آیا استفاده از توربین های بادی خانگی کوچک برای تولید برق امکان پذیر است؟ به چه مواردی باید توجه کنیم؟

1 、 انواع و اصول کار توربین های بادی کوچک خانگی
تولید برق باد با قدرت متمایز می شود ، و آنهایی که بیش از 750 کیلو وات تولید می کنند ، تولید انرژی باد در مقیاس بزرگ و آنهایی که در زیر تولید انرژی باد کوچک و متوسط ​​هستند. در چین ، تجهیزات تولید انرژی باد زیر 100 کیلو وات تجهیزات تولید انرژی باد در مقیاس کوچک نامیده می شود که عمدتاً برای ساخت و ساز انرژی روستایی و ارتباطات همراه در خانوارها و مناطق بدون برق مورد استفاده قرار می گیرد. مطابق اصل ساخت و ساز و محیط کاربردی ، توربین های بادی کوچک عمدتاً به دو نوع تقسیم می شوند: محور افقی و محور عمودی.
توربین های بادی محور افقی دارای سرعت چرخشی سریع و ضرایب تولید برق بالا ، اما همچنین سطح سر و صدای نسبتاً بالایی هستند. علاوه بر این ، محیط تولید برق به استانداردهای بالایی نیاز دارد و تجهیزات تولید برق باید در یک محیط مزرعه بادی با میانگین سرعت باد سالانه 5 تا 15 متر در ثانیه نصب شود تا به عملکرد بهینه تولید برق برسد. توربین های بادی محور عمودی دارای سرعت چرخش کندتر ، سر و صدای نسبی پایین تر و تولید برق پایین تر در مقایسه با توربین های محور افقی هستند. با این حال ، آنها محدودیت نصب مکان ندارند و می توانند حتی در محیط های با سرعت باد کم تولید برق را شروع کنند. بنابراین ، آنها به طور گسترده در چین مورد استفاده قرار گرفته اند.
اصل کار یک توربین بادی استفاده از نیروی باد برای هدایت چرخش تیغه های آسیاب بادی است و سپس سرعت چرخش را از طریق یک دستگاه با افزایش سرعت افزایش می دهد تا ژنراتور را برای تولید برق ترویج کند. به طور خاص ، باد بر روی تیغه هایی که برای آیرودینامیک طراحی شده است ، عمل می کند و باعث ایجاد اختلاف آسانسور می شود که باعث می شود پروانه برای چرخش باشد. پروانه به سرعت در حال افزایش گیربکس از طریق شافت اصلی وصل می شود و چرخش کم سرعت را به سرعت بالا مناسب برای عملکرد ژنراتور تبدیل می کند. شافت با سرعت بالا روتور ژنراتور را هدایت می کند و خطوط مغناطیسی را در سیم پیچ استاتور برش می دهد تا القاء الکترومغناطیسی ایجاد کند و طبق قانون فارادی جریان متناوب تولید کند. پس از تقویت ترانسفورماتور ، برق به شبکه برق وصل می شود یا به کاربران تأمین می شود.
امکان سنجی توربین های بادی کوچک خانگی برای تولید برق
（1） شرایط منابع
توربین های بادی با استفاده از باد برق تولید می کنند ، بنابراین به مقدار مشخصی از منابع باد نیاز دارند. چین دارای قلمرو وسیع و منابع فراوان انرژی باد است. براساس اعلام دفتر ملی زمین شناسی ، 76 ٪ از کل کشور می تواند برای انرژی باد استفاده و توسعه یابد. اگر در محیط خانه قدرت باد کافی و پایدار وجود داشته باشد ، از توربین های بادی می توان به عنوان یک منبع انرژی پاک قابل اطمینان استفاده کرد. به عنوان مثال ، در برخی از مناطق کوهستانی از راه دور ، جزایر و سایر مناطق با پوشش شبکه انرژی کافی ، منابع باد اغلب فراوان و برای نصب توربین های بادی کوچک خانگی مناسب است.
（2） زمینه های برنامه
در حال حاضر ، توربین های بادی خانگی کوچک در چین عمدتاً برای آبیاری زمین های مزرعه خانگی ، پمپاژ چاه آب ، شارژ باتری هنگام لنگر انداختن قایق های ماهیگیری ، منبع تغذیه تجهیزات ذوب برف و منبع تغذیه کمکی برای ایستگاه های پلیس یا آتش نشانی در صورت بروز بلایا استفاده می شوند. در مناطق روستایی ، بسیاری از خانوارها با نصب توربین های بادی کوچک ، بهبود کیفیت زندگی آنها ، نیازهای اساسی برق مانند روشنایی و تماشای تلویزیون را به دست آورده اند. در بعضی از مناطق بدون برق ، توربین های بادی کوچک به یک روش مهم برای به دست آوردن برق ساکنان محلی تبدیل شده اند.
（3） مزایای اجتماعی
اگرچه سهم صنعت تولید انرژی بادی در مقیاس کوچک در تأمین برق چین و انرژی سبز از نظر ظرفیت نصب شده و تولید برق ناچیز است ، اما مزایای اجتماعی آن را نمی توان نادیده گرفت. امروزه ، توربین های بادی کوچک خانگی در چین دارای یک بازار نسبتاً پایدار هستند که حجم فروش سالانه بیش از 30000 واحد دارد. در بسیاری از مناطق نسبتاً دورافتاده ، حدود 1.5 میلیون کشاورز ، گله داران و ماهیگیران از طریق توربین های بادی خانگی به برق خانگی دست یافته اند و اجازه می دهند چراغ های برقی و تلویزیون وارد خانه های کشاورزان ، گلها و ماهیگیران شوند. مردم نه تنها می توانند VCD تلویزیون را تماشا کنند - حتی از یخچال و ماشین لباسشویی استفاده شده است ، و به طور قابل توجهی استانداردهای زندگی ساکنان محلی را بهبود می بخشد.
علاوه بر این ، ظهور توربین های بادی خانگی ، ساختار انرژی سنتی سوزاندن زغال سنگ و ذغال را تغییر داده است و نسبت انرژی تجدید پذیر افزایش یافته است و بسیاری از مکان ها را واقعاً سبز و سازگار با محیط زیست می کند. ظهور برق نیز ارتباط بین ساکنان محلی و جهان خارج را عمیق تر کرده است. آنها می توانند با گوش دادن و تماشای تلویزیون و رادیو ، اطلاعات تجاری بیشتری کسب کنند ، در نتیجه محصولات کشاورزی و حاشیه ای خود را با قیمت مناسب تر و افزایش درآمد خود به فروش می رسانند.
3 、 اقدامات احتیاطی برای استفاده از توربین های بادی خانگی کوچک
（1） ارزیابی منابع باد
قبل از استفاده از توربین های بادی کوچک خانگی ، لازم است منابع باد محلی از جمله تغییرات سرعت باد ماهانه در طول سال را به طور کامل درک کنیم. از آنجا که توربین های بادی فقط می توانند در محدوده خاصی از سرعت باد ، به طور معمول 3 تا 25 متر در ثانیه کار کنند. اگر سرعت باد خیلی کم باشد ، بر تولید برق تأثیر می گذارد. اگر سرعت باد خیلی زیاد باشد ، باعث آسیب به تجهیزات می شود. ارزیابی دقیق منابع بادی محلی را می توان با پرس و جو از داده های هواشناسی محلی ، مشاوره با سازمان های حرفه ای یا استفاده از ابزارهای اندازه گیری سرعت باد برای تعیین اینکه آیا برای نصب توربین های بادی مناسب است ، انجام شود.
（2） تجزیه و تحلیل امکان سنجی اقتصادی
اگرچه توربین های بادی خود تجهیزات تبدیل انرژی رایگان هستند ، به دلیل محدودیت شرایط باد ، سرمایه گذاری زیادی در مراحل اولیه از جمله خرید تجهیزات ، نصب و راه اندازی و هزینه های نگهداری بعدی مورد نیاز است. بنابراین ، علاوه بر استفاده از توربین های بادی برای تولید برق ، بیشتر خانوارهایی که برای تولید برق به توربین های بادی نیاز دارند در مناطق دور افتاده قرار دارند و اغلب به حمایت دولت نیاز دارند. قبل از تصمیم گیری در مورد نصب ، باید با توجه به عواملی مانند هزینه سرمایه گذاری تجهیزات ، بهره وری تولید برق ، هزینه های نگهداری و غیره ، تجزیه و تحلیل دقیق از امکان سنجی اقتصادی انجام شود تا اطمینان حاصل شود که این سرمایه گذاری می تواند بازده معقولی دریافت کند.
（3） انتخاب مکان نصب
توربین های بادی باید در مکانهایی با گردش هوا خوب در ارتفاعات نصب شوند. هنگام انتخاب محل نصب ، لازم است تأثیر زمین ، ساختمانها و سایر موانع روی باد را در نظر بگیرید و اطمینان حاصل کنید که تیغه های توربین بادی هیچ اشیاء را لمس نمی کنند. به طور کلی ، باید مکانهایی با زمین بالاتر و محیط های بدون مانع مانند سقف ها ، فضاهای باز و غیره را انتخاب کنید. در همین زمان ، برای توربین های بادی که بر روی سقف ها نصب شده اند ، ظرفیت بارگذاری سقف نیز باید در نظر گرفته شود و به طور کلی توصیه می شود توربین های بادی زیر 3 کیلو وات نصب شود.
（4） انتخاب و کیفیت تجهیزات
تقریباً تمام توربین های بادی کوچک زیر 400 وات در بازار عملکردهای ترمز ، تثبیت سرعت یا سرعت دارند. تا زمانی که انرژی باد کافی وجود داشته باشد ، توربین بادی می تواند تولید برق را شروع کند. با این حال ، هرچه باد باد بیشتر باشد ، سرعت بیشتری دارد. این می تواند به شرایطی منجر شود که سر توربین بادی به دلیل سرعت بیش از حد از بین برود که بسیار خطرناک است. طبق مقررات ایمنی طبیعی ، توربین های بادی قبل از استفاده باید از عملکرد تخلیه استفاده کنند تا از تصادفاتی مانند بوین بادی و خارج از کشور جلوگیری کنند. امروزه ، توربین های بادی کوچک و متوسط ​​به طور کلی دارای ترمزهای الکترومغناطیسی ، ترمزهای مکانیکی و عملکردهای محافظت از تعصب جانبی هستند. عملکرد اصلی تخلیه جلوگیری از شارژ بیش از حد باتری با افزایش ظرفیت بار و تخلیه برق اضافی است که نقش محدود کننده سرعت خاصی دارد. بنابراین ، هنگام انتخاب تجهیزات ، انتخاب محصولاتی با کیفیت قابل اعتماد و عملکردهای جامع محافظت از ایمنی مهم است.
（5） بازرسی و نگهداری منظم
محیط طبیعی که در آن توربین های بادی کار می کنند بسیار سخت است و برای اطمینان از ایمنی و قابلیت اطمینان تجهیزات ، به بازرسی و نگهداری منظم نیاز دارد. این بازرسی شامل عملکرد و عملکرد قطعات مکانیکی و الکتریکی و همچنین تیغه ها ، برج ها ، کابل ها و غیره است. توربین بادی آسیب دیده یا فاسد می شود. تعمیر و نگهداری شامل اجزای تمیز کردن و روانکاری ، جایگزینی اجزای آسیب دیده و غیره است. به عنوان مثال ، باتری های بدون تعمیر و نگهداری برای توربین های بادی کوچک باید از نظر ظاهری تمیز نگه داشته شوند. اگر نقص وجود دارد ، لطفاً تجهیزات خود را توسط خودتان جدا نکنید. توربین های بادی باید بلافاصله قبل و بعد از طوفان بزرگ مورد بازرسی قرار گیرند و در صورت مشاهده هر مشکلی ، برج باید به آرامی برای نگهداری کاهش یابد.
（6） عمل ایمن
هنگام استفاده از توربین های بادی باید به ایمنی توجه شود. اپراتورها باید آموزش حرفه ای دریافت کنند و تجهیزات ایمنی لازم مانند کلاه ایمنی ، کمربند ایمنی و غیره را بپوشند. در حین کار ، لازم است که تجهیزات و استانداردهای ایمنی را دنبال کنید ، به شدت به رویه ها و الزامات عملیاتی پایبند باشید. به عنوان مثال ، قبل از ورود به توربین بادی برای انجام هرگونه عملیات ، کارکنان باید شماره واحد توربین بادی را بررسی کرده و نوع و دامنه کار را تعیین کنند. در هنگام طوفان یا رعد و برق در داخل یا نزدیک برج بمانید. هنگام انجام کار مربوط به توربین های بادی ، اطمینان حاصل کنید که هیچ پرسنل غیر مرتبط در نزدیکی یا در مجاورت توربین بادی وجود ندارد.
（7） نظارت و نگهداری سیستم
توربین های بادی معمولاً به عنوان بخشی از کل سیستم مورد استفاده قرار می گیرند ، بنابراین نظارت و نگهداری سیستم برای اطمینان از عملکرد و ثبات کل سیستم مورد نیاز است. نظارت و نگهداری شامل بازرسی های منظم و نگهداری از ژنراتورها و کنترل کننده ها برای اطمینان از توان پایدار و قابل اعتماد است. با نصب یک سیستم نظارت ، نظارت بر وضعیت واقعی ، سرعت باد ، ولتاژ ، جریان و سایر پارامترهای ژنراتور قابل انجام است و داده ها را می توان از طریق شبکه بی سیم برای نظارت از راه دور و تشخیص گسل به مرکز نظارت منتقل کرد.
4 、 نتیجه گیری
توربین های بادی خانگی کوچک یک روش تولید برق امکان پذیر با برخی از منابع بادی خاص هستند که می توانند پشتیبانی خاصی را برای خانوارها ، به ویژه در مناطق دور افتاده و مناطق بدون برق فراهم کنند و از ارزش کاربردی مهمی برخوردار باشند. این نه تنها می تواند برخی از مشکلات برق را حل کند و کیفیت زندگی ساکنان را بهبود ببخشد ، بلکه مزایای اجتماعی قابل توجهی نیز به همراه دارد و باعث استفاده از انرژی تجدید پذیر و حفاظت از محیط زیست می شود. با این حال ، هنگام استفاده از توربین های بادی خانگی کوچک ، باید به موضوعاتی از قبیل ارزیابی منابع بادی ، تجزیه و تحلیل امکان سنجی اقتصادی ، انتخاب مکان نصب ، انتخاب تجهیزات و کیفیت ، بازرسی منظم و نگهداری ، عملکرد ایمن و نظارت و نگهداری سیستم توجه شود. تنها با در نظر گرفتن این عوامل به طور جامع و انتخاب و استفاده از تجهیزات منطقی می توانیم عملکرد ایمن ، پایدار و کارآمد توربین های بادی کوچک خانگی را تضمین کنیم ، راحتی و فواید واقعی را برای خانواده ها به ارمغان بیاوریم.