小さな家庭用風力タービンを発電に使用することは可能ですか？どのような問題に注意すべきですか？

家庭用小型タービンのタイプと作業原則
風力発電は電力によって区別され、750kWを超える人々は大規模な風力発電であり、それ以下は中程度の中規模の風力発電です。 中国では、100kW未満の風力発電機器は、主に農村部の電力建設と家庭や電気のない地域でのモバイル通信に使用される小規模の風力発電機器と呼ばれます。 建設原理と適用可能な環境によれば、小さな風力タービンは主に水平軸と垂直軸の2つのタイプに分かれています。
水平軸風タービンは、高速回転速度と高発電係数を持っていますが、比較的高いノイズレベルもあります。 さらに、発電環境には高い基準が必要であり、最適な発電パフォーマンスを実現するために、平均年間風速5〜15メートルの風力発電環境に発電機器を設置する必要があります。 垂直軸風力タービンは、回転速度が遅く、相対的なノイズが低く、水平軸タービンと比較して発電が低くなります。 ただし、ロケーションの設置制限はなく、低風速環境でも電力の発生を開始できます。 したがって、それらは中国で広く使用されています。
風力タービンの動作の原理は、風力発電を使用して風車ブレードの回転を駆動し、速度を上げる機械を介して回転速度を上げて発電機を促進して電気を生成することです。 具体的には、風は空力のために設計されたブレードに作用し、インペラーを回転させる揚力の違いを生成します。インペラーは、メインシャフトを介して速度を上げるギアボックスに接続され、低速回転を発電機の動作に適した高速に変換します。高速シャフトは、発電機のローターを駆動し、ステーター巻きの磁気線を切断して電磁誘導を生成し、ファラデーの法則に従って交互の電流を生成します。変圧器によってブーストされた後、電気は電源グリッドに接続されているか、ユーザーに供給されます。
2、発電のための家庭用小型タービンの実現可能性
（1）リソース条件
風力タービンは風を使用して電気を生成するため、一定量の風力を必要とします。 中国には膨大な領域と風力エネルギーの豊富な資源があります。 National Geological Bureauによると、国の総面積の76％を利用して、風力エネルギーのために開発できます。 家庭環境に十分で安定した風力発電がある場合、風力タービンは信頼できるクリーンエネルギー源として使用できます。 たとえば、いくつかの遠隔地の山岳地帯、島、その他の電力網のカバレッジが不十分な他のエリアでは、風力リソースはしばしば豊富で、小さな家庭用風力タービンの設置に適しています。
（2）アプリケーションフィールド
現在、中国の小さな家庭用風力タービンは、主に家庭用農地灌漑、水の井戸の汲み上げ、漁船が固定されているときのバッテリー充電、雪の溶融装置の電源、災害の場合の警察署または消防署の補助電源に使用されています。 農村部では、多くの世帯が、小さな風力タービンを設置し、生活の質を向上させることで、照明やテレビの視聴などの基本的な電力ニーズを達成しています。 電気のない一部の地域では、小さな風力タービンが地元住民が電気を得るための重要な方法となっています。
（3）社会的利益
中国の電力供給とグリーンエネルギーにおける小規模の風力発電業界のシェアは、設置された容量と発電の点では無視できますが、その社会的利益は無視することはできません。 現在、中国の小さな家庭用風力タービンは比較的安定した市場を備えており、年間販売量は30000ユニットを超えています。 多くの比較的遠い地域では、約150万人の農民、牧夫、漁師が家庭の風力タービンを通じて家庭の電化を達成し、電灯とテレビが農民、牧夫、漁師の家に入ることができます。 人々はテレビVCD、冷蔵庫、洗濯機でさえも使用するだけでなく、地元住民の生活水準を大幅に改善することができました。
さらに、家庭用風力タービンの出現により、炭水化物と炭の従来のエネルギー構造が変化し、再生可能エネルギーの割合が増加し、多くの場所が本当に緑で環境に優しいものになりました。 電力の出現は、地元住民と外の世界との関係も深めました。 彼らは、テレビやラジオを聴いて視聴することで、より多くの商業情報を取得し、それによって農業およびサイドライン製品をよりリーズナブルな価格で販売し、収入を増やすことができます。
3 lums小型家庭用風力タービンを使用するための注意事項
（1）風力資源評価
家庭用小型風力タービンを使用する前に、年間を通じて毎月の風速の変化を含む、地元の風力資源を完全に理解する必要があります。 風力タービンは、特定の範囲の風速内でのみ動作できるため、通常は1秒あたり3〜25メートルです。 風速が低すぎると、発電に影響します。風速が高すぎると、機器に損傷を与えます。 地元の風力資源の正確な評価は、地元の気象データを照会したり、専門組織に相談したり、風速測定機器を使用して風力タービンの設置に適しているかどうかを判断することで実施できます。
（2）経済的実現可能性分析
風力タービン自体は自由エネルギー変換機器ですが、風の状態の制限により、機器の購入、設置、試運転、その後のメンテナンスコストなど、初期段階では大量の投資が必要です。 したがって、発電に風力タービンを使用することに加えて、発電に風力タービンを必要とするほとんどの世帯は、遠隔地にあり、多くの場合政府の支援が必要です。 設置を決定する前に、投資が合理的な収益を受けることができるように、機器の投資コスト、発電効率、メンテナンスコストなどなどの要因を考慮して、経済的実現可能性の詳細な分析を実施する必要があります。
（3）インストールの場所の選択
風力タービンは、高度で良好な空気循環のある場所に設置する必要があります。 設置場所を選択するときは、地形、建物、その他の障害物が風に及ぶ影響を考慮し、風力タービンの刃がオブジェクトに触れないようにする必要があります。 一般的に言えば、屋根、オープンスペースなど、より高い地形と遮るもののない環境を持つ場所を選択する必要があります。 同時に、屋根に設置された風力タービンの場合、屋根の負荷をかける容量も考慮する必要があり、一般に3kWの下に風タービンを設置することをお勧めします。
（4）機器の選択と品質
市場で400W未満のほとんどすべての小さな風力タービンには、ブレーキ、速度安定化、速度制限機能がありません。 風力発電が十分にある限り、風力タービンは発電を開始できます。 ただし、風力発電が高いほど、速度が速くなります。 これは、過度の速度のために風力タービンの頭が捨てられる状況につながる可能性がありますが、これは非常に危険です。 通常の安全規制によれば、風力タービンは、風力タービンのアイドリングや暴走などの事故を防ぐために使用する前に荷降ろし機能を持たなければなりません。 現在、中小規模の風力タービンには、一般に電磁ブレーキ、機械的ブレーキ、およびサイドバイアス保護機能があります。 アンローダーの主な機能は、負荷容量を増やし、過剰な電力を降ろすことにより、バッテリーの過充電を防ぐことです。これは、特定の速度制限の役割を果たします。 したがって、機器を選択するときは、信頼できる品質と包括的な安全保護機能を備えた製品を選択することが重要です。
（5）定期的な検査とメンテナンス
風力タービンが動作する自然環境は非常に厳しいものであり、機器の安全性と信頼性を確保するために定期的な検査とメンテナンスが必要です。 検査には、機械部品と電気部品の機能と性能、ブレード、タワー、ケーブルなどが含まれます。 風力タービンの損傷または腐食しています。 メンテナンスには、クリーニングと潤滑コンポーネント、損傷したコンポーネントの交換などが含まれます。 たとえば、小さな風力タービン用のメンテナンスフリーバッテリーは、外観をきれいに保つ必要があります。誤動作がある場合は、自分で機器を分解しないでください。 風力タービンは、大規模な嵐の直前と直後に検査する必要があります。問題が見つかった場合は、メンテナンスのためにタワーをゆっくり下げる必要があります。
（6）安全な操作
風力タービンを使用する場合、安全性に注意を払う必要があります。 オペレーターは、専門的なトレーニングを受け、ヘルメット、シートベルトなどの必要な安全装置を着用する必要があります。 操作中は、機器と安全基準に従って、運用手順と要件を厳守する必要があります。 たとえば、操作を実行するために風力タービンに入る前に、スタッフは風力タービンユニット数をチェックし、作業の種類と範囲を決定する必要があります。嵐や雷雨の間、塔の中またはその近くにとどまらないでください。風力タービンに関連する作業を実施するときは、風力タービンの近くまたは近くに無関係な人員がいないことを確認してください。
（7）システムの監視とメンテナンス
通常、風力タービンはシステム全体の一部として使用されるため、システム全体のパフォーマンスと安定性を確保するために、システムの監視とメンテナンスが必要です。 監視とメンテナンスには、安定した信頼性の高い出力を確保するために、発電機とコントローラーの定期的な検査とメンテナンスが含まれます。 監視システムをインストールすることにより、発電機の動作状態、風速、電圧、電流およびその他のパラメーターのリアルタイム監視を実行し、データをリモートモニタリングと障害診断のためにワイヤレスネットワークを介して監視センターに送信できます。
4、結論
小規模な家庭用風力タービンは、特定の風力資源条件を備えた実行可能な発電方法であり、特に電気のない遠隔地やエリアで家庭に特定の電力サポートを提供し、重要な用途価値を持つことができます。 電気の問題を解決し、住民の生活の質を改善するだけでなく、重要な社会的利益をもたらし、再生可能エネルギーと環境保護の利用を促進することもできます。 ただし、小さな家庭用風力タービンを使用する場合、風力リソースの評価、経済的実現可能性分析、設置場所の選択と品質の選択と品質、定期的な検査とメンテナンス、安全な運用、システムの監視とメンテナンスなどの問題に注意を払う必要があります。 これらの要因を包括的に検討し、機器を合理的に選択および使用することによってのみ、小さな家庭風タービンの安全で安定した効率的な操作を確保し、家族に真の利便性と利益をもたらすことができます。