تركيب وصيانة نظام كهربائي صغير لطاقة الرياح

يجب أن تكون الشركة المصنعة لنظام الرياح الخاص بك، أو الموزع الذي اشتريته منه، قادرة على مساعدتك في تركيب نظام الرياح الكهربائي الصغير الخاص بك.يمكنك تثبيت النظام بنفسك — ولكن قبل محاولة المشروع، اسأل نفسك الأسئلة التالية:

• هل يمكنني صب أساس أسمنتي مناسب؟
• هل يمكنني الوصول إلى مصعد أو وسيلة لبناء البرج بأمان؟
• هل أعرف الفرق بين أسلاك التيار المتردد (AC) والتيار المباشر (DC)؟
• هل أعرف ما يكفي عن الكهرباء لتوصيل توربيناتي بأمان؟
• هل أعرف كيفية التعامل مع البطاريات وتركيبها بأمان؟

إذا أجبت بـ "لا" على أي من الأسئلة المذكورة أعلاه، فمن الأفضل أن تختار تثبيت نظامك بواسطة أحد مُدمجي الأنظمة أو المثبتين.اتصل بالشركة المصنعة للحصول على المساعدة، أو اتصل بمكتب الطاقة التابع لولايتك والمرافق المحلية للحصول على قائمة بأدوات تثبيت النظام المحلي.يمكنك أيضًا التحقق من الصفحات الصفراء لمقدمي خدمات أنظمة طاقة الرياح.

قد يقدم المثبت الموثوق خدمات إضافية مثل السماح.اكتشف ما إذا كان القائم بالتركيب كهربائيًا مرخصًا، واطلب المراجع وتحقق منها.قد ترغب أيضًا في مراجعة Better Business Bureau.

مع التركيب والصيانة المناسبة، يجب أن يستمر نظام طاقة الرياح الصغيرة لمدة تصل إلى 20 عامًا أو أكثر.يمكن أن تشمل الصيانة السنوية ما يلي:

• فحص وربط البراغي والتوصيلات الكهربائية حسب الضرورة
• فحص الآلات للتأكد من التآكل وأسلاك الشد للتأكد من الشد المناسب
• التحقق من وجود أي شريط حافة أمامي مهترئ على شفرات التوربينات واستبداله، إذا كان ذلك مناسبًا
• استبدال شفرات و/أو محامل التوربينات بعد 10 سنوات إذا لزم الأمر.

إذا لم تكن لديك الخبرة اللازمة لصيانة النظام، فقد يوفر لك القائم بالتركيب برنامج خدمة وصيانة.

يمكن أيضًا أن تساعدك الشركة المصنعة أو الموزع للنظام في العثور على أفضل موقع لنظام الرياح الخاص بك.بعض الاعتبارات العامة تشمل:

• اعتبارات موارد الرياح– إذا كنت تعيش في منطقة معقدة، فاحرص على اختيار موقع التثبيت.على سبيل المثال، إذا قمت بوضع توربينات الرياح الخاصة بك على قمة تل أو على الجانب العاصف منه، فسيكون لديك إمكانية الوصول إلى الرياح السائدة بشكل أكبر من تلك الموجودة في الأخدود أو على الجانب المواجه للريح (المحمي) من التل في نفس العقار.يمكن أن يكون لديك موارد رياح متنوعة داخل نفس العقار.بالإضافة إلى قياس أو التعرف على سرعات الرياح السنوية، عليك أن تعرف اتجاهات الرياح السائدة في موقعك.بالإضافة إلى التكوينات الجيولوجية، عليك أن تأخذ في الاعتبار العوائق الموجودة، مثل الأشجار والمنازل والسقائف.تحتاج أيضًا إلى التخطيط للعوائق المستقبلية، مثل المباني الجديدة أو الأشجار التي لم تصل إلى ارتفاعها الكامل.يجب أن يتم وضع توربينك في عكس اتجاه الريح لأي مباني وأشجار، ويجب أن يكون على ارتفاع 30 قدمًا فوق أي شيء ضمن مسافة 300 قدم.
• اعتبارات النظام– تأكد من ترك مساحة كافية لرفع وخفض البرج لإجراء أعمال الصيانة.إذا كان برجك مشدودًا، فيجب عليك إتاحة مساحة لأسلاك الشدّاد.سواء كان النظام مستقلاً أو متصلاً بالشبكة، ستحتاج أيضًا إلى أخذ طول السلك الذي يمتد بين التوربين والحمل (المنزل، والبطاريات، ومضخات المياه، وما إلى ذلك) في الاعتبار.يمكن فقدان كمية كبيرة من الكهرباء نتيجة لمقاومة السلك، فكلما زاد طول تشغيل السلك، زاد فقدان الكهرباء.سيؤدي استخدام سلك أكثر أو أكبر أيضًا إلى زيادة تكلفة التثبيت.تكون خسائر تشغيل الأسلاك أكبر عندما يكون لديك تيار مباشر (DC) بدلاً من التيار المتردد (AC).إذا كان لديك سلك طويل، فمن المستحسن تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد.

يتراوح حجم توربينات الرياح الصغيرة المستخدمة في التطبيقات السكنية عادةً من 400 واط إلى 20 كيلووات، اعتمادًا على كمية الكهرباء التي تريد توليدها.

يستخدم المنزل النموذجي ما يقرب من 10,932 كيلووات/ساعة من الكهرباء سنويًا (حوالي 911 كيلووات/ساعة شهريًا).اعتمادًا على متوسط ​​سرعة الرياح في المنطقة، ستكون هناك حاجة إلى توربينات رياح تتراوح قدرتها بين 5-15 كيلووات لتقديم مساهمة كبيرة في هذا الطلب.ستلبي توربينات الرياح بقدرة 1.5 كيلووات احتياجات المنزل الذي يتطلب 300 كيلووات/ساعة شهريًا في موقع يبلغ متوسط ​​سرعة الرياح فيه 14 ميلًا في الساعة (6.26 متر في الثانية) سنويًا.

لمساعدتك في تحديد حجم التوربين الذي ستحتاجه، قم أولاً بوضع ميزانية للطاقة.نظرًا لأن كفاءة الطاقة عادة ما تكون أقل تكلفة من إنتاج الطاقة، فمن المحتمل أن يكون تقليل استخدام الكهرباء في منزلك أكثر فعالية من حيث التكلفة وسيقلل من حجم توربينات الرياح التي تحتاجها.

يؤثر ارتفاع برج توربينات الرياح أيضًا على كمية الكهرباء التي ستولدها التوربينة.يجب أن تساعدك الشركة المصنعة في تحديد ارتفاع البرج الذي ستحتاجه.

يعد تقدير إنتاج الطاقة السنوي من توربينات الرياح (بالكيلوواط/ساعة سنويًا) هو أفضل طريقة لتحديد ما إذا كانت هذه التوربينة والبرج سينتجان ما يكفي من الكهرباء لتلبية احتياجاتك.

يمكن أن تساعدك الشركة المصنعة لتوربينات الرياح في تقدير إنتاج الطاقة الذي يمكنك توقعه.ستستخدم الشركة المصنعة عملية حسابية بناءً على هذه العوامل:

• منحنى قوة توربينات الرياح الخاصة
• متوسط ​​سرعة الرياح السنوية في موقعك
• ارتفاع البرج الذي تخطط لاستخدامه
• التوزيع الترددي للرياح – تقدير عدد الساعات التي تهب فيها الرياح بكل سرعة خلال سنة متوسطة.

يجب على الشركة المصنعة أيضًا ضبط هذا الحساب لارتفاع موقعك.

للحصول على تقدير أولي لأداء توربين رياح معين، يمكنك استخدام الصيغة التالية:

AEO = 0.01328 د²الخامس³

أين:

• AEO = إنتاج الطاقة السنوي (كيلوواط/ساعة/سنة)
• D = قطر الدوار، القدمين
• V = المتوسط ​​السنوي لسرعة الرياح، ميل في الساعة (ميل في الساعة)، في موقعك

ملاحظة: الفرق بين الطاقة والطاقة هو أن الطاقة (كيلوواط) هي معدل استهلاك الكهرباء، في حين أن الطاقة (كيلوواط / ساعة) هي الكمية المستهلكة.

يمكن ربط أنظمة طاقة الرياح الصغيرة بنظام توزيع الكهرباء.وتسمى هذه الأنظمة المتصلة بالشبكة.يمكن لتوربينات الرياح المتصلة بالشبكة أن تقلل من استهلاكك للكهرباء التي توفرها المرافق للإضاءة والأجهزة والحرارة الكهربائية.إذا لم يتمكن التوربين من توفير كمية الطاقة التي تحتاجها، فإن المرافق تعوض الفارق.عندما ينتج نظام الرياح كهرباء أكثر مما تحتاج إليه أسرتك، يتم إرسال الفائض أو بيعه إلى المرافق.

مع هذا النوع من الاتصال بالشبكة، ستعمل توربينات الرياح الخاصة بك فقط عندما تكون شبكة المرافق متاحة.أثناء انقطاع التيار الكهربائي، يجب إيقاف تشغيل توربينات الرياح بسبب مخاوف تتعلق بالسلامة.

يمكن أن تكون الأنظمة المتصلة بالشبكة عملية في حالة توفر الشروط التالية:

• أنت تعيش في منطقة يبلغ متوسط ​​سرعة الرياح السنوية فيها 10 أميال في الساعة (4.5 متر في الثانية) على الأقل.
• تعتبر الكهرباء التي توفرها المرافق باهظة الثمن في منطقتك (حوالي 10-15 سنتًا لكل كيلووات في الساعة).
• إن متطلبات الأداة المساعدة لتوصيل نظامك بشبكته ليست باهظة الثمن.

هناك حوافز جيدة لبيع فائض الكهرباء أو لشراء توربينات الرياح.تتطلب اللوائح الفيدرالية (على وجه التحديد، قانون سياسات تنظيم المرافق العامة لعام 1978، أو PURPA) من المرافق الاتصال وشراء الطاقة من أنظمة طاقة الرياح الصغيرة.ومع ذلك، يجب عليك الاتصال بمرفقك قبل الاتصال بخطوط التوزيع الخاصة به لمعالجة أي مخاوف تتعلق بجودة الطاقة والسلامة.

يمكن أن تزودك الأداة المساعدة الخاصة بك بقائمة من المتطلبات لتوصيل نظامك بالشبكة.لمزيد من المعلومات، راجعأنظمة الطاقة المنزلية المتصلة بالشبكة.

يمكن استخدام طاقة الرياح في الأنظمة خارج الشبكة، والتي تسمى أيضًا الأنظمة المستقلة، غير المتصلة بنظام توزيع كهربائي أو شبكة.في هذه التطبيقات، يمكن استخدام أنظمة الرياح الكهربائية الصغيرة مع مكونات أخرى - بما في ذلك أنظام كهربائي شمسي صغير– لإنشاء أنظمة الطاقة الهجينة.يمكن لأنظمة الطاقة الهجينة أن توفر طاقة موثوقة خارج الشبكة للمنازل أو المزارع أو حتى المجتمعات بأكملها (مشروع الإسكان المشترك، على سبيل المثال) البعيدة عن أقرب خطوط المرافق.

قد يكون النظام الكهربائي الهجين خارج الشبكة عمليًا بالنسبة لك إذا كانت العناصر أدناه تصف حالتك:

• أنت تعيش في منطقة يبلغ متوسط ​​سرعة الرياح السنوية فيها 9 أميال في الساعة (4.0 أمتار في الثانية) على الأقل.
• الاتصال بالشبكة غير متوفر أو لا يمكن إجراؤه إلا من خلال ملحق باهظ الثمن.يمكن أن تكون تكلفة تشغيل خط كهرباء إلى موقع بعيد للاتصال بشبكة المرافق باهظة، حيث تتراوح من 15000 دولار إلى أكثر من 50000 دولار لكل ميل، اعتمادًا على التضاريس.
• ترغب في الحصول على استقلال الطاقة عن المرافق.
• ترغب في توليد طاقة نظيفة.

لمزيد من المعلومات، راجع تشغيل النظام الخاص بك خارج الشبكة.