Правильний підбір генератора - нормальна і ефективна робота вітроелектростанції. У цій статті ми порівняємо кілька різних типів генераторів, які можуть застосовуватися для вітроелектростанцій.
Автомобільний генератор змінного струму
До переваг даного генератора можна віднести його відносну дешевизну, поширеність (легко знайти), а також те, що він не потребує бувальцях.
До недоліків можна віднести такі речі як - велика швидкість обертання, для застосування в вітряки потрібно підвищують зубчасті передачі або шківи. Необхідний періодичний огляд токос'емник і його технічне обслуговування. Також такий генератор видає невелику потужність.
Як зазначалося раніше, одним з головних недоліків автомобільних генераторів стосовно до вітряних електростанцій є їх високі обороти, і, відповідно, для застосування їх до вітряків необхідні підвищують ланки (редуктори і шківи). Номінальні обороти автомобільних генераторів приблизно 3000 об / хв. Наявність додаткових підвищувальних обертів вітряка механізмів збільшує втрати енергії системи.
Також автомобільний генератор має електромагнітне збудження, що означає, що для того, щоб отримати електричний струм необхідно живити обмотку збудження від зовнішнього джерела. Це ускладнює систему і знижує її ефективність, але спрощує регулювання вихідної напруги, так як магнітний потік можна змінювати шляхом регулювання струму збудження.
Також щітки і струмознімачі мають тенденцію до зношування, що призводить до необхідності періодично проводити огляд цих елементів і при необхідності міняти. Але також можна перемотати генератор на більш низькі обороти. Це роблять шляхом заміни витків статора на більш часті витки з більш тонкої легованої сталі.
Саморобний генератор з постійними магнітами
Плюсом такої установки буде її ефективність, міцна конструкція, низька вартість, отримання великої потужності.
Мінусом є те, що це досить складний трудомісткий проект, що вимагає виконання робіт на токарному верстаті.
Але застосовність до вітроелектростанції таких установок досить хороша.
Саморобний генератор з постійними магнітами, як показали експерименти, найбільш економічний і вигідний для вітрогенераторів. Він цілком прийнятно працює на низьких швидкостях, а на високих швидкостях обертання здатний видавати велику потужність.
Оскільки виробляється змінний струм, то необхідний випрямляч, для перетворення змінного струму в постійний для зарядки батарей.
Найкращі показники у трифазних генераторів. Однак їх побудова складніше ніж однофазних. Тому при проектуванні слід вирішити, чи зможете ви створити трифазну систему або все-таки обмежитеся однофазної.
Для вітряка з діаметром в 2 метри така електроустановка може видати більше 60 А в 12-вольтную батарея, а це не багато не мало Потужність 700 Вт. На піку потужності струм може досягати 100 А. Поки таке рішення є найбільш ефективним.
Конверсійний асинхронний генератор змінного струму
Плюси - легко можна придбати, відносно дешевий, добре працює на низьких оборотах, порівняно не складно переобладнати.
Недоліки - великий внутрішній опір, має малу ефективність на високих швидкостях обертання, а також для переобладнання необхідно виконувати роботи на токарному верстаті.
Має середню придатність до застосування в вітроелектростанціях.
Звичайний асинхронний електродвигун цілком можливо переобладнати в генератор з постійними магнітами. Експерименти показують, що після переробок дана електроустановка має досить хороші показники при роботі на низьких швидкостях, і набагато гірші при роботі на високих швидкостях.
Оскільки асинхронний двигун з короткозамкненим ротором має в роторі обмотку для роботи в руховому режимі, то для переобладнання його необхідно цю обмотку видалити, і замість неї встановити постійні магніти, перетворивши таким чином асинхронний електродвигун в генератор з постійними магнітами.
На практика така установка здатна видавати 10-20 А. При збільшенні швидкості обертання такої установки струм зросте незначно, а інша потужність буде витрачатися на нагрів обмоток електричної машини. Обмотка асинхронних машин малої потужності виконана тонкої обмоткою і не підтримує великий струм. Наприклад, для того ж вітряка з діаметром в 2 метри піковий струм не перевищить 25 А.
Якщо вам не потрібна велика сила струму при високих швидкостях, то асинхронний двигун цілком непогане рішення. Бажано вибирати трифазний електродвигун, для зниження пульсацій в ланцюзі постійного струму, в який перетворюється змінний з генератора за допомогою випрямляча.
Генератор постійного струму
Плюси - досить простий, немає необхідності в доробках, деякі моделі цілком можуть працювати на низьких оборотах.
Мінуси - примхливий в обслуговуванні, важко підібрати необхідної потужності.
Слабо придатний для вітроелектростанцій.
Видається логічним - генератор постійного струму не вимагає випрямляча, так як виробляє постійний струм. На справді, це не зовсім так. У ньому присутні щітки колекторні, які необхідно постійно оглядати, також періодично необхідно чистити сам колектор. При перевантаженнях колектор може підгорати. Також при заміні щіток їх необхідно правильно підібрати і виставити. При використанні електроустановок змінного струму ці процеси відсутні.
При використанні електроустановок постійного струму вони можуть видавати потужність близько 100-200 Вт, що цілком нормально для невеликого вітряка з висотою 1-2 метри.
Вибір місця установки вітродвигуна
Кращим місцем для установки вітроелектростанції, як ви вже напевно здогадалися, є ділянки з мінімальною затеняемостью вітру великими деревами, а також будівлями, мінімальна відстань до яких не повинно бути менше ніж 25-30 метрів. Висота вітроелектростанції повинна перевищувати висоту довколишніх будов на 3-5 метрів. По лінії найбільш частого напрямку вітру дерев бути не повинно.