Generador eólico para una casa particular: dispositivo, tipos, revisión de las mejores ofertas.
Los molinos de viento hace tiempo que dejaron de ser una novedad exótica y ahora se consideran una de las posibles opciones de ahorro.Los flujos de aire sobre la superficie terrestre transportan una enorme cantidad de energía, que actualmente se utiliza con éxito en turbinas eólicas industriales y pequeñas turbinas eólicas para uso privado.
Le diremos cómo elegir la instalación adecuada y técnicamente competente de un generador eólico para una casa privada. Nuestro artículo propuesto describe las reglas para el montaje y operación de minicentrales eléctricas. Los compradores interesados reciben recomendaciones sobre su elección y una calificación de los modelos populares.
El contenido del artículo:
Diseño y principio de funcionamiento de aerogeneradores.
Los generadores eólicos son dispositivos especiales que transforman la energía cinética del viento en energía eléctrica. Se trata de fuentes de electricidad independientes que son excelentes para su instalación en edificios residenciales privados, granjas pequeñas y medianas y bases de producción.
El diseño de una minicentral estándar para uso doméstico incluye los siguientes elementos funcionales:
- Cuchillas Forma aerodinámica para atrapar el viento.
- Generador para producir corriente alterna.
- Controlador para el control automático de un parque eólico. Le permite regular la carga de la batería y distribuir los flujos de energía entre dispositivos.
- Dispositivo de almacenamiento. Baterías especiales para almacenar la electricidad generada.
- Inversor llevar los parámetros de la energía generada a los estándares de la red.
- Mástil, elevando las palas hasta una determinada altura sobre el nivel del suelo.
Existen diferentes tipos de mástiles: autoportantes sin tirantes, rígidos y giratorios sobre tirantes. Este último se puede bajar y subir para realizar trabajos de mantenimiento, reparación y restauración.
En realidad, la energía de un parque eólico no llega directamente al consumidor. El sistema debe estar conectado a dispositivos especiales para convertir la corriente eléctrica.
Se coloca un controlador en el circuito después del generador. Convierte corriente alterna en corriente continua. De esta forma, la electricidad se acumula y almacena en baterías, y desde ellas, a través de un inversor, que transforma la corriente continua en corriente alterna, la energía se suministra a la red eléctrica privada.
Este esquema permite suavizar la inestabilidad de tensión, así como acumular energía durante los periodos de ausencia total de consumo. Y esto, a su vez, permite utilizar aerogeneradores de menor potencia que la potencia total de los electrodomésticos.
Junto con una estación eólica autónoma, es posible instalar tanto módulos solares como generadores de combustible.
Si se utilizan varios dispositivos a la vez para generar electricidad, el circuito se complementa con otro elemento: un disyuntor automático (ABP). Es necesario para que cuando se apaga una fuente de energía alternativa, se inicie otra, una de respaldo.
Los parques eólicos modernos utilizan varios diseños de rotores: piezas giratorias. Tienen sus ventajas y desventajas, diferente eficiencia y funcionalidad. Actualmente, existen numerosos desarrollos de sistemas autónomos capaces de interactuar con vientos de diferentes velocidades e intensidades.
Tipos de plantas de energía eólica
Según el tipo de consumidor, se distingue entre aerogeneradores autónomos e instalaciones alimentadas por red. Los primeros suministran energía a consumidores alejados de las redes eléctricas centrales.
Los segundos pueden contar con varias decenas o centenares de aerogeneradores, que forman un único sistema y suministran energía a una red común. La potencia de las unidades autónomas rara vez supera los 75 kW, mientras que la potencia de las instalaciones de red comienza en 100 kW.
Según el tipo de construcción, se distinguen los aerogeneradores:
- Con vertical eje de rotación;
- Con horizontal eje de rotación.
Estos dispositivos se utilizan para diferentes condiciones de funcionamiento, pero los más habituales son los modelos con eje horizontal. Funcionan como veletas normales y tienen una estructura similar. El eje del rotor gira paralelo a la superficie terrestre.
Estas unidades se caracterizan por una alta eficiencia (alrededor del 40%), un ajuste de potencia sencillo y un precio más asequible, pero también se caracterizan por un alto nivel de ruido y vibraciones generadas.Además, deben estar orientados hacia la dirección del viento.
Los aerogeneradores con eje de rotación vertical tienen un diseño más compacto y son menos susceptibles a los factores ambientales.
En dispositivos de este tipo, la turbina se ubica perpendicular al plano de la Tierra. Estas estructuras funcionan incluso con viento débil y no dependen de la dirección del flujo de aire.
Sin embargo, también existe un inconveniente importante: la eficiencia de dichos generadores es sólo del 15%. Además, son más caros que los modelos de eje horizontal.
Los modelos de aerogeneradores se diferencian entre sí no solo por la ubicación del eje de rotación, sino también por:
- número de cuchillas – hay molinos de viento de dos y tres palas, y también hay modificaciones de varias palas;
- Materiales para la fabricación de piezas funcionales. – con vela y palas rígidas;
- paso de hélice – ajustable o fijo.
Los molinos de viento estacionarios de múltiples palas comienzan a girar incluso con vientos débiles, pero los dispositivos de dos y tres palas requieren vientos más fuertes para funcionar. Al mismo tiempo, cada pala adicional en el diseño crea más resistencia a la rueda, lo que hace más difícil alcanzar la velocidad de funcionamiento estándar del generador.
Dependiendo del material de fabricación. palas para turbinas eólicas, pueden surgir ciertas dificultades en su trabajo. Los elementos de navegación son más fáciles de fabricar y, por tanto, cuestan menos.
Pero si es necesario garantizar el funcionamiento confiable de una turbina eólica para el suministro de energía autónomo, vale la pena dar preferencia a estructuras con palas rígidas hechas de metal o fibra de vidrio reforzada.
En cuanto al paso de la hélice, aquí tampoco las cosas son tan sencillas. El paso variable le permite ampliar significativamente el rango de velocidades efectivas para operar un parque eólico, y esto es una gran ventaja. Pero al mismo tiempo, dicho mecanismo reduce la confiabilidad general de la instalación estacionaria y hace que la rueda de viento sea significativamente más pesada, lo que complica el funcionamiento de la unidad.
La viabilidad de instalar un generador eólico.
Las pequeñas centrales eólicas se utilizan ahora ampliamente como fuentes alternativas de electricidad, lo que permite lograr ahorros reales.
Estos dispositivos suelen instalarse en casas de verano, en zonas alejadas de las principales redes eléctricas. Pero esta no es la única razón por la que la gente prefiere cada vez más estructuras de este tipo.
Sin embargo, no todas las zonas son adecuadas para instalar una turbina eólica. Para que la minicentral funcione plenamente durante la vida útil declarada por el fabricante, las condiciones climáticas de la zona deben cumplir con los requisitos de equipos especiales.
La velocidad media del viento no debe ser inferior a 4,5-5 m/s. Sólo en este caso se justificará económicamente la instalación de una estructura con aerogenerador.
Para obtener datos aproximados sobre la velocidad media anual del viento por región, debe consultar un mapa de viento especial.Se puede obtener información más precisa utilizando un anemómetro y un dispositivo de lectura de señales.
El sistema de medición debe instalarse a gran altura para que los edificios y árboles cercanos no distorsionen los resultados.
Si decides instalar un mini parque eólico en tu hogar, también debes pensar en el espacio disponible. Al mismo tiempo, es necesario tener en cuenta que el viento debe “caminar” con absoluta libertad a lo largo de las palas, y sin obstáculos en su camino, llegar a ellas desde distintos lados.
Es por eso que se considera que el lugar ideal para instalar un aerogenerador son las cimas de las colinas, donde las masas de aire se compactan con el correspondiente aumento de presión y velocidad del viento. También se consideran adecuadas las regiones marinas y la zona esteparia.
Cualquier obstáculo dentro de un radio de 250 m afectará operación del generador eólico. Para obtener los máximos indicadores de eficiencia, es necesario instalar el eje de la turbina por encima del nivel de obstáculos al menos 4-5 m.
Reglas de selección de equipos.
La selección de un generador eólico para su hogar debe abordarse de manera responsable.
Debe recopilar información básica con anticipación:
- Calcula la cantidad nominal y máxima de electricidad para cubrir las necesidades de la casa.
- Vea la velocidad promedio anual del viento en su área para determinar cuándo estará inactivo su molino de viento.
- Tenga en cuenta las características climáticas de la zona. Si en la temporada de invierno se producen fuertes heladas, no merecerá la pena instalar un parque eólico.
- Descubra la intensidad del ruido creado cuando funcionan los generadores eólicos.
- Compare las características técnicas de dispositivos de diferentes fabricantes.
La selección de los elementos funcionales que componen una central eólica se realiza en función del valor de potencia nominal. En este caso, la velocidad nominal del viento también influye: los valores a los que el aerogenerador genera la cantidad calculada de energía eléctrica.
También es necesario centrarse en el hecho de que la potencia de un aerogenerador depende del diámetro de la rueda formada por las palas. Si se duplica su tamaño, el molino de viento producirá 4 veces más electricidad a la misma velocidad del viento.
La capacidad de las baterías también es importante. Si no hay viento, deberían tener suficiente energía para alimentar la casa.
Los modelos de generadores eólicos de baja potencia con mástiles bajos y ligeros se pueden instalar de forma independiente. El soporte central debe montarse sobre una base de hormigón armado. Para la estabilidad lateral de la estructura, se utilizan 3-4 estrías.
Precios aproximados y amortización de los aerogeneradores.
La popularidad de las turbinas eólicas crece día a día. Son beneficiosos para equipar cabañas grandes y costosas, cuyo mantenimiento requiere mucha energía eléctrica.
Es recomendable instalar aerogeneradores en zonas pobladas donde no existe un suministro eléctrico centralizado o el suministro eléctrico se interrumpe constantemente.
Es en tales casos que los aerogeneradores acudirán al rescate, cuyo uso tiene una serie de ventajas:
- transformación de la energía del flujo de aire en electricidad gratuita;
- seguridad ambiental de las turbinas eólicas;
- ausencia de materias primas y residuos en la producción de electricidad;
- desgaste mínimo de piezas funcionales;
- larga vida útil: 25-30 años;
- no es necesario controlar constantemente el funcionamiento del parque eólico.
Las desventajas incluyen la variabilidad y la imprevisibilidad de la fuerza del viento. Para minimizar las pérdidas, es necesario duplicar la fuente o instalar un buffer adicional para el almacenamiento de energía. Además, una rueda de viento giratoria representa una amenaza potencial para las aves voladoras.
Otra desventaja importante de los aerogeneradores para uso doméstico es su elevado coste. Estas voluminosas estructuras están hechas de materiales costosos e incluyen un controlador, baterías, una instalación de inversor y un mástil.
Cabe señalar que los generadores eólicos domésticos de fabricantes rusos, así como las turbinas eólicas de alta calidad producidas en China, son mucho más baratas que sus homólogos europeos. El coste de las turbinas eólicas domésticas de eje vertical con una potencia nominal de hasta 2 kW varía entre 1.300 y 2.500 dólares.
Pero a este precio, el paquete sólo incluye un generador con palas.El resto del equipo deberá adquirirse por separado o hazlo tu mismo. Las instalaciones completas cuestan aproximadamente entre un 40 y un 50% más.
El precio de los parques eólicos para uso doméstico con una potencia de 3 kW a 7 kW es mucho más elevado. Estos generadores con el equipo asociado le costarán al comprador entre 5.000 y 12.000 dólares.
E incluso cuando se producen interrupciones en el suministro de electricidad de la red, no siempre es recomendable instalar un aerogenerador. Será más fácil y económico instalar un sistema de alimentación ininterrumpida basado en baterías industriales en combinación con un SAI.
Tiene sentido instalar una planta de energía eólica en lugares donde el acceso a un suministro de energía centralizado está completamente ausente. El período de recuperación en este caso es de 25 años.
Antes de adquirir componentes para el montaje e instalación de un generador de energía eólica, es recomendable realizar cálculos usando fórmulasdado en nuestro artículo recomendado. Aquí encontrará el orden y las reglas para realizar los cálculos.
Revisión de las mejores marcas e instalaciones.
El mercado ruso de generadores eólicos ofrece tanto dispositivos confiables y relativamente económicos de marcas nacionales como modelos de turbinas eólicas de fabricantes extranjeros que varían en funcionalidad. Para decidir la elección de la instalación para su hogar, es necesario comparar las características de diferentes unidades.
No. 1 - Generadores eólicos Condor Home (Rusia)
Una serie de turbinas eólicas para uso doméstico incluye dispositivos con una potencia de 0,5 a 5 kW. Pueden servir como fuente principal de electricidad o adicional.Las estaciones Condor Home están adaptadas para funcionar en condiciones de baja temperatura y son capaces de producir energía incluso con vientos débiles.
Según el modelo, la carcasa del generador es de plástico o aluminio fundido y las palas son de fibra de vidrio. Hay un eficaz sistema de doble frenado. El mástil es compuesto, sobre tirantes y tiene una altura de 8 a 12 m, para su instalación se necesita una base de pilotes o de hormigón.
El paquete básico incluye un mástil y vientos, un generador, un rotor y palas, un controlador de carga y sujetadores.
No. 2 - Minicentrales eléctricas Falcon Euro (Rusia)
Se trata de aerogeneradores de eje vertical de alta tecnología con una potencia de 1 a 15 kW. Se utilizan para el suministro de energía primaria/de respaldo a consumidores alejados de las líneas eléctricas. Se puede utilizar como parte de un complejo con paneles solares y un generador de combustible.
Los molinos de viento están equipados con potentes imanes de neodimio. La velocidad del viento inicial para poner en marcha la instalación es de 1,5 m/s, la velocidad nominal es de 11 m/s. El freno aerodinámico instalado ayuda a limitar la velocidad de las ruedas. La vida útil declarada por el fabricante es de 20 años, la garantía de fábrica de la minicentral eléctrica es de 36 meses.
El kit de instalación básico de Falcon Euro incluye varios elementos funcionales: una rueda de viento, un generador y controlador, un mástil y piezas integradas. La instalación del inversor y las baterías se seleccionan por separado.
No. 3 - turbinas eólicas Sokol Air Vertical (Rusia)
Las pequeñas centrales eólicas de esta marca pueden proporcionar electricidad tanto a pequeñas casas como a medianas empresas. Para uso doméstico, se producen dispositivos SAV con una potencia de 0,5 a 15 kW.
Se caracterizan por su alta eficiencia con vientos suaves, funcionan suavemente a temperaturas altas y bajas en el rango de -50 °C a +50 °C, se caracterizan por un bajo nivel de ruido y resistencia a las influencias externas.
La generación de electricidad con las unidades Sokol Air Vertical no depende de la dirección del viento. Las instalaciones vertical-axiales funcionan en modo automático sin personal de mantenimiento. El diseño proporciona un sistema de frenado electromagnético y aerodinámico para limitar la velocidad de la rueda de viento.
Las palas están fabricadas en poliéster reforzado o aluminio aeronáutico (según modelo) y tienen un perfil autodesenrollable. El generador es un generador trifásico multipolar con excitación mediante imanes permanentes.
El paquete básico de una central eólica incluye: un aerogenerador con controlador de carga de batería, un mástil con tirantes y un kit de instalación. El inversor y las baterías se seleccionan por separado según las especificaciones técnicas.
No. 4 - Generadores eólicos Energy Wind (Rusia)
Los compradores tienen acceso a modelos de una y tres palas de productos de uso universal con una potencia de 1 a 10 kW. Estas turbinas eólicas son perfectas para crear proyectos para suministrar electricidad a edificios residenciales y cabañas privadas.
Las unidades Energy Wind se basan en aspas duraderas hechas de fibra de vidrio reforzada, pintadas con esmalte automático y un sistema de escape de flujo de aire confiable. Estas unidades con un eje de rotación horizontal funcionan de manera estable a temperaturas de -40 a +40 grados Celsius.
La velocidad mínima de funcionamiento del viento es de 2 m/s, en algunas posiciones de las palas - 3 m/s, la altura recomendada del mástil es de 8 a 20 m. La vida útil promedio de las instalaciones de la marca rusa es de 25 años, la garantía oficial del fabricante es 3 años.
El equipamiento básico de las instalaciones incluye un generador eléctrico de imanes permanentes con unidad de montaje para mástil y mecanismo giratorio, palas y un juego de fijaciones para el montaje de un aerogenerador. El mástil, así como el controlador, el inversor y las baterías para almacenar electricidad deben adquirirse por separado.
No. 5 - Turbinas eólicas Altek EW (China)
Tipo de aerogeneradores: con eje de rotación horizontal. Los dispositivos con una potencia nominal de 1 kW a 10 kW son ideales para resolver los problemas de suministro de energía en casas de campo y cabañas.
La carcasa protectora de los aerogeneradores Altek EW está hecha de aleación de aluminio, lo que facilita enormemente el diseño. Las partes metálicas funcionales del generador están recubiertas con silicona para resistir el calor.
Las palas están fabricadas de plástico reforzado con fibra.La velocidad inicial del viento para el lanzamiento de unidades domésticas de la marca china es de 2,5 m/s, la velocidad nominal es de 12 m/s.
El paquete básico incluye palas, un generador y un controlador. Es necesario adquirir el resto de elementos funcionales del molino de viento.
Si el costo de un kit producido en fábrica le parece demasiado alto, tiene sentido construir Generador de viento de bricolaje. El artículo que recomendamos describe cómo hacer un electrodoméstico útil con una lavadora.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Perspectivas para el uso de centrales eólicas:
El principio de funcionamiento de las turbinas eólicas modernas. Cómo se convierte la energía eólica en electricidad:
Incluso hoy en día, el uso de turbinas eólicas requiere un desarrollo constante. Las capacidades y perspectivas a largo plazo de este método alternativo de generación de electricidad son prometedoras. Sin embargo, se necesitan ciertas medidas tanto por parte de los fabricantes de equipos como de las administraciones locales.
La instalación de pequeños generadores eólicos en los hogares no solucionará por completo el problema del suministro de energía en las regiones. Pero para algunos propietarios de tierras, esta opción puede ser una salida.
Cuéntenos su propia experiencia al elegir o instalar una turbina eólica en una parcela suburbana. Escriba comentarios, publique fotos y haga preguntas en el bloque a continuación. Comparta sutilezas tecnológicas e información útil que será útil para los visitantes del sitio.
Ahora hay suficiente viento, los bosques han sido talados y soplan huracanes. El ruido durante el funcionamiento y la posibilidad de acumulación de energía son confusos. El problema ahora no es tanto generar electricidad sino acumularla.
Por supuesto, no será posible abastecer completamente la casa de electricidad, pero eliminar al menos la mitad de la carga ya será un alivio para el presupuesto; la electricidad ahora es muy cara.
En general, es sorprendente por qué no utilizamos una alternativa, sino que dependemos, bastante cara, de las empresas energéticas. El conservadurismo y el miedo a todo lo nuevo obstaculizan el desarrollo del progreso.
¿Y con qué presupuesto se pueden comprar generadores eólicos muy caros?
Los factores clave, por supuesto, no son la fiabilidad o la estabilidad, sino la rentabilidad del equipo. Si funciona de manera eficiente y amortiza la inversión en no más de cinco años, habrá demanda de turbinas eólicas. Y ahora, los propietarios privados los instalan para lucirse, nada más. En otros países, este no es un ejemplo, los gobiernos simplemente financian la energía eólica con cargo al presupuesto, nuevamente un deseo banal de destacar y dinero extra.
Dmitry, todo lo nuevo alguna vez comenzó con una recuperación mínima (por cierto, ¿de dónde viene esta cifra: 5 años?), Y luego, a medida que comenzó la producción en masa, el equipo se volvió más barato. Y, además de la recuperación de la inversión, no debemos olvidarnos del medio ambiente. Especialmente cuando se trata de grandes proyectos que reemplazan a las centrales eléctricas de carbón, la principal fuente de contaminación del aire.
Nuestro vecino del campo instaló un generador en el techo de su casa y ahora solo lo usa. Es cierto que no vive permanentemente en la casa de campo y viene principalmente sólo los fines de semana.Pero al menos ya no depende de la fuente de alimentación, y esto es una gran ventaja. Además, en nuestra zona los cortes de energía ocurren con bastante frecuencia. Entonces es algo bastante útil.
¿Quién puede aconsejar cómo hacer una hélice aerodinámica Bondarev?
En cuanto a un ingeniero, el consejo es analfabeto. NO hay turbinas eólicas de eje vertical.
Bueno, los ingenieros competentes lo saben.
Los molinos de viento chinos son de mala calidad y producen muy poca energía.