Ветряные электростанции для дома. Их виды и типы. Ветряные электростанции для дома
Ветряные электростанции для дома
При значительном удалении от линий электропередач и основных сетей применение подобных установок становится жизненной необходимостью. Автономность и экономичность делает их использование на дачных участках все популярнее. Ветряные электростанции для дома обладают рядом эксплуатационных характеристик, знание которых пригодится для обеспечения оптимальной продуктивности работы генератора.
Целесообразность применения подобного агрегата в определенной местности обусловлена спецификой воздушных потоков в регионе. Обычной скорости ветра 4,0-4,5 м/с вполне достаточно для рентабельной работы и получения дешевой электроэнергии.
Карта ветров поможет четко определиться со скоростью, характерной для вашего места проживания. А максимально точно значение данной величины получают по показателям специального прибора.
Встроенный в него анемометр подает сигнал, соответствующий силе ветра. Для наиболее полной достоверности результата следует устранить возможные искажения замеров установкой прибора на высоте.
Комплектация агрегата
Выбор соответствующей модели облегчит знание конструкции прибора. Основные элементы электростанции:
- основной элемент – ротор с прикрепленными лопастями;
- оптимальное балансирование показателей скорости между генератором и ротором производится редуктором;
- от негативного воздействия внешних факторов изделие защищено кожухом;
- «хвост» способствует поворотам по изменяющемуся направлению воздушного потока;
- накопление выработанной энергии происходит в аккумуляторных батареях;
- преобразование тока в переменный – функция инверторной установки. Таким способом обеспечивается нормальный режим работы бытовых электроприборов.
Виды и особенности рабочего процесса
Рассмотрим основные критерии, по которым выполняется классификация генераторов подобного вида:
- С горизонтальным или вертикальным направлением оси вращения.
- Количество лопастей – их может быть две, три и более.
- Прочность определяется материалом использования. По этому признаку выделяют модификации с парусными и жесткими лопастями.
- Изменяемый или фиксированный шаг лопастей – следствие применяемого способа управления.
В общем виде принцип работы устройства состоит в создании конструкции с закрепленными на мачте хвостовиком и лопастями, вращение которых от силы ветра передается ротору.
Перед попаданием выработанного тока в аккумулятор происходит его преобразование из переменного в постоянный – с параметрами 50 герц и 220 Вольт. Аккумулируемый запас снабжает потребителя электричеством в периоды отсутствия ветра.
Лучшие модели ведущих производителей не нуждается в сильном потоке воздуха. Даже скорости 4-5 м/с вполне хватит для снабжения дома.
Плюсы и минусы
Основные достоинства ветрогенераторов:
- отсутствие потребности в топливе обуславливает расходы только на монтаж и профилактическое обслуживание;
- нет потребности в постоянном контроле, энергия производится в автономном режиме при самом небольшом ветре;
- при соответствующем выборе модели можно избежать излишнего шума;
- климатические условия практически не влияют на работу агрегата;
- долговечность эксплуатации отдельных узлов.
Из относительных недостатков перечислим:
- неправильная установка может стать причиной возникновения инфразвука;
- для мачты такой высоты необходимо обустройство заземлением;
- обязательной является периодическая профилактика;
- штормовые условия могут спровоцировать повреждения.
Главные критерии при выборе габаритов и места установки
Величина потребляемой электроэнергии в течение месяца становится определяющей при определении размеров генератора. Эту цифру нужно умножить на 12 и применить в формуле AEO = 1.64 * D*D * V*V*V. Входящие в нее обозначения расшифровываются так:
- AEO – потребляемая в течение года электроэнергия;
- D – обозначенный в метрах диаметр ротора;
- V – средняя величина скорости ветра за год в м/с.
Используя этот метод, вы подберете станцию оптимальных размеров для своего дома.Обратите внимание при установке на следующие моменты:
- Максимальная продуктивность достигается при отсутствии вблизи установки построек, деревьев и всего, что снижает прямое попадание на агрегат ветра.
- Монтаж желательно производить на установке, которая минимум на 2 метра выше любого объекта в радиусе 200 метров.
- Расположение в нескольких десятках метров от жилого здания поможет избежать дискомфортных ощущений, связанных с шумом во время работы.
Не следует забывать, что объем вырабатываемой энергии будет динамичным, в зависимости от изменяющихся погодных условий.
Ветряные электростанции для дома: цены
Главным фактором, оказывающим влияние на стоимость, всегда остается мощность. Для бытового применения обычно используется диапазон 5-50 кВт.Зависимость цены от вида агрегата:
- для небольших и средних коттеджей оптимальными будут модели с мощностью 3 кВт /48V. Применяются в качестве дополнительных и основных источников электроснабжения, средняя цена порядка 93 000 р.;
- целый дом сможет обеспечить агрегат с мощностью 5 кВт /120V – приблизительно 220 100,00 р.;
- среднюю стоимость 414 000р. имеют генераторы с мощностью 10 кВт/240V. Они способны обеспечить энергией крупный супермаркет или фермерское хозяйство;
- мощный ветрогенератор 20 кВт/240V с ценой в пределах 743 700 р. позволит функционировать водонапорной системе или обеспечит снабжение нескольких домов;
- пятиэтажное строение полностью снабдит энергией агрегат с мощностью 30 кВт/240V — стоимость в пределах 961 800,00 р.;
- целый комплекс многоэтажек сможет обслужить самая мощная установка 50 кВт/380V стоимостью порядка 3 107 000р.
При покупке цена может варьироваться в зависимости от добавления или исключения по вашему желанию отдельных элементов станции.
Параметры эффективности и окупаемости
Снабжение вашего дома вполне обеспечит монтаж одного генератора. Но, чтобы оградить себя от перемен погоды, желательно приобретение резервного агрегата для накопления запаса энергии. Таким образом, можно не экономить на электричестве и повысить продуктивность личной электростанции.
За 5-7 лет вы достигнете полной окупаемости расходов на приобретение и установку и начинаете получать бесплатную электроэнергию.
jelektro.ru
Ветряные электростанции для дома. Их виды и типы
Здравствуйте, дорогие друзья! В сегодняшней статье вы узнаете, что такое ветряные электростанции. С использованием энергии ветра человечество знакомо с незапамятных времен. Когда-то неизвестный изобретатель приладил парус к неказистому плавучему средству, и с его помощью через столетия вся Земля была обследована пытливыми мореплавателями. Ветряные мельницы даже в наше время во многих странах исправно служат человеку.
Но сегодня использование ветра подразумевает, прежде всего, получение электроэнергии. Попытаемся разобраться, насколько это просто, дешево и удобно. Для тех, кто хочет сразу услышать итог, вывод: ветряная электроэнергия никогда не станет дешевле энергии, полученной из других источников: тепловых, атомных или гидроэлектростанций. Поэтому заниматься ветряными электростанциями для дома имеет смысл только тем, у кого руки чешутся приспособить доставшийся «по случаю» готовый генератор, или энтузиастам экологически чистой энергии, фанатично желающим спасти планету от экологической катастрофы. Других причин использовать ветряную энергию при подведенном питании от внешних электрических сетей просто не придумаешь.
Для начала немного сведений о возможностях использования энергии ветра. При воздействии ветра на лопасти турбины, эффективность отбора энергии (КПД) не может превышать 59%. Это значение получили в своих работах ряд ученых (Ланчестер, Бец, Жуковский) еще в 1920 г. С тех пор оно известно как «предел Беца». Есть ли смысл считать КПД ветряного генератора, если он приводится в действие дармовым источником неограниченной мощности? Конечно, есть! Зная КПД преобразования, можно оценить необходимую мощность электростанции. А затем – насколько похудеет ваш кошелек после ее приобретения.
Предельная мощность, которую можно «отнять» у ветра, равна площади, на которую он воздействует (площадь обмаха пропеллера), умноженной на скорость ветра в кубе и на упомянутый выше КПД, равный 0,6. Выразив все величины в системе СИ, получим, что 1 м2 турбины при скорости ветра 2 м/сек отбирает мощность аж …4,8 Вт. При скорости ветра 8 м/сек (номинальная скорость большинства ветряных генераторов), отбор с единицы площади возрастет до 307 Вт.
Ветряные электростанции
Теперь информация к размышлению: реальный КПД для домашних установок нужно брать не более 0,3. Время работы ветряных электростанций при оптимальной скорости ветра колеблется от 10 до 15% в год в климатических условиях стран СНГ. Поэтому полученную из формулы мощность ветряной электростанции необходимо увеличить еще в 4-5 раз. На практике рекомендуют устанавливать ветряную электростанцию, ориентируясь не столько на технические показатели, сколько на финансовые возможности, по принципу: «Чем больше, тем лучше». С мечтой установить мощную и, одновременно, компактную установку необходимо сразу расстаться. Одно другому противоречит в принципе.
Ветряные электростанции состоят из:
- генератора
- выпрямительного устройства
- аккумуляторных батарей
- инвертор, для преобразования напряжения
- микропроцессорный контроллер
Изучая технические характеристики ветряных электростанций, предпочтение необходимо отдавать тем, у которых скорость начала движение ротора, начальная скорость зарядки аккумуляторов и скорость, при которой они выходят на рабочий режим, минимальны. Чем шире диапазон рабочих скоростей ветра, тем больше вероятность получить энергию. Стоимость в этом случае играет вторичную роль: зачем брать установку дешевле, если она в вашем регионе будет работать несколько дней в году?
Теперь пришло время прицениться к продукции фирм, предлагающих готовые комплекты оборудования. О самодельных ветряных электростанциях здесь вообще не будем говорить. Даже лучшие образцы промышленного изготовления имеют КПД не более 30%. А самодельные конструкции из подсобных материалов смогут производить разве что шум.
Все разнообразие конструкций ветряных генераторов можно свести к двум большим группам:
- с горизонтальным расположением ротора генератора
- генераторы с ротором вертикального типа
Горизонтальные генераторы флюгерного типа обладают более высоким КПД, меньшей материалоемкостью. Но требуют применения мачт большей высоты, имеют сложную механическую часть и неудобны в обслуживании. Станции вертикального типа менее экономичны. Они имеют большую материалоемкость, но работают в большем диапазоне скоростей ветра и более компактны.
Рассмотрим по одному образцу из наиболее интересных представителей ветряных электростанций каждой группы. Наибольший интерес из электростанций с горизонтальным расположением ротора представляет безредукторный контурный генератор «Windtronics».
Ветряные электростанции, ветряной генератор «Windtronics»
В нем аэродинамическое сопротивление снижено за счет особой конструкции турбины, в которой на концах лопастей закреплены сильные постоянные магниты, а по ободу смонтировано 68 статорных катушек. При таком решении ротор одновременно является и генератором электрической энергии. Специальные закрылки на лопастях позволяют турбине начать движение при скорости ветра 0,2 м/сек. На сегодня это значение является рекордным для генераторов. При скорости 0,9 м/сек. турбина начинает вырабатывать электричество. Другие типы генераторов при этих значениях скорости ветра даже не могут сдвинуться с места. Вес изделия около 110 кг, диаметр 1,8 метра, уровень шумов – не более 35 дБ.
Благодаря жесткой конструкции, турбина выдерживает скорость ветра до 62,6 сек. Годовая производительность от 1500 до 2750 кВт/ч электроэнергии. Американской фирмой «Honeywell Wind Turbine» в комплекте с турбиной поставляется вся необходимая электроника. Она рассчитанна на подключение 2 генераторов или солнечной дополнительной панели. Серьезным и единственным недостатком ветряной электростанции является ее цена.
Многообещающим представителем электростанций с генератором вертикального типа можно считать турбины «Eddy» компании «Urban Green Energy». Генераторы очень компактны, почти бесшумны и могут монтироваться даже в городских условиях. При весе генератора 95 кг он занимает площадь чуть больше 2,5 м2. Турбину можно смонтировать за час, а служит она до 20 лет. Генератор выдерживает ветровые нагрузки до 193 км/час и вырабатывает, в зависимости от модификации, от 2000 до 4000 кВт/ч энергии в год. Главным недостатком является высокая начальная скорость ветра для турбины – 3,2 м/сек. Информации о стоимости генератора пока нет.
Ветряные электростанции, ветряной генератор «Eddy»
Оригинальная форма турбины, напоминающая лепестки розы, натолкнула архитекторов на идею создать электростанцию в виде дерева. Проект получил название «Power Flowers» — «цветочное дерево» и привлек широкое внимание общественности, создав неплохую рекламу генераторам «Eddy» и фирме UGE.
Ветряные электростанции «Power Flowers» с генераторами «Eddy»
О различных конструкциях и моделях электростанций можно очень долго говорить, но объединяет их одно: очень высокая цена. Из анализа предложений фирм можно вывести некую удельную стоимость 1 кВт мощности оборудования. Она составляет приблизительно 2000 долларов без монтажных работ. Добавив еще около 500 долларов на монтаж и наладку. Получим усредненную величину затрат на оборудование, которое произведет вам 2000-3000 кВт/ч электрической энергии за год.
По оценкам специалистов, электроэнергия, полученная от экологически чистых источников, дороже обычной в 3-4 раза. При использовании маломощных ветряных электростанций, стоимость энергии может на порядок (в 10 раз) превышать полученную из традиционных источников. Это связано с большими разовыми затратами на оборудование и работами по установке, наладке и обслуживанию ветряных электростанций. Для того, что бы скрыть этот факт, часто используют утверждение, что с ростом цены на энергоносители экологически чистые источники станут рентабельными.
Если есть непреодолимое желание устанавливать ветряные электростанции, то сначала необходимо познакомиться с архивом сводок погоды за несколько последних лет в вашем регионе. Подобная информация сейчас доступна в сети и сразу прояснит реальные возможности по использованию ветровой энергии.
Смотрите также по теме:
Ветрогенератор. Как выбрать, смонтировать и избежать разочарования?
Ветрогенератор своими руками. Промышленные аналоги.
Ветрогенератор ВЭУ-2000. Обзор и технические характеристики.
Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!
powercoup.by
Ветряные электростанции для дома - EnergoRus.com
Ветряные электростанции – это отличный источник альтернативной электроэнергии. Их стали использовать уже давно, однако не все решаются купить эту технику для своего дома. А даром, ветряные электростанции позволяют значительно сэкономить расходы. Энергия ветра – одна из самых дешевых на данный момент, и не воспользоваться ею – просто грех.
Ветряные электростанции для дома
Чтобы стать независимым от общей системы электрификации, вам необходим будет всего один генератор. Его принцип работы очень прост и понятен даже неспециалисту. Ветер вращает лопасти ветряка, которые отдают энергию в генератор. Генератор накапливает достаточное количество электричества, чтобы питать весь ваш дом.
Как выглядит ветряк, знают многие – вспомните хотя бы снимки известных на весь мир полей в США, полностью заполненных такими устройствами. Но на снимках не поймешь, каков он на самом деле. Во-первых, настоящий ветряк очень высокий – около 6 метров. Но если вы решили что вам нужна ветряная электростанция купить можно агрегат и поменьше, благо выбор сейчас огромный.
Конечно, некоторые домашние мастера могут сделать это удобное устройства сами. Ветряная электростанция своими руками получается ничуть не хуже, чем покупная, главное четко следовать инструкции.
Как сделать ветряную электростанцию, и где найти те самые чертежи? Как всегда в этом деле нам помогает Интернет. В сети полно ветряков, сделанных умелыми руками мастеров, которые предоставили свои изобретения для всеобщего пользования. Есть довольно мощные станции, которые используются для освещения всего дома, а есть маленькие ветрячки, которые удобно ставить на полив овощей.
Дата публикации: 23 октября 2012
Оставить комментарий
Вы должны быть Войти, чтобы оставлять комментарии.
energorus.com
