Generator Angin (49 Foto): Pilihan Untuk Rumah Pribadi Turbin Angin Untuk Menghasilkan Listrik, Pro Dan Kontra, Pembangunan Ladang Angin

2024 Pengarang: Beatrice Philips | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-18 12:15

Untuk meningkatkan kondisi kehidupan, manusia menggunakan air dan berbagai mineral. Baru-baru ini, sumber energi alternatif, terutama tenaga angin, menjadi populer. Berkat yang terakhir, masyarakat telah belajar menerima pasokan energi baik untuk kebutuhan domestik maupun industri.

Apa itu?

Karena kenyataan bahwa kebutuhan akan sumber daya energi meningkat setiap hari, dan stok pembawa energi biasa berkurang, penggunaan sumber energi alternatif menjadi semakin relevan setiap hari. Baru-baru ini, para ilmuwan dan insinyur desain telah menciptakan model turbin angin baru . Penggunaan teknologi terbaru memungkinkan untuk meningkatkan karakteristik kualitas unit dan mengurangi jumlah aspek negatif dalam struktur.

Generator angin adalah jenis perangkat teknis yang mengubah energi angin kinetik menjadi energi listrik

Nilai dan penerapan produk yang dihasilkan unit-unit ini terus meningkat karena tidak ada habisnya sumber daya yang mereka gunakan untuk bekerja.

Di mana mereka digunakan?

Generator angin digunakan di tempat yang berbeda, biasanya daerah terbuka, di mana potensi angin paling besar. Stasiun sumber energi alternatif dipasang di pegunungan, di perairan dangkal, pulau dan ladang. Instalasi modern dapat menghasilkan listrik bahkan dengan kecepatan angin rendah. Karena kemungkinan ini, generator angin digunakan untuk memasok energi listrik ke objek dengan kapasitas berbeda.

Tidak bergerak ladang angin dapat menyediakan listrik untuk rumah pribadi atau fasilitas industri kecil. Selama tidak ada angin, cadangan energi akan terakumulasi, dan kemudian digunakan dari baterai.

Turbin angin tenaga sedang dapat digunakan di pertanian atau di rumah yang jauh dari sistem pemanas. Dalam hal ini, sumber listrik ini dapat digunakan untuk pemanas ruangan.

Perangkat dan prinsip operasi

Generator angin ditenagai oleh tenaga angin. Desain perangkat ini harus mencakup elemen-elemen berikut:

• bilah turbin atau baling-baling;
• turbin;
• pembangkit listrik;
• sumbu generator listrik;
• inverter yang fungsinya mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah;
• mekanisme yang memutar bilah;
• mekanisme yang memutar turbin;
• baterai;
• tiang kapal;
• pengontrol gerak rotasi;
• peredam;
• sensor angin;
• betis pengukur angin;
• gondola dan elemen lainnya.

Jenis generator berbeda, oleh karena itu, elemen struktural di dalamnya mungkin berbeda.

Unit industri memiliki kabinet daya, penangkal petir, mekanisme ayunan, fondasi yang andal, perangkat untuk memadamkan api, dan telekomunikasi.

Generator angin dianggap sebagai perangkat yang mengubah energi angin menjadi listrik. Pendahulu unit modern adalah pabrik yang memproduksi tepung dari biji-bijian. Namun, diagram koneksi dan prinsip pengoperasian generator praktis tidak berubah.

1. Berkat kekuatan angin, bilah mulai berputar, yang torsinya ditransmisikan ke poros generator.
2. Rotasi rotor menciptakan arus bolak-balik tiga fase.
3. Melalui pengontrol, arus bolak-balik dikirim ke baterai. Baterai diperlukan untuk membuat operasi generator angin yang stabil. Jika ada angin, unit mengisi baterai.
4. Untuk melindungi terhadap badai dalam sistem pembangkit tenaga angin, ada elemen untuk mengalihkan roda angin dari angin. Ini terjadi dengan melipat ekor atau mengerem roda menggunakan rem listrik.
5. Untuk mengisi ulang baterai, Anda perlu memasang pengontrol. Fungsi yang terakhir termasuk melacak pengisian baterai untuk mencegah kerusakannya. Jika perlu, perangkat ini dapat membuang kelebihan energi ke ballast.
6. Baterai memiliki tegangan rendah yang konstan, tetapi harus mencapai konsumen dengan daya 220 volt. Untuk alasan ini, inverter dipasang di generator angin. Yang terakhir mampu mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah, meningkatkan indikator dayanya menjadi 220 volt. Jika inverter tidak dipasang, Anda hanya perlu menggunakan perangkat yang memiliki peringkat tegangan rendah.
7. Arus yang diubah dikirim ke konsumen untuk menyalakan baterai pemanas, penerangan ruangan, dan peralatan rumah tangga.

Ada elemen tambahan dalam desain generator angin industri, berkat perangkat yang beroperasi dalam mode otonom.

Jenis, kelebihan dan kekurangannya

Klasifikasi ladang angin didasarkan pada kriteria berikut

1. Jumlah bilah . Saat ini sedang dijual, Anda dapat menemukan kincir angin berbilah tunggal, berbilah rendah, dan berbilah banyak. Semakin sedikit bilah yang dimiliki generator, semakin tinggi kecepatan mesinnya.
2. Indikator daya pengenal . Stasiun rumah tangga menghasilkan hingga 15 kW, semi-industri - hingga 100, dan industri - lebih dari 100 kW.
3. Arah sumbu . Turbin angin bisa vertikal dan horizontal, masing-masing jenis memiliki pro dan kontra.

Mereka yang ingin memperoleh sumber energi alternatif dapat membeli generator angin dengan rotor, kinetik, pusaran, layar, bergerak.

Ada juga klasifikasi pembangkit listrik tenaga angin menurut lokasinya. Saat ini, ada 3 jenis unit.

1. Terestrial . Kincir angin semacam itu dianggap yang paling umum, mereka dipasang di bukit, ketinggian, situs yang disiapkan sebelumnya. Pemasangan instalasi semacam itu dilakukan dengan menggunakan peralatan mahal, karena elemen struktural harus dipasang pada ketinggian tinggi.
2. Stasiun pesisir sedang dibangun di bagian pesisir laut dan samudera . Pengoperasian generator dipengaruhi oleh angin laut, yang karenanya perangkat putar menghasilkan energi sepanjang waktu.
3. Di lepas pantai . Turbin angin jenis ini dipasang di laut, biasanya pada jarak sekitar 10 meter dari pantai. Perangkat tersebut menghasilkan energi dari angin lepas pantai biasa. Selanjutnya, energi mengalir ke pantai melalui kabel khusus.

Vertikal

Turbin angin vertikal dicirikan oleh sumbu rotasi vertikal relatif terhadap tanah. Perangkat ini, pada gilirannya, dibagi menjadi 3 jenis.

Dengan rotor Savounis . Strukturnya mencakup beberapa elemen semi-silinder. Perputaran sumbu satuan terjadi secara konstan dan tidak bergantung pada kekuatan dan arah angin. Keuntungan dari generator ini adalah tingkat kemampuan manufaktur yang tinggi, torsi awal yang berkualitas tinggi, serta kemampuan untuk berfungsi bahkan dengan sedikit kekuatan angin. Kekurangan perangkat: pengoperasian bilah dengan efisiensi rendah, kebutuhan bahan dalam jumlah besar dalam proses pembuatannya.

Dengan rotor Darrieus . Beberapa bilah terletak pada sumbu rotasi perangkat, yang bersama-sama memiliki bentuk strip. Keuntungan dari generator dianggap tidak adanya kebutuhan untuk fokus pada aliran udara, tidak adanya kesulitan dalam proses manufaktur, dan perawatan yang sederhana dan nyaman. Kerugian dari unit ini adalah efisiensi rendah, siklus overhaul pendek, dan self-start yang buruk.

Dengan rotor heliks . Generator angin jenis ini merupakan modifikasi dari versi sebelumnya. Keuntungannya terletak pada periode operasi yang panjang dan beban rendah pada mekanisme dan unit pendukung. Kerugian dari unit ini adalah tingginya biaya struktur, proses pembuatan bilah yang sulit dan rumit.

Horisontal

Sumbu rotor horizontal pada perangkat ini sejajar dengan permukaan bumi. Ada yang berbilah tunggal, berbilah ganda, berbilah tiga, dan juga berbilah banyak, di mana jumlah bilahnya mencapai 50 buah. Kelebihan turbin angin jenis ini adalah efisiensinya yang tinggi. Kerugian dari unit adalah sebagai berikut:

• kebutuhan untuk orientasi sesuai dengan arah aliran udara;
• kebutuhan untuk pemasangan struktur tinggi - semakin tinggi pemasangannya, semakin kuat jadinya;
• kebutuhan akan fondasi untuk pemasangan tiang selanjutnya (ini berkontribusi pada peningkatan biaya proses);
• kebisingan tinggi;
• bahaya bagi burung yang terbang.

baling baling

Generator listrik blade memiliki bentuk baling-baling. Dalam hal ini, sudu-sudu menerima energi aliran udara dan mengolahnya menjadi gerakan putar.

Konfigurasi elemen-elemen ini memiliki dampak langsung pada efisiensi turbin angin.

Turbin angin horizontal memiliki baling-baling dengan bilah, yang jumlahnya mungkin ada . Biasanya ada 3 dari mereka. Tergantung pada jumlah bilah, kekuatan perangkat dapat meningkat atau menurun. Keuntungan yang jelas dari jenis turbin angin ini adalah distribusi beban yang seragam pada bantalan dorong. Kerugian dari unit ini adalah pemasangan struktur seperti itu membutuhkan banyak bahan tambahan dan biaya tenaga kerja.

Turbin

Generator turbin angin saat ini dianggap yang paling efisien. Alasannya adalah kombinasi optimal dari area blade dengan konfigurasinya . Keuntungan dari desain tanpa pisau termasuk tingkat efisiensi yang tinggi, kebisingan yang rendah, yang disebabkan oleh dimensi perangkat yang kecil. Selain itu, unit-unit ini tidak runtuh dalam angin kencang dan tidak menimbulkan bahaya bagi orang lain dan burung.

Kincir angin tipe turbin digunakan di kota-kota besar dan kecil, dengan bantuannya dimungkinkan untuk menyediakan rumah pribadi dan pondok musim panas dengan penerangan . Praktis tidak ada kelemahan pada generator semacam itu.

Kelemahan dari turbin angin adalah kebutuhan untuk menstabilkan komponen struktur.

Karakter utama

Karakteristik utama yang menguntungkan dari generator angin adalah sebagai berikut:

• keamanan lingkungan - pengoperasian instalasi tidak membahayakan lingkungan dan organisme hidup;
• kurangnya kompleksitas dalam desain;
• kemudahan penggunaan dan pengelolaan;
• kemerdekaan dari jaringan listrik.

Di antara kelemahan perangkat ini, para ahli membedakan yang berikut:

• harga tinggi;
• kesempatan untuk melunasi hanya setelah 5 tahun;
• efisiensi rendah, daya rendah;
• kebutuhan peralatan yang mahal.

Dimensi (edit)

Perangkat untuk menghasilkan energi dari angin dapat memiliki ukuran yang berbeda. Kekuatan mereka tergantung pada ukuran roda angin, ketinggian tiang dan kecepatan angin. Unit terbesar memiliki kolom dengan panjang 135 m, sedangkan diameter rotornya adalah 127 m . Dengan demikian, tinggi totalnya mencapai 198 meter. Turbin angin besar dengan ketinggian tinggi dan bilah panjang cocok untuk menyediakan energi untuk perusahaan industri kecil, pertanian. Model yang lebih ringkas dapat dipasang di rumah atau di negara.

Saat ini mereka memproduksi kincir angin jenis marching dengan diameter bilah 0, 75 dan 60 meter . Menurut para ahli, dimensi generator tidak boleh muluk-muluk, karena instalasi portabel kecil cocok untuk menghasilkan sejumlah kecil energi. Model terkecil dari unit ini memiliki tinggi 0,4 meter dan berat kurang dari 2 kilogram.

Produsen

Saat ini, produksi turbin angin didirikan di banyak negara di dunia. Di pasaran Anda bisa menemukan model dan unit buatan Rusia dari China. Dari produsen dalam negeri, yang paling populer adalah perusahaan berikut:

• "Angin-Cahaya";
• Rkraft;
• SKB Iskra;
• Sapsan-Energi;
• "Energi angin".

Produsen dapat membuat turbin angin sesuai dengan preferensi pribadi pelanggan. Juga, produsen sering memiliki layanan untuk menghitung dan merancang ladang angin.

Pabrikan pembangkit listrik asing juga sangat populer:

• Angin Emas - Cina;
• Vestas - Denmark;
• Gamesa - Spanyol;
• Suzion - India;
• GE Energi - AS;
• Siemens, Enercon - Jerman.

Menurut ulasan konsumen, perangkat buatan luar negeri berkualitas tinggi, karena diproduksi menggunakan peralatan terbaru.

Namun, perlu diingat bahwa penggunaan generator angin semacam itu menyiratkan penggunaan perbaikan yang mahal, serta suku cadang, yang hampir tidak mungkin ditemukan di toko-toko domestik. Biaya unit pembangkit listrik biasanya tergantung pada fitur desain, kapasitas dan pabrikan.

Bagaimana cara memilih?

Untuk memilih generator angin yang tepat untuk pondok atau rumah musim panas, Anda perlu mempertimbangkan hal-hal berikut

1. Perhitungan daya peralatan listrik terpasang yang akan dihubungkan di dalam ruangan.
2. Kekuatan unit masa depan, dengan mempertimbangkan faktor keamanan. Yang terakhir tidak akan memungkinkan generator kelebihan beban dalam situasi puncak.
3. Iklim wilayah. Curah hujan memiliki dampak negatif pada kinerja perangkat.
4. Efisiensi peralatan, yang dianggap sebagai salah satu indikator terpenting.
5. Indikator kebisingan yang menjadi ciri turbin angin selama operasi.

Selain semua hal di atas, konsumen harus mengevaluasi semua parameter instalasi, serta membaca ulasan tentangnya.

Cara untuk meningkatkan efisiensi kerja

Untuk meningkatkan efisiensi pengoperasian generator angin, perlu mengubah kemampuan dan karakteristik operasinya ke arah yang positif. Pertama, perlu untuk meningkatkan efisiensi sensitivitas impeller terhadap angin yang relatif lemah dan tidak stabil.

Untuk menerjemahkan ide menjadi kenyataan, disarankan untuk menggunakan "layar kelopak".

Ini adalah semacam membran satu sisi untuk aliran udara, yang dengan bebas melewati angin dalam satu arah. Membran adalah penghalang kedap terhadap pergerakan massa udara dalam arah yang berlawanan.

Metode lain untuk meningkatkan efisiensi turbin angin adalah penggunaan diffusers atau tutup pelindung, yang memotong aliran dari permukaan yang berlawanan . Masing-masing opsi memiliki kelebihan dan kekurangan. Namun, bagaimanapun, mereka lebih efektif daripada model tradisional.

Konstruksi DIY

Sebuah generator angin mahal. Jika Anda ingin menginstalnya di wilayah Anda, ada baiknya mempertimbangkan poin-poin berikut:

• ketersediaan medan yang sesuai;
• prevalensi angin kencang dan sering;
• kurangnya sumber energi alternatif lainnya.

Jika tidak, ladang angin tidak akan memberikan hasil yang diharapkan. Karena permintaan energi alternatif meningkat setiap tahun, dan pembelian turbin angin merupakan pukulan nyata bagi anggaran keluarga, Anda dapat mencoba membuat unit dengan tangan Anda sendiri dengan pemasangan selanjutnya. Pembuatan turbin angin dapat didasarkan pada magnet neodymium, gearbox, bilah dan ketidakhadirannya.

Turbin angin memiliki banyak keunggulan . Oleh karena itu, dengan keinginan besar dan kehadiran kemampuan desainer dasar, hampir semua pengrajin dapat membangun stasiun untuk menghasilkan listrik di situsnya. Versi paling sederhana dari perangkat ini dianggap sebagai turbin angin dengan sumbu vertikal. Yang terakhir tidak memerlukan dukungan dan tiang tinggi, dan prosedur pemasangan ditandai dengan kesederhanaan dan kecepatan.

Untuk membuat generator angin, Anda harus menyiapkan semua elemen yang diperlukan dan memperbaiki modul di tempat yang dipilih. Sebagai bagian dari generator energi vertikal buatan sendiri, keberadaan elemen-elemen tersebut dianggap wajib:

• rotor;
• pisau;
• tiang aksial;
• stator;
• baterai;
• inverter;
• pengontrol.

Baling-baling dapat dibuat dari plastik tangguh yang ringan, karena bahan lain dapat rusak dan berubah bentuk di bawah pengaruh beban tinggi. Pertama-tama, 4 bagian yang sama harus dipotong dari pipa PVC. Setelah itu, Anda perlu memotong beberapa potongan setengah lingkaran dari kaleng dan memperbaikinya di sepanjang tepi pipa. Dalam hal ini, jari-jari bagian bilah harus 69 cm, dalam hal ini ketinggian bilah akan mencapai 70 cm.

Untuk merakit sistem rotor, Anda perlu mengambil 6 magnet neodymium, 2 cakram ferit dengan diameter 23 cm, lem untuk ikatan. Magnet harus ditempatkan pada cakram pertama, dengan mempertimbangkan sudut 60 derajat dan diameter 16,5 cm Menurut skema yang sama, cakram kedua dirakit, dan magnet dituangkan dengan lem. Untuk stator, Anda perlu menyiapkan 9 kumparan, di mana masing-masing kumparan Anda melilitkan 60 putaran kabel tembaga dengan diameter 1 mm. Penyolderan harus dilakukan dalam urutan berikut:

• awal kumparan pertama dengan ujung keempat;
• awal kumparan keempat dengan akhir ketujuh.

Tahap kedua dirakit dengan cara yang sama. Selanjutnya, formulir dibuat dari lembaran kayu lapis, yang bagian bawahnya ditutupi dengan fiberglass. Fase dari kumparan yang disolder dipasang di atas. Struktur diisi dengan lem dan dibiarkan selama beberapa hari untuk merekatkan semua bagian menjadi satu. Setelah itu, Anda dapat mulai menghubungkan elemen individual generator angin menjadi satu kesatuan.

Untuk merakit struktur di rotor atas, 4 lubang untuk stud harus dibuat. Rotor bawah dipasang dengan magnet ke atas pada braket. Setelah itu, Anda perlu menempatkan stator dengan lubang yang diperlukan untuk memasang braket. Pin harus diletakkan di atas pelat aluminium, lalu tutup dengan rotor kedua dengan magnet di bawah.

Menggunakan kunci pas, perlu memutar pin agar rotor turun secara merata dan tanpa tersentak . Ketika tempat yang tepat diambil, ada baiknya membuka stud dan melepas pelat aluminium. Di akhir pekerjaan, struktur harus diperbaiki dengan mur dan tidak dikencangkan dengan kencang.

Pipa logam yang kuat dengan panjang 4 hingga 5 meter cocok sebagai tiang . Generator pra-rakitan disekrup ke sana. Setelah itu, bingkai dengan bilah dipasang ke generator, dan struktur tiang dipasang di platform, yang disiapkan terlebih dahulu. Posisi sistem diperbaiki dengan penjepit.

Sambungan catu daya ke turbin angin terjadi secara seri. Kontroler harus mengambil sumber daya dari generator dan mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah.