Alternativno ogrevanje

Hibridni vetrni in sončni sistem za ogrevanje prostorov

Ali postajajo hibridni sistemi vključno z vetrno in sončno energija prihodnost obnovljivih virov energije?


Ni skrivnost, da vetrna in sončna energija postajata ključni izziv za varnost omrežij in stabilnost. Medtem ko se moč sonca lahko izkoristi samo čez dan, je oskrba z vetrom odvisna od več dejavnikov, vključno z geografsko lego. To nepravilno naravo vetra in sončne energije se lahko bistveno zmanjša z združitvijo obeh na enem mestu, da bi ustvarili hibridno elektrarno s povečano učinkovitostjo in boljšo rastlinsko obremenitvijo. Z dodajanjem akumulatorja ali drugega obnovljivega vira, kot je geotermalna energija ali biomasa, lahko ta kombinacija dodatno poveča učinkovitost s potencialom krožne energije, ki jo proizvaja obnovljiva elektrarna.

Vzhodni sončni veter za notranji energetski sistem
Vzhodni sončni veter za notranji energetski sistem

Mali vodnik po vodi

Vodnik za manjše vetrove pomaga lastnikom stanovanj in malim podjetjem, da se odločijo, ali bo vetrna energija delovala zanje, tako da bo obravnavala naslednja vprašanja:

    Ali je vetrna energija primerna zame?

    Kakšno moč vetrne turbine potrebujem?

    Kateri so osnovni deli malega vetrnega električnega sistema?

    Kolikšna je cena za izgradnjo sistemi za vetrno energijo?

    Kje najdem pravilni prostor za namestitev in vzdrževanje?

    Koliko energije bo ustvaril moj sistem?

    Ali je v mojem okolju dovolj vetra?

    Kako izberem najboljšo stran neba za svojo vetrno turbino?

    Ali lahko svoj sistem povežem z javnim omrežjem?

Ali lahko energijo vetra porabim za svoj dom? Več ljudi si postavlja to vprašanje, ko iščejo način pred zvišanjem stopnje električne energije in načinom zbiranja lokalnih vetrnih virov. Čeprav vetrne turbine, ki so dovolj velike, da zagotovijo precejšen delež električne energije, ki jih potrebuje povprečna hiša, je na splošno 1 hektar zemljišča ali več. Majhni vetrni električni sistemi lahko prispevajo k energetskim potrebam posameznikov.

Energija vetra
Energija vetra

Lastniki domov in mala podjetja lahko uporabljajo vetrne turbine, kot je ta stanovanjska vetrnica moči do 3,7 kW, da zmanjšajo svoje račune za uporabnost.

Majhen vetrni električni sistem vam bo pomagal, če:

- Obstaja dovolj vetra, kjer živiš

- Visoki stolpi so dovoljeni v vaši soseski ali na podeželju, če živite na ravnem terenu brez bližnjih ovir

- Imate v svojem okolju dovolj prostora

- Določite, koliko električne energije potrebujete oziroma želite proizvajati

- Lahko se povežete s ponudnikom na javno omrežje, če izpolnjujete vse zahteve za povezavo z omrežjem

- Deluje zate ekonomično.

Ta vodnik vam bo priskrbel osnovne informacije o malih električnih sistemih vetra, ki vam bodo pomagali pri odločitvi, ali bo vetrna energija zadostovala tvojim zahtevam.

Zakaj bi morali izbrati vetrovi?

Vetrni energetski sistemi so lahko eden od stroškovno najbolj učinkovitih sistemov za obnovljive vire energije na domu. Majhen vetrni sistem lahko glede na vaš vetrni vir rahlo zmanjša, ali poveča do 100 %, vam pomaga izogniti visokim stroškom razširitve električnih vodov na oddaljene lokacije, včasih pa lahko tudi napajanje z enosmerno napetostjo ali izven omrežja. Poleg tega je vetrna energija čista, avtohtona in obnovljiva energija.

Kako delujejo vetrne turbine?

Vetrovi nastajajo zaradi neenakega segrevanja Zemljine površine s soncem. Vetrne turbine pretvarjajo kinetično energijo v vetru v mehansko moč, ki vodi generator, da proizvaja čisto električno energijo. Današnje turbine so vsestranski modularni viri električne energije. Njihove lopatice so aerodinamično oblikovane tako, da zajamejo največjo energijo od vetra. Vetrna energija obrača lopatice, ki zavrtijo gred, priključeno na generator, ali generator rotorja, kar naredi električno energijo.

Prvič, kako lahko naredim svoj dom bolj energetsko učinkovito?
Pred izbiro vetrnega sistema za svoj dom bi morali razmisliti o zmanjšanju porabe energije, tako da bo vaš dom bolj energetsko učinkovit. Naučite se, kako porabite električno energijo v svojem domu. Zmanjšanje vaše porabe energije bo bistveno znižalo vaše račune za uporabnost in zmanjšalo velikost sistema za obnovljivo energijo, ki ga potrebujete na domu. Da bi dosegli največjo energetsko učinkovitost, bi morali uporabiti celovit pristop. Oglejte si dom kot energetski sistem z medsebojno povezanimi deli, ki delujejo s skupnim učinkom in prispevajo k večji učinkovitosti sistema. Pomembna je izolacija hišnih zidov vašega doma do žarnic v njenih pritrdilnih elementih.

Obstaja veliko načinov, kako bo vaš dom postal učinkovitejši.

- Izboljšanje izolacije in tesnjenja puščanja zraka v hiši sta dva od najhitrejših in najbolj stroškovno učinkovitih načinov za zmanjšanje energetskih odpadkov. Domovi, zgrajeni pred letom 1950, porabijo približno 60 % več energije na kvadratni meter od tistih, zgrajenih po letu 2000.

 - Če termostat nastavite navzdol od 7° do 10 °C za 8 ur na dan od običajne nastavitve, lahko pri ogrevanju in hlajenju shranite kar 10 %.

- Nizka zunanja ali notranja ali zunanja okna vam lahko prihranijo od 12 % do 33 % pri stroških ogrevanja in hlajenja, odvisno od vrste okna, ki je že nameščen v hiši.

- Z zamenjavo petih najpogosteje uporabljenih svetlobnih naprav ali žarnic z modeli, ki so energijsko varčni.

- Pri nakupovanju naprav poiščite nalepko Energijsko varčno.

Izračun za območje vetrne turbine
Izračun za območje vetrne turbine

Ali je vetrna energija praktična zame?

Majhen vetrni sistem vam lahko zagotovi praktičen in ekonomičen vir električne energije, če:

- ima vaša nepremičnina dober vetrni vir.

- vaš dom je na vsaj 1 hektarju zemlje.

- lokalne ali zakonske zveze omogočajo namestitev vetrne turbine.

- če so zadostni pogoji za, koliko električne energije potrebujete ali želite proizvajati.

- če bo sistem deloval ekonomično in učinkovito, boste morda upravičeni do državne ali zvezne  

  podpore in subvencije.

 - boste lahko uživali v dolgoročnih naložbah.

 - vaši povprečni računi za električno energijo znašajo vsaj med 100 do 150 € na mesec ali več ali pa nimate dostopa do električne energije omrežja.

Relativna velikost malih vetrnih turbin
Relativna velikost malih vetrnih turbin

Območja in dovoljenja

Območje se nanaša na splošne lokalne predpise, ki dovoljujejo in omejujejo različne vrste projektov, dovoljenje pa se nanaša na pridobitev dovoljenj za določen projekt v okviru teh območnih pravil.

S procesi za določanje območij in dovoljenj za gradnjo vetrnih elektrarn si prizadevajo reševati interese in skrbi glede varnosti, estetike in skupnosti. Nekatere od teh pomislekov lahko vključujejo zvok, vizualni učinek, vpliv na prostoživeče živali, motnje TV / radia, prelivanje ledu ali zlomljeno opremo.

Praksa se močno razlikujejo po vsej državi, tako da je seznanjen z lokalnimi predpisi, organi in splošnimi zahtevami. V nekaterih primerih so območja in dovoljenje pričakovanja skladni in preprosti. V drugih primerih se lahko zahteva zaslišanje in proces ni jasen. Projekt, zasnovan v okviru obstoječih omejitev, bo imel občutnejši postopek izdajanja dovoljenj in bo verjetneje prejel dovoljenje. Toda, če vaš projekt ne sodi v določene meje, se mora običajno opraviti poseben revizijski postopek, da se doseže odstopanje od obstoječih pravil in predpisov - potencialno dragega in dolgotrajnega postopka, ki pogosto vključuje vsaj eno javno obravnavo in ne jamči za uspeha.

Pred vlaganjem v vetrno energijo bi morali raziskati potencialno območje in dovoliti ovire. Nekatere sodne oblasti omejujejo višino dovoljenih struktur na stanovanjskih območjih, čeprav se lahko dosežejo razlike. Večina uredb za določanje območja ima višino 35 metrov.

  • Obrnite se na lokalnega inšpektorja za gradnjo, nadzornega sveta ali načrtovalnega odbora. Povedali vam bodo, ali boste morali pridobiti gradbeno dovoljenje in boste dobili seznam zahtev.
  • Obisk v središču za izdajanje dovoljenj in središč za porazdelitev vetrne energije.
  • Uporaba območij razdeljenega vetrnega energijskega območja z dovoljenjem zveze čistih energij: dovoljenje od lokalne vlade.

Poleg vprašanj v zvezi s področjem lahko sosedje nasprotujejo vetrni turbini, ki blokira njihov pogled, ali pa jih morda skrbi za zvok, ki ga proizvaja. Večino conskih in estetskih skrbi je mogoče rešiti z zagotavljanjem objektivnih podatkov. Na primer, tipična vetrna turbina z 2 kilovatoma deluje na ravni hrupa približno 55 dB oddaljenega od pesta turbine. Na tej stopnji se zvok vetrne turbine lahko izbere iz okoliškega hrupa, če se zavedate napora, da ga slišite.

Delovanje vetrne turbine za proizvodnjo elektrike v hiši
Delovanje vetrne turbine za proizvodnjo elektrike v hiši

Kakšno velikost vetrne turbine potrebujem?
Velikost vetrne turbine, ki jo potrebujete, je odvisna od vaše uporabe. Majhne turbine v velikosti od 20 vatov do 100 kilovatov (kW). Manjše ali "majhne" (20 do 500 vat) turbine se uporabljajo v uporabah, kot so polnjenje baterij za rekreacijska vozila na jadrnicah.

Turbine od 1 do 10 kW se lahko uporabljajo v uporabah, kot je črpanje vode. Vetrna energija se že stoletja uporablja za črpanje vode pri mletju zrna. Čeprav mehanske vetrne elektrarne še vedno zagotavljajo smiselno in poceni možnost za črpanje vode na območjih z nizkim vetrom, kmetje ugotavljajo, da je črpanje vetrnih elektrarn bolj vsestransko in da se lahko za isto začetno naložbo črpajo dvakrat večje količine.

Poleg tega je treba postaviti mehanske vetrne elektrarne neposredno nad vodnjakom, ki morda ne bodo izkoristili razpoložljivih virov vetra. Vetrne električne črpalne sisteme lahko postavimo tam, kjer je vetrni vir najboljši in priključen na motorno črpalko z električnim kablom. Vendar pa lahko na območjih z nizkim vetrnim virom mehanske vetrne elektrarne zagotavljajo učinkovitejše črpanje vode.
Turbine, ki se uporabljajo v stanovanjskih naseljih, se gibljejo od 400 do 100 kW (100 kW za zelo velike obremenitve), odvisno od količine električne energije, ki jo želite generirati. Za stanovanjske namene bi morali določiti energetski proračun in preveriti, ali so na voljo finančne spodbude. Te informacije pomagajo določiti velikost turbine, ki jo potrebujete. Ker je energetska učinkovitost običajno cenejša od proizvodnje energije, bo vaša hiša bolj energetsko in stroškovno učinkovitejša, saj bo zmanjšala velikost vetrne turbine, ki jo potrebujete. Proizvajalci in trgovci z vetrnimi turbinami lahko pomagajo pri velikosti vašega sistema, ki temelji na vaših potrebah po električni energiji.

Tipičen dom uporablja približno 10.766 kilovatnih ur (kWh), oziroma v povprečju 897 kWh na mesec. Glede na povprečno hitrost vetra na tem območju bi morala biti vetrna turbina ocenjena v razponu od 5 do 15 kW, kar bi bistveno prispevalo k temu povpraševanju. Vetrna turbina 1,5 kW bo ustrezala potrebam doma, ki potrebuje 300 kWh na mesec na lokaciji z letno povprečno hitrostjo vetra 14 MPH (6,26 metra na sekundo).

Proizvajalec, prodajalec ali podjetje s prodajo električne energije vam lahko priskrbi pričakovano letno proizvodnjo energije s turbino v odvisnosti od letne povprečne hitrosti vetra. Proizvajalec bo zagotovil tudi informacije o vseh največjih hitrostih vetra, pri katerih je turbina zasnovana za varno delovanje. Večina turbin ima samodejne sisteme za uravnavanje hitrosti, ki preprečujejo, da bi rotor izpustil iz nadzora v izjemno veliki hitrosti vetra.
Poleg podatkov o lokalnem vetrnem viru (hitrosti in smeri vetra) v porabi energije vam bodo ti podatki pomagali določiti, katera velikost turbin bo najbolje ustrezala vašim potrebam po električni energiji.

Izračun površine in potencialne energije
Izračun površine in potencialne energije

Kateri so osnovni deli malega vetrnega električnega sistema?
Sistemi za vetrno energijo na domačem trgu so na splošno sestavljeni iz rotorja, generatorja ali alternatorja, nameščenega na okvirju, rep (običajno), stolpa, ožičenja in komponent.

Ravnovesja sistema sestavljajo: krmilniki, pretvorniki in / ali baterije. Skozi vetrne lopatice rotor zajame kinetično energijo vetra in jo pretvori v rotacijski gib, da poganja generator, ki proizvaja AC ali divje AC (spremenljivo frekvenco, spremenljivo napetost), ki se običajno pretvori v električno omrežje, ki je združljivo z omrežjem.

Vetrna turbina

Majhne vetrne turbine lahko razdelimo v dve skupini: z vodoravno osjo in navpično osjo. Najpogosteje uporabljana turbina na današnjem trgu je vetrna turbina z vodoravno osjo. Te turbine imajo običajno dve ali tri lopatice, ki so običajno narejene iz umetnega materiala, kot so steklena vlakna. Vetrne turbine z navpično osjo sestavljata dve vrsti: Savonius in Darrieus. Turbina Savonius je prepoznavna po svoji zasnovi »S«, gledano od zgoraj. Darrieus turbine so videti kot jajčevec in imajo navpične lopatice, ki se vrtijo v in iz vetra.

Količina moči, ki jo bo proizvedla turbina z vodoravno osjo, se določi s premerom njegovega rotorja. Premer rotorja definira njegovo "premešano območje" ali količino vetra, ki ga prestreza turbina. Okvir turbine je struktura, na katero so pritrjeni rotor, generator in rep. Rep drži turbino v vetru.

Stolp
Ker se hitrost vetra povečuje z višino, je turbina nameščena na najvišjo točko na stolpu. Na splošno je višji stolp, večja je moč, ki jo lahko proizvede veter. Stolp vrti turbino tudi nad zračnim pretokom, kot so hribi, zgradbe in drevesa blizu tleh. Splošno pravilo je namestiti vetrno turbino na stolp tako, da je s spodnjim delom lopatice rotorja najmanj 9 metrov nad terenom ali katero koli oviro, ki je v razdalji 300 metrov ali stolpa, ki meri v višino 90 metrov. Relativno majhne naložbe v višje višine stolpa lahko prinesejo zelo visoke donose v proizvodnji električne energije.

Vetrna energija s stolpom
Vetrna energija s stolpom

Vetrba turbina opremljena z nagibnim stolpom, ki omogoča preprosto vzdrževanje vetrnih turbin.

Obstajata dve vrsti stolpov: samonosna (prostostoječa) in nagibna. Stranski stolpi, ki so najcenejši, so lahko sestavljeni iz mrežnih odsekov, cevi, kar je odvisno od zasnove; podporne žice; in temeljev. Lažje jih je namestiti kot samonosilne stolpe. Vendar, ker mora biti polmer človeka od polovice do tri četrtine višine stolpa, morajo imenovani stolpi zahtevati prostor za njihovo namestitev. Čeprav so dvižni stolpi dražji, potrošnikom nudijo preprost način za vzdrževanje manjših lahkih turbin (običajno 5 kW ali manj). Nagnjeni stolpi se lahko med hurikani in drugimi nevarnimi vremenskimi razmerami spustijo na tla. Aluminijski stolpi so nagnjeni in podvrženi razpokam in se jih je treba izogibati. Večina turbinskih proizvajalcev nudi vetrne sisteme, ki vključujejo vrsto možnosti za stolp.

Ravnovesje sistema
Stroški poleg turbine in stolpa so ravnovesje sistema, vključno z deli in delovnimi mesti, ki so namenjeni vaši uporabi. Večina proizvajalcev vam lahko zagotovi sistemski paket, ki vključuje vse dele, ki jih potrebujete za svoje namenske programe. Deli, ki se zahtevajo za sistem črpanja vode, se na primer razlikujejo od delov, potrebnih za stanovanjsko omrežje. Ravnotežje zahtevane sistemske opreme bo odvisno tudi od tega, ali je sistem povezan samostojno z omrežjem, ali je del hibridnega sistema.

Za namenski program, ki je povezan s stanovanjsko mrežo, lahko sistemski deli vsebujejo krmilnik, akumulatorje, napravo za krmiljenje moči (pretvornik), ožičenje, osnovo in namestitev. Številne krmilne naprave za vetrne turbine, pretvornike ali druge električne naprave lahko žigosa priznana agencija za testiranje.

Baterije za samostojne sisteme

Samostojni sistemi (sistemi, ki niso priključeni na komunalno omrežje) zahtevajo, da akumulatorji shranjujejo presežne moči, ki nastanejo za uporabo, ko je veter miren. Prav tako potrebujejo kontrolno napravo za polnjenje, da akumulatorjev ne napolnijo prekomerno.

Akumulatorji z globokim ciklom, kot so tisti, ki se uporabljajo za vozičke za golf, lahko stokrat in več napolnijo tudi do 80 % svoje zmogljivosti, zaradi česar so dobra izbira za oddaljene sisteme obnovljivih virov energije. Avtomobilske baterije so plitvo-ciklični akumulatorji in se zaradi svoje kratke življenjske dobe v pogojih globokega kroženja ne smejo uporabljati v sistemih obnovljivih virov energije. Majhne vetrne turbine proizvajajo električni tok (DC).

V zelo majhnih sistemih, naprave za daljinsko upravljanje delujejo neposredno iz akumulatorjev. Če želite uporabljati standardne naprave, ki uporabljajo običajen gospodinjski izmenični tok (AC), morate namestiti pretvornik za pretvorbo električnega toka iz akumulatorja v AC. Čeprav razsmernik rahlo zmanjša splošno učinkovitost sistema, omogoča domačemu omrežju za AC, določen pozitiven rezultat s posojilodajalci, uradniki za električno kodo. Zaradi varnosti bi morale biti baterije ločene od bivalnih prostorov in elektronike, ker vsebujejo jedke in eksplozivne snovi. Svinčeve baterije zahtevajo tudi zaščito pred temperaturnimi skrajnostmi.

Pretvorniki za omrežne sisteme
V sistemih, povezanih z mrežo, je potrebna edina dodatna oprema enota za krmiljenje moči (pretvornik), ki omogoča, da je izhod turbine električno združljiv z oskrbno mrežo. Baterije običajno niso potrebne.

Koliko energije bo ustvaril moj sistem?

V skladu z malo vetrno turbino AWEA in varnostnim standardom PDF je nazivna letna energija vetrne turbine izračunana za skupno energijo, ki se proizvede v 1-letnem obdobju s povprečno hitrostjo vetra 5 metrov na sekundo (m / s, ali 11,2 mph). Naslednja formula prikazuje dejavnike, ki so pomembni za delovanje vetrne turbine. Upoštevajte, da ima hitrost vetra (V) eksponent 3, ki se nanjo nanaša. To pomeni, da celo majhno povečanje hitrosti vetra povzroči veliko povečanje moči. Zato višji stolp poveča produktivnost katerekoli vetrne turbine, tako da ji omogoča dostop do večjih hitrosti vetra.

Formula za izračun moči iz vetrne turbine je:

Moč = Cp 1/2 ρ A V³

Katera:

    P = izhodna moč, vati

    Cp = Največji koeficient moči, ki se giblje od 0,25 do 0,45, manjše dimenzije (teoretično največja vrednost = 0,59)

    ρ = gostota zraka, kg / m³

    A = območje, ki prehaja v rotor, m² ali

    π D² / 4 (D je premer rotorja v m, π = 3.1416)

    V = hitrost vetra, m / s

Območje, ki poganja rotor (A), je pomembna, ker rotor zajame energijo vetra. Torej večji je rotor, več je energije, ki jo lahko zajame. Gostota zraka, ρ, se rahlo spremeni s temperaturo zraka in z višino. Ocene za vetrne turbine temeljijo na standardnih pogojih 15 °C na ravni morja. Popravek gostote je treba narediti za višje višine, kot je prikazano v grafu spremembe gostote zraka z višino. Popravek za temperaturo običajno ni potreben za napovedovanje dolgoročne zmogljivosti vetrne turbine.

Čeprav izračun vetrne moči prikazuje pomembne značilnosti vetrnih turbin, je najboljša meritev zmogljivosti vetrnih turbin letna proizvodnja energije. Razlika med močjo in energijo je, da je moč (kilovat [kW]) hitrost porabe električne energije, medtem ko je poraba energije (kilovatne ure [kWh]) porabljena količina. Ocena letne porabe energije iz vaše turbine na veter, kWh / leto, je najboljši način, da ugotovite, ali bo določena vetrna turbina in stolp proizvedla dovolj električne energije, da bodo ustrezale vašim potrebam.

Obrnite se na proizvajalca vetrne turbine, prodajalca / instalaterja ali ocenjevalca lokacije, ki vam bo pomagal oceniti proizvodnjo energije, ki jo lahko pričakujete. Uporabili bodo izračun, ki temelji na določeni krivulji moči vetrne turbine, povprečni letni hitrosti vetra na vaši spletni strani, višini stolpa, ki ga nameravate uporabiti, značilnostih minimalne lokacije vaše spletne strani in, če je na voljo, frekvenčna porazdelitev vetra (ocena števila ur, ki jih bo veter v povprečnem letu uporabil pri vsaki hitrosti). Prav tako bi morali prilagoditi ta izračun za višino vaše spletne strani.

Da bi dobili predhodno oceno zmogljivosti določene vetrne turbine, uporabite spodnjo formulo.
AEO = 0,01328 D² V³
Katere:
     AEO = Letna proizvodnja energije, kWh / leto
     D = premer rotorja, stopala
     V = letna povprečna hitrost vetra, mph

Delovni čas vračilnega obdobja vetrne energije Microsoft Excel je orodje za preglednice Microsoft Excel, ki vam lahko pomaga analizirati ekonomiko majhnega vetrnega električnega sistema in se odločiti, ali bo vetrna energija delovala zate. Zahteva vam, da zagotovite informacije o tem, kako boste financirali sistem, značilnosti vaše strani in lastnosti sistema, ki ga razmišljate. Nato vam nudi preprosto oceno o izplačilih (ne predvideva povečanja stopnje električne energije) v letih. Če je število let, potrebnih za ponovno vzpostavitev kapitalske naložbe, večje ali skoraj enako življenjskemu obdobju sistema, energija vetra ne bo praktična za vas.

Ali je na moji strani dovolj zraka?

Ali je vir vira na vaši spletni strani dovolj dober, da upravičite svojo naložbo v majhen vetrni turbinski sistem? To je ključno vprašanje in ni vedno preprosto odgovorjeno. Vetrni vir se lahko znatno razlikuje na območju le nekaj milj zaradi lokalnih vplivov na teren in na pretok vetra. Vendar pa lahko storite, da odgovorite na zgornje vprašanje.

Največje povprečne hitrosti vetra običajno so ob morskih obalah, na velikih ravnicah, vendar na številnih območjih so vetrna sredstva dovolj močna, da so majhne vetrne turbine ekonomsko izvedljive.

Čeprav obstajajo številne metodologije za razumevanje vetrnega vira na določeni lokaciji, je zbiranje na kraju samem običajno prednostno izmerjenih podatkov o vetru.

Pred izvedbo kampanje merjenja na kraju samem nekateri razvijalci malih vetrov uporabljajo vetrne zemljevide, da konzervativno ocenijo vir vetra na višini turbine. Medtem ko ti zemljevidi lahko zagotovijo splošen indikator dobrih ali slabih vetrnih virov, ne zagotavljajo dovolj visoke ločljivosti za identifikacijo lokalnih funkcij mesta. Državni zemljevidi vetra ne morejo vključevati informacij o zapletenih terenih, talnih oblogah, porazdelitvi hitrosti vetra, porazdelitvi smeri, intenzivnosti turbulence in drugih lokalnih učinkih.

Zemljevidi ali storitve, ki ste jih kupili, pogosto omogočajo večjo ločljivost in večjo prilagodljivost z zumom, usmerjenostjo in dodatnimi funkcijami. Pazite na višino zemljevida nad tlemi, saj se nanaša na višino stolpa potencialnega projekta. Prilagoditev hitrosti vetra za višinsko razliko nad površino zemlje in višino turbine in dodati potencialni vir napake, odvisno od izbranega uvodnega striženja vetra, in večje višinske razlike, če je večja možna napaka.

Zato so pri vetrnih aplikacijah na majhnih vetrnih kartah energije od 30 do 40 m veliko bolj uporabne kot vetrne karte od 10, 60, 80 ali 100 m. Pomembno je tudi razumeti ločljivost vetrne karte ali modela, ki je bil ustvarjen. Če je resolucija nižja od značilnosti terena, bodo potrebne prilagoditve za lokalne učinke terena.

Lokalne letališke ali vremenske postaje lahko ponudijo tudi lokalne vetrne podatke, vendar so ti podatki manj zanesljivi kot podatki o dejanskih lokacijah. Če se uporabljajo podatki o letališčih (običajno zabeleženi pri 10 m nad tlemi) ali podatki o vremenskih postajah (običajno zabeleženi pri 5 do 7 m nad tlemi), se pozanimajte ne le o trenutni opremi in lokaciji, temveč tudi, če je zgodovinsko skladen z opremo za zbiranje podatkov in namestitvijo.

Obseg območja vrtenja vetrnice
Obseg območja vrtenja vetrnice

Oprema na teh lokacijah ni namenjena predvsem ocenjevanju vetrnih virov, zato je ne sme biti na primerni višini ali na mestu nobenih ovir. Na žalost so letališke in vremenske postaje običajno daleč od mesta zanimanja, z znatno različno orografijo, drevesnim pokrovom in višino spremljanja, zaradi česar so ti podatki vprašljive koristnosti. Glede na strokovno znanje, ki je potrebno za učinkovito vzpostavitev in povezavo podatkov o vetrnih podatkih, lahko podatki, ki jih zagotovijo letališča in vremenske postaje, zagotovijo samo grobo oceno.

Povprečne hitrosti vetra se povečajo z višino in lahko znašajo za 15 do 25 % večje pri tipični višini dviga vetra v višini 24 m, kot so tiste, izmerjene na višinah aerometrov letališča.

Druga koristna posredna meritev vetrnega vira je opazovanje rastlinstva območja. Drevesa, zlasti iglavci ali zimzelene rastline, lahko trajno deformirajo močni vetrovi. Ta deformacija, znana kot "označevanje", je bila uporabljena za oceno povprečne hitrosti vetra za območje.

Označevanje učinka močnih vetrov na rastlinstvo lahko pomaga določiti hitrosti vetra. Ocenjevalci pri majhnem vetru vam lahko pomagajo zagotoviti, da imate na svojem spletnem mestu dober vir energije. Programi državne ali komunalne spodbude se lahko uporabljajo za ocenjevanje vetrnih virov na določenih lokacijah. Na voljo so tudi računalniški programi, ki ocenjujejo vetrni vir na določenem spletnem mestu. Za pomoč pri zemljevidih virov vetra se lahko uporabijo ocenjevalci spletnih mest in računalniški programi.

Merjenje podatkov na kraju samem doda znatno količino dodatnih stroškov, napora in časa, še posebej, če je najprimernejša metodologija ustrezati višini turbine in zbira podatke za najmanj 1 leto. Pridobivanje večletnih podatkov je boljše ali 1 leto, na katero se lahko sklicuje na dolgotrajnejši podatkovni niz. Za mersko merjenje je na voljo več majhnih, cenovno dostopnih sistemov za pridobivanje vetra in jih najbolje izvajamo vsaj 1 leto.

Ti sistemi vključujejo vetromere, vetrne lopute in temperaturne senzorje, ki so nameščeni čim višje. Za izračun ekspresije šuma vetra je potrebno zbiranje podatkov na dveh različnih višinah. Podatki o vetru s smrekovino so bistveni za natančno analizo stroškov in koristi višjih stolpov. Poleg tega so povprečja hitrosti vetra in skrajne porazdelitve vetra, parametri za smer vetra, intenzivnost turbulence, navpične hitrosti vetra in z njimi povezane negotovosti turbulence, navpične hitrosti vetra in z njimi povezane negotovosti.

Nazadnje, če v vašem območju obstaja majhen vetrni turbinski sistem, boste morda lahko dobili informacije o izhodu sistema in s tem tudi podatke o hitrosti vetra.

Kako izbrati najboljšo vetrno stran za mojo vetrno turbino?

Takoj ko vnašate vetrne turbine iz ovir, ko gradite ali drevesa, na manj turbulence boste naleteli.

Pravilna ocena lokacije je podroben proces, ki vključuje oceno virov vetra in ovrednotenje značilnosti mesta postavitve. S tem v mislih boste morda želeli razmisliti o optimalni lokaciji vetrne turbine. Naslednje informacije poudarjajo ključne korake v procesu izbire / ocenjevanja spletnega mesta.

Če okolica potencialnega območja ni relativno ravna nekaj kilometrov, nato pa oceni glavnih topografskih značilnosti je treba, da v bližini (oddaljene lokacije) in na predlaganem mestu nameščanja turbine. Topografsko vrednotenje mora vključevati obliko, višino, dolžino, širino in razdaljo od predlagane turbine na kateri koli obliki. "Bližini" lahko vključuje vplive velikih objektov, kot so hribi, nasadi dreves ali visoke protivetrne zaščite do kilometer stran, in manjše predmete saj je možna vključitev posameznih dreves in stavb, še posebej 500 metrov od predlagane lokacije za namestitev turbine.
Lastniki projektov, ki so v bližini kompleksnih terenov, morajo poskrbeti za izbiro lokacije namestitve. Reliefne oblike (ali orografija) lahko vpliva na hitrost vetra, ki vpliva na količino pridobljene električne energije, jo vetrna turbina lahko ustvari. Povišana območja ne povečujejo le hitrosti vetra. Če ste stran svojo vetrno turbino na vrhu ali na vetrovnem strani hriba, na primer, boste imeli več dostopa do prevladujočih vetrov kot v jarek ali na Zavetrna (pokrita) strani hriba na skupnem zemljišču.

Druge povišane reliefne oblike (Bluffs, klifi) lahko ustvarite turbulence, Vključno nazaj vrtinci, kot veter prehaja navzgor in nad njimi. Postavitev stolpa, da bi se izognili turbulencam, ki jih povzroča kopna, je ključnega pomena.
Intenzivnost turbulence je glavna težava za majhne turbine zaradi višine stolpa in lokacije okoli "talnih neredov". Turbulenca lahko zmanjša letno energetsko izhodni načrt iz 15 % na 25 %, ker so razvili vetrne turbine z močnimi krivuljami. Običajno osnovne meritve na mestih z relativno nizko intenzivnostjo turbulence v primerjavi s tipičnimi majhnimi projekti na vetrnih straneh.

Različni viri lahko obstajajo v istem objektu. Poleg merjenja ali iskanja hitrosti vetra morate vedeti o prevladujočih smernicah vetra na svoji spletni strani. Poznavanje prevladujoče smeri vetra je bistvenega pomena za ugotavljanje vpliva kopenskih oblik in oblike zemlje ob iskanju najboljše razpoložljive lokacije in ocenjevanju vetrnega vira na tej lokaciji.

Za pomoč pri tem procesu majhni ocenjevalci vetrnih mest običajno razvijejo vrtnico, kar kaže na porazdelitev smeri vetra na določenem območju. Vetrnica se deli v kompas (običajno 8 ali 16) in označuje povprečno hitrost vetra, povprečni odstotek vetra iz vsake smeri in / ali odstotek energije v vetru po sektorjih. Vetrne vetrnice lahko nastanejo na podlagi letnih povprečnih hitrosti vetra ali po sezoni, mesecu ali celo času dneva, kot je treba.

Poleg geoloških formacij morate upoštevati obstoječe ovire, kot so drevesa, hiše in hlevi, zato morate načrtovati omenjene ovire. Vaša turbina mora biti postavljena navzgor po stavbah in drevesih in mora biti 30 metrov nad vsemi v horizontalnem polmeru 500 metrov. Torej potrebujete dovolj prostora za dvig in spust stolpa za vzdrževanje, in če je treba, morate omogočiti prostor za žice.

Ali je sistem samostojno ali omrežno priključen, morate upoštevati dolžino žice med turbino in obremenitvijo (hiša, baterije, vodne črpalke itd.). Zaradi žične upornosti se lahko izgubi znatna količina električne energije, večja izguba električne energije. Uporaba več žice bo povečala stroške namestitve. Vaše izgube žice so večje, če imate namesto izmeničnega toka (AC) enosmerni tok (DC). Torej, če imate dolgo žično napeljavo, je priporočljivo pretvoriti DC v AC.

Vetrne turbine, nameščene na stavbah
Treba je opozoriti, da vse vetrne turbine vibrirajo in oddajajo vibracije. To lahko povzroči težave s hrupom v stavbi. Torej, vetrni vir na strehi je na področju povečanih turbulenc, ki lahko skrajša življenjsko dobo turbine in zmanjša proizvodnjo energije. Dodatni stroški, povezani z blažitvijo teh težav, skupaj z dejstvom, da proizvajajo manj električne energije, omogočajo, da so strešne vetrne turbine manj stroškovno učinkovite kot majhni vetrni sistemi, nameščeni na stolpu, povezanem z zemljo.

Mali energetski vetrni sistemi se lahko priključijo na distribucijski elektroenergetski sistem. S priključitvijo na električno omrežje lahko vetrne turbine zmanjšajo porabo pri komunalni dobavi električne energije za razsvetljavo, naprave in električne toplote. Če turbina ne more priskrbeti zadostne količine energije, ki jo potrebujete, pripomoček naredi razliko.

Ko vetrni sistem proizvede več električne energije, kot zahteva gospodinjstvo, se presežek pošlje ali proda komunalnemu podjetju. Ti dogovori s komunalnim podjetjem se običajno imenuje neto merjenje ali neto obračun, in se obravnavajo z vrednostjo prodane električne energije ali neto presežka. To vrednotenje električne energije se običajno opravi enkrat letno ali mesečno, in vse druge pogodbene zahteve s pripomočki.

Sistemi, povezani z mrežo, so lahko praktični, če obstajajo naslednji pogoji:

-   Živite v območju s povprečno letno hitrostjo vetra vsaj 4,5 mph (4,5 m / s).

-   Če je dobavljena električna energija na vašem območju draga in znaša približno 10 do 15 centov na kilovatno uro.

-   Zahteve za priključitev vašega sistema na javno omrežje niso preveč drage.

-   Obstajajo dobre spodbude za prodajo presežne električne energije in / ali za nakup vetrnih turbin.

Hibridni sistemi napajanja_1
Hibridni sistemi napajanja_1

Vetrna turbina, priključena na omrežje, lahko zmanjša porabo energije.

Zvezni predpisi (zakon o javnih komunalnih predpisih iz leta 1978 ali PURPA) zahtevajo, da se pripomočki priključijo in kupijo električno energijo iz majhnih sistemov vetrne energije. Za pomoč pri svojem sistemu pa se obrnite na lokalno podjetje za oskrbo z električno energijo. Dobavitelj vam lahko ponudi seznam zahtev za povezavo vašega sistema z omrežjem.

Neto merjenje
Neto merilni programi so zasnovani tako, da omogočajo električnim števcem strank, da izkoristijo svoje zmogljivosti, da se "obrnejo nazaj", ko njihovi generatorji proizvajajo več energije, kot je povpraševanje kupcev. Neto merjenje strankam omogoča, da uporabijo svoje skupno obračunsko obdobje, ne le za trenutek. Ta izračunava, je lahko strankam za uporabo energije v pomoč, da si izvedejo svoj izračun porabljene energije.

Neto merjenje je odvisno tudi od države in komunalnega podjetja, odvisno od tega, ali gre za neto merjenje ali ga usmerja Komisija za komunalne storitve. Neto merilni programi določajo način ravnanja z neto odvečno proizvodnjo (NEG) v smislu plačila za električno energijo in / ali časa, ki je dovoljen pri odplačilu NEG posojila. Če zahteve glede neto merjenja določajo NEG mesečno, lahko potrošniki prejmejo samo tisti odškodninski zahtevki v tem mesecu. NEG se lahko uporablja za največ eno leto.

Poskusna študija primerjave s Savonius vetrno turbino_1
Poskusna študija primerjave s Savonius vetrno turbino_1

Varnostne zahteve
Ne glede na to, ali je vaša vetrna turbina priključena na omrežje, je vetrna turbina verjetno podvržena električnim kodam. Glavna skrb vlade je varnost objekta, tako da zahteva sintezo za kodo. Zahtevajo pravilno napeljavo ter namestitev in uporabo komponent s certifikatom za požar in električno varnost, ki ga opravijo v pooblaščenih preskusnih laboratorijih. Večina lokalnih zahtev za električno kodiranje temelji na Nacionalnem električnem kodeksu (NEC), ki ga izdaja Nacionalna protipožarna zaščita. Od leta 2011 se je začela najnovejša različica NEC, vključno z oddelki, ki so specifični za namestitev majhnih naprav za vetrno energijo.

Če je vaša vetrna turbina priključena na mrežo, tako da ni pomembno, kateri vir energije imate, bo vaša elektrarna morala dobavljati moč. Glavna skrb pripomočka je, da vaša vetrna turbina samodejno preneha z dobavo električne energije v napajalnih vodih med izpadom električne energije. V nasprotnem primeru linijski delavci in javnost, ki mislijo, da je linija "mrtva", morda ne bodo normalno previdni in bi jih lahko uničila moč vaše turbine.

Pred nekaj leti so nekatere državne vlade začele razvijati nove standardizirane zahteve za medsebojno povezovanje za male naprave za proizvodnjo obnovljivih virov energije (vključno z vetrnimi turbinami). V večini primerov nove zahteve temeljijo na soglasju standardnih postopkov testiranja, ki so jih razvili neodvisni tretji organi, kot so Inštitut za elektrotehnične in elektronske inženirje (IEEE). Komunalna podjetja običajno zahtevajo skladnost z IEEE 1547, ki obravnava zahteve glede električne varnosti za vetrne turbinske sisteme. Nekatere pripomočke lahko zahtevajo ustrezno navedbo pred priključitvijo vetrnega sistema.

Zahteve za medsebojno povezovanje
V večini primerov je zelo koristno, da se povežejo z majhno turbino s komunalno službo stranke, s V večini primerov je zelo koristno, da se povežejo z majhno turbino s komunalno službo stranke, s čimer s pripomočkom za rezervno napajanje za kritje spremenljivost proizvodnje energije turbine kot tudi shranjevanje odvečne energije. Takšna povezava je po navadi v obliki pridružitvenega sporazuma. Namen tega sporazuma je oceniti varnost opreme in postopkov.
V državah, kjer imajo tekmovanje za storitve električne energije (na primer vaša korist deluje lokalno žice, vendar imate možnost izbire dobavitelja električne energije), boste morda morali podpisati posebno pogodbo z vsako družbo. Običajno te sporazume napiše pripomoček ali ponudnik električne energije. V primeru zasebnih (investitorskih) javnih služb morajo biti pogoji pregledani in odobreni s strani državnih regulativnih organov.

Odškodnina
Plačilo odškodnine je sporazum med dvema stranema, v katerem obe strani soglašata, da bo druga oseba zavarovala izgubo ali škodo, ki izhaja iz nekega dejanja ali prevzete odgovornosti, v okviru proizvodnih zmogljivosti, ki jih imajo stranke. Komunalna podjetja pogosto želijo, da jih odjemalci odškodujejo za kakršno koli morebitno odgovornost, ki izhaja iz delovanja proizvodnega objekta stranke.

Čeprav je osnovno načelo zvočno, gospodarske javne službe ne bi smele biti odgovorne za premoženjsko škodo ali telesne poškodbe, ki jo je mogoče pripisati nekemu drugemu, določbe o odškodnini ne bi smele dajati prednosti koristnosti, ampak bi morale biti poštene za obe strani. Poiščite jezik, ki pravi: "Vsaka stranka bo odškodovala drugega ..." namesto "kupec odškodnini pripomoček ..."

Stroški strank
Naročnine lahko potekajo v različnih oblikah, vključno s stroški medsebojnega povezovanja, stroški merjenja in rezervni stroški. Ne bi smeli brez dvoma dvomiti o morebitnih stroških, ki se vam zdijo neprimerni. Zvezno pravo (zakon o javnih regulativnih politikah iz leta 1978 ali PURPA, oddelek 210) prepoveduje gospodarskim družbam, da ocenijo zmanjšanje stroškov za stranke, ki imajo lastne proizvodne zmogljivosti.

Hibridne rešitve
Hibridne rešitve

Slika - Hibridni sistem, ki združuje vetrni sistem s sončnim in / ali dizelskim generatorjem, lahko zagotavlja zanesljivo moč zunaj omrežja.

Hibridni sistemi
Hibridni sistemi za vetrno energijo lahko zagotovijo zanesljivo omrežje brez elektrike iz javnega omrežja za domove, kmetije ali celo celotne skupnosti, ki so daleč od najbližjih uporabnih linij. Po mnenju številnih strokovnjakov za obnovljivo energijo "hibridni" sistem, ki združuje vetrne in fotonapetostne (PV) tehnologije, ponuja več prednosti v enem samem sistemu.

V številnih državah je hitrost vetra nizka poleti, ko sonce sije najsvetlejše in najdaljše. Vetrovi so pozimi močni, ko je na razpolago manj sončne svetlobe in je lahko večje v primerjavi z dnevom. Ker se največji obratovalni časi za veter in PV pojavijo v različnih časih dneva v letu, bo hibridni sistemi bolj verjetno proizvedel moč, ko jo potrebujete. (Za več informacij o solarnih električnih ali PV sistemih glejte Uporaba sončne energije na domu).
V času, ko niti vetrna turbina niti moduli PV ne proizvajajo, večina hibridnih sistemov zagotavlja moč preko baterij in / ali generatorja motorja, ki ga poganjajo običajna goriva, kot je dizelsko gorivo. Če akumulatorji tečejo nizko, lahko generator motorja zagotovi napajanje in napolni baterije.

Dodajanje motorja od generatorja naredi sistem bolj zapleten, vendar lahko sodobni elektronski krmilniki samodejno upravljajo te sisteme. Generator motorja lahko tudi zmanjša velikost drugih komponent, potrebnih za sistem. Upoštevajte, da mora biti zmogljivost shranjevanja dovolj velika, da lahko v času brez polnjenja dobavlja električne potrebe. Baterije so običajno dimenzionirane za električno obremenitev 1 do 3 dni.

Hibridna hišna vetrna energija v kombinaciji z moduli PV
Hibridna hišna vetrna energija v kombinaciji z moduli PV

Hibridni sistem izven omrežja je lahko uporaben za vas, če:

- Živite v območju s povprečno letno hitrostjo vetra vsaj 4 m / s.
- Omrežna povezava ni na voljo ali jo lahko opravite z drago razširitvijo. Stroški vodenja daljnovodov 

   za oddaljeno spletno mesto za povezovanje z omrežjem za uporabo so lahko previsoki, in sicer od 

   15.000 do 50.000 dolarjev na kilometer, odvisno od terena.
- Želite pridobiti energetsko neodvisnost od uporabnosti.
- Želite ustvariti čisto moč.

Hibridni energetski projekti so še pred kratkim veljali v svetovnem nastopu v nastajajoči fazi. Tako kot vsaka nova tehnologija ali inovacije je trenutno še v evolucijski fazi. Vendar tega ni preprečilo razvijalcem, da bi sprejeli ta model za razvoj sistemov obnovljivih virov energije.

Na področju tehnologije bodo stroški shranjevanja, ki so pomemben sestavni del hibridnih projektov, imeli pomembno vlogo pri obsežnem sprejetju takšnih projektov. Stroški in tehnologije obnovljivega skladiščenja, ki danes prevladujejo, so nevzdržni za projekte obnovljive energije velikih podjetij. Razen, če pride do preboja v tehnologiji shranjevanja, ki lahko znatno zmanjša stroške na vate, bodo projekti sončne energije in vetra s 100 % skladiščenjem drugi omejeni na izbrane geografske in projektne projekte.

Razkritje osnutka hibridnega zakona o sončnem vetru je korak v pravo smer. To postavlja ta sistem v ospredje po svetu, pri sprejemanju novih tehnologij in inovacij v obnovljivem prostoru. Uspeh bo odvisen od tega, kako se prilagaja potrebam industrije in trga. Obstajajo vprašanja, na katera bodo odgovori prišli pravočasno.

I.K.



Knjiga Ogrevanje


Knjiga »Ogrevanje – vse za ogrevalno tehniko«, ki jo smo jo izdali meseca julija 2013, ne zagotavlja samo znanja o tehniki, zamenjuje tudi številne in že do zdaj uveljavljena mnenja strokovnjakov. Moja želja je , da se s pomočjo kakovostne strokovne knjige, kateri bodo sledile še knjige, kjer bodo opisani sodobni načini o prezračevanju, kakovostni gradnji objektov kot je ničelna energijska hiša ter izvajanje vodovodnih instalacij.

Naročite svoj izvod knjige Ogrevanje