Как называются ветряные мельницы для электричества
Ветроэнергетика — история и перспективы развития. Принципы работы
Постепенное исчезновение ископаемых источников топлива, заставляет ученых придумывать другие способы получения энергии. Несмотря на то, что энергию ветра начали использовать более 5000 лет назад, популярность ветряные станции получили не там давно. Как человек сегодня использует ветер знают все – ветроэлектростанции, воздушные мельницы, полеты на дельтапланах и многое другое.
Ветряная энергетика — это развивающаяся отрасль, которая специализируется на изучении и использовании энергии ветра в повседневной жизни. Считается одной из самых перспективных отраслей альтернативного получения энергии.
С каждым годом строительство ветряных станций увеличивается, все больше стран инвестируют в разработку и исследование применения энергии ветра. Возможно, в ближайшем будущем, альтернативные экологичные источники полностью обеспечат людей энергией.
История использования энергии ветра
История использования энергии ветра человеком, уходит далеко в прошлое, когда люди не имели понятия про законы физики. В Древнем Египте использовали энергию ветра для помола муки в мельнице, в Китае откачивали воду с рисовых полей с помощью приспособлений с лопастями. Мореплаватели начали использовать парус, когда поняли, что с помощью ветра можно эффективнее управлять судном и добираться до нужного места быстрее.
Принцип работы ветровой электростанции
Ветряные электростанции представляют собой несколько ветряных установок, объединенных между собой в единую сеть. Крупные станции могут включать в себя более 100 ветрогенераторов. Такие места получили название “ветряные парки”. Ветрогенераторы — это экологический способ добывать энергию в течение неограниченного времени.
Эффективным местом для установки ветровых электростанций являются участки с постоянным потоком ветра — холмистая местность, горы, прибрежные участки морей и океанов. По расположению выделяют следующие виды:
По типу конструирования можно выделить:
Крыльчатые ветряные электростанция наиболее эффективные и получили широкое применение. Они способны вырабатывать достаточное количество энергии. На высокой мачте устанавливается чаще всего трехлопастной механизм, с горизонтальной осью вращения. Мощность вращения зависит от размера лопастей. Максимальная скорость вращения достигается в моменте, когда поток ветра идет перпендикулярно лопастям. Так как потоки ветра периодически меняют направление, то имеется автоматический блок управления
Роторные электростанции имеют вертикальную ось вращения. Плюсом данного вида является то, что они не издают шум, эффективность работы не зависит от направления потока ветра, поэтому станции не нужны дополнительные блоки управления. Но по сравнению с крыльчатыми электростанциями они менее эффективны.
Принцип работы любой ветряной электростанции одинаков. Поток ветра раскручивает ротор с лопастями, которые связаны с генератором. Чем больше размер лопастей, тем больший поток они захватывают и вращается с большей скоростью. Чем быстрее крутятся лопасти, тем больше энергии вырабатывается. Генератор преобразует движение в энергию и выводит на аккумуляторы. На выходе получается пригодная для использования энергия.
Глобальное распределение ветра
Чтобы правильно рассчитать место установки ветровой электростанции нужно учитывать много факторов. Регионам с высоким потенциалом считаются места, где средняя скорость ветра около 9 м/с. К таким местам относят Латинская Америка, Гренландия, западная и северная части Европы, Центральная часть Азии, Центральная часть Северной Америки.
Оценка ветровых ресурсов сложный процесс. Основные факторы, на которые обращают внимание:
Большая часть суши не приспособлена для расположения таких станций. Стартовая скорость для выработки электроэнергии — это 4 м/с. Оптимальная скорость — около 10 м/с.
Как море или океан влияют на количество добываемого тока из ветрогенератора
Для эффективной работы ветряка важна не только сила ветра, но и его постоянный поток. Все мы знаем, что ветер — это поток воздуха у поверхности земли. Образуются эти потоки, из-за движения воздуха из области более низкого давления в более высокое. Так как земля нагревается быстрее, чем поверхность воды, то нахождение ветряков вблизи морей и океанов создает подходящую ветрогенерацию — здесь всегда образуются потоки ветра. Кроме обычных, есть и штормовые ветра, которые достигают скорости от 20 м/с.
Проведенные исследования подтверждают, построив ветряные парки в морях и океанов, вырабатываемая ветряками энергия могла бы обеспечить все нужды человечества. Кроме того, скорость ветра в океане больше примерно на 70%, чем на суше. Несмотря на то, что идея интересная, реализация ее сложная и требует больших инвестиций.
Виды ветрогенераторов
Ветрогенераторы — устройства, которые преобразуют кинетическую энергию, созданную потоком ветра, в механическую, а далее в электрическую.
Все ветрогенераторы можно разделить на вертикальные и горизонтальные. Свое название они берут из-за расположения оси вращения:
Вертикальные или “карусельные” ветряки
Данный тип ветряка имеет механизм с вертикальной осью вращения. Представляет собой:
Такие ветряки бесшумные и могут устанавливаться рядом с жилым домом, их работа не зависит от направления ветра — способны улавливать поток воздуха под любым углом, работа начинается с минимальных показателей силы потока ветра.
Горизонтальные
Ось ротора вращается параллельно земле. Ветрогенераторы такого типа имеют от одной лопасти. Их разделяют на однолопастные, двухлопастные, трехлопастные и многолопастные. Для работы горизонтальных ветрогенераторов необходимо правильное направление ветра, поэтому продумана автоматическая регулировка.
Преимущество таких установок — большая эффективность работы. По сравнению с вертикальными они легче и меньше по габаритам.
Как устроена ветровая электростанция
Современные ветряные станции имеют 3 лопасти, длина которых может достигать 55 метров.
Чтобы понять, как работает станция нужно знать как она устроена:
Особенности бытовых ветрогенераторов
Так как ветроэнергетика — это неисчерпаемый ресурс, то многие задумываются об установке ветряка у себя дома. Раньше ветровые генераторы использовались больше в промышленной сфере. Но с развитием этой технологии появились и бытовые модели.
Чаще всего их применяют в местах, где нет централизованной электросети. Современные установки на 3-5 генераторов, смогут полностью обеспечить дом энергией. Однако, перед тем как покупать ветряки, стоит изучить насколько эффективно они будут работать конкретной местности.
Обратите внимание! На рынке можно встретить ветродизельную электростанцию (ВДЭС), которая представляет собой комбинацию ветроэлектрических установок и дизельного генератора. ВДЭС кроме электроэнергии может производить и тепловую, что позволяет бесперебойно снабжать дом энергией.
Мощности промышленных станций
Ветроэнергетика как отрасль основывается на применении мощных производственных ветровых турбин, которые могут обеспечить энергией в больших масштабах. Все ветрогенераторы имеют схожую конструкцию:
Размеры таких станций могут достигать в высоту до 190 метров в и весят до 6000 тонн. Одна из самых габаритных установок в мире — Enercon E-126, имеет размах лопасти 128 метров.
Расчет лопастного ветрогенератора
Мощность устройства можно рассчитать по следующей формуле:
P – расчетная мощность, кВТ;
r – расстояние от центральной точки ротора до конца лопасти, м;
v – средняя скорость, м/с;
Большое значение в конструировании имеет размер лопасти, форма, материал из которого изготовлена.
Расчет мультипликатора
Самый мощный ротор может дать около 400 оборотов в минуту, но для эффективной работы, число оборотов должно быть в 2,5 раза больше. Для этого устанавливаются мультипликаторы — промежуточные звенья между ротором и генератором, которое повышает частоту вращения вала. Чтобы обеспечить эффективную работу генератора, нужен мультипликатор с большим коэффициентом повышения.
Мачта
Мачта — один из важнейших элементов конструкции ветрогенератора. Высота мачты зависит от места установки. Основные правила установки:
Чтобы ветрогенераторы работали в полную мощность, минимальная высота их установки начинается от 25 метров. Чаще всего высота мачты 70-110 метров
По типу опоры различают:
Мачта устанавливается на фундамент, от которого зависит надежность конструкции. Для начало выкапывают котлован и слоями укладывают щебень и песок. После утрамбовки устанавливают основу мачты и заливают бетоном. После заливки, фундаменту нужно время отстояться 4-5 недель. Только после этого продолжается работа по установки мачты.
Вертикальные ветрогенераторы имеет другую конструкцию. Для них не требуются высокие опоры, а мачта представляет собой разборную конструкцию высотой до 6 метров, которая монтируется на крыше зданий.
Расчет энергии ветра
Энергия ветра — это кинетическая энергия потока воздуха. Этот показатель измеряется в джоулях. Рассчитать можно по следующей формуле:
P = r · V3 · S/2, где r – показатель плотности воздуха (1,225 кг/м3), V – значение, отражающее с какой скоростью движется поток (м/с), S – площадь потока (м2).
При расчете важно учитывать потери и КПД генератора.
Для получения точных результатов, нужно знать показатели местности. Где предполагается поставить ветрогенератор.
Ложные теории
Самые распространенные мифы про ветроэнергетику:
Ложные теории появляются из-за незнания тема, однако все их легко опровергнуть, что было сделано многократно.
Ветровые электростанции преимущества и недостатки
Преимущества установки ветровых электростанций:
У ветроэнергетики есть свои сторонники, которые считаю применение ветрогенераторов экологичным способом решения проблемы с энергетикой. Но также есть люди, которые выступают против строительства ветряных парков, так как они приносят вред здоровью человека, птицам. Недостатки ветроэнергетики не сопоставимы с большим потенциалом, который кроется в этой отрасли.
Ветроэнергетика как угроза животному миру
Защитники птиц выступают против строительства ветряных генераторов, так как птицы часто врезаются в лопасти ветряков. Хотя подсчет показал, что количество погибших птиц от генератора не больше, чем от высоковольтных проводов. Однако, зоозащитники волнуются, что во время миграции птиц они могут попасть в зону ветряного парка или сменить путь миграции.
Еще одно опасение защитников, что шумы, которые издают генераторы могут отпугивать животных и они меняют место обитания.
Ветроэнергетика как потенциальный онкоген
“Синдром ветрогенератора” — это клиническое название симптомов людей, которые живут вблизи ветряных генераторов. Основные симптомы — усталость, бессонница, раздражительность, головные боли, шум в ушах, проблемы с концентрацией. Все эти симптомы могут появляться из-за того, что работа генератора издает низкочастотные шумы, которые не воспринимает наш слух, однако организм наш реагирует.
Данный синдром не признан официально, а некоторые считают его классическим случаем ноцебо-эффекта. Это значит, что реакция организма вызвана не от действий генератора, а от отрицательной информации про него.
Ветроэнергетика в России
На данным момент Россия достаточно слабо использует такой ресурс, как ветер. Государство не выделяет достаточно субсидий на исследование и покупку конструкций.
Самая крупная ветроэлектростанция в России была запущена в 2020 году в Ставропольском крае. Рабочая мощность каждой из 84 установок — 2,5 МВт.
Доля ветроэнергетики в общей энергосистеме страны незначительная, и скорее всего в ближайшем будущем не поменяется. За прошлый год ветряками было выработано менее 1% от всего объема потребляемой энергии. Это обусловлена тем, что в стране развиты другие способы добычи энергии. Однако, нужно помнить, что энергия ветра неиссякаема и нельзя отказываться от альтернативной и быстроразвивающейся отрасли.
Ветроэнергетика в мире
Ветроэнергетика — это альтернативный источник энергии и многие страны этим пользуются. Изучение ветроэнергетики в последние десятилетия стало популярной и быстрорастущей отраслью. За прошлый год было установлено 93 ГВт новых установок.
Лидирующими странами, где этому уделяют большое внимание являются США, Канада, Великобритания, Дания, Германия, Китай.
Следует отметить! Энергия ветра используется людьми все чаще, например, доля получаемой энергии в Дании равно 28% в рамках всей энергетической отрасли, в Китае 36%.
Перспектива развития ветроэнергетики остается положительной, и в ближайшем будущем количество стран, которые будут внедрять альтернативный способ получения энергии, будет только увеличиваться.
Перспективы развития
Если учитывать, что сейчас идет фокусировка на природных экологических методах извлечения энергии, то ветроэнергетику в ближайшие годы ждет положительная перспектива развития. Все время идет разработка новых и усовершенствование старых моделей ветряков. Одна из последних разработок, это парящие генераторы, которые могут использовать максимальную силу ветра.
Все больше стран в мире уделяет ветряной энергии внимание и начинает строительство своих ветряков на подходящих территориях. Энергия ветра считается одной из перспективных альтернативных отраслей энергетики.
Чаще пользуется спросом частные ветряные генераторы, которые могут обеспечить частично или полностью дом энергией. Традиционные источники энергии могут в скором времени закончатся, а также приносят непоправимый вред экологии. Многие считаю, что за ветроэнергетикой, как и за альтернативными экологичными способами добычи энергии, стоит будущее.
ТОП-7 лучших ветрогенераторов для дома на 2021-2022 год
Разновидности и особенности ветрогенераторов для частного дома
Все ветряки делятся на две группы:
Первый тип считается менее эффективным для выработки электроэнергии: его КПД ниже, чем у горизонтальных, почти в три раза.
На заметку! Преимущества – простота сборки и надежность. Низкий уровень шума дает возможность установить такое устройство на крыше дома и на уровне земли. Такие устройства устойчивы к плохим погодным условиям (ураган, лед). Начинают работать при слабом ветре силой 1-2 м / с.
Если говорить о горизонтальных, то для них нужна сила ветра не менее 3,5 м / с, но эти устройства самые распространенные. Уровень КПД составляет 50%, но шум и вибрации будут довольно высокими. Для установки такого устройства понадобится много свободного места, до 100 метров и высокое дерево.
Ветряк с горизонтально-лопастным ротором
Горизонтальная конструкция воздушной турбины
Использование ветрогенератора для частного дома 220В может быть оправдано в нескольких случаях:
Яркая композиция из нескольких ветряных турбин со спиральными лопастями
Примечание! Просто не имеет смысла устанавливать ветряную турбину для питания вашего дома, потому что даже если ветер постоянно дует на вашей географической широте, это не делает устройство прибыльным с экономической точки зрения.
Рассчитываем и подбираем ветрогенератор для своего дома
Воздушные потоки не всегда могут течь к вашему дому, как газопровод. Это причудливое природное явление, которое сложно назвать постоянным. Сегодня ураган, завтра – полный штиль. Перед тем, как купить ветряк для частного дома или сделать его самостоятельно, следует определиться с мощностью ветра в вашем регионе. Это оценивается с использованием среднегодовой скорости ветра. Этот параметр легко найти в Интернете.
Пример состава и стоимости ветропарка
Если у вас получится сила менее 4 м / с, не стоит устанавливать ветряк, потому что он не сможет вырабатывать необходимое количество электроэнергии. После того, как вы определились, когда можно будет установить устройство, вам нужно выбрать генератор по мощности.
Расчет подачи электроэнергии зимой
Пример подачи электричества летом
Для энергоснабжения частного дома, в котором проживает семья, потребуется в среднем 300 кВтч в месяц. Если в вашем регионе низкий ветровой потенциал, то вам понадобится ветрогенератор мощностью 2-3 кВт. Помните, что зимой вырабатывается больше электроэнергии, чем летом – это связано с разницей в скорости ветра.
Компоненты устройства
В состав ветряной электростанции входят:
Какой ветряк лучше: горизонтальный или вертикальный?
Ветроустановки делятся на типы по направлению оси вращения: горизонтальные и вертикальные. Горизонтальные (заслонки) имеют вертикальные лопасти, которые прикреплены к валу на горизонтальной оси. Эти ветряные турбины занимают около 90% рынка; их легко найти в любом каталоге. Популярность крыльчатых ветряных турбин обусловлена их высоким КПД, простым управлением, высокой устойчивостью к ураганам и доступной стоимостью. Они могут быть установлены на любой высоте и не боятся поломки даже во время грозы.
Вертикальные ветряные турбины (карусели) названы в честь вертикальной оси вращения ротора. Они отличаются простотой сборки и стабильной работой даже при слабом ветре. Карусельные ветрогенераторы тихие и компактные, поэтому их часто устанавливают для домашнего использования. Недостатком таких ветроустановок является их меньший КПД (по сравнению с лопастными). Вертикальный ветряк нельзя разместить на высоком дереве из-за конструктивных особенностей, поэтому они хорошо работают только в ветреных районах.
Горизонтальные ветряки более эффективны: половина работы их лопастей происходит за счет сопротивления движению встречного ветра. Вертикальные ветрогенераторы теряют мощность из-за изменения направления ветра. Горизонтальные требуют меньше места и затрат, они эффективны и мощны. Низкий уровень шума делает вертикальные ветряные турбины привлекательной покупкой, но они будут разумной покупкой только для тех домов, которые не требуют большого количества электроэнергии и имеют аккумуляторные батареи в безветренную погоду.
На что обратить внимание при покупке ВЭУ
важно учитывать высоту дерева. Чем выше мельница, тем больше ветра она может «поймать». Скорость ветра увеличивается с высотой, поэтому даже в не особо ветреных регионах ветряная турбина может успешно работать, если мачта достаточно высока. Стандартная высота дерева – 10 метров. Каждые следующие десять метров мощность ветрового потока будет увеличиваться в полтора раза.
Обратите внимание на следующие факторы:
Лучшие ветрогенераторы для дома
Condor Home (Россия)
В серию бытовых ветроустановок входят устройства мощностью 0,5-5 кВт. Они могут служить основным или дополнительным источником электроэнергии. Станции Condor Home подходят для работы при низких температурах, способны вырабатывать энергию даже при слабом ветре.
В зависимости от модели корпус генератора изготавливается из пластика или литого под давлением алюминия, лопасти – из стеклопластика. Имеется эффективная двойная тормозная система. Мачта композитная, на стяжках, имеет высоту 8-12 м. Для установки этих агрегатов необходим свайный фундамент или бетон.
Ветряные турбины Condor Home – это продукция полностью «под ключ», для эксплуатации которой не требуются специальные знания или технические навыки. Устройства предназначены для электрификации как одноквартирных домов, так и небольших населенных пунктов в разрезе ветряных электростанций
В базовую комплектацию входят:
Falcon Euro (Россия)
Это высокотехнологичные вертикально-осевые ветроустановки мощностью 1-15 кВт. Используются для основного / резервного питания удаленных от линий электропередач потребителей. Их можно использовать в составе комплекса с солнечными батареями и топливным генератором.
Ветряки оснащены мощными неодимовыми магнитами. Начальная скорость ветра для запуска установки – 1,5 м / с, номинальная – 11 м / с. Установленный аэродинамический тормоз помогает ограничить скорость колеса. Заявленный производителем срок составляет 20 лет, заводская гарантия на мини центральный блок – 36 месяцев.
Ветроустановки Falcon Euro надежны в эксплуатации и неприхотливы в обслуживании. С помощью устройств этой серии легко решить энергетические проблемы локальных и островных объектов
В базовый комплект установки Falcon Euro входят несколько функциональных элементов: ветряное колесо, генератор и контроллер, вал и интегрированные детали. Инверторный блок и аккумуляторы подбираются отдельно.
Wind Motorboat Сад
Необычный цвет (красный) китайский ветряк с вертикальной осью вращения рекомендован для использования в домашних условиях, для оборудования уличного освещения.
WS750
Это еще один вид ветрогенератора, который предлагается тем, кто серьезно подумывает об альтернативном источнике энергии.
Condor Home (1 кВт)
Компания имеет большой опыт производства всех типов ветряных турбин, купить которые сегодня не проблема. Это позволяет быстро внедрять разработки серии и улучшать характеристики устройств.
Покупка ветрогенератора – реальный способ решить проблему электроснабжения частного дома.
Рассматриваемый ветрогенератор мощностью 1 кВт готов к установке сразу после покупки. Он пригоден для работы при низких температурах и служит для бесперебойной работы долгое время.
Ветрогенератор HEFEY HY 600L пятилопастный
Выбрав ветрогенератор, вы также можете приобрести пятилопастную модель HY-600L. Этот маломощный агрегат предназначен для работы в тандеме с солнечными энергетическими системами. Также рекомендуется покупать его как автономную систему для энергоснабжения поселка или загородного дома не очень большой площади. Он также используется для автономных дисплеев и систем освещения.
Преимущества и недостатки ветряных электростанций для дома
Как и любое другое оборудование, ветропарки имеют как достоинства, так и недостатки. Чтобы определиться с покупкой данного устройства, желательно взвесить его сильные и слабые стороны.
Популярность использования ветряных турбин обусловлена большим количеством преимуществ
Почему выгодно покупать ветрогенератор (220В) для частного дома:
Установка ветрогенератора для дома сопровождается следующими недостатками:
В зависимости от мощности устройства и карты ветров местности ветряк может обеспечивать электричеством как небольшой загородный дом, так и большой загородный дом
Полезный совет! Перед покупкой ветрогенератора для дома обязательно просчитать рентабельность, цена оборудования может быть завышена, а стоимость покупки не окупится. Для этого нужно рассчитать средний показатель мощности дома (учитывается мощность всех электроприборов), оценить территорию, где будет установлено оборудование, и узнать, сколько ветреных дней в году.
Наиболее частые ошибки при покупке
Недовольные отзывы потребителей можно объяснить желанием получить качественный товар практически бесплатно, сэкономить на сервисных и монтажных работах. Поэтому многие покупают относительно дешевую технику, не особо изучая технические характеристики и прочие нюансы.
Поскольку все виды альтернативной энергетики довольно дороги и ветрогенератор не исключение, продавцы всеми силами стараются продать этот товар покупателю. Когда руководитель компании объясняет своему клиенту, что с лопастью диаметром 4 метра он сможет получить мощность в 7 кВт, он почему-то не уточняет, какой тип ветра.
Мощность ветрогенератора будет пропорциональна кубу скорости ветра и диаметру ветроколеса. То есть для регионов со средней скоростью ветра 6 м / с мощность будет W6 = 4 * (6 * 6 * 6) = 864 Вт. Довольный покупатель не подозревает, что мощность его системы на самом деле будет в 8 раз больше ниже обещанного.
Поэтому при выборе ветрогенератора нужно обращать внимание на: мощность, номинальную скорость ветра, диаметр лопастей, грамотно выбирать инвертор (с максимальным КПД и минимальным током холостого хода).
Минимальная скорость ветра
К сожалению, в нашей стране не так много регионов, где скорость ветра не менее 5-7 метров в секунду. Данные взяты в среднем за год. В подавляющем большинстве пригодных для жилья широт эта же скорость равна максимум 2-4 м / с.
Это означает, что ваш ветряк большую часть времени не будет работать. Для стабильной выработки электроэнергии необходим ветер около 10 м / с.
Если ветер в вашем районе составляет 7 м / с, генератор будет работать максимум на 50% от своего номинального значения. И если всего 2 м / с, то 5%.
Фактически, за час генератор мощностью 2 кВт не даст вам больше 100 Вт.
Вам также придется столкнуться с еще одной проблемой ветра, о которой производители умалчивают. У земли его скорость намного ниже, чем наверху, где расположены промышленные предприятия высотой 25-30 м.
Вы установите свое устройство на высоту не более десяти метров. Поэтому даже не позволяйте себе ориентироваться на карты ветров разных сайтов. Эти данные вам не подходят.
Производители скромно умалчивают, что для их карт ветровых ресурсов измерения производятся на высоте от 50 до 70 метров! Кроме того, не учитываются данные о турбулентности и вихрях.
Если вы попытаетесь поднять его выше 10 м, то обязательно задумаетесь о молниезащите. Электрифицированные фрикционные лезвия, восхитительная приманка для выхлопа!
Более того, всех почему-то волнует только такой параметр, как скорость ветра, и при этом забывают о его плотности или давлении. И разница для энергетики очень существенная. Зависимость производства энергии от давления ветра непропорциональна.
Таким образом, когда давление ветра удваивается, вырабатываемая мощность увеличивается в восемь раз!
К тому же в указанных технических характеристиках генераторов есть некоторая лукавство.
Конечно, можно в это поверить, но только в идеальных условиях. Потому что:
На вашем дачном участке скорость ветра может быть такой, что раскрутить дерево не получится, не говоря уже о выработке электроэнергии.
И это весной или осенью. Именно в этот период происходят наиболее активные движения воздушных масс.
Не забывайте, что ветряная турбина не работает на холостом ходу поворотной платформы, а должна вращать ротор генератора, окруженный неодимовыми магнитами.
И это только до тех пор, пока электрический потенциал ветряка ниже напряжения батареи. Когда напряжение становится достаточным для начала зарядки, аккумулятор превращается в нагрузку.
Если использовать тихоходные конструкции с вертикальной осью вращения, то уже есть повышающая коробка передач. Вы пробовали крутить ускоритель? Эта конструкция усложняется, увеличивается вес, парусность, стоимость.
Даже при свете фар Северного флота, учитывая постоянный ветер и полярную ночь, специалисты предпочитают использовать солнечные батареи. На вопрос, почему это так, ответ прост: проблем меньше!
Аккумуляторы для ветрогенератора: еще одна проблема для владельца дома
Одной из дорогостоящих задач ветряной или солнечной электростанции является проблема хранения электроэнергии, которую решают только батареи. Их нужно будет покупать и обновлять, а стоимость довольно высока.
Чтобы их выбрать, нужно знать рабочие характеристики – напряжение и емкость. Обычно используются композитные аккумуляторы от аккумулятора на 12 В, причем количество ампер-часов в каждом конкретном случае следует определять опытным путем, исходя из мощности потребителей, времени их работы.
Выбирать батареи для ветрогенератора нужно будет из довольно широкого ассортимента. Не буду ограничиваться полным обзором, а всего лишь четырьмя популярными типами кислотных аккумуляторов:
Продавцы не рекомендуют покупать стартерные батареи для ветряных электростанций, поскольку они предназначены для работы в критических условиях эксплуатации транспортного средства:
Однако аккумулятор ветряка при работе внутри дома:
Все это самые выгодные условия для их эксплуатации. Поэтому предлагаю отметить этот вариант тем, кто не поленился периодически контролировать напряжение на банках и следить за уровнем электролита в них.
Аккумуляторы AGM имеют более сложную конструкцию. У них такие же пластины, но стеклянные маты пропитаны кислотой, которые одновременно действуют как диэлектрический слой. Их цикл разряд / заряд 250 ÷ 400. Перезарядка опасна.
Газовые батареи также создаются из необслуживаемой конструкции с герметичным корпусом и гелевым электролитом. Они не очень любят зарядку, но более устойчивы к глубоким разрядам. Количество расчетных циклов – 350.
Бронированные батареи относятся к числу самых современных разработок. Их электродные площадки защищены полимерами от воздействия кислоты. Интервал рабочего цикла: 900 ÷ 1500.
Все эти четыре типа аккумуляторов существенно различаются по цене и условиям эксплуатации. Если вы примете во внимание рекомендации продавцов, вам придется выложить довольно приличную сумму денег.
Однако рекомендую сначала прислушаться к полезным советам, которые дает сам владелец солнечных батарей в своем видео «Как выбрать батареи для ветряной электростанции и солнечной станции».
У него есть собственное мнение по этому поводу. Как вы относитесь к нему – ваше дело. Однако ознакомиться с информацией из противоположных источников и выбрать из нее наиболее подходящий вариант – оптимальное решение для думающего человека.
Выгодно ли это?
Для начала вам понадобится:
Решите, какой источник энергии будет у ветрогенератора.
В этом случае есть два варианта:
К преимуществам использования таких устройств можно отнести:
К недостаткам использования можно отнести:
При выборе устройств основными критериями будут:
Когда были произведены необходимые расчеты, выбран вариант мощности, изучен ветровый потенциал и ассортимент предлагаемого оборудования, каждый в отдельности сделал вывод, выгодно ли использовать ветряную турбину или нет.
Как ускорить окупаемость
Вопрос вопросов. Он был, есть и будет самым популярным и актуальным. Особенно для жителей средней полосы России, где ветры не такие сильные. Как выбрать в таких условиях оптимальный ветрогенератор, чтобы он не закончился и быстро окупился?
Есть два пути решения проблемы:
Первое решение найдено и оно до безобразия простое, как тушеная репа. Специалисты советуют вместо мощного ветрогенератора установить несколько небольших ветряков, которые начинают работать при слабейшем ветре, так как имеют легкие и гибкие лопасти. Для небольших установок нет необходимости закладывать большие фундаменты из бетона, и они собираются несколькими рабочими, а не специализированными бригадами с использованием различного оборудования.
И второй способ решения проблемы – установка вертикальных, а не горизонтальных ветряных турбин. Они наиболее чувствительны к «дыханию» ветра, не требуют специального ухода при эксплуатации и готовы к работе на малых высотах от поверхности.
Изготовление и монтаж ветряка своими руками
Сделать полноценный ветрогенератор для частного дома своими руками непросто. Каждая из частей конструкции должна выполнять свою определенную функцию. Ветряная турбина способна преобразовывать энергию вращения в электрическую. Если ваша система обеспечивает стабильный ток, то она должна быть подключена к батареям.
Пример изготовления турбины
Изготовление вертикального ротора для ветряных турбин
батареи нельзя использовать для хранения энергии, но при их наличии работа будет стабильной. Обязательной деталью является инвертор, преобразующий энергию в необходимое напряжение 220В. Необходимо сделать небольшой флюгер с поворотным механизмом. Пропеллер установлен на валу, потому что на большой высоте появляется больше возможностей найти воздушные потоки. Опора должна быть надежной и выдерживать ветровые нагрузки.
Как подключить катушки статора
Схема многолопастного ротора
вам необходимо найти и приобрести неодимовый генератор, который будет убирать энергию ветра. Пропеллер может быть парусным или винтовой. Чтобы все собрать и установить на опору, необходимо сделать бетонное основание, которое будет надежно удерживать его. С помощью распорок необходимо зафиксировать дерево в вертикальном положении.
Один из вариантов подготовки каркаса шины к бетонированию
Чтобы установка прослужила вам долгое время, необходимо проводить техническое обслуживание и своевременно заменять изношенные детали.
Ветрогенератор с трехлопастным горизонтальным ротором
Три маленьких секрета
Первый секрет – на какой высоте будет установлен самодельный ветрогенератор. Понятно, что его проще монтировать на высоте нескольких метров над землей, но тогда это не будет иметь особого смысла. При этом следует учитывать, что чем выше ветрогенератор, тем сильнее ветер, тем быстрее крутятся его лопасти и тем больше энергии можно получить от самодельной электростанции.
Второй секрет – выбор аккумулятора. В интернете рекомендуется не умничать и ставить автомобильный аккумулятор. Да, так проще и, на первый взгляд, дешевле. Однако нужно знать, что автомобильные аккумуляторы необходимо устанавливать в хорошо проветриваемом помещении, требовать обслуживания и срок их службы не превышает 3 лет. Лучше было бы купить специальный аккумулятор. Даже если это будет стоить дороже, это окупится.
Секрет третий, какую ветряную турбину лучше всего сделать своими руками: горизонтальную или вертикальную? У каждого варианта есть свои достоинства и недостатки. Будем рассматривать ветрогенераторы вертикального типа, принцип работы которых показан на рис.2.
Будущее за ветрогенераторами. При любых атмосферных условиях, порывах воздуха и их отсутствии потребитель всегда будет обеспечен электричеством. Экономия на счетах за электроэнергию значительно освободит ваш бюджет для других целей. Что выгоднее – самодельный блок питания или покупное устройство? Каждый решит сам.