Windgenerator für ein Privathaus: Spezifität und Fertigungstechnik

In diesem Artikel wird diese Art von Ausrüstung als Windgenerator für ein Privathaus ausführlich beschrieben: die Merkmale der Strukturen, deren Zweck und Anwendungsbereich, die interne Struktur und die Klassifizierung. Im Text finden Sie nützliche Informationen, die die Auswahl der hochwertigen Windmühle, die Durchschnittspreise für gängige Gerätetypen sowie eine detaillierte Beschreibung der Fertigungstechnologie bestimmen.

Windgenerator für ein Privathaus: Zweck und Merkmale von Bauwerken

Windenergieanlagen für Privathäuser werden häufig als alternative elektrische Energiequelle genutzt, um Einsparungen zu erzielen. Oft werden diese Geräte in den Vororten installiert.

Meist werden sie in Gebieten eingesetzt, die von den Hauptnetzen entfernt sind. Dies ist jedoch nicht der einzige Grund für den Kauf eines Windgenerators für ein Privathaus. Die meisten Landbesitzer verwenden diese Entwürfe, um Autonomie und Wirtschaftlichkeit zu erreichen.

Nicht jeder Standort ist für die Installation solcher Geräte geeignet, da die Bedingungen nicht überall den Anforderungen dieser Geräte entsprechen. Zunächst geht es um die Windgeschwindigkeit. Damit eine Windkraftanlage normal funktioniert, muss die durchschnittliche Windgeschwindigkeit mindestens 4-4,5 m / s betragen. Nur in diesem Fall ist die Installation der Struktur wirtschaftlich gerechtfertigt.

Um die durchschnittliche jährliche Windgeschwindigkeit herauszufinden, können Sie die Windkarte verwenden. Es gibt ungefähre Daten nach Region. Genauere Anzeigen können mit einem speziellen Gerät erhalten werden – einem Anemometer sowie einem Gerät zum Auslesen der Signale.

Beachten Sie! Das Messgerät muss sehr hoch eingestellt sein, da sonst Bäume und Gebäude das Ergebnis verfälschen.

Ein Windgenerator ist eine spezielle Art von Ausrüstung, die die kinetische Energie des Windes in mechanische umwandelt. Sie treibt die am Generator angebrachten Rotorblätter an. Dadurch entsteht in seinen Wicklungen ein Wechselstrom. Die erzeugte elektrische Energie wird in Batterien gesammelt und von dort an Haushaltsgeräte abgegeben.

Das beschriebene Arbeitsschema wird vereinfacht. Natürlich ist der Gerätewindgenerator wesentlich komplizierter. Ein Controller ist auch in der Energiekette vorhanden. Seine Funktion ist die Umwandlung von dreiphasigem Wechselstrom in Gleichstrom. Danach lädt er die Batterie auf.

Die meisten Haushaltsgeräte können nicht mit Gleichstrom betrieben werden. Daher ist in der Kette hinter der Batterie ein Wechselrichter installiert. Es wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um, dessen Spannung 220 V beträgt. Alle diese Vorgänge wählen einen Teil der Anfangsenergie aus – ungefähr 15-20%.

Die Gebäudeeinspeisung kann nicht nur aus einer Windkraftanlage erfolgen, sondern auch aus Solarbatterien sowie aus einem Benzin- oder Dieselgenerator. Wenn diese Elemente in der Kette vorhanden sind, wird der Stromkreis durch eine andere Komponente ergänzt – den Schutzschalter. Wenn die Hauptstromquelle getrennt wird, startet die Sicherung.

Eine Windenergieanlage besteht aus folgenden Komponenten:

  • Rotor mit Schaufeln (je nach Ausstattung des Modells können für einen Windgenerator mehrere Schaufeln vorhanden sein, normalerweise 2 oder 3, obwohl es mehrere Schaufelvarianten gibt);
  • ein Getriebe oder ein Getriebe, das die Geschwindigkeit zwischen dem Generator und dem Rotor steuert;
  • ein Schutzgehäuse, das die Details der Struktur vor dem negativen Einfluss äußerer Faktoren schützt;
  • "Schwanz", der eine Drehung der Struktur in Windrichtung ermöglicht;
  • der Akkumulator spart einen gewissen Energiebestand;
  • Wechselrichterinstallation, die eine Stromart in eine andere umwandelt.

Es gibt verschiedene Klassifizierungen, nach denen die Windkraftanlagen in Gruppen eingeteilt werden:

  1. In Richtung der Drehbewegung der Schaufeln – horizontale und vertikale Windmühlen.
  2. Durch die Anzahl der Klingen – Zwei-, Drei- und Multi-Blade-Geräte.
  3. Je nach Art des Materials, das zur Herstellung von Klingen verwendet wird – Ausführungen mit Segel- und starren Klingen.
  4. Durch die Kontrollmethode – Windmühlen mit fester oder einstellbarer Steigung der Flügel.

Guter Rat! In den meisten Fällen empfehlen Experten den Eigentümern von städtischen Wohngebäuden, eine Windkraftanlage mit festem Blattabstand zu kaufen, da einstellbare Geräte zu kompliziert zu bedienen sind.

Eine Windkraftanlage mit horizontaler Achse steht senkrecht zum Luftstrom. Das Design hat einen ähnlichen Aufbau und funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie eine normale Wetterfahne. Windenergieanlagen mit Rotationsgenerator haben einen hohen Wirkungsgrad und sind im Preis erhältlich. Die Basis für den Betrieb dieser Geräte ist der Widerstand des Luftstroms.

Windmühlen mit vertikaler Achse oder orthogonale Windenergieanlagen haben eine kompakte Bauweise, ihr Preis ist jedoch viel höher. Aufgrund des besonderen Aufbaus ist diese Art der Ausrüstung völlig unabhängig von der Windrichtung. Die Schaufeln haben das Aussehen von Turbinen, wodurch die Belastung des axialen Teils erheblich verringert wird. In solchen Fällen ist es sinnvoll, einen vertikalen Windgenerator zu kaufen, wenn der Wind in der Region ständig seine Richtung ändert.

Windenergieanlagen haben wie jede andere Art von Geräten sowohl Vor- als auch Nachteile. Um sich für den Kauf dieses Geräts zu entscheiden, ist es wünschenswert, seine Stärken und Schwächen abzuwägen.

Warum lohnt es sich, einen Windgenerator (220V) für ein Privathaus zu kaufen:

  1. Keine zusätzlichen Kosten, da das Gerät keinen Kraftstoff benötigt.
  2. Keine ständige Überwachung erforderlich. Das Design erzeugt bei jedem Wind unabhängig Strom.
  3. Relativ leise und absolut umweltfreundliche Art und Weise, Strom zu gewinnen.
  4. Das Gerät kann bei fast allen klimatischen Bedingungen eingesetzt werden.
  5. Verschleißteile sind minimal.

Die Installation eines Windgenerators für das Haus hat folgende Nachteile:

  • Die Anschaffungskosten zahlen sich in 5-6 Jahren aus.
  • relativ niedriger Wirkungsgrad, der die Leistung beeinflusst;
  • hoher Preis für Windgeneratoren;
  • Um die Inaktivität des Geräts an windstillen Tagen auszugleichen, ist eine zusätzliche Ausrüstung erforderlich: ein Generator und ein Akku (die Kosten dieser Elemente sind sehr hoch);
  • In einigen Modi strahlen Windenergieanlagen für das Haus Infraschall aus (dasselbe gilt, wenn die Installation der Ausrüstung fehlerhaft erfolgt).
  • regelmäßige Wartung ist erforderlich;
  • Hurrikan kann die Ausrüstung ernsthaft beschädigen.

Guter Rat! Achten Sie darauf, die Rentabilität zu berechnen, bevor Sie einen Windgenerator für das Haus kaufen. Der Preis für das Gerät ist möglicherweise zu hoch und die Anschaffungskosten zahlen sich nicht aus. Dazu muss der durchschnittliche Leistungsindex zu Hause berechnet werden (die Leistung aller elektrischen Geräte wird berücksichtigt), das Gelände, in dem die Geräte installiert werden, wird ermittelt und es wird ermittelt, wie viele Windtage pro Jahr vorhanden sind.

Die Kosten für Windkraftanlagen für Privathäuser sind ziemlich hoch. Die Anschaffungskosten zahlen sich nur aus, wenn die Umgebung über geeignete Bedingungen verfügt.

Die Installation einer Windkraftanlage ist in folgenden Fällen gerechtfertigt:

  • das Gelände entspricht den Ausrüstungsanforderungen;
  • Für die Region, in der sich der Standort befindet, sind starke Winde charakteristisch.
  • Es gibt keine Möglichkeit andere alternative elektrische Energiequellen zu nutzen.

In anderen Fällen zahlen sich die Kosten für den Kauf eines Windgenerators für das Haus nicht aus. Wenn die Anzahl der windigen Tage pro Jahr gering ist, können diese Geräte durch Solarzellen oder Generatoren mit Diesel- oder Benzinmotoren ergänzt werden.

Küstengebiete sowie offene Bereiche in Berggebieten sind ideal für die Installation von Windgeräten. In diesen Regionen beträgt die Windgeschwindigkeit mehr als 60-70 m / s. Bewohner dieser Gebiete können die zentralen Stromversorgungssysteme vollständig verlassen und Windkraftanlagen aufsuchen. In flachen Gebieten sind die Windströmungen gleichmäßiger, aber ihre Stärke reicht nicht aus, um das Haus vollständig mit Strom zu versorgen.

Es ist höchst unerwünscht, Geräte in der Nähe von Wäldern und Landungen zu installieren. Bäume werden einen Teil der Energie aufhalten, was die Rentabilität von Windenergieanlagen verringert. Die Kraft des Luftstroms nimmt mit der Entfernung vom Boden zu. Dies bedeutet, je höher der Mast der Windstation ist, desto größer ist der Impuls, den das Gerät einfangen kann. Andererseits erfordert eine unnötig hohe Struktur eine zusätzliche Verstärkung. Starke Windböen können leichter niedergeschlagen werden als Windräder mit einem Mast, der 5-7 m hoch ist.

Experten empfehlen, Geräte in einer Höhe von 10-15 m über dem Boden zu installieren. So beheben Sie ein ähnliches Design auf zwei Arten:

  1. Durch das Betonieren der Stiftung.
  2. Verwenden von Streckmetall.

Um das Fundament der Windmühle zu betonen, müssen Sie vier tiefe Brunnen mit kleinem Durchmesser ausheben. Der Mast wird durch Dehnen in sie eingetaucht und anschließend mit Zementmörtel gefüllt. Dieser Prozess ist ziemlich mühsam und kostspielig, aber er ist äußerst zuverlässig. Selbst bei starken Windböen bleibt der Mast bewegungslos. Die einzige Gefahr besteht darin, die Klingen zu brechen.

Bei der Befestigung des Mastes mit Dehnungsstreifen wird ein Metallkabel verwendet. Sie erstreckt sich, bis die Windmühle streng senkrecht zur Erdoberfläche steht. Danach ist das Kabel fest am Boden befestigt.

Es ist wichtig! Windmühlen mit hohen Masten müssen geerdet werden.

Die Wahl einer Windkraftanlage muss sorgfältig angegangen werden. Die Hauptkriterien sind die Kapazität der Ausrüstung, die Art der Achse (horizontal oder vertikal) sowie der Hersteller. Vor dem Kauf müssen Sie die Spezifikationen sorgfältig studieren und Produkte verschiedener Hersteller vergleichen.

Preise für Windkraftanlagen, die in Russland hergestellt werden:

Hersteller Preis, tausend Rubel
Windkraftunternehmen 30-300
Rkraft 65-908
Windkraft 78-130
Sapsan-Energie 149-319
HRC-Vertical 204-600

 

Viele dieser Organisationen sind in der Fertigung von Anlagen für Einzelaufträge tätig und helfen bei der Planung und Durchführung von Berechnungen.

Die Preise für Windkraftanlagen für ausländische Häuser sind viel höher. Die minimalen Installationskosten betragen 120 Tausend Rubel. Die Produkte ausländischer Unternehmen sind aufgrund der Verwendung von High-Tech-Geräten in der Produktion von hoher Qualität. Die Reparatur solcher Anlagen ist jedoch teuer und der Kauf von Ersatzteilen kann mit Schwierigkeiten verbunden sein.

Die Vorteile von werksseitig hergestellten Windkraftanlagen:

  • die Möglichkeit, das Gerät im kompletten Set zu erwerben und sogar seine professionelle Installation zu bestellen;
  • umfangreiche Auswahl an Herstellern und Modifikationen mit unterschiedlichen Eigenschaften;
  • Qualitätssicherung;
  • die Fähigkeit, einen qualifizierten Techniker für Reparaturen anzurufen.

Angesichts der hohen Kosten für die Fabrikausstattung bevorzugen viele Besitzer von Vorstadtgebieten ihre eigenen handgefertigten Strukturen. Für die Herstellung eines hausgemachten Windgenerators benötigt man etwa 3000-5000 Rubel. Der größte Teil dieser Summe wird für den Kauf von hochwertigen wiederaufladbaren Akkus ausgegeben, die eine lange Zeit laden können.

Um das Laufrad herzustellen, ist es besser, ein leichtes Material mit einer hohen Sicherheitsmarge zu wählen. Für diese Zwecke eignet sich Glasfaser. Dadurch sind die Klingen leicht und verschleißfest. Mast ist besser aus Stahlrohren herzustellen. Der optimale Durchmesser beträgt 32 mm.

Wer eine Vorstellung davon hat, wie Stromkreise funktionieren, kann mit einer Windmühlenbaugruppe zurechtkommen. Die Hauptsache ist, auf alle Details aufmerksam zu sein und sorgfältig alle Ihre Handlungen zu überprüfen. Um Fehler zu vermeiden, können Sie visuelle Videos verwenden, die den gesamten Prozess der Teilefertigung und deren weitere Montage detailliert beschreiben.

Wie man einen Windgenerator mit eigenen Händen an 220 V (4 kW) herstellt: Video

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