Розробка конструкції вітроустановки для приватних будинків

Шановний голово та члени Державної екзаменаційної комісії!

До Вашою уваги представляється магістерська робота на тему

«Розробка конструкції вітроустановки для приватних будинків»

Споживання енергії, і як наслідок, її вартість збільшуються у всьому світі, і наша Україна тут не виняток. Ресурси планети катастрофічно виснажуються, велику тривогу викликає стан екології. Ось  чому постійно зростає інтерес до альтернативних джерел енергії, що дасть змогу зберегти чистоту навколишнього середовища та витрати ресурсів планети.

На зміну вичерпним ресурсам нашої планети, як альтернатива, прийшла вітрова енергетика. Сучасні вітроенергетичні установки (вітряки) поділять на два класи: потужні мережеві, в сотні тисяч кіловат, і автономні, що працюють в парі з акумулятором.

Як правило, потужність автономних вітряків не перевищує 5-10 кВт, тому їх називають вітроелектричними установки малої потужності. Такі установки прості і дешеві в монтажі, експлуатації і ремонті, екологічні (порівняно з іншими джерелами електроенергії), не вимагають при роботі практично ніякого обслуговування, періодичного підстроювання і ін. Пара вітродвигун-генератор обходиться без редуктора, а це ще більш спрощує і здешевлює конструкцію вітряків, підвищує її надійність. Вітроелектричні установки малої потужності можуть забезпечити енергопостачання в регіонах із середньою швидкістю вітру всього 3-5 м/с.

Отже, розробка автономних вітряків є актуальною задачею, адже володар побутового вітряка набуває майже цілковитої незалежності як від традиційних виробників енергії, так і від природних явищ. На листах 1, 2 показані конструкції вітроустановок та вітроколіс.

Можливі різноманітні схеми підключення вітрогенератора, серед них є розраховані на роботу паралельно з мережею. Такі схеми дозволяють перемикатися на енергію мережі у разі відсутності вітру. Загальна мережа виступає в якості додатково-резервного джерела живлення.

На екрані (презентація слайд 3) показаний рисунок, що ілюструє роботу вітрогенератора з акумулятором і комутацією з мережею.

Конструкція вітряної електростанції представлена складається з:

• вітрогенераторної установки;
• контролера;
• акумуляторної батареї;
• автоматичного перемикача джерела живлення;
• інвертора.

Вітрогенератор – пристрій, який перетворює кінетичну енергію вітру в електрику. Воно ідеально підходить для установки в приватних будинках, котеджах і дачах на всій без виключення території України. Вітрогенератор є складним пристроєм, який складається з трьох лопатей прикріплених до ротору, редуктора, генератора, контролера і опори. Ще одним важливим елементом є щогла.

Контролер заряду призначений для управління режимами заряду і розряду акумуляторів і забезпечує максимальну працездатність і довговічність всіх елементів системи, захищаючи її від перевантажень і коротких замикань. Контролер в кожній схемі підключення вітрогенератора виконує різні функції і будується на основі мікропроцесорної техніки. 

Акумуляторні батареї – накопичують електроенергію для використання в безвітряні годинни. Також вони вирівнюють і стабілізують вихідну напруга з генератора. Завдяки їм ви отримуєте стабільну напругу без перебоїв навіть при поривчастому вітрі. Енергозабезпечення вашого об'єкту йде від акумуляторних батарей. Акумулятори є самими недовговічними пристроями в схемах. На жаль, електроенергія володіє одним дуже серйозним недоліком: її складно акумулювати і зберігати тривалий час. Акумуляторні батареї вимагають періодичної заміни в зв’язку з вичерпанням ресурсу роботи.

Автоматичний перемикач джерела живлення (АВР) дозволяє перемкнути живлення об'єкту за відсутності вітру і повному розряді акумуляторів на електромережу. Ця ж схема може використовуватися і навпаки - вітрогенератор, як резервне джерело живлення. В цьому випадку АВР перемикає вас на акумуляторні батареї вітрогенератора при втрати живлення від електромережі. 

Інвертор – апарат для перетворення постійного струму в змінний, він також може змінювати частоту і напругу. Цей пристрій перетворює енергію постійного струму акумуляторної батареї з напругою від 12 до 360 В в змінну напругу 220 В/380 Ст.