Увеличение цен на электроэнергию, привело к экономии и поиску бюджетных альтернатив. Для многих выходом из сложившегося положения стало приобретение или строительство ветряка, с помощью которого можно получать электроэнергию и не тратить много средств на оплату коммунальных платежей.

Ветрогенератор для дома: особенности, которые нужно обязательно знать владельцу частной электростанции

Автор портала Enwave

Современный ветрогенератор не только эффективный метод обеспечения электроэнергией отдаленные населенные пункты, но и отличный способ экономии.  В связи с этим, многие граждане отдают предпочтение ветровым электростанциям.

Что такое ветровая электростанция?

Ветряной электростанцией можно считать конструкцию из нескольких ветрогенераторов, которые собраны в одном или нескольких местах и объединены в единую сеть.

Ветровые электростанции считаются одним из оптимальных вариантов получения альтернативной энергии. Энергию ветра вполне можно отнести к возобновляемому виду наряду с солнечной, что и делает ее такой востребованной.

Конечно, у ветровой энергетике меньше потенциала, чем у солнечной, но и этого хватает на удовлетворение потребностей современного человека. У ветровых электростанций небольшой коэффициент полезного действия (КПД около 30%), но при этом они продолжают пользоваться популярностью у многих.

Перед возведением ветровой электростанции в каком-либо месте, нужно детально изучить характеристику ветра. Для этого нужно использовать специальные приборы – анемометры. Их устанавливают на высоте около 30-100 метров и на протяжении нескольких лет собирают информацию относительно скорости ветра в данном месте. На основании полученных сведений составляют карты доступности ветровой энергетики. С помощью этих карт и разноплановых методик расчета, предприниматели возводят ветровые электростанции.

Ветрогенераторы, которые работают в составе ветровых электростанций, устанавливаются на различных возвышенностях, как естественного, так и искусственного происхождения. И этот выбор не случаен, так как скорость ветра больше, чем больше высота. Именно поэтому, ветрогенераторы устанавливают на специальных поверхностях, высота которых не ниже 30-60 метров.

Планируя монтаж ветровой электростанции также нужно учесть, наличие крупных строений и деревьев на выбранной местности, так как это все может негативно отобразиться на скорости ветра.

При возведении таких электростанций необходимо учитывать и требования к охране ОС и влияние на человека, так как от подобных конструкций исходит значительный шум. В европейских страна давно введены законы, ограничивающие уровень максимального уровня шума ветровых установок. Днем этот показатель не должен быть больше 45 дБ, а в ночное время не больше 35 дБ. Кроме того, такие установки не должны находиться на расстоянии не меньше 300 метров от жилых домов. К слову, во время миграции птиц, ветровые электростанции нужно останавливать.

Обычно, подобные сооружения занимают достаточно много места. Для их строительства идеально подходят мало заселенные районы и районы, которые не вовлечены в экономическую деятельность. К подобным можно отнести:

  • Прибрежные районы;
  • Пустыни;
  • Горы;
  • Шельф.

Разновидности ветряков

Ветрогенераторы, как уже было обозначено, представляют собой ветровые электростанции (ВЭС), связанные в единую конструкцию, способствующую выработке электроэнергии.

Ветрогенераторы бывают разных видов, но самыми популярными считаются те, у которых горизонтальная ость вращения ротора. Такое положение обеспечивает более высокий уровень КПД, и является более эффективной защитой от ураганов. Кроме того, у такой разновидности ветрогенераторов высокая мощность и относительно не большая ценовая категория.

Есть ветряки и с вертикальной осью вращения ротора, которые могут работать при небольшом ветре, который дует в любом направление. Их не сложно монтировать и они менее шумные, по сравнению с горизонтальными. Правда, такие устройства не так эффективны, так как их нужно монтировать на небольшой высоте, из-за специфики конструкции. Такие ветряки более подходят для домашнего использования, нежели выше обозначенные.

Генераторы также отличаются по конструкции ветроколеса. Есть пропеллерные («крыльчатые») с лопастями  расположенными перпендикулярно к несущему валу. Также есть карусельные в которых вал ветроколеса расположен вертикально.

В современной ветроэнергетической отрасли чаще всего использую «крыльчатые» ветрогенераторы, так как они более эффективны.

Ветроустановки также можно подразделить по комплекции, а именно:

  • Редуктор (мультипликатор);
  • Установки без него.

Если редуктор не входит в систему, то установка будет менее шумной, чем система, в которую он вмонтирован.

Также ветрогенераторы разделяют по месту их эксплуатации:

  • Прибрежные;
  • Наземные;
  • Шельфовые;
  • Парящие;
  • Горные;
  • Плавающие.

Что нужно знать перед установкой ветрогенератора для дома?

Если вы приняли решение установить ветряк для своих нужд, можность которого не превышает 10 кВт, нужно помнить о изменение ветра в течение дня, сезонность и его расположение. Также нужно учитывать скорость ветра на различной высоте, частоту ветряных порывов (сведения о которых можно получить в метеослужбе). Как уже было обозначено, исследования нужно проводить в течение года, чтобы в полной мере рассчитать эффективность и найти оптимальное место для монтажа.

Помимо метеослужбы есть и другие полезные сервисы, с помощью которых можно собрать необходимую информацию. К примеру, можно использовать Earth Wind Map (глобальная карта ветров в режиме реального времени). Это очень удобный, полезны сайт, на котором можно изучить данные об определенном регионе, кликнув на соответствующую отметку.

Чтобы провести монтаж маломощных ветровых установок можно обойтись наблюдениями за один сезон, но все же не лишним будет проконсультироваться со специалистом.

Что касается промышленных установок, то строительством подобных занимаются государственные предприятия и компании, которые специализируются на этом. Как уже обозначалось, такие устройства объединены в сеть.

К слову, чтобы установить домашний ветрогенератор, не нужно получать разрешений от государства.

Помните, что чем мощнее ветряк, то тем больше нужно площади для его размещения. Также не стоит забывать о том, что между ветрогенераторами должно быть минимальное расстояние, которое между ними должно быть в три раза больше высоты одной конструкции, в противном случае будут нарушения в работе.

Ветрогенератор рекомендуется устанавливать на открытой местности, так как высокие препятствия будут задерживать воздушный поток, что повлияет на скорость. Ветряк лучше устанавливать на высоте 3-4 метров, выше любой преграды. Если есть аккумуляторный модуль, устройство необходимо монтировать как можно ближе к нему, чтобы сохранить энергию и сэкономить на стоимости силового кабеля, так как чем ближе расстояние, тем меньше сечения провода потребуется.

Схема подключения ветряной электростанции

Чтобы ветроустановка заработала, ее нужно подключить. Так выделяют следующие варианты подключения:

  • Не сетевое;
  • Сетевое.

Не сетевое подключение позволит полностью или частично использовать автономное электропитание. Такая схема подключения не нуждается в наличие общественной электросети.

Подключение ветряка выглядит так: ветрогенератор-контролер-переключатели-аккумуляторы-потребительные устройства.

Сетевое подключение целесообразно в случае большой мощности установки или небольшой мощности потребления. С таким подключением можно питать приемники непосредственно от электроэнергии, а точнее сказать от общественной сети. При излишке выработанной энергии ветряной электростанции, полученную электроэнергию можно продавать по «зеленому тарифу». В этом случае, подключение выглядит так: ветрогенератор-контроллер-аккумуляторы-предохранители и переключатели-инвертор-АВР-счетчик-электросеть- к потребляемым устройствам.

Обслуживание ветровой электростанции

Чтобы ветровая электростанция прослужила как можно дольше нужно:

  • Ежемесячно проверять надежность соединений и креплений;
  • В случае штормового предупреждения, лучше опустить ветроустановку на землю;
  • Проверить состояние кабеля;
  • Аккумуляторные батареи обслуживать в соответствии с инструкцией;
  • Подтягивать тросы мачты.

Если у вас ветроустановки EuroWind 200, 300, 300L, 500, 1 и 2, то в них нужно поводить каждые три года замену токосъемных колец.

Как рассчитать мощность ветрогенератора для дома?

Чтобы ориентировочно рассчитать мощность домашней ВЭС нужно для начала вычислить среднемесячное потребление электроэнергии (с учетом перечня всех используемых бытовых электроприборов и их мощности во время работы). Напомним, что для домашнего использования хватает от 2 до 10 кВт.

При расчете также нужно учитывать:

  • Диаметр лопастей;
  • Скорость ветра;
  • Потери (здесь имеется в виду коэффициент использования ветра , который равен 0,6, мощность винта от 40 до 50% , потери генератора 20% и проводов 20%).

Для расчета применимы 2 формулы, с помощью которых можно подобрать подходящую мощность ветрогенератора, если знать диаметр лопастей и скорость ветра.

Первая формула довольно сложная и редко применяется на практике:

Мощность = коэффициент использования энергии ветра * ((плотность возд. потока * скорость ветра в кубе)/2 * п * радиус в квадрате)

Вторая более упрощена, поэтому в основном используют ее:

Мощность = 0,6 * п * радиус в квадрате * скорость ветра в кубе

Для расчета рекомендуется брать скорость ветра ниже среднегодовой, так полученный результат будет более точным.

Приведем пример расчета:

Допустим, есть ветрогенератор, длина лопасти которого 4 м, а средняя скорость ветра 5 м/с. С применением первой формулы получаем следующее уравнение: Мощность = 0,6 * (1,225 * 125/2) *3,14 * 16 = 2307,9 Вт.

По второй формуле вышло следующее: Мощность = 0,6 * 3,14 * 16 * 125 = 3768 Вт.

Второй показатель ближе к реальности, поэтому вторую формулу лучше использовать при расчетах.

Вторая цифра ближе к реальности, и именно такую формулу стоит использовать в ваших подсчётах. Также можно посчитать потери на винт, основываясь на второй результат:

Мощность = 3768 * 0,6 = 2260.8 Вт.

Теперь отнимаем потери проводов и генераторов:

Мощность = 2260.8 * 0,8 * 0,8 = 1446,9 Вт.

На такую величину можно рассчитывать, используя ветрогенератор из примера.

 

Поставить оценку:
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд 5,00
Загрузка...

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *