Меню

Ветро установки малой мощности



Ветро установки малой мощности

Автор:Ю.Яковлев
Исполнительный директор
электромонтажного холдинга «ЮНИОС»

В настоящее время все больше людей проникается идеей энергосбережения. У нас в Калининграде даже школьники в своих сочинениях вполне грамотно излагают суть главной идеи — применение энергосберегающих технологий и материалов, повсеместная экономия сырьевых ресурсов. Топливно-энергетический кризис перешел с нами в ХХI век, поэтому ученые многих стран пытаются решить эту проблему различными методами. К таковым можно отнести:

  • использование водных ресурсов малых рек
  • морских волн
  • геотермальных вод и гейзеров
  • солнечной энергии
  • энергии ветра
  • использование отходов производства и бытового мусора и др.

Из них наиболее перспективными и доступными на настоящий момент являются ветровая и солнечная энергии.

Если вернуться назад в историю, то ещё в Персии упоминается применение ветряных мельниц во II веке до н.э. Ещё раньше они применялись в Китае. У нас, в России, к началу ХХ века были построены и успешно работали более 2500 тысяч ветряных мельниц, общей мощностью примерно 1 млн. кВт. Поскольку история развития солнечной и ветровой энергии заняла бы много времени и места, оставим эту тему для отдельной статьи.

В настоящей статье я хотел бы кратко рассказать о системах электроснабжения, использующих энергию ветра и солнца. Первоначально они предназначались для приморских и высокогорных поселков домов, условий пустыни, фермерских хозяйств, экспедиций, в общем такого типа условий, при которых строительство стационарной системы электроснабжения составляло бы значительно большие затраты, чем на создание автономной системы электроснабжения. При этом определяющее значение имело наличие в этой местности устойчивых ветров.

Итак, что из себя представляет установка, которую принято называть ветрогенератором или ветроэнергетической установкой? Конструктивно она состоит из ветроколеса с лопастями, повышающего редуктора, ветрогенератора, установленного на мачте, инвертора, аккумуляторной батареи. Зачастую, для большей надёжности, в состав такой автономной системы электроснабжения включают блоки солнечных батарей и бензиновый (дизельный) электроагрегат. Принцип действия ветрогенератора таков:
сила ветра вращает ветроколесо с лопастями, передавая крутящий момент через редуктор на вал генератора. Таким образом, реализуется принцип превращения механической энергии в электрическую. Мощность ветрогенератора зависит от размеров ветроколеса, скорости ветра, а также высоты мачты. Выпускаемые в настоящий момент ветрогенераторы имеют диаметр лопастей от 0,75 до 60 и более метров. Инвертор представляет собой узел, который выполняет задачу преобразования электрического тока в синусоидальный и дополнительную стабилизацию напряжения. В буфере с инвертором работает аккумулятор, который подаёт напряжение в сеть нагрузки при отсутствии ветра.

Самым маленьким из ветрогенераторов является тип G-60.При диаметре пятилопастного ротора 0,75 метра и скорости ветра 3-10 метров в секунду он вырабатывает мощность 60 ватт напряжением 12\24 вольта, при этом весит 9 кг. Такой «малыш» легко умещается для транспортировки в любую машину или лодку. Он служит для зарядки батарей, работы средств связи и освещения. Ниже приведены характеристики других зарубежных ветрогенераторов, которые могут применяться для электроснабжения отдельных домов и других объектов.

Все модели комплектуются мачтами решётчатой или телескопической конструкции, некоторые модели комплектуются 4-мя тросовыми растяжками с анкерами. Каждый ветрогенератор снабжён системой ориентации по ветру и защитой от ураганных порывов.

Солнечные батареи, включаемые в состав ветроустановки, набираются из модулей в 10, 40, 50, 55, 60, 70, 75, 80, 100, 110, 120 Вт и могут составляться на любую мощность.

В последние несколько лет, ввиду всё более обостряющегося топливно-энергетического кризиса, развитие альтернативной энергетики получило дополнительный толчок. В Западно-Европейских и Скандинавских странах, Америке и Японии уже созданы и уверенно развиваются при поддержке государства ассоциации альтернативной энергетики. Там разработаны и функционируют ветроэнергетические установки мощностью 1,5 и более МВт. Вырабатываемая этим сектором электроэнергия в Бельгии и Дании составляет значительную часть.

Страны СНГ также делают попытки развить аналогичный сектор энергетики. Это, в первую очередь, Украина, Кыргыстан, Белоруссия, Башкортостан. У нас, в России, также растёт интерес к ветроустановкам. Уже созданы и прошли испытания отечественные модели такие, как ВП-3,72 (Объединение «Ветромоторы») и ВЭУ-3, ВЭУ-10, мощностью соответственно 3 и 10 кВт. В настоящий момент в разных регионах России разрабатываются не только серьёзные проекты создания целых систем ветровой энергетики, но и инвестиционные проекты по развёртыванию производства ветроэнергетических установок 0,5-10 кВт, а также гелиоустановок.

Читайте также:  Циркуляционный насос для отопления подбор мощности

Во многих странах уже много лет назад применялись так называемые кооперативные ветроэнергетические установки. Это тот самый пример, когда 10-15 семей совместно приобретают ветрогенератор, и в течение дальнейших 15-20 лет экономят до 70% потребляемой электроэнергии (ведь установка автоматически, незаметно для ее владельца, переключает все нагрузки на себя.

Мало кто знает, что с помощью интернета нами разворачивается обширная программа анализа дефицита электроэнергии по регионам, которая ставит целью определение групп потребителей, особо страдающих от отключений и низкой надежности централизованных электросетей, и ее главная задача-возмещение этого дефицита альтернативными источниками электроэнергии.

Источник

Ветряк для частного дома — деньги на ветер. Весь расклад по цифрам в рублях и киловаттах.

ветрогенераторы недостатки

Вопрос ветроэнергетики в наше инновационное время интересует очень многих. Те, кто хоть раз посещал Европейские страны на своем авто, наверняка видели огромные ветропарки.
Сотни генераторов встречаются по пути.

Наблюдая такую картину, многие начинают верить, что получение эл.энергии при помощи ветра, весьма перспективное и выгодное занятие. Мудрые европейцы ошибаться то не могут.

автономность от электроэнергии с помощью ветрогенератора

Наверняка после очередного подорожания электроэнергии, вы задумывались об установке у себя на участке ветрогенератора. Тем самым, обеспечив если не всю, то большую часть своих потребностей в электричестве.

Некоторые даже подумывают таким образом стать независимыми от электросетей. Насколько это реально и возможно? К сожалению, для 90% владельцев частных домов, эти мечты так и останутся мечтами.

скорости ветра по регионам в России при выборе ветряка

К сожалению, в нашей стране не так много регионов, где скорость ветра находится хотя бы на уровне 5-7 метров в секунду. Берутся данные в среднем за год. В подавляющем большинстве широт, пригодных для проживания, эта самая скорость равняется максимум 2-4 м/с.

таблица работы и выработки электричества от ветрогенератора

Это говорит о том, что ваша ветроустановка большую часть времени, элементарно не будет работать. Для стабильной выработки электричества, ей нужен ветер около 10 м/с.

Фактически за час, 2квт генератор подарит вам не более 100Вт.

установка ветряка на большую высоту

Еще вы столкнетесь с другой проблемой ветра, о которой умалчивают производители. Около земли, его скорость гораздо меньше чем наверху, там где ставятся промышленные установки высотой 25-30м.

Вы же свой агрегат будете монтировать максимум на десяти метрах. Поэтому даже не ориентируйтесь на таблицы ветров с разных сайтов. Эти данные вам не подходят.

турбулентность и завихрения на склонах при монтаже ветроустановки

Производители скромно умалчивают, что для их карт ветроресурсов, замеры производятся на высоте от 50 до 70 метров! К тому же там не учтены данные по турбулентности, завихрениям.

молниезащита ветрогенераторов

Попробуете задрать повыше чем 10м, обязательно задумаетесь о молниезащите. Наэлектризованные трением воздуха лопасти, очень вкусная приманка для разрядов!

К тому же, почему-то все беспокоятся только о таком параметре, как скорость ветра, и при этом забывают про его плотность или давление. А разница для энергетики весьма существенная. Зависимость выработки электроэнергии от давления ветра непропорциональная.

карта ветров по давлению ветра

Кроме того, есть определенное лукавство в указанных технических характеристиках генераторов.

Верить им конечно можно, но только для идеальных условий. Потому что:

испытание ветряка в аэротрубе

    показания эти снимаются в аэротрубе
    и в ламинарном потоке при неизменном направлении и повышенной плотности

замер скорости ветра анемометром на дачном участке перед установкой ветрогенератора

У вас же на дачном участке скорость ветра может быть такой, что не получится и вал прокрутить, не то что вырабатывать энергию.

в какие месяца сильнее всего ветер

И это весной или осенью. Именно в этот период происходят наиболее активные перемещения воздушных масс.

ротор генератора в окружении неодимовых магнитов на ветрогенераторе

Не забывайте, что ветряк работает не в режиме холостого хода вертушки, а должен раскрутить ротор генератора в окружении неодимовых магнитов.

Читайте также:  Какую мощность для мастерской

схема АВР на 2 и 3 ввода с запуском генератора

И это только до тех пор, пока электрический потенциал ветряка ниже напряжения АКБ. При достижении напряжения достаточного для начала заряда, аккумулятор превращается в нагрузку.

повышающий редуктор для вертикального ветряка

Если применить тихоходные конструкции с вертикальной осью вращения, то здесь уже присутствует повышающий редуктор. Вы пытались раскрутить повышающий редуктор? Такая конструкция усложняется, увеличивается вес, парусность, стоимость.

Даже на маяках Северного флота, учитывая там постоянные ветра и полярную ночь, специалисты предпочитают использовать солнечные батареи. На вопрос почему так, отвечают по-простому – проблем меньше!

из чего состоит большой ветрогенератор

Большие промышленные ветротурбины могут передавать энергию напрямую в сеть, минуя всякие аккумуляторы.

система питания дома от ветрогенератора

А вот вы без них обойтись никак не сможете. Без АКБ не будет работать ни телевизор, ни холодильник. Даже освещение будет светить урывками, в зависимости от порывов ветра.

АКБ для ветряка в частном доме

При этом за 12-15 лет работы генератора, вы обязаны будете сменить 3-4 комплекта АКБ, тем самым вдвое увеличив свои начальные расходы. Причем мы берем чуть ли не идеальный вариант, когда аккумуляторы будут разряжаться не больше половины от своей емкости.

Конечно вы можете купить дешевые модели АКБ, но затраты от этого не станут меньше. Просто поход в магазин за новыми батареями будет осуществлен не 4 раза, а уже 8.

где лучше установить ветрогенератор

Еще о чем стоит серьезно задуматься — это наличие свободного места. Причем по площади оно может уходить на 100 и более метров в каждую сторону от мачты.

Ветер должен свободно гулять по лопастям, и без помех их достигать со всех сторон. Получается, что вы должны проживать либо в степи, либо возле моря (лучше непосредственно на его берегу).

идеальное место для установки ветряка

Идеальное место будет на вершине холма. Где с позиции аэродинамики, воздушный поток уплотняется с соответствующим увеличением скорости и давления ветра.

влияние деревьев леса на работу ветряка для дома

О соседях рядом забудьте. Их сады и двух-трехэтажные особняки, здорово “попьют вашу кровушку”, каждый раз перекрывая попутный ветерок. Также как и соседние лесопосадки.

как расположить несколько ветряков друг за другом

Те же самые промышленные ветряки, не располагают непосредственно друг за другом, а монтируют их по диагонали. Каждый последующий, не должен закрывать предыдущий.

готовый комплект ветряка для дачи

4-я причина – высокая цена. Не ведитесь на цены продавцов в прайс листах. В них никогда не показывается реальная стоимость всего необходимого оборудования.
Поэтому цены всегда умножайте на 2, даже при выборе так называемых готовых комплектов.

обслуживание и ремонт ветрогенератора на высоте

Но и это еще не все. Не забудьте про эксплуатационные расходы, доходящие до 70% от стоимости ветряков. Попробуйте поремонтировать генератор на высоте, либо каждый раз демонтировать и разбирать-собирать мачту.

Еще не забудьте про периодическую замену АКБ. Поэтому не рассчитывайте, что ветряк может вам обойтись в 1 доллар за 1квт эл.энергии.

Когда вы посчитаете все реальные затраты, окажется что каждый киловатт мощности такого ветрогенератора, обошелся вам минимум в 5 баксов.

инновационные ветрогенераторы

Пятая причина, неразрывно связана с первыми четырьмя. Это срок окупаемости затрат.

производительность ветрогенераторной установки мощность 2квт

Стоимость ветряка, мачты и доп.оборудования для 2-х киловаттных качественных моделей будет доходить в среднем до 200 тыс. рублей. Производительность таких установок – от 100 до 200квт в месяц, не более. И это при хороших погодных условиях.

Даже осадки снижают мощность ветряков. Дождь на 20%, снег – на 30%.

Вот и получается вся ваша экономия – это 500 рублей. За 12 месяцев непрерывной работы, набежит уже чуть больше – 6 тысяч.

сломался ветряк

И все это без учета эксплуатационных затрат. А если прикинуть, что средний срок службы хорошего ветряка – около 20лет, то получается, что он окончательно и безвозвратно поломается еще до того, как выйдет на окупаемость.

ветряк для дома 10квт характеристики

При этом, 2-х киловаттный агрегат не будет закрывать на 100% ваши потребности. Максимум на треть! Если захотите целиком все подключить от него, то берите 10-ти киловаттную модель, не меньше. Срок окупаемости от этого не изменится.

Читайте также:  Методика измерения мощности электроэнергии

большой и мощный ветряк для дачи и дома

Но тут уже будут совсем другие габариты и масса.

крепеж ветряка на трубе через чердак крыши дома

И закрепить его просто так на трубе через чердак своей крыши, точно не получится.

Однако некоторые все равно убеждены, что из-за бесконечного подорожания электроэнергии, ветрогенератор в один прекрасный момент, по любому станет выгоден.

ветрогенератор на небоскребе дома

Безусловно, электроэнергия с каждым годом дорожает. К примеру 10 лет назад, ее цена была на 70% ниже. Давайте проведем примерные расчеты и выясним перспективу выхода на окупаемость ветряка, с учетом резкого удорожания электричества.

ветряк мощность 2квт для частного дома

Рассматривать будем генератор мощностью 2квт.

Как мы уже выяснили ранее, стоимость такой модели около 200тысяч. Но с учетом всех доп.расходов, нужно умножить ее на два. Получится минимум 400 тыс.руб. затрат, при сроке службы в двадцать лет.

схема подключения ИБП к газовому котлу

То есть, за год получается 20 тысяч. При этом по факту, за этот год агрегат выдаст вам максимум 900 квт. Из-за коэфф. установленной мощности (он для маленьких ветряков не превышает пяти процентов), за месяц вы накрутите 75квт.

путь электричества от ТЭЦ

Даже если взять 1000 квт в год для простоты расчетов, стоимость 1квт/ч полученная от ветряка, для вас составит 20 рублей. Если и предположить что электричество от ТЭС подорожает в 4 раза, то случится такое не завтра, и даже не через 5 лет.

Какие выводы можно сделать из всего вышесказанного?

Ветрогенератор в нынешних российских условиях – это убыточный агрегат.

111-8

Чтобы хоть как-то обосновать его применение, цена электроэнергии уже сегодня должна доходить до 30 рублей за 1 квт.

Использование ветряка может быть обосновано в двух случаях:

    у вас поблизости нет внешних электросетей или вам не дают к ним подключаться

когда выгодно использовать ветрогенератор

    у вас есть дизель генератор, но доставить для него топливо нет возможности

111video

При этом, устанавливаться ветряк должен в районе со средне годовой скоростью ветра не менее 5-6 м/с. Только в этих случаях ветроустановка будет хорошей альтернативой.

ветряк вертикальной формы

Фактически, в таких условиях вы просто вынуждены выбрать из всех зол наименьшее. При этом, не верьте в суперэффективность других моделей вертикальной или шарообразной формы, собранных на неодимовых магнитах.

Конечный результат будет всегда один. Энергия, которую производит ветряк, зависит только от:

    площади, которую описывают лопасти

Поэтому, если вы уже подключены к электросети, не ищите себе лишних приключений и головных болей. Выгоды никакой вы не найдете, по крайне мере на сегодняшний день.

Ну а тем, кто живет далеко от подстанций и ВЛ-0,4кв, стоит приобретать наиболее мощные модели ветряков, какие вы только можете себе позволить. Так как от той мощности, что указана на картинках, вам достанется не более 15%.

самодельные ветряки лучше или хуже

Другая категория потребителей, вполне заслужено делает выбор не в пользу китайских заводских моделей, а наоборот, предпочитает самодельные ветряки от мастеров самоучек. Свои выгоды в этом тоже имеются.

система электроснабжения дачи от ветряка и солнечных батарей

В большинстве своем, изобретатели подобных девайсов, это грамотные и ответственные ребята. И практически в 100% случаев, без проблем им можно вернуть установку, если что-то пошло не так, или ее нужно подремонтировать. С этим проблем уж точно не будет.

замена подшипников на китайских ветряках

У промышленных китайский ветряков, внешний вид конечно посимпатичнее. И если вы все-таки решились прикупить именно его, сразу после проверки электродрелью, сделайте профилактический ремонт и замените китайский металлолом на подшипники с качественной смазкой.

Если поблизости от вас есть крупные гнездовья птиц, не помешает закупить дополнительный комплект лопастей.

птицы и ветрогенераторы защита

Птенцы иногда попадают под раздачу крутящейся “мини мельницы”. Пластиковые лопасти ломаются, а металлические гнутся.

А закончить хотелось бы мудростью от тех пользователей, которые не послушались всех доводов и вплотную столкнулись со всеми вышеописанными проблемами. Запомните, самый дорогой флюгер для дома – это ветрогенератор!

Источник