Motocarrello.ruЭлектротехнологии → Альтернативный источник энергии для дома - ветрогенератор: принцип работы, виды, цены, где купить

Альтернативный источник энергии для дома - ветрогенератор: принцип работы, виды, цены, где купить

Рейтинг 5.0 из 5. Голосов: 1

Ветрогенератор

Новинка, позволяющая получать энергию для питания приборов, используемых в быту, называется ветряной генератор. Сегодня они получили широкое применение. Людей всегда привлекала энергия, которой обладают воздушные массы.

Описание

Наши далекие предки научились ее использовать для вращения ветряных колес и управления парусами.

После этого более двух столетий ветер носился бесцельно по необозримым просторам нашей необъятной планеты, пока для него нашлась вновь полезная работа.

Ветрогенератор

Сегодня его используют для ветрогенераторов, которые из мечты превратились в реальные устройства, используемые в быту.

Что представляют собой электростанции, использующие силу ветра?

Ветрогенератор

Принцип функционирования ветряка генератора необычайно простой: лопасти, закрепленные на валу генератора, вращаются потоком ветра. В результате в обмотках генератора создается переменный ток, который в аккумуляторах накапливается и питает бытовые приборы.

Приведенная схема функционирования бытового ветрового генератора является упрощенной. На практике она намного сложнее, поскольку дополняют ее другие устройства, необходимые для преобразования тока.

Назначение основных составляющих ветряка

Ветрогенератор

  • Генератор служит для зарядки батареи. От мощности его зависит, как быстро последние будут разряжаться.
  • Лопасти, благодаря кинетической энергии воздуха, заставляют двигаться вал генератора.
  • Мачта. От ее высоты зависит количество вырабатываемой энергии. По форме она бывает совершенно разной, как и по высоте.

Дополнительные компоненты

Ветрогенератор

  • Контроллер, занимающий в электрической цепочке место за генератором, необходим, чтобы управлять лопастями и заряжать батарею, посредствам преобразования вырабатываемого переменного тока в постоянный.
  • Аккумулятор накапливает заряд для использования в безветренную погоду. Кроме этого, он стабилизирует выходное напряжение генератора, благодаря чему, даже при сильных порывах ветра, нет перебоев напряжения.
  • Датчики направления и анемоскоп собирают данные о направлении и скорости ветра.
  • АВР в автоматическом режиме производит переключение между источниками питания с периодичностью 0,5 секунд. Автоматический переключатель питания позволяет объединять ветряк с общественной электросетью, дизель-генератором и пр.

Важно: сеть не может работать одновременно от несколько источников питания.

  • Инверторы. Как известно, большая часть бытовых устройств работать для работы не использует постоянный ток, поэтому в цепочке между аккумулятором и приборами стоит инвертор, выполняющий операцию обратную, т.е. превращающий ток постоянный в переменное напряжение 220в, необходимое для работы приборов.

Все перечисленные преобразования от полученной энергии «забирают» определенную часть – до 20 процентов.

Автоматический переключатель

Ветрогенератор

Если совмещают работу ветряка с аккумулятором, работающим на солнечной энергии, или иным генератором электричества, использующим бензин или дизельное топливо, то в схему добавляют также АВР. Назначением автоматического выключателя является запуск резервного источника питания в случае отключения главного.

Типы ветряных электростанций

Ветрогенератор

Деление идет по четырем категориям:

  • по расположению оси – вертикальные, более эффективные, но менее устойчивые к внешним воздействиям, и горизонтальные;
  • по числу лопастей – двухлопастные, трех- и многолопастные;
  • по материалу – жесткие и парусные. Последние стоят меньше, но и прочностью не отличаются;
  • по способу управления лопастями – с фиксированным шагом и изменяемым (более сложный в использовании).

Принцип действия

Ветрогенератор

Используют ветрогенераторы в местах, удаленных от централизованных электросетей. Но, это не единственное их применение. Сегодня многие хотят иметь автономное электропитание, да еще и сэкономить на этом.

Выбирая для дома ветрогенератор, рекомендуется, хотя бы в общих чертах, понимать, как он работает. Состоящая из лопастей и хвостовика конструкция крепится на металлической мачте.

Под воздействием ветра, все это вращается, приводя в движение генератор.

Вырабатываемый ток в преобразователе превращается из переменного в постоянный (20В, 50 Гц). Затем он направляется в аккумулятор, а оттуда в дом для использования домашними приборами.

Схема «флюгер»

Чтобы работать максимально эффективно, ветряной генератор располагать нужно «по ветру», т.е. вдоль его потока. В системах относительно простых используется принцип флюгера, т.е. на противоположном генератору конце закрепляют вертикальные лопасти, которые разворачивают устройство навстречу потоку ветра.

Ветрогенератор

Для промышленных (более мощных) установок их заменяют поворотным электрическим двигателем, управляемым датчиками направления.

Особенности ветряных генераторов

Чтобы работа устройства была эффективной, покупателям необходимо иметь представление об их особенностях.

Ветрогенератор

Разновидностей, как теперь известно, существует всего две – с роторами горизонтальными, которые более распространены, и расположенными вертикально.

КПД первых достаточно высокий. Он достигает 50%.

Но такие конструкции имеют недостатки - высокий уровень вибраций и шума. А также к недостаткам относится то, что для монтажа таким конструкциям требуется много места - до 100 метров, а высота их мачты при этом немалая - начинается с 6 метров.

Второй вид ветрогенераторов, роторы которых вертикально расположены, по эффективности втрое хуже.

Рекомендуем:

Но есть у них и достоинства, к которым относят:

  • высокую надежность конструкции;
  • простой монтаж;
  • малый шум, который дает возможность размещать их на крышах домов и даже на поверхности земли.

Установкам таким не страшны ураганы, а также они не боятся обледенения. Запустить ветрогенератор в состоянии даже слабый ветер (1,0-2,0 метра в секунду). В отличие от них, горизонтальные конструкции функционировать могут при минимальной силе ветра в 3,5 м/с.

Виды ротора

Ветрогенераторы различаются по форме ротора (рабочего колеса).

Ветрогенератор

Вращаются такие роторы с небольшой частотой, составляющей порядка 200 об/мин., благодаря чему их механический ресурс во много раз больше, чем у горизонтальных.

Можно купить ветряк в торговой сети или изготовить самостоятельно.

Расчет ветрогенератора

Ветер непостоянен и капризен в отличие, например, от газа, перекачиваемого по трубам, или бесперебойно поступающей в дома электроэнергии.

То он «несется» с бешеной скоростью, сметая все на пути, то сменяется полнейшим штилем. Из-за этой особенности, необходимо, перед тем как приступать к изготовлению или решаться на покупку, оценить потенциал энергии воздуха в конкретной области, т.е. просчитать среднегодовую силу ветра.

Узнать этот показатель поможет соответствующий запрос во всемирной Сети.

Ветрогенератор

Имея эту таблицу, отыскиваем свой район. Затем сравниваем интенсивность окраски с оценочной шкалой и высчитываем показатель.

При силе ветра среднегодовой менее 4,0 метров в секунду смысла в установке ветряка нет, поскольку необходимого количества энергии от него нельзя получить.

Если же показатель больше указанной величины, необходимо перейти к следующему этапу - подбору мощности.

Для автономного электроснабжения, берется в расчет среднестатистический показатель потребления электрической энергии одной семьей. Он составляет в месяц 100-300 кВт/ч.

Для регионов, у которых ветропотенциал от 5 до 8 м/сек (низкий), «выдать» нужное количество энергии может установка, мощность которой 2-3 кВт.

Понятно, что летом энергии вырабатываться будет меньше, чем в зимний период, когда сила ветра больше. Это необходимо учитывать при расчете.

Выбор ветрогенератора

При покупке ветрогенератора для частного дома, рекомендуется присмотреться к российским ветрогенераторам, которые уже успели хорошо себя зарекомендовать. Неплохими считаются и китайские устройства, которые дешевле на порядок, чем европейские.

Ветрогенератор

Покупка ветрогенератора отечественного для частного дома мощностью порядка 2 кВт обойдется в среднем 100 тысяч российских рублей. Но это, если комплектация минимальна, т.е. включает генератор и лопасти.

Ни мачта, ни дополнительное оборудование (кабель, контроллер, аккумуляторы, инвертор) в комплект не входят. Вместе с ними и монтажом стоимость возрастает от 40 до 60%.

Более мощные ветрогенераторы (3-5 кВт) для дома купить можно, заплатив 350-450 рублей.

Ветряк, изготовленный своими руками

Ветрогенератор

Самостоятельно изготовленный ветрогенератор многие считают забавой, но есть и иное мнение – так можно реально сэкономить финансовые расходы.

Но, все сходятся во мнении, что сделать эффективное устройство очень непросто.

Основные рекомендации к расчету

Ветрогенератор

Двигатели

Для изготовления ветрогенераторов не подойдут двигатели с прямым приводом от стиральных машин и автомобилей, поскольку они от ветряного колеса могут генерировать незначительную энергию.

У первых стоят магниты ферритовые, а требуются более производительные ниодимовые. Для эффективной работы вторых требуются большие обороты, развивать которые ветряк не может.

Ветрогенератор

Самостоятельный монтаж и намотка обмоток от изготовителя требуют большой точности и терпения. Мощность такого самодельного устройства не превышает 2—Вт.

Часто используют в последнее время мотор-колесо для скутеров и велосипедов.

Ветрогенератор

Они оптимально отвечают требованиям, предъявляемым к устройствам, работающим с вертикальным ветровым колесом, и заряжающим аккумулятор. Выдаваемая мощность в этом случае моет достигать 1 кВт.

Изготовление винтов

Проще других изготовить винт роторный и парусный. Первый подходит для ветрогенераторов вертикальных. При простоте изготовления, они надежны в работе.

Второй состоит из прикрепленных к центральной пластине изогнутых легких трубок. Лопасти, обладающие большой парусностью, крепятся шарнирами. Это исключает их деформацию и складывание при сильных порывах ветра.

Ветрогенератор

Ветрогенераторы, имеющие горизонтальную ость, изготовленные своими руками, требуют установки пропеллерного винта. Умельцы их изготавливают из ПВХ труб. Диаметр последних лежит в диапазоне 160-200 мм. Лопасти крепятся к стальной пластине круглой формы, в которой есть отверстие для генераторного вала.

Ветрогенератор

Комплект

  • Ротор с лопастями. Их, в зависимости от модели, может быть: одна, две, три и более;
  • Редуктор или, другими словами, коробка передач, предназначенная для регулирования скорости между генератором и ротором;
  • Кожух защитный. Назначение его понятно из названия: он защищает все составляющие конструкции от внешнего воздействия;
  • Хвост, отвечающий за поворот по направлению дующего ветра;
  • Батарея аккумуляторная. В ее задачу входит накопление энергии, т.е. запас. Поскольку погода не всегда благоприятна для электростанции, это всегда выручит в ненастье;
  • Инверторная установка. Она служит для преобразования тока постоянного в переменный, питающий электроприборы, используемые в быту.

Ветрогенератор

Плюсы

  • Экономия средств. Затраты нужны лишь на установку и обслуживание (ни на топливо, ни на что другое тратиться не придется);
  • Работает, не требуя вмешательства человека (всегда в ветреную погоду);
  • Подходит для большей части климатических областей;
  • Минимальный износ деталей.

Минусы

  • Некоторые модели достаточно шумные;
  • При неправильно установленной мачте может издавать инфразвук;
  • Необходимость заземления высоких мачт;
  • Нуждается в профилактике;
  • Возможность повреждения во время сильных ураганов.

Особенности установки

Ветрогенератор

Есть несколько основных параметров, которые важны при выборе места для установки ветрогенератора:

  • наличие построек и деревьев. Это может мешать продуктивной работе;
  • рекомендуется установка ветряка на специальной конструкции, высота которой на 20 метро выше преград, расположенных в радиусе 200 метров;
  • расстояние до жилых построек не может быть меньше 30-40 метров, чтобы шум не мешал людям.

Стоимость

Ветрогенераторы с мощностью 3 кВт /48V – примерная стоимость 93 000,00р. Подобные могут быть использованы не только в качестве дополнительного источника электроснабжения, но и основного. Такие модели в состоянии обеспечить электроэнергией коттедж.

Ориентировочная цена установок, в зависимости от мощности:

  • 5 кВт /120V - 220 100,00 рублей. Обеспечивает электроэнергией целый дом с большим количеством бытовых приборов;
  • 10 кВт/240V - 414 000,00 рублей. Достаточно для нескольких домов или фермерского хозяйства, где кроме приборов используют строительные инструменты;
  • 20 кВт/240V - 743 700,00 рублей. Используется даже для водонапорных систем;
  • 30 кВт/240V - 961 800,00 рублей. Ветрогенератор для многоквартирных пятиэтажных домов;
  • 50 кВт/380V - 3 107 000,00 рублей. Обеспечит энергией несколько многоэтажек.

Важно: Цены указаны для полной комплектации, но всегда можно исключить отдельные составляющие или, наоборот, добавить.

Где купить Цена в рублях
http://invertory.ru/category/vetrogeneratory/ от 58278
http://energywind.ru/katalog/vetrogeneratory от 65000
http://www.termocool.ru/catalog/vetrogeneratory от 59000
http://energy-ds.ru/catalog/generating/vetrogeneratory.html по запросу
http://220-on.ru/catalog/vetrogenerator-dlya-otopleniya-doma/ от 95790

Окупаемость

Ветрогенератор

Учитывая, что за ветрогенератор цену придется заплатить немалую, потребителя интересуют сроки окупаемости.

Окупится ветрогенератор за 5-7 лет, а затем, энергия станет абсолютно бесплатной.

Отзывы

Отказался от централизованного энергообеспечения три года назад и установил в деревне на дом 3-киловатный ветрогенератор. Энергии вполне хватает на содержание дома.

Евгений, Москва

Видео: Ветрогенератор для дома

Интересные материалы: