Seleccionamos e instalamos un generador eólico para una casa particular.

Fabricantes mundiales de aerogeneradores

1. Suzlon Energy es un fabricante líder de turbinas eólicas no solo en Asia, sino en todo el mundo. La empresa emplea a trece mil especialistas que trabajan en diez fábricas en India, Bélgica, Estados Unidos y China. El primer aerogenerador se fabricó en 1996 y ya en el año 2000 se diseñó la primera central eléctrica. El crecimiento de los volúmenes de producción, de acuerdo con los requerimientos del mercado, comenzó a incrementarse significativamente en 2006. Actualmente, la empresa india ocupa el sexto lugar en términos de rendimiento de los productos en cuestión.
2. Desde 2007, el fabricante alemán ENERCON GmbH es líder en los países del mundo y en Alemania, donde se encuentra más del cincuenta por ciento del mercado. Los primeros productos salieron de la línea de montaje en 1986. Actualmente, las fábricas están ubicadas en India, Suecia y Portugal.
3. Sinovel pertenece a la primera empresa en China en desarrollar, diseñar, fabricar y vender parques eólicos terrestres y marinos. Sinovel fabrica turbinas para aerogeneradores que van desde 1,5 a 6,0 megavatios. Los productos se dividen en cuatro líneas: SL1500, SL3000, SL5000, SL6000.
4. El fabricante de aerogeneradores Vestas Wind Systems tiene fábricas en Dinamarca, Alemania, India, Rumanía, Reino Unido, España, Suecia, Noruega, Australia, Estados Unidos y China. La empresa produce aerogeneradores con un diámetro de rotor de cuarenta y siete a ciento sesenta y cuatro metros, con una capacidad de 660 kW a 7 megavatios.

Hacer un molino de viento con tus propias manos.

El principal trabajo a realizar es la fabricación e instalación de un rotor giratorio. En primer lugar, debe elegir el tipo de estructura y sus dimensiones. Conocer la potencia requerida del dispositivo y las capacidades de producción ayudará a determinar esto.

La mayoría de los nodos (si no todos) deberán hacerse de forma independiente, por lo que la elección se verá afectada por el conocimiento que tiene el creador de la estructura, qué dispositivos y dispositivos conoce mejor. Por lo general, primero se fabrica un molino de viento de prueba, con la ayuda del cual se verifica el rendimiento y se especifican los parámetros de la estructura, luego de lo cual comienzan a fabricar un generador de viento en funcionamiento.

Selección de aerogeneradores

Los molinos de viento de la más alta calidad se producen en Alemania, Francia y Dinamarca. Estos países fabrican turbinas eólicas para suministrar electricidad al sector privado residencial, granjas, escuelas y pequeños comercios minoristas.En Rusia, debido al bajo costo de la electricidad y al monopolio tácito en la venta de electricidad, las turbinas eólicas, los paneles solares y otros tipos de energía alternativa no son muy comunes.

El aerogenerador móvil es adecuado para la industria petrolera o equipos de instalación que están construyendo en los campos (prototipo)

Pero el alto costo de conectar instalaciones remotas a la red eléctrica (todavía hay pueblos que no están electrificados), la mala educación de los funcionarios, los largos trámites para recorrer y obtener especificaciones técnicas de empresas monopolistas obligan a los propietarios a utilizar energías alternativas para sus instalaciones.

En primer lugar, debe comprender que la eficiencia de una turbina eólica es de aproximadamente el 60%, existe una dependencia de la velocidad del viento y se requerirá un mantenimiento periódico. Si aún decides optar por un aerogenerador, debes saberlo. Es necesario elegir un aerogenerador en función de las circunstancias específicas de su aplicación. Hay nuevos desarrollos y modelos: con mayor eficiencia, verticales, horizontales, ortogonales, sin aspas.

Para empresas o una casa particular, estos datos pueden estar en el proyecto o en las facturas de electricidad. Si necesita proporcionar electricidad a la cabaña, se selecciona un modelo de turbina eólica de 1-3 kW, el inversor necesita poca potencia y puede prescindir de las baterías. El principio de tener una turbina eólica dacha es simple: hay viento, hay electricidad, no hay viento, trabajamos en el jardín o alrededor de la casa. Puede hacer un generador de viento simple usted mismo, solo reúna los materiales necesarios y conéctelos.

Para una casa privada de residencia permanente, este principio no funcionará. Cuando a menudo no hay viento, se debe prestar especial atención al acumulador.Esto requiere una gran capacidad. Sin embargo, para que se cargue más rápido, el propio generador de electricidad también debe ser de alta potencia. Es decir, los nodos individuales de la instalación están estrechamente interconectados entre sí. Una combinación más confiable es una simbiosis con un generador diesel y paneles solares. Esta es una garantía del 100% de la disponibilidad de electricidad en la casa, pero también más cara.

Las turbinas eólicas comerciales ahora se utilizan ampliamente. La electricidad generada con su ayuda se vende a varias empresas que carecen de suministro de energía. Por lo general, tales plantas de energía consisten en varias turbinas eólicas de varias capacidades. La tensión alterna de 380 voltios que generan se alimenta directamente a la red eléctrica del emprendimiento. Además, los aerogeneradores se pueden utilizar para cargar un gran número de baterías, de las que la energía convertida en tensión alterna también se inyecta a la red eléctrica.

Aerogeneradores de fabricación rusa

En la mayoría de los casos, los empresarios instalan aerogeneradores, paneles solares y generadores diésel para las necesidades de su propia producción. Obtener permiso para vender electricidad en Rusia es, digamos, otra historia. Después de una auditoría energética, se libera energía, por ejemplo, al reemplazar las lámparas de iluminación con LED. Se calcula el período de amortización, en ausencia de un presupuesto, la modernización se puede dividir en etapas.

cuanto cuesta un aerogenerador

Los precios de las turbinas eólicas de fabricación rusa son más bajos que los alemanes, daneses o indios. Los molinos de viento chinos más baratos, aunque su calidad es mucho menor.Las turbinas eólicas más simples para casas particulares cuestan hasta $500. Se pueden usar para la generación de energía local, pero no pueden resolver el problema del suministro de energía completo en el hogar. Los generadores eólicos más potentes de 3 kW para proporcionar electricidad a un hogar por completo costarán más.

Costo aproximado de un conjunto de aerogeneradores para una vivienda:

• para una pequeña casa particular (de campo), potencia 3 kW/72V, equiv. $1700-1800;
• para dotar de electricidad a la cabaña, potencia 5 kW/120V, equiv. $4000;
• para dar electricidad a varias casas o una finca, potencia 10 kW/240V, equiv. $8500.

Las turbinas eólicas con un eje vertical de rotación de la producción rusa tienen una demanda especial. Entre las ventajas de este equipo:

1. pequeñas velocidades de viento necesarias para el movimiento del rotor;
2. independencia de la dirección del viento;
3. fondo de sonido bajo, sin vibración;
4. Diseño seguro para pájaros
5. no requiere arranque forzado;
6. funciona en cualquier condición climática, con cualquier fuerza del viento.

Componentes y Cálculos

El costo de construcción varía ampliamente, según el diseño del molino de viento y los componentes utilizados. Hay dos tipos principales de aerogeneradores: con un eje de rotación horizontal (debe ubicarse a una altura, óptimamente de 25 a 35 m) y con un eje vertical, que se puede colocar simplemente al nivel del suelo.

Además del propio generador, para molinos de viento con eje de rotación horizontal, se requiere un rotor con palas, una caja de cambios y una cola giratoria, así como una carcasa protectora. Todo esto suele ir montado en un mástil alto.Dado que el mástil, por regla general, es una estructura bastante masiva y alta, será necesario colocar una base debajo de él, así como fijarlo con cables de estiramiento adicionales.

Además del precio total de la estructura, se le suma el costo de instalación con grúa. Para evitar la construcción de un mástil alto y costoso, para aerogeneradores pequeños, se utilizan cada vez más opciones de diseño con un eje de rotación vertical del rotor, que pueden operar a una altura más baja a velocidades del viento de 1 m/s . Pero tales sistemas son relativamente nuevos, por lo que aún no se han acumulado estadísticas inequívocas sobre su funcionamiento. Dan menos electricidad, pero son mucho más baratos y no tan ruidosos, son más fáciles de hacer con tus propias manos.

En el suelo, en el interior, hay un inversor para convertir la corriente continua del generador en corriente alterna, un conjunto de baterías, seccionadores y disyuntores necesarios para redistribuir la electricidad recibida y apagar el dispositivo en caso de emergencia o reparación.

La cantidad aproximada de energía generada a lo largo del año por un molino de viento con eje de rotación horizontal se puede calcular mediante la siguiente fórmula empírica: E = 1.64 * D * D * V * V * V. Donde: E - electricidad por año (kWh / año), D - diámetro del rotor (en metros), V - velocidad media anual del viento (milisegundo). Después de eso, calculamos la cantidad y el costo de la electricidad consumida por su casa por año, y luego multiplicamos las cifras obtenidas por 25-30 años, la vida útil estimada del molino de viento. En base a esto, calculamos el tamaño requerido de las palas y el costo total aproximado de la estructura, dependiendo del costo de los componentes.

Si el mástil se puede construir de forma independiente, es recomendable comprar el equipo eléctrico y el molino de viento en serie, ensamblados en fábrica. Aunque los artesanos han demostrado repetidamente ejemplos de aerogeneradores para el hogar construidos por ellos mismos basados ​​en componentes de otros dispositivos (generadores eléctricos de automóviles, equipos industriales, incluso logran usar motores eléctricos convertidos de electrodomésticos), usan palas de rotor caseras y cola.

Los esquemas, métodos y consejos son fáciles de encontrar en Internet o en revistas técnicas especializadas, pero en este caso, toda la responsabilidad sobre el rendimiento y la seguridad del aerogenerador construido recaerá únicamente en usted.

Evidentemente, a medida que aumenta el diámetro de las palas del rotor y la altura del mástil y, en consecuencia, a mayor energía eólica captada, aumenta la potencia generada, pero aumenta proporcionalmente el coste final de la estructura.

Según varias estimaciones, el costo de construir una pequeña turbina eólica para una casa está en el rango de 2 a 8 mil dólares por 1 kW de electricidad. Si no tiene un suministro de energía centralizado en su hogar, lo más probable es que un molino de viento cueste menos que tender una línea eléctrica usted mismo o alimentar un generador diesel.

Si fue concebido como un medio de ahorro, considere y saque conclusiones sobre su necesidad para el hogar. Por cierto, la electricidad generada por grandes aerogeneradores industriales por 1 kW ya es más barata que la electricidad generada por las centrales térmicas clásicas. El costo de la electricidad en las turbinas eólicas pequeñas es ligeramente más alto, pero en los últimos años ha ido disminuyendo constantemente.

En cualquier caso, si hoy el molino de viento no resulta rentable, no deseche los cálculos hechos por usted mismo; después de un tiempo, la aparición de nuevos modelos de generadores con indicadores de alta eficiencia, los cambios en las tarifas de electricidad pueden cambiar radicalmente su decisión anterior. .

Observe también la situación con la tarifa de alimentación, que se aplica en muchos países. Bajo esta tarifa, la electricidad generada en el hogar utilizando fuentes alternativas, incluida la energía eólica, puede devolverse a la red eléctrica, recibiendo un recargo por ello. La aparición de una tarifa de alimentación en el país o un cambio en su tarifa puede afectar significativamente el tiempo de recuperación de la inversión de un molino de viento y los ahorros que genera en el hogar.

Mejores modos de uso

El viento sopla de manera desigual, y la mayor generación de electricidad con su ayuda rara vez coincidirá con los períodos de máximo consumo en la casa. Por lo tanto, es deseable que tenga la oportunidad de proporcionar la carga necesaria y utilizar todo el exceso de electricidad generado por el generador de viento: para calentar agua en la caldera, calentadores eléctricos dentro de la casa que complementan el sistema de calefacción, una bomba en el pozo. que bombea agua al tanque en el techo, o para tareas aún más exóticas como recargar las baterías de un vehículo eléctrico, todos deberían encenderse automáticamente con viento fuerte y con un consumo total bajo.

En general, en las condiciones del clima ruso con largos inviernos fríos y velocidades del viento relativamente bajas, el esquema más económico y de mayor eficiencia energética es una turbina eólica con un eje de rotación vertical instalado a nivel del suelo o en un mástil pequeño de 5-10 m. de altura, elevándola sobre el techo de la casa y coronando árboles frutales. El molino de viento está conectado directamente a un calentador eléctrico y una caldera separados en el interior, sin convertidores de corriente ni baterías.

Es muy posible implementar dicho esquema con sus propias manos, sin involucrar a los instaladores. En este caso, el generador eólico esencialmente produce calor para calentar la casa, que, a su vez, sirve como un acumulador de calor adimensional y le permite no preocuparse demasiado por los cambios irregulares en la energía eólica, aprovechando completamente toda la electricidad generada por el viento. generador. Además, dicho sistema resulta ser autorregulador: un viento fuerte enfría la casa más rápido, pero al mismo tiempo también hace posible que un tándem de un generador de viento y un calentador eléctrico la calienten desde el interior.

Tipos de aerogeneradores

Se utilizan dos tipos principales de molinos de viento, que tienen diferencias fundamentales:

• horizontal
• vertical

En ambos casos, estamos hablando del eje de giro del rotor. El diseño de varios modelos de dispositivos horizontales difiere poco entre sí, representando una especie de ventilador o hélice domésticos. Los dispositivos verticales tienen una variedad mucho mayor de tipos de diseño, exteriormente significativamente diferentes entre sí. Considerémoslos con más detalle:

Molinos de viento horizontales

Las estructuras horizontales son más eficientes, ya que perciben el flujo de viento solo con el lado de trabajo de las palas.Los impulsores de tres álabes son los más utilizados, pero para diseños pequeños se puede aumentar el número de álabes.

Se trata de estructuras horizontales que se utilizan para la fabricación de grandes diseños industriales con una gran envergadura de pala (más de 100 m), que al combinarse forman centrales eléctricas bastante productivas. Los estados de Europa occidental, como Dinamarca, Alemania, los países escandinavos, utilizan activamente molinos de viento para proporcionar energía a la población.

Los dispositivos tienen un inconveniente: deben apuntar hacia el viento. Para los aerogeneradores pequeños, el problema se resuelve instalando una cola como un avión, que posiciona automáticamente la estructura en el viento. Los modelos grandes tienen un dispositivo de guía especial que controla la posición del impulsor en relación con el flujo.

Estructuras verticales

Los generadores eólicos de tipo vertical tienen una eficiencia más baja, por lo que se utilizan para proporcionar energía solo a consumidores individuales: una casa privada, una cabaña, un grupo de dispositivos, etc. Para la fabricación propia, estos dispositivos son los más adecuados, ya que tienen una amplia variedad de opciones de diseño, no necesitan subir a un mástil muy alto (aunque esto no está contraindicado para ellos).

Los rotores verticales se pueden ensamblar a partir de cualquier material disponible, cualquier tipo de una variedad de conocidos se puede usar como muestra:

• Rotores Savonius o Darier
• rotor Tretyakov más moderno
• diseños ortogonales
• dispositivos helicoidales, etc.

No es necesario describir todos los tipos en detalle, ya que su número aumenta constantemente.Casi todos los nuevos desarrollos se basan en un eje de rotación vertical y están destinados a su uso en casas o urbanizaciones privadas. La mayoría de los desarrollos ofrecen su propia solución al principal problema de los dispositivos verticales: baja eficiencia. Algunas variantes tienen tasas bastante altas, pero tienen una estructura de casco compleja (por ejemplo, el diseño de Tretyakov).

Principios de selección

Para empezar, formulamos el problema que nos proponemos resolver: ¿por qué exactamente necesita la energía eólica, qué proceso proporcionará? En otras palabras, cuál será el consumidor. A continuación, el proceso de creación de un proyecto para una futura turbina eólica: tendrá que decidir de qué tipo será, cómo se transmitirá exactamente la energía al consumidor final (corriente eléctrica o mecánicamente, en forma de par, movimientos de traslación, de alguna manera diferente).

En el artículo hablaremos sobre los tipos del elemento más importante de una turbina eólica: el rotor, analizaremos los pros y los contras de cada opción. También tocaremos el tema del uso de la energía generada. Esperamos que esta información le ayude en la etapa de diseño de la unidad.

Esperamos que esta información le ayude en la etapa de diseño de la unidad.

¿Cuánto cuesta un generador de viento para una casa?

A continuación se muestran los precios de los aerogeneradores para el hogar y el jardín. Como regla general, la potencia de tales instalaciones está en el rango de 5-50 kW.

• 3 kW, 48 voltios. Se utilizan fuentes de alimentación tanto auxiliares como principales. La energía generada por dichos modelos es suficiente para garantizar la vida útil de la cabaña. El precio es de unos 90 mil rublos;
• 5 kW, 120 voltios.Este aerogenerador alimentará una casa entera con una gran cantidad de electrodomésticos sin ningún problema. El precio es de 200-250 mil rublos;
• 10 kW, 240 voltios. Dichos generadores eólicos pueden proporcionar electricidad a una granja o varios edificios residenciales. Hay muchos ejemplos cuando tales instalaciones se utilizan para generar energía en pequeños supermercados, garajes, etc. El precio es de unos 400 mil rublos;
• 20 kW, 240 voltios. Esto es suficiente para proporcionar electricidad a alguna estación de distribución de agua. El precio es de unos 750 mil rublos;
• 30 kW, 240 voltios. Tal generador de viento proporcionará electricidad a un edificio de apartamentos de 5 a 7 pisos. El costo de instalación es de alrededor de un millón de rublos;
• 50 kW, 380 voltios. Tales instalaciones se utilizan en la industria. No son aptos para uso doméstico. El precio es más de 3 millones de rublos.

Campos de aerogeneradores

Ventajas y pros de los parques eólicos

• Energía renovable gratis. La energía eólica es renovable y gratuita. Los molinos de viento no emiten CO₂ u otras sustancias nocivas. El viento es una fuente de energía ideal e infinita. La construcción de más parques eólicos conduce a una reducción en la ocurrencia de centrales eléctricas que emiten sustancias nocivas a la atmósfera.
• Diversidad. El uso de la energía eólica promueve una variedad de fuentes de energía y minimiza la dependencia de las centrales eléctricas convencionales u otros tipos de generación de energía.
• Futuro. ¡La energía eólica tiene futuro! La creación de nuevos parques eólicos conduce al desarrollo tecnológico, la innovación técnica y la creación de nuevos puestos de trabajo.
• Costos decrecientes. Los costos de la energía eólica se han reducido significativamente en los últimos años.En los últimos veinte años, el costo se ha reducido hasta en un 80%, lo que convierte a este tipo de energía en la actualidad en la más rentable de todos los tipos de centrales eléctricas.
• Beneficio adicional. El propietario del sitio en el que se ubican los parques eólicos puede esperar beneficiarse del arrendamiento de este terreno, ya que el área real requerida para la planta de energía es pequeña. Además, el terreno en el que se encuentra la central eléctrica se puede utilizar en la agricultura (para el cultivo de diferentes cultivos) ya que las estaciones no tienen emisiones nocivas.
• Prudencia. La vida útil de una planta de energía de este tipo es en promedio de 20 a 30 años, y después de su desmantelamiento, no quedan rastros, ni en el paisaje ni en la atmósfera.
• Eficiencia. El proceso de operación de los parques eólicos es bastante simple, el tiempo de montaje es muy corto y los costos de operación y mantenimiento también son bastante bajos. La central eléctrica produce 85 veces más energía de la que consume. También tiene pérdidas relativamente pequeñas durante el transporte de energía.
• Adopción. La instalación de un parque eólico goza de aceptación pública. La gran mayoría de las personas entienden y apoyan los beneficios de usar esta forma de energía.

Instalar o no

A la hora de decidir si instalar un parque eólico, es necesario obtener los siguientes datos iniciales:

• La velocidad media del viento en el lugar de instalación en metros por segundo. En una primera aproximación, la imagen viene dada por un mapa de vientos en Rusia. Pero en una ubicación de instalación particular, puede haber varios factores que afecten la velocidad del viento, por ejemplo, colinas, lechos de ríos.Para determinar con precisión el mapa de viento anual, puede utilizar la veleta Wild, un anemómetro o realizar observaciones diarias de la naturaleza circundante.

• Disponibilidad de suministro de energía centralizado, el costo de un kilovatio-hora y la posibilidad de tender una línea eléctrica.

El algoritmo para evaluar la recuperación de la inversión de un molino de viento es el siguiente:

• Según el mapa eólico y las características técnicas del aparato, determinar la potencia generada para los periodos de verano e invierno o mensualmente. Por ejemplo, para el dispositivo de 2 kW comentado anteriormente, la potencia generada a una velocidad de 5 m/s será de 400 W;
• Con base en los datos obtenidos, determine la capacidad anual generada;
• Con base en el costo de un kilovatio-hora, determine el precio de la electricidad generada;
• Divida el costo del kit de turbina eólica por la cifra resultante y obtenga el reembolso en años.

Para hacer ajustes al cálculo, considere:

• Las baterías deberán cambiarse al menos una vez cada tres años;
• La vida útil de un aerogenerador moderno es de 20 años;
• El dispositivo necesita ser reparado. El costo y los términos del servicio deben aclararse con el vendedor del equipo;
• El costo de un kilovatio-hora está creciendo cada año, en los últimos 10 años se ha incrementado en más de 3 veces. Para 2017 está previsto que las tarifas aumenten al menos un 4%, por lo que podemos partir de esta cifra de aumento del coste de la electricidad.

Si las cifras de amortización obtenidas no son satisfactorias, pero se desea disponer de una fuente de energía alternativa o no existe la posibilidad de conectarse a un suministro eléctrico centralizado, entonces se deben considerar opciones para aumentar la eficiencia del aerogenerador y reducir el coste de su instalación y mantenimiento.

Las siguientes opciones son posibles:

• Instalación de varios aparatos de menor potencia en lugar de uno grande. Esto reducirá el precio de los equipos principales, reducirá los costos de instalación y mantenimiento y aumentará la productividad debido a que las turbinas eólicas pequeñas son más eficientes a bajas velocidades del viento;
• Instalación de un sistema de gestión de energía de red especial, combinado con un sistema de suministro de energía central. Dichos dispositivos están disponibles comercialmente en la actualidad.