Lắp đặt và bảo trì hệ thống điện gió nhỏ

Nhà sản xuất hệ thống gió của bạn hoặc đại lý nơi bạn mua hệ thống này có thể giúp bạn lắp đặt hệ thống điện gió nhỏ.Bạn có thể tự cài đặt hệ thống — nhưng trước khi thử thực hiện dự án, hãy tự hỏi mình những câu hỏi sau:

• Tôi có thể đổ nền xi măng thích hợp không?
• Tôi có thể sử dụng thang máy hoặc cách để dựng tháp một cách an toàn không?
• Tôi có biết sự khác biệt giữa dây điện xoay chiều (AC) và dòng điện một chiều (DC) không?
• Tôi có đủ hiểu biết về điện để nối dây an toàn cho tuabin của mình không?
• Tôi có biết cách xử lý và lắp đặt pin một cách an toàn không?

Nếu bạn trả lời không cho bất kỳ câu hỏi nào ở trên, có lẽ bạn nên chọn để hệ thống của mình được cài đặt bởi nhà tích hợp hoặc trình cài đặt hệ thống.Liên hệ với nhà sản xuất để được trợ giúp hoặc liên hệ với văn phòng năng lượng tiểu bang và tiện ích địa phương của bạn để biết danh sách những người lắp đặt hệ thống địa phương.Bạn cũng có thể kiểm tra các trang vàng để biết các nhà cung cấp dịch vụ hệ thống năng lượng gió.

Trình cài đặt đáng tin cậy có thể cung cấp các dịch vụ bổ sung như cấp phép.Tìm hiểu xem người lắp đặt có phải là thợ điện được cấp phép hay không, đồng thời yêu cầu tài liệu tham khảo và kiểm tra chúng.Bạn cũng có thể muốn kiểm tra với Better Business Bureau.

Nếu được lắp đặt và bảo trì thích hợp, hệ thống điện gió nhỏ sẽ có tuổi thọ lên tới 20 năm hoặc lâu hơn.Bảo trì hàng năm có thể bao gồm:

• Kiểm tra, siết chặt các bu lông, mối nối điện khi cần thiết
• Kiểm tra máy xem có bị ăn mòn không và dây điện có độ căng thích hợp không
• Kiểm tra và thay thế bất kỳ băng dính nào bị mòn ở cạnh đầu trên các cánh tuabin, nếu thích hợp
• Thay thế các cánh tuabin và/hoặc vòng bi sau 10 năm nếu cần.

Nếu bạn không có chuyên môn để bảo trì hệ thống, trình cài đặt của bạn có thể cung cấp chương trình dịch vụ và bảo trì.

Nhà sản xuất hoặc đại lý hệ thống của bạn cũng có thể giúp bạn tìm vị trí tốt nhất cho hệ thống gió của bạn.Một số cân nhắc chung bao gồm:

• Cân nhắc tài nguyên gió– Nếu bạn sống ở địa hình phức tạp, hãy cẩn thận trong việc lựa chọn vị trí lắp đặt.Ví dụ: nếu bạn đặt tuabin gió trên đỉnh hoặc phía có gió của một ngọn đồi, bạn sẽ có nhiều khả năng tiếp cận với gió thịnh hành hơn là ở một rãnh nước hoặc ở phía khuất gió (có mái che) của một ngọn đồi trên cùng một khu đất.Bạn có thể có nhiều nguồn gió khác nhau trong cùng một tài sản.Ngoài việc đo hoặc tìm hiểu về tốc độ gió hàng năm, bạn cần biết về hướng gió thịnh hành tại khu vực của mình.Ngoài sự hình thành địa chất, bạn cần xem xét các chướng ngại vật hiện có như cây cối, nhà cửa, nhà kho.Bạn cũng cần lập kế hoạch cho các chướng ngại vật trong tương lai, chẳng hạn như các tòa nhà mới hoặc cây cối chưa đạt đến chiều cao tối đa.Tua bin của bạn cần được đặt ở vị trí ngược gió so với bất kỳ tòa nhà và cây cối nào và nó cần cao hơn bất kỳ thứ gì trong phạm vi 300 feet 30 feet.
• Cân nhắc hệ thống– Đảm bảo chừa đủ chỗ để nâng và hạ tháp để bảo trì.Nếu tháp của bạn có dây nối, bạn phải chừa chỗ cho các dây nối.Cho dù hệ thống này độc lập hay được kết nối với lưới điện, bạn cũng cần phải tính đến chiều dài của dây chạy giữa tuabin và phụ tải (nhà, pin, máy bơm nước, v.v.).Một lượng điện đáng kể có thể bị thất thoát do điện trở của dây - dây chạy càng dài thì lượng điện bị mất càng nhiều.Sử dụng nhiều dây hơn hoặc lớn hơn cũng sẽ làm tăng chi phí lắp đặt của bạn.Tổn thất khi chạy dây của bạn sẽ lớn hơn khi bạn có dòng điện một chiều (DC) thay vì dòng điện xoay chiều (AC).Nếu bạn chạy dây dài, nên chuyển đổi DC thành AC.

Tua bin gió nhỏ được sử dụng trong các ứng dụng dân dụng thường có công suất từ ​​400 watt đến 20 kilowatt, tùy thuộc vào lượng điện bạn muốn tạo ra.

Một ngôi nhà điển hình sử dụng khoảng 10.932 kilowatt giờ điện mỗi năm (khoảng 911 kilowatt giờ mỗi tháng).Tùy thuộc vào tốc độ gió trung bình trong khu vực, cần có một tuabin gió có công suất định mức trong khoảng 5–15 kilowatt để đóng góp đáng kể cho nhu cầu này.Tua bin gió 1,5 kilowatt sẽ đáp ứng nhu cầu của một ngôi nhà cần 300 kilowatt giờ mỗi tháng ở một địa điểm có tốc độ gió trung bình hàng năm là 14 dặm một giờ (6,26 mét mỗi giây).

Để giúp bạn xác định kích thước tuabin bạn cần, trước tiên hãy thiết lập ngân sách năng lượng.Vì hiệu quả sử dụng năng lượng thường ít tốn kém hơn so với việc sản xuất năng lượng nên việc giảm sử dụng điện trong nhà có thể sẽ tiết kiệm chi phí hơn và sẽ giảm kích thước của tuabin gió mà bạn cần.

Chiều cao của tháp tuabin gió cũng ảnh hưởng đến lượng điện mà tuabin sẽ tạo ra.Nhà sản xuất sẽ giúp bạn xác định chiều cao tháp mà bạn sẽ cần.

Ước tính sản lượng năng lượng hàng năm từ một tuabin gió (tính bằng kilowatt giờ mỗi năm) là cách tốt nhất để xác định liệu tuabin gió và tháp có sản xuất đủ điện để đáp ứng nhu cầu của bạn hay không.

Nhà sản xuất tuabin gió có thể giúp bạn ước tính sản lượng năng lượng mà bạn mong đợi.Nhà sản xuất sẽ sử dụng cách tính toán dựa trên các yếu tố sau:

• Đường cong công suất tuabin gió đặc biệt
• Tốc độ gió trung bình hàng năm tại khu vực của bạn
• Chiều cao của tháp mà bạn dự định sử dụng
• Phân bố tần số của gió – ước tính số giờ gió sẽ thổi ở mỗi tốc độ trong một năm trung bình.

Nhà sản xuất cũng nên điều chỉnh tính toán này theo độ cao của trang web của bạn.

Để có ước tính sơ bộ về hiệu suất của một tuabin gió cụ thể, bạn có thể sử dụng công thức sau:

AEO= 0,01328 D²V.³

Ở đâu:

• AEO = Sản lượng năng lượng hàng năm (kilowatt-giờ/năm)
• D = Đường kính rotor, feet
• V = Tốc độ gió trung bình hàng năm, dặm/giờ (mph), tại địa điểm của bạn

Lưu ý: sự khác biệt giữa công suất và năng lượng là công suất (kilowatt) là tốc độ tiêu thụ điện, còn năng lượng (kilowatt-giờ) là lượng tiêu thụ.

Hệ thống năng lượng gió nhỏ có thể được kết nối với hệ thống phân phối điện.Chúng được gọi là hệ thống kết nối lưới.Tua bin gió nối lưới có thể giảm mức tiêu thụ điện do tiện ích cung cấp cho chiếu sáng, thiết bị và nhiệt điện.Nếu tuabin không thể cung cấp lượng năng lượng bạn cần thì tiện ích sẽ tạo nên sự khác biệt.Khi hệ thống gió tạo ra nhiều điện hơn nhu cầu của gia đình bạn, lượng điện dư thừa sẽ được gửi hoặc bán cho công ty điện lực.

Với kiểu kết nối lưới này, tuabin gió của bạn sẽ chỉ hoạt động khi có lưới điện tiện ích.Trong thời gian mất điện, tuabin gió phải ngừng hoạt động do lo ngại về an toàn.

Hệ thống nối lưới có thể thực tế nếu tồn tại các điều kiện sau:

• Bạn sống ở khu vực có tốc độ gió trung bình hàng năm ít nhất là 10 dặm một giờ (4,5 mét mỗi giây).
• Điện do tiện ích cung cấp ở khu vực của bạn đắt tiền (khoảng 10–15 xu mỗi kilowatt giờ).
• Các yêu cầu của tiện ích để kết nối hệ thống của bạn với lưới điện không quá tốn kém.

Có những ưu đãi tốt cho việc bán lượng điện dư thừa hoặc mua tua-bin gió.Các quy định của liên bang (cụ thể là Đạo luật Chính sách Điều chỉnh Tiện ích Công cộng năm 1978, hay PURPA) yêu cầu các tiện ích phải kết nối và mua điện từ các hệ thống năng lượng gió nhỏ.Tuy nhiên, bạn nên liên hệ với tiện ích của mình trước khi kết nối với đường dây phân phối của nó để giải quyết mọi lo ngại về chất lượng điện và an toàn.

Tiện ích của bạn có thể cung cấp cho bạn danh sách các yêu cầu để kết nối hệ thống của bạn với lưới điện.Để biết thêm thông tin, xemhệ thống năng lượng gia đình nối lưới.

Năng lượng gió có thể được sử dụng trong các hệ thống không nối lưới, còn gọi là hệ thống độc lập, không kết nối với hệ thống phân phối điện hoặc lưới điện.Trong các ứng dụng này, hệ thống điện gió nhỏ có thể được sử dụng kết hợp với các bộ phận khác – bao gồm cảhệ thống điện mặt trời nhỏ– để tạo ra các hệ thống năng lượng lai.Hệ thống điện hybrid có thể cung cấp nguồn điện ngoài lưới đáng tin cậy cho các gia đình, trang trại hoặc thậm chí toàn bộ cộng đồng (ví dụ: một dự án nhà ở chung) ở xa các đường dây tiện ích gần nhất.

Hệ thống điện hybrid, không nối lưới có thể hữu ích cho bạn nếu các mục dưới đây mô tả tình huống của bạn:

• Bạn sống ở khu vực có tốc độ gió trung bình hàng năm ít nhất là 9 dặm một giờ (4,0 mét mỗi giây).
• Kết nối lưới không có sẵn hoặc chỉ có thể được thực hiện thông qua một tiện ích mở rộng đắt tiền.Chi phí chạy đường dây điện đến địa điểm ở xa để kết nối với lưới điện có thể rất cao, dao động từ 15.000 USD đến hơn 50.000 USD mỗi dặm, tùy thuộc vào địa hình.
• Bạn muốn đạt được sự độc lập về năng lượng khỏi tiện ích.
• Bạn muốn tạo ra năng lượng sạch.

Để biết thêm thông tin, hãy xem vận hành hệ thống của bạn ngoài mạng lưới.