¿Es factible usar pequeñas turbinas eólicas para el hogar para la generación de energía? ¿A qué problemas debemos prestar atención?

1 、 Tipos y principios de trabajo del hogar pequeñas turbinas eólicas
La generación de energía eólica se distingue por la potencia, con las que superan los 750kW de la generación de energía eólica a gran escala y los que están por debajo son pequeños y medianos generación de energía eólica. En China, el equipo de generación de energía eólica por debajo de 100kW se llama equipo de generación de energía eólica a pequeña escala, se utiliza principalmente para la construcción de energía rural y la comunicación móvil en hogares y áreas sin electricidad. De acuerdo con el principio de construcción y el entorno aplicable, las pequeñas turbinas eólicas se dividen principalmente en dos tipos: eje horizontal y eje vertical.
Las turbinas eólicas del eje horizontal tienen velocidades de rotación rápidas y coeficientes de generación de alta potencia, pero también niveles de ruido relativamente altos. Además, el entorno de generación de energía requiere altos estándares, y el equipo de generación de energía debe instalarse en un entorno de parque eólico con una velocidad de viento anual promedio de 5 a 15 metros por segundo para lograr un rendimiento óptimo de generación de energía. Las turbinas eólicas del eje vertical tienen una velocidad de rotación más lenta, un ruido relativo más bajo y una generación de potencia más baja en comparación con las turbinas del eje horizontal. Sin embargo, no tienen restricciones de instalación de ubicación y pueden comenzar a generar electricidad incluso en entornos de baja velocidad del viento. Por lo tanto, han sido ampliamente utilizados en China.
El principio de funcionamiento de una turbina eólica es utilizar la energía eólica para impulsar la rotación de las palas del molino de viento, y luego aumentar la velocidad de rotación a través de una máquina que aumenta la velocidad para promover el generador para generar electricidad. Específicamente, el viento actúa sobre las cuchillas diseñadas para la aerodinámica, generando una diferencia de elevación que impulsa al impulsor a rotar; El impulsor está conectado a la velocidad de la velocidad que aumenta la velocidad a través del eje principal, convirtiendo la rotación de baja velocidad en alta velocidad adecuada para el funcionamiento del generador; El eje de alta velocidad impulsa el rotor del generador, cortando líneas magnéticas en el devanado del estator para generar inducción electromagnética y generar corriente alterna de acuerdo con la ley de Faraday; Después de ser impulsada por un transformador, la electricidad está conectada a la red eléctrica o se suministra a los usuarios.
2 、 Viabilidad del hogar pequeñas turbinas eólicas para la generación de energía
（1） Condiciones de recursos
Las turbinas eólicas generan electricidad utilizando el viento, por lo que requiere una cierta cantidad de recursos de viento. China tiene vastos territorio y abundantes recursos de energía eólica. Según la Oficina Nacional de Geología, el 76% de la área total del país puede ser utilizada y desarrollada para la energía eólica. Si hay una potencia eólica suficiente y estable en el entorno doméstico, las turbinas eólicas se pueden usar como una fuente de energía limpia confiable. Por ejemplo, en algunas áreas montañosas remotas, islas y otras áreas con una cobertura insuficiente de la red eléctrica, los recursos del viento a menudo son abundantes y adecuados para instalar pequeñas turbinas eólicas domésticas.
（2） Campos de aplicación
En la actualidad, las pequeñas turbinas eólicas domésticas en China se utilizan principalmente para el riego de tierras de cultivo domésticas, bombeo de pozos de agua, carga de batería cuando se anclan los barcos de pesca, el suministro de energía para equipos de fusión de nieve y suministro de energía auxiliar para estaciones de policía o estaciones de bomberos en caso de desastres. En las zonas rurales, muchos hogares han logrado las necesidades básicas de electricidad, como la iluminación y la observación de la televisión, instalando pequeñas turbinas eólicas, mejorando su calidad de vida. En algunas áreas sin electricidad, las pequeñas turbinas eólicas se han convertido en una forma importante para que los residentes locales obtengan electricidad.
（3） Beneficios sociales
Aunque la proporción de la industria de generación de energía eólica a pequeña escala en el suministro de electricidad y la energía verde de China es insignificante en términos de capacidad instalada y generación de energía, sus beneficios sociales no pueden ignorarse. Hoy en día, las pequeñas turbinas eólicas domésticas en China tienen un mercado relativamente estable, con un volumen de ventas anual de más de 30000 unidades. En muchas áreas relativamente remotas, alrededor de 1,5 millones de agricultores, pastores y pescadores han logrado la electrificación doméstica a través de turbinas eólicas domésticas, permitiendo que las luces eléctricas y la televisión ingresen a los hogares de agricultores, pastores y pescadores. Las personas no solo pueden ver VCD de televisión, incluso se utilizaron refrigeradores y lavadoras, mejorando significativamente el nivel de vida de los residentes locales.
Además, la aparición de turbinas eólicas domésticas ha cambiado la estructura de energía tradicional de la quema de carbón y carbón, y la proporción de energía renovable ha aumentado, lo que hace que muchos lugares sean realmente verdes y ecológicos. La aparición de electricidad también ha profundizado la conexión entre los residentes locales y el mundo exterior. Pueden obtener más información comercial escuchando y viendo televisión y radio, vendiendo así sus productos agrícolas y laterales a precios más razonables y aumentando sus ingresos.
3 、 Precauciones para usar pequeñas turbinas eólicas para el hogar
（1） Evaluación de recursos eólicos
Antes de usar pequeñas turbinas eólicas domésticas, es necesario comprender completamente los recursos del viento local, incluidos los cambios mensuales de velocidad del viento durante todo el año. Debido a que las turbinas eólicas solo pueden funcionar dentro de un cierto rango de velocidades del viento, generalmente de 3 a 25 metros por segundo. Si la velocidad del viento es demasiado baja, afectará la generación de energía; Si la velocidad del viento es demasiado alta, causará daños al equipo. Se puede realizar una evaluación precisa de los recursos eólicos locales mediante la consulta de datos meteorológicos locales, consultando organizaciones profesionales o utilizando instrumentos de medición de velocidad del viento para determinar si es adecuado para instalar turbinas eólicas.
（2） Análisis de viabilidad económica
Aunque las turbinas eólicas son equipos de conversión de energía libre, debido a las limitaciones de las condiciones del viento, se requiere una gran cantidad de inversión en la etapa temprana, incluida la compra de equipos, instalación y puesta en servicio, y costos de mantenimiento posteriores. Por lo tanto, además de usar turbinas eólicas para la generación de energía, la mayoría de los hogares que requieren turbinas eólicas para la generación de energía se encuentran en áreas remotas y a menudo requieren apoyo gubernamental. Antes de decidir sobre la instalación, se debe realizar un análisis detallado de la viabilidad económica, considerando factores como el costo de inversión del equipo, la eficiencia de la generación de energía, los costos de mantenimiento, etc., para garantizar que la inversión pueda recibir un rendimiento razonable.
（3） Selección de ubicación de instalación
Las turbinas eólicas deben instalarse en ubicaciones con buena circulación de aire a grandes altitudes. Al seleccionar la ubicación de la instalación, es necesario considerar el impacto del terreno, los edificios y otros obstáculos en el viento, y asegurarse de que las cuchillas de la turbina eólica no toquen ningún objeto. En términos generales, uno debe elegir lugares con terreno más alto y entornos sin obstrucciones, como techos, espacios abiertos, etc. Al mismo tiempo, para las turbinas eólicas instaladas en los techos, la capacidad de carga del techo también debe considerarse, y generalmente se recomienda instalar turbinas eólicas por debajo de 3kW.
（4） Selección y calidad del equipo
Casi todas las pequeñas turbinas eólicas por debajo de 400 W en el mercado no tienen frenado, estabilización de velocidad o funciones de limitación de velocidad. Mientras haya suficiente energía eólica, la turbina eólica puede comenzar a generar electricidad. Sin embargo, cuanto mayor es la energía eólica, más rápida es la velocidad. Esto puede conducir a la situación en la que se arroja la cabeza de la turbina eólica debido a la velocidad excesiva, lo cual es extremadamente peligroso. De acuerdo con las regulaciones de seguridad normales, las turbinas eólicas deben tener una función de descarga antes de usarse para prevenir accidentes como el ralentí de la turbina eólica y el fugitivo. Hoy en día, las turbinas eólicas pequeñas y medianas generalmente tienen frenos electromagnéticos, frenos mecánicos y funciones de protección de sesgo lateral. La función principal del descargador es evitar sobrecargar la batería al aumentar la capacidad de carga y descargar el exceso de electricidad, lo que juega un cierto papel limitante de velocidad. Por lo tanto, al seleccionar equipos, es importante elegir productos con una calidad confiable y funciones integrales de protección de seguridad.
（5） Inspección y mantenimiento regulares
El entorno natural en el que operan las turbinas eólicas es extremadamente duro y requiere una inspección y mantenimiento regulares para garantizar la seguridad y la confiabilidad del equipo. La inspección incluye la funcionalidad y el rendimiento de las piezas mecánicas y eléctricas, así como si las cuchillas, torres, cables, etc. de la turbina eólica están dañadas o corroídas. El mantenimiento incluye componentes de limpieza y lubricación, reemplazo de componentes dañados, etc. Por ejemplo, las baterías libres de mantenimiento para pequeñas turbinas eólicas deben mantenerse limpias en apariencia; Si hay un mal funcionamiento, no desmonte el equipo usted mismo. Las turbinas eólicas deben inspeccionarse inmediatamente antes y después de una tormenta importante, y si se encuentran problemas, la torre debe reducirse lentamente para su mantenimiento.
（6） Operación segura
Se debe prestar atención a la seguridad al usar turbinas eólicas. Los operadores deben recibir la capacitación profesional y usar el equipo de seguridad necesario, como cascos, cinturones de seguridad, etc. Durante la operación, es necesario seguir el equipo y los estándares de seguridad, se adhieren estrictamente a los procedimientos y requisitos operativos. Por ejemplo, antes de ingresar a la turbina eólica para realizar cualquier operación, el personal debe verificar el número de unidad de turbina eólica y determinar el tipo y el alcance del trabajo; No se quede dentro o cerca de la torre durante tormentas o tormentas eléctricas; Al realizar un trabajo relacionado con las turbinas eólicas, asegúrese de que no haya personal no relacionado cerca o en las proximidades de la turbina eólica.
（7） Monitoreo y mantenimiento del sistema
Las turbinas eólicas generalmente se usan como parte de todo el sistema, por lo que se requieren monitoreo y mantenimiento del sistema para garantizar el rendimiento y la estabilidad de todo el sistema. El monitoreo y el mantenimiento incluyen inspecciones y mantenimiento regulares de generadores y controladores para garantizar una potencia de salida estable y confiable. Al instalar un sistema de monitoreo, se puede llevar a cabo un monitoreo en tiempo real del estado operativo, la velocidad del viento, el voltaje, la corriente y otros parámetros del generador, y los datos se pueden transmitir al centro de monitoreo a través de la red inalámbrica para el monitoreo remoto y el diagnóstico de fallas.
4 、 Conclusión
Las pequeñas turbinas eólicas para el hogar son un método de generación de energía factible con ciertas condiciones de recursos eólicos, que pueden proporcionar un cierto soporte de energía para los hogares, especialmente en áreas y áreas remotas sin electricidad, y tienen un valor de aplicación importante. No solo puede resolver algunos problemas de electricidad y mejorar la calidad de vida de los residentes, sino también aportar beneficios sociales significativos, promover la utilización de energía renovable y protección del medio ambiente. Sin embargo, al usar pequeñas turbinas eólicas domésticas, se debe prestar atención a problemas como la evaluación de los recursos eólicos, el análisis de viabilidad económica, la selección de ubicación de instalación, la selección y la calidad del equipo, la inspección y el mantenimiento regular, la operación segura y el monitoreo y el mantenimiento del sistema. Solo considerando estos factores de manera integral y seleccionando y utilizando el equipo razonablemente podemos garantizar la operación segura, estable y eficiente de las pequeñas turbinas eólicas domésticas, brindando conveniencia y beneficios reales a las familias.