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.
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%
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.
Неизбежно возникнет вопрос: где же ветряк будет установлен? Вот пункты, которые необходимо учесть:
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.
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.
Был инновационной техникой, но сегодня он все чаще встречается в быту. Чтобы выбрать такой прибор для своего дома, нужно разобраться, что из себя представляют ветряные электростанции, какие разновидности бывают и какие условия нужны для их полноценной и рентабельной работы.
Работает этот прибор по такому принципу: вращение лопастей, которые насажены на генераторный вал, происходит за счет потока ветра – это производит переменный ток. Такое электричество аккумулируется и сохраняется в аккумуляторных батареях, потребляется бытовой техникой по мере надобности. Эта схема очень упрощена. В реальности иногда требуются приборы, которые преобразуют электрический ток.
После генератора в этой цепи размещается контроллер. С его помощью происходит преобразование переменного тока в постоянный, который заряжает аккумуляторные батареи. Практически вся техника не работает от постоянного тока, поэтому после аккумулятора потребуется наличие еще одного прибора – инвертора. Это устройство производит операцию в обратном порядке, то есть преобразует постоянный в переменный ток с напряжением 220В. В ходе таких манипуляций происходят определенные потери полученной электрической энергии, что составляет примерно 15-20%. Это немалая часть.
В случае, когда применяют несколько устройств для получения электричества (ветряк плюс солнечные батареи или топливный генератор), потребуется дополнить схему выключателем (АВР). Он потребуется для того, чтобы при выключении одного из приборов включался другой – резервный.
Модель | Характеристики |
---|---|
Ветрогенератор "Condor Home" - 0.5 кВт Купить |
|
Ветрогенератор WW/FD 5,5 - 2 кВт/48VDC Купить |
|
Ветрогенератор FD 8 -10 кВт Купить |
|
Купить |
|
Горизонтально-осевой ветрогенератор «Condor Air 380 - 10 кВт» Купить |
|
Чтобы получить максимально возможную мощность, необходимо размещать ветряк вдоль потока ветра. Этот момент реализуется по принципу флюгера. Нужно закрепить вертикальную лопасть на противоположном конце генератора – это делается для того, чтобы она разворачивала его навстречу воздушным потокам. Если применена более мощная установка, на ней устанавливается поворотный электромотор.
Все ветрогенераторы разделяются на две группы:
Менее эффективным для получения электричества считается первый тип: его КПД меньше, чем у горизонтальных, почти в три раза.
На заметку! Преимуществами являются простота сборки и надежность. Низкий уровень шума делает возможным монтаж такого прибора на крыше дома и на уровне с землей. Такие приборы устойчивы при плохих погодных условиях (ураган, обледенение). Начинают работать от слабой силы ветра 1-2 м/с.
Если говорить о горизонтальных, то им понадобится сила ветра не менее 3,5 м/с, однако эти приборы являются самыми распространенными. Уровень КПД составляет 50%, но зато шум и вибрация будут достаточно высокими. Для того чтобы установить такой прибор, потребуется много свободного места, до 100 метров, и высокая мачта.
Использование ветрогенератора для 220В может быть оправдано в ряде случаев:
Обратите внимание! Просто для питания дома монтировать ветряк не имеет смысла, ведь даже если в вашей географической широте постоянно дует ветер, это не делает прибор выгодным с экономической точки зрения.
Потоки воздуха не могут поступать постоянно к вашему дому, как, например, подаваемый по газопроводу газ . Это капризное природное явление, которое сложно назвать постоянным. В один день это ураган, в другой – полный штиль. До того как купить ветрогенератор для частного дома или изготовить его своими руками, стоит определить возможности ветра в своем регионе. Это оценивается при помощи среднегодового показателя силы ветра. Такой параметр легко выясняется в интернете.
Если вы получите силу, меньшую 4 м/с, то устанавливать ветряк не стоит, потому что он не сможет генерировать необходимое количество электричества. Как только определились с моментом, что ставить прибор можно, следует подобрать генератор по мощности.
Нужно также помнить об устройствах для защиты и автономной работы ветроэлектрогенератора. От этого зависит непрерывное снабжение энергией дома.
Прежде чем купить ветрогенератор для частного дома 220 В, нужно знать, как и куда его устанавливать. Существует ряд моментов, которые нужно учитывать при установке:
Постоянную во времени выработку энергии получить не удастся. Происходит это из-за того, что условия природы постоянно меняются. Заранее продумайте, куда использовать лишнюю электроэнергию, которая будет возникать при сильном ветре. К примеру, можно обеспечить нагрев воды в бойлере или электрообогревателе для дома. Такая возможность должна включаться автоматически при сильном ветре и слабой нагрузке.
Для климата с затяжной зимой больше подойдут модели вертикального расположения ротора. Установить такое устройство можно на земле или на невысокой мачте. Кроме того, его можно напрямую включить в электросеть с и бойлером . В этом случае можно попробовать обойтись без инвертора и аккумуляторных батарей. Чаще всего такую схему подключения можно реализовать собственноручно без привлечения сторонних организаций. Такой ветрогенератор может послужить для .
Следует также решить некоторые проблемы, которые связаны с эксплуатацией ветряка:
Если вы решили купить ветрогенератор для , цены нужно изучить. Обратите внимание на приборы российского производства, а также сделанные в Китае: они будут значительно дешевле аналогичных установок европейского производства.
Чтобы сделать правильный выбор, стоит рассмотреть все плюсы и минусы установок. Достоинства ветрогенераторов:
Необходимо найти и приобрести неодимовый генератор, который позволит снимать энергию ветра. Винт может быть как парусным, так и роторным. Чтобы собрать все и установить на опору, нужно сделать бетонное основание, которое будет надежно ее держать. Используя растяжки, нужно зафиксировать мачту в вертикальном положении.
Ветрогенератор (ветряк) - это устройство, преобразующее кинетическую энергию ветра в механическую с последующим переводом в электричество. Производство ветрогенераторов в России за последние годы значительно выросло вместе интересом потребителей. Сегодня на рынке представлены импортные и российские ветрогенераторы мощностью от 0,1 до 70 кВт. Купить ветрогенераторы для дома можно в перечисленных ниже компаниях, продукция которых наиболее популярна у потребителей:
Различают бытовые и промышленные ветрогенераторы:
Необходимые условия для эксплуатации вертогенератора:
Цены ветрогенераторов российского производства ниже, чем немецких, датских или индийских. Самые дешевые китайские ветряки, хотя качество их гораздо ниже. Самые простые ветрогенераторы для частных домов стоят до 500 долларов. Их можно использовать для локальной выработки электроэнергии, но решить проблему полного энергоснабжения дома они не смогут. Более мощные ветряные генераторы от 3 кВт для полноценного обеспечения жилища электричеством обойдутся дороже.
Примерная стоимость комплекта ветряных генераторов для дома:
Особым спросом пользуются ветрогенераторы с вертикальной осью вращения российского производства. Среди преимуществ этого оборудования:
Цены ветряных генераторов для дома немалые, но стоимость электроэнергии постоянно растет, а ветрогенераторы быстро окупаются. Из недостатков отметим большую материалоемкость, низкий коэффициент преобразования энергии ветра в электроэнергию, крупные габариты установок больших мощностей.
Покупка заводского ветрогенератора не всегда лучшее решение. Главное препятствие - высокая стоимость промышленных ветряков. Такое оборудование можно ставить не на всякий участок ‑ для установки мачты требуется специальное разрешение, да и опасно оставлять оборудование на необжитом месте. Альтернативный вариант ‑ сделать ветрогенератор для частного дома своими руками. Во многих случаях это приемлемо, учитывая минимальные затраты и возможность творчески проявить себя.
Роторный ветрогенератор - относительно простое преобразовательное устройство. Его будет недостаточно для полного обеспечения электроэнергией особняка, но на небольшой дачный домик самодельного ветряка вполне хватит. Он сможет осветить домик, хозяйственные постройки, дорожки на участке и т. д.
Самый простой вариант - использовать в качестве генератора ветряка автомобильный генератор. Автогенераторы недорого стоят, отлично ремонтируются, на рынке большой выбор. По стоимости они составляют примерно $20 за 1 кВт. Они выдают стабильное напряжение с определенных оборотов и стыкуются с аккумуляторами 12 вольт.
Недостатки:
Для сборки ветрогенератора своими руками из автомобильного генератора мощностью 1,5 кВт понадобится:
Из ручного инструмента понадобятся: ножницы по металлу, болгарка, рулетка измерительная, карандаш, отвертки, гаечные ключи в наборе, пассатижи, электродрель со сверлами.
Несколько принципиальных моментов в изготовлении ветрогенератора:
В сети достаточно материалов с подробным описанием работ, поэтому нет необходимости повторяться
Самая простая модель заводского ветрогенератора для освещения дачи обойдется, как минимум, в 60-70 тыс. руб. Альтернативный ветряк можно изготовить, используя в качестве главного элемента конструкции двигатель старой стиральной машины. И в этом случае без расходов не обойтись, но можно уложиться всего в несколько тысяч рублей.
Для ветрогенератора из стиральной машины своими руками придется купить ротор. Его можно сделать и самостоятельно, если купить неодимовые магниты, но их цена примерно такая же, как у готовых китайских роторов 2,5 кВт. Кроме того, производство ротора сложно технически. Кроме ротора, понадобится:
Для корпуса редуктора подойдет электродвигатель промышленного насоса. Крыльчатка устанавливается в горизонтальной плоскости.
Крыльчатку с длиной лопасти от 1,5 м лучше изготовить из прочного дюралюминиевого уголка или стеклопластика. Нередко предлагается делать лопасти из фанеры, но по опыту, при ветре 10-15 м/сек на высоте фанерные лопасти ломаются. Вал должен быть прочно закреплен, и при этом свободно вращаться. Крутящийся вал соединяется с генератором фланцем.
Более подробно о том, как сделать ветрогенератор из стиральной машины, смотрите на видео ниже
Публикации
Публикаций: 148
28.05.2015Испанские разработчики из компании Vortex Bladeless представили революционный проект ветрогенерирующей установки. В отличие от уже привычных нам "ветряков" с тремя лопастями, неспешно вращающимися и скрипящими на ветру, теперь эти устройства будут иметь совершенно иную форму.
Обычно проектировщики стараются всяческими способами минимизировать воздействие вихрей и ветровую нагрузку (особенно в случае мостов), но в новом ветрогенераторе все наоборот - теперь турбины будут усиливать турбулентность! Предложенная концепция такова: на опорном столбе располагается не ставший привычным в Европе огромный пропеллер, вращающийся в вертикальной плоскости, а конструкция в форме перевернутого конуса, расширяющегося в верхней части. Этот конус будет "собирать" в себя воздушные вихри и, засасывая их как торнадо, преумножать их силу.
Рис. 1. Ветрогенерирующая установка Vortex BladelessВ основании конструкции установлены кольцеобразные магниты, генерирующие взаимооталкивающиеся поля. Они возьмут на себя функцию своеобразного мотора. Задача этих магнитов состоит в том, чтобы толкать воронку в противоположную сторону той, куда направляют ее воздушные потоки, заставляя, таким образом, производить еще больше вибраций, и как следствие, кинетической энергии, которая затем конвертируется в электрический ток на генераторе переменного тока.
Заявляется, что у конструкции не будет непосредственного взаимодействия движущихся и стационарных частей, а, как следствие, и трения между ними, а вместе с ним и необходимости в периодической смазке и смене запчастей.
Что касается производительности, то по итогам произведенных тестов безлопастная турбина в среднем вырабатывает энергии на 30% меньше, чем обыкновенная. На первый взгляд - это существенный недостаток, и сразу становится как-то непонятно, зачем тогда такая новинка нужна вообще. Но вернемся к некоторым аспектам альтернативной энергетики: в силу того, что энергия с ветряков в целом нестабильна, а держать равномерное напряжение в сети необходимо, ветровые турбины, рассчитанные на производство электричества в массовом объеме, никогда не устанавливают в единичном экземпляре. Чтобы обеспечить более-менее равномерное и бесперебойное поступление электроэнергии, их требуются десятки. Именно здесь новая разработка безлопастных турбин "возвращается в игру" - на одной и той же площади их можно поставить куда больше. К тому же стоимость изготовления и монтажа новых "воронкообразных" турбин, как заявляют их авторы, будет вполовину меньше, чем у традиционных. Также снизится и стоимость эксплуатации.
Рис. 2. Массовое размещение ветрогенераторов Vortex BladelessОтметим, что сторонниками новой конструкции могут стать и экологи - новое устройство гораздо "дружественнее" для пролетающих мимо птиц и пасущихся рядом овец, чем вращающиеся лопасти обычных "ветряков". Кроме того, при производстве новых турбин будет использоваться углеродное стекловолокно - более экологичный материал, чем тот, что идет на обычные ветрогенераторы. Причем, общее количество используемых материалов также снизится. А еще новые "воронки" будут практически бесшумными.
Ветряные генераторы получили достаточно широкое распространение в самых разных странах, но пока еще их успешная работа слишком зависима от внешних, не зависящих от человека факторов. Например, наступит вдруг полный штиль, и что, без света сидеть? И вот испанская фирма Vortex Bladeless проявила совершенно нестандартный подход к этому вопросу. По словам одного из учредителей компании Дэвида Суриоля, их генератор способен стабильно вырабатывать электричество без лопастей и других вращающихся элементов конструкции.
Новая ветровая турбина элегантно развевается на ветру. «Она выглядит как спаржа», - с юмором отмечает некоторое сходство Дэвид. В основе работы лежит принцип образования вихря при огибании ветром препятствия.
Любой объект, поставленный на пути воздушного потока, создает волнообразную турбулентность позади себя. Целая наука, называемая аэродинамикой, посвящена борьбе с этим явлением, мешающим движению самолетов, автомобилей и других образцов техники, требующих особого подхода к обтекаемости формы. Ветер даже может стать причиной разрушения моста. И вот испанские инженеры решили поставить турбулентность на службу энергетике.
Тонкая конусообразная турбина изготовлена из углеродного стекловолокна. Машина, осуществляющая преобразование механических колебаний системы в электроэнергию располагается не сверху (как в традиционных турбинах), а внизу, так достигается большая прочность. Конструкция гарантирует синхронизацию вихревых процессов, возникающих в конусе, что необходимо для оптимальной эффективности. В конструкции присутствует также кольцевой магнит (в основании колебательной системы), поддерживающий равномерное вращение (это единственный элемент, который крутится) независимо от скорости ветра.
Плюсов у системы хоть отбавляй. Она недорога в производстве, неприхотлива и дешева в обслуживании (нет трущихся деталей и даже смазка не нужна). Лопасти, распугивающие птиц, отсутствуют, шума никакого. Если ветровым турбинам нужны гладкие, ламинарные потоки воздуха, для чего их приходится высоко поднимать, то колебательная система Vortex совершенно некритична ни к равномерности, ни к колебаниям ветра. По словам авторов проекта, все дело в магнитах, но свой секрет они все же не раскрывают полностью.
Есть у вихревого генератора и критики, которые напоминают о том, что в 80-е годы работы над подобными системами уже велись, но успехом не увенчались по причине непредсказуемости циркулирующих колебательных процессов. Тогда не удалось добиться устойчивого получения электроэнергии, но инженеры Vortex уверяют, что у них все получилось, по крайней мере, в аэродинамической трубе, да и на открытом воздухе тоже. Поживем - увидим.
kayabaparts.ru - Прихожая, кухня, гостиная. Сад. Стулья. Спальня