี้นี้เพียงพอที่จะจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์แสงสว่างเช่นเดียวกับคอมพิวเตอร์และทีวี แต่พลังงานไม่เพียงพอที่จะจ่ายไฟฟ้าให้กับตู้เย็นสมัยใหม่ที่ทำงานตลอดเวลา
• ในการจ่ายพลังงานให้กับกระท่อมคุณจะต้องมีกังหันลมขนาด 3-5 กิโลวัตต์ แต่ถึงแม้ตัวเลขนี้ก็ยังไม่เพียงพอที่จะทำให้บ้านร้อน หากต้องการใช้ฟังก์ชันนี้ คุณต้องมีตัวเลือกที่ทรงพลัง โดยเริ่มจาก 10 kW

เมื่อเลือกรุ่นคุณควรคำนึงว่าไฟแสดงสถานะพลังงานที่ระบุบนอุปกรณ์นั้นทำได้ที่ความเร็วลมสูงสุดเท่านั้น ดังนั้นการติดตั้ง 300V จะผลิตพลังงานตามปริมาณที่กำหนดที่ความเร็วการไหลของอากาศ 10-12 เมตรต่อวินาทีเท่านั้น

สำหรับผู้ที่ต้องการสร้างกังหันลมด้วยมือของตัวเองเราขอนำเสนอ บทความถัดไปซึ่งให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์โดยละเอียด

บทสรุปและวิดีโอที่เป็นประโยชน์ในหัวข้อ

วิดีโอด้านล่างให้ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับหลักการทำงานและการออกแบบเครื่องกำเนิดลมรุ่นใช้ในครัวเรือน:

เครื่องกำเนิดลมเป็นแหล่งผลิตพลังงานไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ซึ่งผู้อยู่อาศัยในพื้นที่ห่างไกลจะชื่นชอบเป็นพิเศษ องค์กรรัสเซียและต่างประเทศหลายแห่งเสนอโครงสร้างลมที่หลากหลายนอกจากนี้แบบจำลองในครัวเรือนสามารถทำได้ด้วยมือของคุณเอง

กรุณาเขียนความคิดเห็นในบล็อกด้านล่าง บอกเราว่าคุณสร้างกังหันลมในพื้นที่ของคุณอย่างไร หรือเกี่ยวกับวิธีการทำงานของกังหันลมของเพื่อนบ้านถามคำถามแบ่งปันข้อมูลที่เป็นประโยชน์และรูปถ่ายในหัวข้อ