Ветрогенератор для частного дома


Как выбрать ветрогенератор для частного дома

Дата публикации: 17 декабря 2018

Ветроэнергетическая установка служит для преобразования кинетической энергии в электрическую. Современные ветрогенераторы способны использовать до 45% энергии воздуха — это позволяет успешно использовать ВЭУ в качестве альтернативного энергоисточника, который помогает снизить траты на коммунальные услуги или полностью заменить собой подключение к общей энергосети.

Домашний ветрогенератор: в каких случаях есть смысл в установке

Стоимость возведения ВЭУ для дома или небольшого кооператива сравнительно ниже, чем у других альтернативных электрогенераторов. ВЭУ уступают в цене солнечным батареям, однако они подходят не для каждого жилища. Установка ВЭУ целесообразна в таких случаях:

  • среднегодовая скорость ветра равняется или превышает 3 м/c — в противном случае много энергии от ВЭУ вы не получите;
  • если на вашем участке часто отключат свет или регулярно случаются аварийные ситуации по независящим от вас причинам;
  • если подключение к общей сети в вашем регионе отсутствует или стоит слишком дорого;
  • для поддержания полной энергонезависимости.

Сам по себе ветрогенератор не представляет никакой опасности и никакого вреда не приносит. Вас может раздражать постоянное мелькание лопастей и производимый ими шум. Но проблема исчезает, если вы устанавливаете ВЭУ на северной стороне своего участка чуть поодаль от дома. В остальном ветроэнергетическая установка — выгодное приобретение. Давайте разберемся, какой ветрогенератор лучше и почему.

Ветрогенератор какой мощности нужен для частного дома

Рынок ветрогенераторов может предложить модели от производителей разных стран, включая США, Европу и СНГ. Установки от отечественных производителей стоят дешевле, однако при выборе стоит опираться на технические характеристики и гарантийные сроки. Средняя продолжительность службы ВЭУ при грамотном использовании — 20-25 лет. Если вам предлагают купить ветряк, который прослужит меньше 10 лет, лучше подыскать другие варианты.

Работу ветряка обычно тестируют на даче или небольшом загородном доме, где потребность в электроэнергии возникает периодически, а не на постоянной основе. Для снабжения малогабаритного коттеджа вам понадобится ВЭУ мощностью от 1,5 до 3 кВт. Месячная выработка энергии в таком случае колеблется от 500 до 600кВт. Для среднего дома (100-200 м²) с условием постоянного проживания требуется ветряк мощностью не меньше 5-6 кВт и ежемесячной выработкой энергии от 1000кВт.

Разобравшись с теорией, какой мощности ветрогенератор нужен для дома, необходимо учитывать и практический аспект — силу ветра. Приобретая ВЭУ с малой мощностью, вы сможете выжать из нее достаточное количество энергии лишь при урагане. Например, двухкиловатный ветряк с расчетной скоростью ветра 15 м/с даст вам 15-20% энергии при условии скорости ветра 6-8 м/с, а в полный штиль останется неподвижным. Это не повод отказываться от недорогих маломощных ветряков — просто купите ВЭУ с меньшей расчетной скоростью ветра. Та же двухкиловатная ветроэнергетическая установка, но с расчетной скоростью в 8 м/с, будет стабильно работать на максимуме, а в особенно ветреные дни выдаст все 40% энергии.

На что обратить внимание при покупке ВЭУ

Важно учитывать высоту мачты. Чем выше находится ветряк, тем больше ветра он сможет «поймать». Скорость ветра увеличивается в зависимости от высоты, так что даже в не особо ветреных районах ВЭУ может успешно работать, если мачта будет достаточно высокой. Стандартная высота мачты — 10 метров. С каждыми последующими десятью метрами мощность ветрового потока будет увеличиваться в полтора раза.

Обратите внимание и на такие факторы:

  • фактические объемы электроэнергии, которые сможет выработать ветряк в условиях вашего участка;
  • актуальность выбранной модели, как долго она выпускается и насколько хорошо ее оценили другие пользователи;
  • гарантийные сроки и периодичность технического обслуживания;
  • расчетный срок использования ветроэнергетической установки;
  • степень сложности монтажа и обслуживания.

Какой ветряк лучше: горизонтальный или вертикальный?

ВЭУ разделяются на типы по направлению оси вращения — горизонтальные и вертикальные. Горизонтальные (крыльчатые) располагают вертикальными лопастями, которые крепятся к мачте на горизонтальной оси. Такие ветрогенераторы занимают около 90% рынка; их легко отыскать в любом каталоге. Популярность крыльчатых ветряков обуславливается их высоким КПД, простым управлением, высокой устойчивостью к ураганам и демократичной стоимостью. Их можно устанавливать на любой высоте и не бояться поломки даже во время шторма.

Вертикальные ветряки (карусельчатые) получили свое название из-за вертикальной оси вращения ротора. Они отличаются легким монтажом и стабильной работой даже при малом ветре. Карусельчатые ветрогенераторы малошумны и компактны, из-за чего их часто устанавливают для домашнего использования. Минус таких ВЭУ — меньшая эффективность (в сравнении с крыльчатыми). Вертикальный ветряк нельзя поставить на высокой мачте из-за особенностей конструкции, поэтому они хорошо работают только в ветреной местности.

Горизонтальные ВЭУ более эффективны: половина работы их лопастей происходит за счет сопротивления противоположному движению ветра. Вертикальные же ветрогенераторы из-за смены направления ветра теряют свою мощность. Горизонтальные требуют меньше места и меньших затрат, они эффективны и мощны. Низкий уровень шума делает вертикальные ВЭУ привлекательным приобретением, однако они будут целесообразной покупкой только для тех домов, которые не требуют большого количества электроэнергии и располагают накопительными аккумуляторами на случай безветренной погоды.

Для малых нужд целесообразно купить мини ветрогенератор. Эти устройства располагают мощностью до 1 кВт и используются для автономного питания системы подачи воды, небольших сельскохозяйственных ферм и снижения нагрузки на общую сеть. Такие ВЭУ часто используют на дачах для питания кухонных приборов: мини-плит, микроволновок, чайников, светильников.

altenergiya.ru

Как выбрать ветряк для частного дома? Определяемся с установкой для выработки электроэнергии!

При обустройстве жилья каждый ставит перед собой цель обеспечить бесперебойное электропитание, но при этом сэкономить.

С этим помогут силы природы – современный рынок позволяет выбрать лучшие ветровые генераторы. Однако, не разобравшись в нюансах и не проведя некоторые расчеты, будет трудно правильно определиться с моделью.

Что такое ветрогенератор?

Это станция, вырабатывающая электрическую энергию за счет воздушных порывов. Получаемая мощность является полностью бесплатной: владелец тратится только на покупку и обслуживание оборудования.

Однако ветряки не устанавливаются в каждом доме, что вводит в недоумение.

Минусы

При более глубоком исследовании, становятся понятны причины ограниченности использования генераторов:

  1. Ветроэлектрогенератор – это дорогое оборудование.
  2. Станция зависит от погодных условий – выработка энергии невозможна без движения воздушных масс.
  3. Для накопления энергии (бесперебойной подачи) требуется закупить и подключить аккумуляторы – это дополнительные траты (батареи стоят дорого).
  4. «Бесплатная» энергия от ветра окупается лишь при точном расчете (из-за цен на составляющие станции и стоимости обслуживания повышается себестоимость электричества).

Когда выгодны?

Несмотря на достаточно весомые недостатки, ветровые установки для выработки электроэнергии выгодны при некотором раскладе: себестоимость электричества удается снизить, если задействовать станцию в отопительном процессе.

Факторы окупаемости:

  • электрические нагреватели не требуют высококачественной энергии, что позволяет сэкономить при покупке оборудование бюджетного уровня;
  • для сохранения энергии практичнее задействовать не дорогие аккумуляторы, а стандартный тепловой резервуар (бойлер);
  • отопление является главной статьей расхода потребления, потому при перенаправлении питания на станции получается тратить меньше;
  • большой спектр температур (от 18 до 24 градусов по Цельсия) позволяет системе не потреблять электричество некоторое время (когда не хватает ветра).

Разновидности ветровых генераторов

Все генераторы можно поделить на 2 группы:

  • с вертикальным ротором;
  • с горизонтальным ротором.

Первая разновидность считается не слишком эффективной, поскольку обладает значительно более низким КПД, нежели вторая (уступает в 3 раза).

Достоинства вертикальных ветряков – простота монтажа и надежность конструкции.

Вертикальные ВЭУ

Бесшумность при работе позволяет устанавливать оборудование на крыше или на земле. Ветровая электростанция для дома устойчива при стихийных бедствиях (ураганы, наледь и др.). Генератора начинает крутить при слабых порывах – от 1-2 м/с.

Горизонтальные ветряки начинают вырабатывать энергию при ветре не меньше 3.5 м/с и они гораздо чаще встречаются.

Горизонтальная ВЭУ

Их уровень эффективности – КПД 50%, но более шумный режим работы и вибрации. Для монтажа оборудования понадобится свободная площадка – до 100 метров и мачта.

Смотрите видео, где раскрываются такие вопросы: какой ветряк лучше и переделка вертикального устройства в горизонтальный:

Регионы применения ветровой энергии для отопления

Ветряки рекомендуется устанавливать, если есть проблемы с подключением к стандартным отопительным сетям или центральное водоснабжение работает с некоторыми перебоями, не позволяя теплоносителям нагреваться до достаточной температуры. Такие условия, если позволяет локация, говорят о необходимости покупки ветровой станции.

В регионах, где наблюдается достаточная ветровая активность стандартное отопление можно заменить на альтернативные источники. Когда сила порывов и общая динамика не слишком эффективны для полного обогрева, возможно комбинирование – часть нагрузки уходит на ветровой генератор для финансовой экономии.

Ветровое отопление считается эффективным, поскольку холодный воздух плотнее, чем теплый. Эта характеристика положительно сказывается на генераторе – повышается его производительность, позволяя обустроить бесперебойную подачу энергии. В зимнее время года наблюдается высокая ветровая активность, что также влияет на окупаемость проекта.

Если рассматривать ветряки с отопительной точки зрения, то нужны расчеты. Для некоторой местности установка генераторов станет не лучшим решением. Перед покупкой оборудования требуется навести справки о среднегодовой скорости ветра и сезонной динамики.

Погодная информация помогает определить характеристики, необходимые ветряку для эффективного отопления дома. Даже расположение участка имеет свою значимость, потому подбор генератора является индивидуальным мероприятием.

Ориентиры при выборе ветряка

Современный ветрогенератор покупается с оглядкой на требуемую мощность.

  1. Для небольшой дачи или дома хватит ветряка мощностью 1.5-3 кВт с месячной отдачей около 500 кВт•ч.
  2. При постоянном нахождении в жилище квадратурой 100-200 м2 для обслуживания хватит станции в 5-6 кВт с регулярной выработкой более 1000 кВт•ч.

Для конечного выбора подходящей модели нужно сравнить варианты по ряду характеристик, главная из которых – расчетная скорость ветра, при которой вырабатывается полная мощность. Чем это значение ниже, тем эффективнее.

Главное подойти к процессу тщательно, не допустив ошибок. К примеру:

  1. ВЭУ на 2 кВт с расчетной скоростью в 12-15 м/с начнет крутиться на полную лишь во время урагана. При порыве в 6-8 м/с станция сможет выработать около 20% от общей мощности, а в погоду со слабым ветром лопасти окажутся практически неподвижными.
  2. Генератор меньшего калибра, расчетная скорость которого равна 8 м/с в ветреном регионе практически все время будет крутить на пределе, а при слабом ветре сможет сгенерировать до 40% от заявленного показателя.

Другая важная характеристика – высота мачты. Стандартизированная норма – 10 метров от земного покрова. Скорость ветра растет пропорционально высоте и на высоте в 20 метров эффективность потока возрастет в 1,5 раза, по сравнению с 10 метрами.

Перед тем, как выбрать ветряк рекомендуется изучить факторы:

  • объем электрической энергии, которую генератор сможет получить за временной отрезок: хватит ли этого для комфортного энергоснабжения/отопления жилища;
  • примерный срок годности оборудования;
  • надежность системы, которая проявляется, например, сроком гарантийного обслуживания;
  • частота обслуживания системы для комфортной работы;
  • продолжительность продажи/выпуска выбранной модели, надежность и эффективность за данный период;
  • время получения заказа.

На этом видео, человек рассказывает про свой ветрогенератор:

Определение требуемой мощности

Для вычисления необходимой мощности станции, нужно выписать все потребители электричества в доме: начиная с обычных ламп и заканчивая кондиционером, телевизором и холодильником. Все прибору суммируются, чтобы получить полный расходуемый объем электричества.

Расчет выполняется с запасом, поскольку реальны траты энергии даже в интенсивные периоды получатся меньше – мало кто включает все устройства в доме одновременно.

Дальше требуется примерно вычислить время работы всех устройств, чтобы определить месячную потребность системы. Например:

  • для покрытия нужд коттеджа обычно хватает ВЭУ мощностью 5-6 кВт;
  • для малого поселка из домов достаточно станции в 10-25 кВт.

Также выделяется подкласс систем, именуемый микрогенераторами. Они обладают малой мощностью – менее 1 кВт и используются для снабжения энергией сельхоз ферм, поддержания автономной системы откачки воды и др.

При недостатке ветряной активности генератор хорошо сочетается с солнечными панелями. Подобные системы называют гибридными.

Смотрите видео, ветрогенератор и солнечные батареи, установка и эксплуатация:

Также ветряк можно дополнить дизельным генератором. Такие комплексные станции надежны благодаря факторам:

  • они позволяют собирать значительные объемы электрической энергии при достаточном ветре и тогда, когда потребление снижается;
  • могут поддерживать кратковременное питание системы мощностями, превышающими таковые от ветреного генератора;
  • поддерживают питание потребителя при недостатке активности ветра благодаря накоплению электричества.

Обустроить полностью работающий ветряк для частного дома можно и своими руками. Сделать это непросто: каждый из элементов системы должен четко выполнять назначенную функцию – преобразовываться вращательную энергию в электричество. Также нужны аккумуляторы, поскольку системе, вырабатывающей стабильный ток, требуются батареи для накопления.

Узнайте из видео, как сделать самостоятельно мощный ветрогенератор для дома:

Ветряной генератор для дома при правильном подходе позволит владельцу значительно сэкономить на счетах за электричество. К тому же, альтернативная энергия считается чистой и не вредит окружающей среде.

dachadoma.ru

Ветряк для частного дома

Для того, чтобы подобрать наиболее оптимальный вариант ветряка для своего дома, необходимо знать некоторые особенности устройства и работы ветряков их достоинства и недостатки, а также метеорологические особенности местности.

Потребность установить ветряк возле частного дома может возникнуть в двух случаях — если централизованного электроснабжения нет совсем или оно оставляет желать лучшего либо же вы решили существенно сэкономить на оплате за электроэнергию. Строительство ветрогенератора — довольно масштабное мероприятие и по средствам, и по трудозатратам, поэтому требует предварительных расчетов и уточнения множества факторов.

Ветер — экологически чистый бесконечный источник энергии, которым человечество пользуется уже тысячи лет. Для получения электроэнергии его начали использовать около века назад, но не везде ветер имеет достаточные показатели, чтобы было выгодно устанавливать ветрогенератор.

Поиск по специализированным сайтам с метеорологической статистикой, визит на местную метеостанцию, сбор и проверка данных по силе и направлению ветра своими руками на месте планируемой установки, например, при помощи анемометра с самописцем, поднятого над землей на уровень ротора будущего генератора будет первоочередной задачей.

Если в вашей местности ветер имеет среднегодовую скорость меньше чем 4—4,5 м/с (14,4—16,2 км/ч), ветряк скорее всего окажется нерентабельным. Лучше всего устанавливать ветрогенераторы на возвышенностях, побережьях, в степи — там, где постоянно дует сильный ветер и нет никаких природных или искусственных препятствий для него.

Если присутствует ветровая тень от холма, высоких деревьев, придется либо увеличивать высоту расположения ветрогенератора, что существенно удорожает конструкцию, либо переключиться на другие альтернативные источники для снабжения дома теплом и электроэнергией.

к содержанию ↑

Некоторые формальности

Следует обратиться к местным властям и уточнить перечень требований и разрешений, которые нужно получить. Максимальная высота конструкции, которая не будет мешать полетам малой авиации, отсутствие помех для радиосвязи и телевещания, создаваемых ветрогенератором с металлическими лопастями, предельный безопасный уровень шума, а также согласие соседей на установку ветряка неподалеку от их домов.

Согласитесь — обидно будет, когда построенный своими руками и уже действующий ветряк придется демонтировать или переделывать по решению суда. Поэтому чем больше разрешений удастся собрать — тем лучше. Многих проблем удастся избежать, если оформлением разрешений на ветряк будет заниматься фирма, которая его и будет устанавливать — но это также дополнительные затраты.

к содержанию ↑

Компоненты и расчеты

Стоимость постройки варьируется в самых широких пределах, в зависимости от выбранной конструкции ветряка и использованных компонентов. Есть два основных типа ветрогенераторов — с горизонтальной осью вращения (обязательно располагать на высоте, оптимально 25-35 м) и с вертикальной осью, которые допустимо размещать просто на уровне земли.

Кроме самого генератора для ветряков с горизонтальной осью вращения необходим ротор с лопастями, редуктор и поворотный хвост, а также защитный кожух. Все это, обычно, устанавливается на высокую мачту. Поскольку мачта, как правило, довольно массивное и высокое сооружение, под него придется закладывать фундамент, а также закреплять ее дополнительными тросами-растяжками.

Дополнительно к суммарной цене конструкции добавляется стоимость монтажа при помощи крана. Чтобы избежать строительства высокой и дорогой мачты, для небольших ветряков все чаще используют варианты конструкции с вертикальной осью вращения ротора, которые способны работать на меньшей высоте при скоростях ветра от 1 м/с. Но такие системы относительно новые, поэтому однозначной статистики их эксплуатации еще не накоплено. Они дают меньше электроэнергии, зато существенно дешевле и не такие шумные, их проще изготовить своими руками.

На земле, в помещении располагается инвертор для превращения постоянного тока от генератора в переменный, комплект аккумуляторов, разъединители и автоматические выключатели, нужные для перераспределения полученной электроэнергии и отключения устройства при аварийных ситуациях либо для ремонта.

Примерное количество энергии, вырабатываемое на протяжении года ветряком с горизонтальной осью вращения можно подсчитать по такой эмпирической формуле: E = 1.64 * D*D * V*V*V. Где: E — электроэнергия за год (кВт*ч/год), D — диаметр ротора (в метрах), V — среднегодовая скорость ветра (м/сек). После этого подсчитываем количество и стоимость потребляемой вашим домом за год электроэнергии, а затем множим полученные цифры на 25-30 лет — оценочный срок службы ветряка. Исходя из этого, рассчитываем необходимый размер лопастей и примерную общую стоимость конструкции, в зависимости от стоимости компонентов.

Если мачту можно построить самостоятельно, то электрооборудование и сам ветряк целесообразно покупать серийные, заводской сборки. Хотя, народные умельцы не раз демонстрировали примеры самостоятельной постройки ветрогенераторов для дома на основе компонентов из других устройств (электрогенераторов автомобилей, промышленного оборудования, даже умудряются пускать в дело переделанные электродвигатели от бытовой техники), использовать самодельные лопасти ротора и хвостовое оперение.

Схемы, методики и советы несложно найти в интернете или специализированных технических журналах, но в таком случае вся ответственность за работоспособность и безопасность построенного ветрогенератора будет лежать только на вас.

Очевидно, что с увеличением диаметра лопастей ротора и высоты мачты и соответственно большей собираемой энергии ветра возрастает генерируемая мощность, но пропорционально растет окончательная стоимость конструкции.

По разным оценкам стоимость постройки небольшого ветрогенератора для дома составляет в пределах 2-8 тыс. долларов за 1 кВт электроэнергии. Если у вас дома нет централизованного электроснабжения, ветряк, скорее всего, будет стоить дешевле самостоятельной прокладки линии электропередач или топлива для дизель-генератора.

Если же он задумывался как средство экономии — считайте и делайте выводы о его необходимости для дома. Кстати, уже сейчас полученная на крупных промышленных ветрогенераторах электроэнергия за 1 кВт получается дешевле, чем электроэнергия, выработанная на классических тепловых электростанциях. Себестоимость электроэнергии на малых ветрогенераторах немного выше, но все последние годы она неуклонно снижается.

В любом случае, если сегодня ветряк окажется нерентабельным, не выбрасывайте сделанные своими руками расчеты — через некоторое время появление новых моделей генераторов с большими показателями КПД, изменение тарифов на электроэнергию могут кардинально изменить ваше предыдущее решение.

Также наблюдайте за ситуацией с зеленым тарифом, который применяется во многих странах. По этому тарифу электроэнергию, сгенерированную дома при помощи альтернативных источников, в том числе энергии ветра, можно возвращать в электросеть, получая за нее доплату. Появление в стране зеленого тарифа или изменение его ставки может существенно повлиять на время окупаемости ветряка и проносимую им экономию для дома.

к содержанию ↑

Оптимальные режимы использования

Ветер дует неравномерно, и повышенная генерация электроэнергии с его помощью редко будет совпадать с периодами максимального потребления в доме. Поэтому желательно чтобы у вас была возможность обеспечить необходимую нагрузку и использовать всю лишнюю наработанную ветрогенератором электроэнергию — на подогрев воды в бойлере, дополняющие систему отопления электронагреватели внутри дома, насос в колодце, качающий воду в бак на крыше, или же на еще более экзотичные задачи вроде подзарядки аккумуляторов электромобиля — все они должны включаться автоматически при сильном ветре и при маленьком общем потреблении.

Вообще, в условиях российского климата с длинной холодной зимой и относительно небольшими скоростями ветра наиболее энергоэффективной и дешевой представляется схема из ветрогенератора с вертикальной осью вращения, установленного на уровне грунта либо на небольшой мачте в 5-10 м высотой, поднимающей его над крышей дома и кронами плодовых деревьев. Ветряк напрямую подключается к отдельному электронагревателю и бойлеру внутри помещения, без преобразователей тока и аккумуляторов.

Такую схему вполне реально реализовать своими руками, не привлекая монтажников. В этом случае ветрогенератор вырабатывает по сути тепло для обогрева дома, который, в свою очередь, служит безразмерным тепловым аккумулятором и позволяет не слишком беспокоиться из-за нерегулярных перепадов силы ветра, полностью используя всю наработанную ветрогенератором электроэнергию. Причем такая система получается саморегулируемой — сильный ветер быстрее охлаждает дом, но одновременно он же дает возможность тандему из ветрогенератора и электронагревателя лучше его отапливать изнутри.

к содержанию ↑

Проблемы на этапе проектирования

Шум в пределах 40-60 Дб, который может мешать не только соседям, но и вам. При возможности, если позволяет конфигурация земельного участка, ветряк стоит максимально отдалить от дома. Оптимально на 200-300 м.

  1. При некоторых режимах работы ветрогенератора или неудачной конструкции мачты ветряк может издавать инфразвук, вызывающий ощущение страха и дискомфорта;
  2. Высокая мачта, требующая обязательного заземления и наличия молниеотвода, а также наличия сигнальной лампы на вершине для безопасности полетов малой авиации;
  3. При работе ротора возникает вибрация, поэтому мачта ветряка должна располагаться отдельно, не соприкасаясь со стенами и перекрытиями дома или с другими строениями;
  4. Необходимость регулярного техобслуживания частей генератора, осмотров и замены смазки, которые нужно проводить на высоте. Примерно раз в 10 лет требуют замены лопасти и подшипники, независимо от того самодельные они или нет. Такие ремонты не всегда возможно выполнить своими руками и возникает необходимость привлекать специалистов. Мачту также придется регулярно красить и осматривать, чтобы избежать коррозии;
  5. Возможность повреждения мачты, лопастей и генератора в случае ураганного ветра или при обледенении;
  6. Аккумуляторы также требуют регулярной замены раз в несколько лет, располагать их нужно внутри дома;
  7. При подборе готовых серийных ветрогенераторов нужно очень внимательно вычитывать их технические характеристики — в разных странах и у разных производителей выходная мощность, указанная в описании изделия и в его техпаспорте вычисляются по различным методикам, сильно зависящих от принятой за базовую силы ветра;
  8. Расположенные неподалеку от места установки ветрогенератора маленькие деревья со временем вырастут и начнут создавать помехи для ветра;
  9. Если вы решились изготавливать ветряк своими руками, очень сложно наперед предсказать и рассчитать его итоговую выработку электроэнергии и его степень эффективности.

Тенденции развития техники однозначно указывают на перспективность использования для полного или частичного снабжения дома электроэнергией и теплом разнообразных альтернативных источников: солнечных панелей, ветровых генераторов, тепловых конвекторов, новых эффективных материалов для термоизоляции. Недорогая и эффективная система для создания полностью энергонезависимого жилища из научной фантастики постепенно превращается в довольно распространенное техническое решение, и ветряк может оказаться в нем одним из значимых элементов.

mirenergii.ru

Ветрогенератор для дома: как установить и подключить к сети. Особенности постройки, ремонта и эксплуатации

Ветрогенератор – хорошая задумка для загородного дома. Он экономит элекроэнергию и не вредит окружающей среде. Раньше ветряной генератор для жилого коттеджа был диковинкой, инновацией, но сейчас встречается довольно часто.

Для выбора ветрогенератора необходимо понять, что это вообще такое, каких видов встречается и что нужно для их окупаемости и правильной работы. Наверняка вы уже видели сюрреалистичные фото ветрогенератора в интернете или кадры из фильма и заинтересовались этим прекрасным источником альтернативной энергии.

Давайте рассмотрим, как работает ветрогенератор. Воздушный поток вращает лопасти ротора, зафиксированного на валу самого ветрогенератора. В его обмотке и происходит генерация электрического тока. Электроэнергия скапливается в аккумуляторах и затем подается в обслуживаемый частный дом.

Устройство ветрогенератора

Контроллер, который находится после генератора, преобразует трехфазный переменный ток в постоянный. Контроллер отвечает за управление током во всей электрической цепи, может переключать его для зарядки аккумуляторов.

Затем ток попадает на инвертор, где из постоянного преобразуется в переменный. Все это приводит к незначительным энергопотерям – около 20%

Комплектация ветрогенераторов для дома

  • Ротор. Делятся на двух-, трех- и многолопастные;
  • Редуктор. Регулирует с какой скоростью вращается ротор;
  • Аккумулятор. Сбор или расход энергии;
  • Инвертор. Преобразует ток из постоянного в переменный;
  • Кожух. Защищает ветряк от негативных природных факторов;
  • «Хвост». Необходим, чтобы поворачивать ветрогенератор в сторону движения ветра;

Как рассчитать эффективность ветрогенератора

Ветер – переменчивое явление и зависит от природных условий и особенностей климата. Иногда он дует очень сильно, а в другой момент практически нулевой. Поэтому сначала стоит понять, нужен ли вообще ветряк в данном месте, рентабелен ли он.

Необходимо знать среднюю за год скорость ветра в изучаемом месте. Если она окажется меньше 4 м/с, то покупать ветроэлектростанцию не стоит, это не окупит своих вложений. Если же ветра достаточно, необходимо правильно выбрать мощность установки.

Посчитаем среднее потребление электроэнергии для одной семьи. Примерное значение будет 100-300 киловатт за месяц. При среднегодовой скорости ветра в регионе 5-8 метров в секунду нужен ветрогенератор мощность до 3 кВт. Зимой, когда ветер будет сильнее, производство электроэнергии усилится.

От мощности и КПД ветрогенераторов будет зависеть их стоимость. Она колеблется от 2000 до 8000 долларов за 1кВ электроэнергии. В эксплуатации ветряк экономичнее бензинового генератора.

Ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения оптимально размещать на уровне 25 – 35 метров над землей. Вертикальные ветрогенераторы можно размещать на поверхности земли.

Вертикальные ветряные установки размещать достаточно легко, чего нельзя сказать о горизонтальных. Эти установки нуждаются в специальных мачтах, которые крепятся растяжками и стоят на фундаменте.

Установка мощного ветрогенератора осуществляется с помощью крана. Это достаточно трудоемкий процесс, поэтому ветряки для жилых домов предпочитают делать без мачт. Дешевле всего обходятся ветрогенераторы с вертикальной осью вращения. Они хорошо функционируют даже если ветер слабый.

Эти установки относительно новые и пока можно говорить только о низкой стоимости, низком уровне шума и, к сожалению, низкой эффективности.

Мачта для ветрогенератора легко изготавливается самостоятельно. Но остальное оборудование должно быть фабричным. Конечно, есть мастера с «золотыми руками», которые делают ветряки из старой техники.

Материалом служат и электродвигатели, и генераторы от автомобилей, и даже колеса от электровелосипедов. Но такие установки всегда получаются менее эффективными, чем заводские. И это ненадежно.

И еще следует знать, что чем больше лопасти и чем мощнее генератор, тем больше электроэнергии может производить установка. Это было бы хорошо, если бы не увеличивало стоимость. Поэтому прежде, чем начать разбираться в том, как выбрать ветрогенератор для дома, необходимо точно знать необходимую мощность.

Размещение и эксплуатация

Неизбежно возникнет вопрос: где же ветряк будет установлен? Вот пункты, которые необходимо учесть:

  • В идеале ветрогенератор следует устанавливать выше уровня земли
  • Поблизости не должно быть сооружений, деревьев и всего, что снижает производительность
  • Хорошо, если ветроустановка будет отдалена от жилых домов на несколько десятков метров. Ветрогенераторы не просто шумные, они еще и издают инфразвук, что ощущается как низкий гул.

Как подключить ветрогенератор к сети

В России, с ее долгой зимой и постоянными ветрами, отдают предпочтения вертикальному ветрогенератору. Схема подключения ветрогенератора достаточно простая: его устанавливают на земле или низкой мачте.

Ветрогенератор можно и сразу подключить к бойлеру, минуя инвертор и аккумуляторы. Все это легко выполнить самостоятельно.

Минусы ветрогенераторов

  • Проблемы в эксплуатации
  • Ветрогенераторы довольно шумные
  • Порывистый ветер и обледенение могут повредить детали ветрогенератора
  • Ветрогенератор требует регулярного обслуживания и замены деталей
  • Мачту обязательно нужно заземлить и поставить на нее молниеотвод
  • На ней также обязательно необходима сигнальная лампочка для малой авиации

Преимущества ветряных установок

  • Не требуют платы за используемые источники энергии;
  • Достаточно автономны;
  • Ветряная установка может эксплуатироваться в большинстве регионов;
  • Долговечны, не требуют частых замен и ремонта;

Альтернативная энергетика активно развивается и уже сейчас понятно, что у ветрогенераторов большое будущее. Они полностью автономны, не требуют невозобновляемых источников энергии и не загрязняют окружающую среду. Когда-нибудь частный жилой дом с ветряной установкой и солнечными панелями будет выглядеть вполне обыденно.

Фото ветрогенераторов для дома

electrikmaster.ru


Смотрите также

X