Выбор и установка ветрогенератора (ветряка) своими руками
Содержание ✓
Выбираем и устанавливаем ветряк. Расчеты касающиеся использования ветрогенератора.
Развитие ветроэнергетики во всем мире приобрело поистине невиданный размах. Использовать силу воздушных масс можно не только в промышленных масштабах, но и для отдельно взятого частного потребителя.
Наблюдая за бурным производством и установкой гигантских ветрогенераторов и целых ветряных станций по всему миру, мы задались вопросом: а насколько оправдано применение бытовых ветряков? Например, для электроснабжения в районах, где нет централизованной подачи электричества или есть, но с перебоями.
И как же выбрать наиболее подходящее ветрогенерирующее оборудование?
Ежегодно общая мощность всех ветряных электростанций планеты увеличивается на 35-50 ГВт, причём пока нет оснований утверждать, что в будущем этот рост будет замедляться. Так, в 2009 году суммарная мощность установок, работающих при помощи ветра, составляла 159,1 ГВт, а в 2014-м — уже почти 370 ГВт, что говорит об увеличении этого показателя за последние пять лет более чем в два раза.
Как работают ветряки
Способ преобразования энергии ветра в электрическую представляет собой не слишком сложную технологию. Воздушный поток раскручивает лопасти пропеллера, а тот в свою очередь приводит в движение вал и редуктор, который передаёт крутящий момент на ось генератора. Далее выработанное генератором электричество поступает в контроллер — аппарат, заряжающий аккумуляторы и поддерживающий оптимальный режим заряда. Из аккумуляторов электроэнергия сначала попадает в инвертор, преобразующий напряжение в привычные 220 В. а затем — в электросеть здания.
Читайте также: Мельница (в т.ч. с втерогенератором) на даче своими руками
В зависимости от ориентации вала ротора ветряные электростанции делятся на горизонтальные и вертикальные. Первый вариант — наиболее распространённый и выглядит традиционно: высокая мачта с перпендикулярно установленным на ней корпусом ветроге-нератора. При этом на одном его конце размещается пропеллер, а на другом — направляющий флюгер, он же хвост.
Вертикальные ветряки внешне похожи на антенны. Такая конструкция позволяет им вырабатывать электричество уже при невысокой скорости ветра и сохранять низкий уровень шума.
Вертикальные ветряки выглядят не столь привычно и чем-то напоминают антенну мобильной связи: на мачту крепится круглое основание, а на неё что-то вроде крестовины с вертикальными панелями — крыльчатками. Подобные станции нередко называют роторными.
Среди специалистов и потребителей не утихают споры о преимуществах и недостатках одного и другого типа. Важно отметить, что горизонтальные устройства — значительно дешевле, хотя в конструктивном смысле они едва ли проще вертикальных. Разницу в цене можно объяснить надёжностью и эффективностью роторных агрегатов. Они могут работать даже при слабом ветре — от 2,5 м/с, а также за счёт вихревых, нисходящих или восходящих воздушных потоков.
Таким образом, увеличивается общее время работы ветрогенератора, благодаря чему аккумуляторные батареи заряжаются чаще и интенсивнее. Кроме того, из-за вертикально расположенных лопастей роторные ветряки не так сильно подвержены механическим повреждениям во время ураганов, как аппараты с пропеллером. Высокая чувствительность вертикальноосевых устройств позволяет размещать их даже в той местности, где сильный ветер (8-10 м/с) бывает нечасто. К сожалению, КПД роторных ветрогенераторов несколько ниже, чем у горизонтальных, что следует учитывать при выборе той или иной модели.
Как много ветряков хороших!
Производители ветряных электростанций предлагают немало бытовых аппаратов для частного энергоснабжения. Рассмотрим самые интересные.
В 2011 году американская компания Honeywell разработала ветряк под названием Windtronics. Он обращает на
себя внимание отсутствием редуктора и необычным конструктивным решением турбины. В качестве вырабатывающего ток генератора используется не отдельное устройство, а сам пропеллер, который, по сути, и является генератором. Пропеллер двигается внутри круглого замкнутого контура, оборудованного большим количеством катушек-статоров, а на конце каждой из лопастей установлено по магниту из неодима. При этом специальные боковые закрылки на турбине позволяют ей начинать движение даже при очень маленькой скорости ветра — от 0,85 м/с, что можно считать рекордом для аналогичных горизонтальных устройств. В зависимости от того, насколько часто появляются сильные воздушные потоки, ветряк может генерировать от 1 500 до 2 750 кВт-ч/год, а низкий уровень шума в рабочем состоянии (35 дБ) позволяет устанавливать аппарат вблизи жилых зданий.
Ещё одна необычная разработка — ветрогенератор Eddy, сконструированный специалистами фирмы Urban Green Energy (США). Это вертикальный аппарат с выпукло-вогнутыми лопастями, которые изготавливаются из углеродного волокна. Модель обладает уникальным дизайном, почти бесшумным механизмом, выдерживает скорость ветра до 193 км/ч и может быть смонтирована всего за час. Срок безремонтной эксплуатации достигает 20 лет, благодаря чему она признана одним из самых надежных устройств в своем классе.
На рынок поставляется несколько модификаций семейства Eddy с разной производительностью. Наиболее мощные устройства способны вырабатывать до 1000 кВт-ч/год. Учитывая, что на пределе ветряк будет работать не каждый день, этот показатель можно назвать весьма неплохим. Есть и недостатки: минимальная скорость ветра, при которой ветрогенератор начинает работать, — 3,2 м/с, поэтому его нужно устанавливать как можно выше, а это влечёт дополнительные затраты на монтаж. Кстати, о затратах.
Стоимость описанных моделей — довольно кусачая: Windtronics обойдется не менее чем в 5,8 тыс. долларов, а за самый эффективный Eddy придется выложить от 10 до 20 тыс. долларов. Безусловно, можно приобрести ветряки отечественного производства. Например, компания «Русский ветер» реализует относительно недорогие модели, разработанные российскими инженерами. Из наиболее продвинутых следует выделить однолопастный ВЭУ-10000/7 с номинальной мощностью 10 кВт-ч при скорости ветра 11 м/с. Стоит, правда, это устройство тоже немало — 340 тыс. рублей, однако его производительность даже чуть больше, чем у знаменитого Eddy.
Имеются и более бюджетные варианты: «Вертикаль-ТМ-500» с номиналом в 0,5 кВт. Совсем немного, но этого вполне достаточно, чтобы обеспечить питанием осветительные приборы небольшого дачного домика. Цена аппарата: 98 тыс. рублей.
Ссылка по теме: Аварийное освещение своими руками – галогеновые, светодиодные ламы и светильники
Как шумит ветряк-ветрогенератор (уровень шума в сравнении)
Что нужно знать о ветряках
На первый взгляд может показаться, что главный параметр, на который надо ориентироваться при выборе ветряной электроустановки (ВЭУ), — это её номинальная мощность. Вроде бы ничего сложного нет — на основе расчётов по ежемесячному потреблению электроэнергии необходимо подобрать и станцию соответствующей производительности, однако это не совсем так.
Проблема — в том, что ветряк выходит на свой номинал при скорости ветра не менее 8 м/с, а для некоторых моделей — 10-11 м/с. При этом известно, что среднегодовая скорость ветра на территории России за исключением Заполярья и Дальнего Востока — Д-5 м/с. Таким образом, большую часть времени ветряк или не будет работать вообще, или будет выдавать мощность меньше номинальной: от 50 до 300 Вт в зависимости от технических характеристик устройства. Именно это значение и надо брать в первую очередь для расчётов. Следует обращать внимание и на другие показатели. Прежде всего — на минимальную скорость ветра, при которой генератор начинает заряжать аккумуляторы. Чем эта скорость ниже, тем лучше. Например, китайская компания Low Wind выпускает вполне бюджетные и довольно мощные модели, начинающие работать уже при 2,5 м/с. Приобретая такую электростанцию, можно быть уверенным, что она будет работать почти всегда.
Ещё один важный момент — диаметр пропеллера. Не трудно догадаться, что количество вырабатываемого электричества зависит от площади лопастей ветряка. Значит, аппараты с большим диаметром пропеллера обладают потенциально большей мощностью, чем аналогичные механизмы небольшого размера. По этой причине изготавливать мощные, но в то же время компактные ветрогенераторы — практически невозможно.
Важно и то, на какой высоте будет располагаться устройство. Ветряк, установленный на 10-метровой мачте, будет производить в два раза больше энергии, чем на двухметровом основании. На высоте 15-18 метров количество вырабатываемого электричества утраивается. Если местность, в которой предполагается ставить ВЭУ, застроена двухэтажными домами, то рекомендуемая высота — 20 метров.
Несмотря на бесплатный ветер, стоимость ветряной электроэнергии не так уж и мала. Выясняя рентабельность установки ветряной станции, необходимо учесть не только расходы на приобретение и монтаж (100-600 тыс. руб.), но и оплату ежегодного обслуживания, которое в случае поломок может доходить до 20 тыс. руб. в месяц.
При наличии стабильного электроснабжения устанавливать ВЭУ с расчётом получить дешёвый источник тока — нецелесообразно.
Другое дело, если электричество подают лишь изредна или вообще нет электроснабжения. В этом случае рекомендуется использовать комплексные решения — монтировать не только ветряк, но и солнечные панели, и дизель-генератор. Дополнительное оборудование будет включаться автоматически, если выработанного от ветра электричества окажется недостаточно. Только такой подход может гарантировать постоянное энергообеспечение.
Читайте также: Какой генератор лучше выбрать для дома и дачи
Итак, какую мощность должен генерировать ветряк, чтобы обеспечить двух-трёх человек в доме площадью 100-150 м2?
При отсутствии стационарного компьютера, стиральной машины и кондиционера потребность такой семьи в электроэнергии может составлять 150-200 Вт-ч 9верхнее освещение, холодильник, ноутбук, телевизор). Для удовлетворения подобных нужд подойдет ветряная электростанция мощностью 5-6 кВт-ч, которая будет выдавать необходимое количество тока при скорости ветра 3-4 м/с.
Если стиральная машина, кондиционер и другое сложное оборудование в доме всё же имеется, то номинальная мощность станции должна быть не менее 10 кВт-ч. Для энергообеспечения не одного домашнего хозяйства, а целого поселка эту мощность следует умножить на количество домов.
Конечно, приведённые расчёты являются приблизительными и не всегда могут использоваться в качестве окончательного руководства для установки ветряка на участке, но мы надеемся, что наш читатель стал немного ближе к идее использовать свой частный источник чистой энергии.
© Автор: Сергей Васильев
ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ МАСТЕРОВ И МАСТЕРИЦ, И ТОВАРЫ ДЛЯ ДОМА ОЧЕНЬ ДЕШЕВО. БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА. ЕСТЬ ОТЗЫВЫ.
Ниже другие записи по теме "Как сделать своими руками - домохозяину!"
- Монтаж системы пожарной сигнализации и пожаротушения – примеры схем и расчетов
- Мини-духовка своими руками (+ чертежи)
- Светильник из керамической плитки своими руками (фото+схема)
- Универсальная лампа-переноска своими руками
- Установка выключателя своими руками: мастер-класс
- Как правильно провести компьютерную сеть в квартире – проектирование и монтаж
- Светильник-переноска с розеткой своими руками
- Как лучше подключить генератор к электросети?
- Солнечные батареи своими руками для частного дома.
- Усилитель GSM сигнала на даче для улучшения приема мобильных
Подпишитесь на обновления в наших группах и поделитесь.
Будем друзьями!
#
supper ಮಚ್ಚಾ