Ветряные электростанции — бесплатное электричество у вас дома. Устройство ветряной электростанции

разновидности, конструкция и выбор оборудования

описание, конструкция, принцип работы и изготовление своими руками

уже прочитали: 390

Подключение к магистральной сети электроснабжения до сих пор доступно не всем. Есть немалое число населенных пунктов, до которых линии электропередач не дошли. Да и подключенные поселки и деревни, вследствие общей изношенности линий, испытывают частые перебои с электроснабжением. Кроме того, дачные поселки, выстроенные недавно, зачастую не имеют возможности подключиться к линии, расположенной в солидном отдалении.

Решение вопроса с электроснабжением традиционно возлагается на бензиновые или дизельные электростанции, нуждающиеся в снабжении топливом, капризные и требующие постоянного наблюдения устройства. При этом, есть альтернативные источники, не нуждающиеся в топливе. Одним из них является .

Что из себя представляет ветрогенератор?

Ветрогенератор — это устройство, использующее энергию ветра для выработки электрического тока. Воздушные потоки, свободно перемещающиеся в атмосфере, имеют гигантскую энергию, причем, совершенно бесплатную.  — это попытка извлечь ее и обратить на пользу.

Ветрогенератор представляет собой набор устройств, принимающих, обрабатывающих и подготавливающих для использования энергию. Потоки ветра взаимодействуют с ветряка, заставляя его вращаться. Ротор посредством повышающей передачи (или напрямую) . Заряд через инвертор перерабатывается в стандартный вид (220 В, 50 Гц) и подается на приборы потребления.

На первый взгляд, комплекс устроен довольно сложно. Существуют и более простые конструкции, например, ветряки, питающие насосы. Тем не менее, для сложных приборов требуется полный комплект оборудования, способный обеспечить стабильное и качественное электроснабжение.

Зачем он нужен?

Отличительное свойство электроэнергии состоит в том, что ее можно производить в любых количествах, если позволяет оборудование. Ветрогенератор как раз и относится к таким устройствам — он производит электроэнергию. Таким образом, ветряк представляет собой электростанцию, способную обеспечивать как крупные участки с большим количеством потребителей, так и отдельные дома или приборы.

Мнение эксперта

Эксперт Energo.House Фомин О. А.

Горный инженер, строитель.

Возможности устройства зависят от размеров крыльчатки и мощности генератора. Эти два параметра являются определяющими и зависят друг от друга. Чем мощнее ротор, тем большей мощности генератор он сможет вращать, вырабатывая большое количество энергии.

При этом, ветряк может быть создан самостоятельно и обеспечивать потребности отдельной группы приборов — например, освещения, водоснабжения, вентиляции и т.д. Такая избирательность удобна для сокращения расходов на электроэнергию, обеспечения бесперебойной подачи питания на старых изношенных линиях.

Конструкция и принцип работы

Конструктивно ветрогенераторы сочетают механическую, электромеханическую и электрическую части. К механической относится ветряк, непосредственно принимающий энергию ветра и преобразующий ее во вращательное движение. Оно передается на электромеханическое устройство — генератор, преобразующий кинетическую энергию вращения в электрический ток. После этого действуют чисто электронные устройства:

• выпрямитель. Генератор вырабатывает переменный ток, который не годится для заряда аккумуляторных батарей. Для дальнейшего использования его надо выпрямить, для чего используется выпрямительное устройство
• контроллер заряда. Обеспечивает своевременное переключение аккумуляторных батарей с режима зарядки на режим питания потребителей, чтобы избежать выхода АКБ из строя
• аккумулятор (АКБ). Накапливает заряд, необходимый для поддержания напряжения в сети при ослаблении ветра
• инвертор. Преобразует постоянный ток аккумулятора в обычные 220В 50 Гц переменного тока, необходимых для питания стандартных потребителей.

Все перечисленные электронные устройства являются типичным комплектом оборудования, используемым с любым типом ветряка. Изменение конструкции крыльчатки не влияет на состав комплекта, если только не происходит значительного увеличения скорости вращения, требующего изменения параметров генератора.

Виды ветрогенераторов

Используются два основных вида ветряков, имеющих принципиальные различия:

• горизонтальные
• вертикальные

В обоих случаях речь идет об оси вращения ротора. Конструкция различных моделей горизонтальных устройств мало отличается друг от друга, представляя собой подобие бытового вентилятора или пропеллера. Вертикальные устройства обладают намного большим разнообразием типов конструкции, внешне значительно отличаясь друг от друга. Рассмотрим их подробнее:

Горизонтальные ветряки

Горизонтальные конструкции имеют большую эффективность, так как поток ветра они воспринимают только рабочей стороной лопастей. Наибольшее распространение получили трехлопастные крыльчатки, но для небольших конструкций число лопастей может быть увеличено.

Именно горизонтальные конструкции используются для изготовления больших промышленных образцов, имеющих огромный размах лопастей (больше 100 м), которые в объединенном виде образуют довольно производительные электростанции. Государства западной Европы, такие как Дания, Германия, скандинавские страны активно .

Устройства имеют один недостаток — они нуждаются в наведении на ветер. Для небольших ветрогенераторов проблема решается установкой хвоста наподобие самолетного, который автоматически располагает конструкцию по ветру. Большие модели имеют специальное устройство наведения, контролирующее положение крыльчатки относительно потока.

Вертикальные конструкции

Ветрогенераторы вертикального типа имеют меньшую эффективность, вследствие чего используются для обеспечения энергией лишь отдельных потребителей — частный дом, коттедж, группу приборов и т.д. Для самостоятельного изготовления такие устройства подходят больше всего, так как обладают широким выбором вариантов конструкции, не нуждаются в подъеме на очень высокую мачту (хотя это им и не противопоказано).

Вертикальные роторы могут быть собраны из любых подручных материалов, в качестве образца можно использовать любой тип из множества известных:

• роторы Савониуса или Дарье
• более современный ротор Третьякова
• ортогональные конструкции
• геликоидные устройства и т.д.

Описывать все типы подробно незачем, так как их количество постоянно увеличивается. Практически все новые разработки базируются на ве

xn--90adflmiialse2m.xn--p1ai

Ветряной электрогенератор

Все большую популярность приобретают альтернативные источники электроэнергии для частных домов и промышленных помещений. Главной причиной такой популярности в первую очередь является все более возрастающая проблема энергетического и топливного кризиса по всему миру.

Альтернативные источники электроэнергии

Наиболее распространенными альтернативными источниками энергии среди населения считаются следующие технологии: 

Из вышеперечисленного списка самыми популярными являются ветрогенераторы. В основном такое распространение обусловлено тем, что этот вид альтернативного источника электрической энергии доступен за счет меньшей стоимости установки и эксплуатации по сравнению с ближайшими аналогами. Также ветрогенератор легок в эксплуатации и ремонте, так как его конструкция, как правило, максимально упрощена.

Строение ветрогенератора

Принцип действия ветрогенератора заключается в использовании силы ветра для генерации электроэнергии. Благодаря особенностям данного устройства, оно имеет несколько крупных преимуществ, которые привлекают большинство желающих использовать альтернативные источники электричества.

Ветрогенератор имеет несколько значимых плюсов, к которым можно отнести следующие особенности: 

1. Полная автономность и независимость от каких-либо государственных учреждений и предприятий. Благодаря этому владелецветрогенератора в частном доме всегда будет иметь электричество, независимо от политической или экономической ситуации в его регионе.
2. Нет необходимости в проведении дорогостоящих ремонтных и обслуживающих работ. Благодаря близкому расположению ветровой установки к остальному оборудованию, отпадает необходимость в проведении работ на удаленных участках электролинии.
3. Благодаря простоте конструкции,ветрогенератор легко совмещается с эксплуатацией других источников электроэнергии. Таким образом, владелец дома, подключенного к обычной государственной электросети, может без особых затруднений установить ветряной генератор. При этом ему будут доступны сразу 2 источника электроэнергии.
4. Благодаря надежности и простоте конструкции, стабильность выработки электроэнергии значительно выше, чем при эксплуатации общедоступной государственной электросети. Также данная особенность помогает значительно снизить затраты на электроснабжение.

Большинство из вышеописанных преимуществ в первую очередь обязаны простоте конструкции ветряного генератора. Такие устройства легко устанавливать и эксплуатировать возле частных домов и предприятий.

Схема строения ветрогенератора

Стандартный ветрогенератор для эксплуатации дома или на другой частной территории, состоит из следующих частей: 

1. Основной элемент каждоговетрогенератора – установка подвижного ветроколеса. К нему также крепятся лопасти, при помощи которых весь механизм приводится в движение.
2. Повышающий редуктор, передающий вращающую силу с ветроколеса на генератор.
3. Еще один массивный элемент, который имеет ветрогенератор – это мачта. Эта конструкция является стержнем, на котором крепится ветроколесо с лопастями.
4. Аккумуляторные батареи высокой емкости, собранные в один блок.
5. Инверторная установка.

Стоит отметить, что более современные и дорогие модели ветрогенераторов могут иметь запасные механизмы, служащие для генерирования электроэнергии при поломке основной конструкции. Обычно этими устройствами являются электрогенераторы на бензиновой или дизельной основе, а иногда применяются блоки солнечных батарей.

Установка ветряного электрогенератора

Существуют различные типы конструкций ветрогенераторов. Наиболее распространенными и перспективными из всех вариантов считаются модели, ось которых имеет вертикальных вид. Благодаря этой особенности, работа механизма и начало выработки электроэнергии требует значительно меньше усилий, чем при моделях ветряного генератора горизонтального типа. Еще одним преимуществом данной модели можно считать значительное снижение уровня шума при работе на больших оборотах, а также более высокую безопасность при использовании данного устройства.

Вертикального типа вертрогенератор для частного дома имеет невысокий уровень выработки электричества, из-за чего использовать его для больших мощностей достаточно сложно.

Приобретение ветрогенератора

Желание купить ветровой электрогенератор особенно актуально для тех, кто живет в отдаленной местности, в которой перебои электричества – дело обыденное. Выгодным приобретением такая установка также является и для владельцев фермерских хозяйств, дачных участков, коттеджей. Все эти типы зданий и территорий нуждаются в постоянном наличии электроэнергии, из-за чего покупка ветровой установки становится скорее необходимостью, чем личным пожеланием. Независимо от того, какая скорость ветра преобладает на территории, где расположен участок, владелец частного дома или предприятия сможет подобрать электрогенератор под свои условия.

Покупка и установка электрогенератора

Небольшая скорость ветра сегодня не является поводом для того, чтобы отказываться от ветровых электроустановок.

Благодаря улучшенным конструкциям и технологиям, установки, имеющие небольшие показатели номинальной мощности, могут вполне обеспечить частную территорию или небольшое предприятие электричеством.

Они способны вырабатывать больше энергии по сравнению с более дорогими моделями, которые рассчитаны на высокий показатель мощности, но в то же время имеющие особые требования к скорости ветра.

Еще одно преимущество вышеупомянутых источников электричества – это оригинальная система стабилизации скорости вращения ветроколеса. Эта технология позволяет обеспечить защиту оборудования при сильных порывах ветра при помощи режима «флюгирования».

Чтобы полностью убедиться в качестве покупаемого оборудования, следует до приобретения поинтересоваться о наличии гарантии на каждое ветроколесо. Кроме этого, магазин, продающий ветрогенератор, должен предоставить документ, подтверждающий прохождение балансировки вращающихся элементов установки. Благодаря этому покупатель сможет убедиться в качестве приобретаемого оборудования для своего дома, а также получит устройство с повышенным сроком службы.

Цена ветряного генератора

Чтобы заранее спланировать растраты в связи с покупкой, установкой и обслуживанием ветрогенератора, покупателю следует ознакомиться с ценами данных устройств. Основной параметр, который поможет ответить на вопрос, сколько стоит оборудование – это его размеры. Сами ветровые установки делятся на два основных типа:

• Промышленный электрогенератор. Используется, как правило, для обеспечения электричеством крупных объектов и высоковольтных установок. Из-за своих габаритов, стоимость данного типа установки достаточно высока.
• Бытовой. Этот тип электрогенерирующего оборудования отличается менее габаритными размерами и, как следствие, имеет меньшую цену и стоимость установки. Устанавливается обычно в частные дома.

Несмотря на небольшие размеры ветровых генераторов электроэнергии, достигающие всего 0,75 м диаметра ротора, получаемая на выходе мощность равна 60 Вт, а номинальное напряжение составляет 12 или 24 В. Такие показатели достигаются при скорости вращения ветроколеса от 3 до 10 метров за секунду. Вес данной установки составляет всего 9 килограммов, что говорит о ее высоких возможностях в плане мобильности и простоты использования.

Перевозить ветряк можно при помощи обычного легкового автомобиля, а при необходимости он достаточно легко разбирается на составные части.

Применяется данное устройство для следующих нужд:

• проведение зарядки аккумуляторов различной мощности и емкости;
• для питания освещения небольшой мощности;
• подключение к устройствам связи для обеспечения электроэнергией.

В зависимости от размеров ветряной установки и ее мощности, меняется и цена оборудования. Более крупные устройства будут стоить немного дороже вышеописанной модели. Благодаря такому разнообразию, покупатель может подобрать наиболее подходящую модель ветряного генератора электроэнергии по цене и характеристикам.

Ветрогенератор для частной недвижимости

Наиболее доступным альтернативным источником электроэнергии в плане приобретения и обслуживания является генератор ветряного типа. В зависимости от того, как владелец дома планирует использовать ветряк, выбирается тип и размеры установки. Если планируется при помощи данного оборудования полностью запитать всю частную территорию, то для такой цели потребуется более мощная установка, и следует заранее узнать, сколько она стоит. В случае частичного замещения традиционного источника электричества, владелец дома сможет выбрать наименее затратный вариант.

Различные типы ветрогенераторов

Несмотря на достаточно высокую цену ветряного генератора, пользоваться таким альтернативным источником электроэнергии стоит, и это достаточно выгодно. Конечно, далеко не каждый будет готов отключиться от государственных учреждений по обеспечению населения электроэнергией. Но в то же время такое оборудование послужит хорошим гарантом бесперебойного электропитания. Чтобы наиболее выгодно подобрать модель данного устройства, следует обратиться за консультацией к специалистам, которые, как правило, есть в каждом отделе продаж.

Подбор мощности генератора

Установка ветряного генератора для запитывания приборов дома, потребляющих большое количество электроэнергии, потребует наличия небольшой электростанции. Соорудить такую установку достаточно сложно, так как это требует больших финансовых затрат и высокого уровня умений в электрике. Это обусловлено тем, что чем больше по размерам и мощности приобретается ветрогенератор, тем дороже обходится его установка и обслуживание. Но в итоге данная установка сможет полностью обеспечить электричеством большой частный дом.

Принцип действия ветряной турбины

Минимальной установкой, которая подходит под вышеописанные требования, является ветрогенератор под названием W-HR 2. Изготавливает его производитель электронного оборудования AVIC. Номинальная мощность, получаемая при генерации энергии, равна 2 кВт, чего вполне достаточно для работы нескольких требовательных к питанию электроприемников.

В этой модели совмещаются высокие показатели мощности и небольшие габариты установки. Башня, на которой крепится ветроколесо, изготовлена из стали. Она устанавливается на фундаменте, имеющем железобетонное основание, а ее высота равна всего 8 метрам. Ротор в данной модели имеет диаметр в 3,2 м. Оборудование таких размеров должно устанавливаться при помощи специалистов и автокрана. Самостоятельный монтаж установки такой мощности не является возможным.

Видео. Ветрогенератор своими руками

К основным параметрам, на которые нужно обращать внимание при покупке ветрогенераторного оборудования для дома, относится не только номинальная производимая мощность, но и размеры лопасти на ветроколесе. От их вида и величины зависит максимально производимая мощность, а также сложность проводимых монтажных работ, обслуживания и ремонта. Также эффективность данного оборудования можно узнать по показателям КПД.

Еще одна возможность снизить затраты на установку ветряка – это сделать его своими руками. Для этого необходимо иметь высокий навык в монтаже и обслуживании электрического оборудования. Максимальная мощность, которую обычно получают те, кто самостоятельно изготовил ветряк, равна 200–500 Вт. Но именно такая ветряная установка для производства электричества является оптимальным решением по качеству и стоимости.

Оцените статью:

elquanta.ru

Для чего вам нужен ветрогенератор?

Дата публикации: 9 ноября 2013

Начнём с ответа на вопрос, вынесенный в заголовок: для чего вам нужен ветрогенератор? И смотря для кого он потребовался? Пенсионеру он нужен, чтобы лампочки горели, телевизор работал и в доме было тепло. Предпринимателю, владельцу небольшой, на 10 номеров, придорожной гостиницы потребуется намного больше электроэнергии, а владельцу загородного дома, когда он там бывает только утром и вечером, надо даже меньше, чем пенсионеру. Когда вы точно рассчитаете потребность, тогда можно и разбираться с вопросом о том, как работает ветрогенератор с горизонтальной или вертикальной осью вращения ротора. Для этого нелишне знать и климатические условия данной местности, какое направление и с какой среднегодовой скоростью дует ветер.

Получив ответ, нетрудно рассчитать, какую по мощности установку выбрать, как подобрать инвертор, какие аккумуляторные батареи приобрести и сколько. Потребляемая энергия не может превышать мощность инвертора и скорость зарядки аккумулятора и так далее. Технических вопросов много, о которых мы сейчас и поговорим.

Если вам необходима электроэнергия редко, но с большой нагрузкой, то здесь особое внимание надо уделить выбору инвертора. Попросту говоря, преобразователя тока из переменного в постоянный. Возможно, что вам потребуется не один подобный агрегат.

Зная, что в вашей местности бывают частые случаи полного безветрия, тогда надо придать значение выбору аккумуляторов с большой ёмкостью. А чтобы они быстрее заряжались, надо делать ставку на выбор более мощного ветрогенератора. То есть, устройство одного агрегата тесно связано с характеристикой другого. Всё надо тщательно рассчитать, начиная от среднегодовой скорости ветра и до мощности каждого прибора в отдельности.

И в том случае, если вы будете знать, сколько электроэнергии вам надо в сутки, сколько часов занимает самое пиковое потребление и сколько в эти часы надо киловатт, вы можете точно сделать выбор, какой вид ветрогенератора вам потребуется.

Анатомия ветряной установки

Из чего состоит и как работает «организм» ветрогенератора в целом. Перечисляем: лопасти (пропеллер), ротор турбины (вращающаяся часть), генератор, ось генератора, инвертор, превращающий переменный ток в постоянный для зарядки батарей, аккумулятор. Схематический чертёж ветрогенератора наглядно показывает схема. Смотрите рисунок.

При вращении ротора создаётся трёхфазный переменный ток, затем идущий через контроллер на аккумуляторную батарею постоянный ток для его зарядки, далее инвертор, преобразующий ток в стабильно-переменный для подачи на потребители (освещение, телевизор, радиоприёмник, отопительные батареи и т.д.). Таково схематическое устройство ветряных установок.

Принцип работы любого вида ветрогенератора следующий: вращение вызывает три вида физического воздействия на лопасти винта – импульсную силу и подъёмную, в результате которых начинает приходить в движение маховик, и тормозящую силу. Две силы против одной преодолевают сопротивление и маховик раскручивается, ротор создаёт магнитное поле на неподвижной части генератора. Этого достаточно, чтобы по проводам пошёл электрический ток.

Как работает ветрогенератор, и из чего он состоит, узнаете из видео:

Перед покупкой ветрогенератора необходимо учесть все нюансы. Если воздушный поток по какой-либо причине обходит стороной вашу местность, то установка мощного ветрогенератора вряд ли целесообразна. Тогда для вас подойдёт генератор небольшой мощности. А бывает и так, что направление ветра меняется постоянно. Тогда, конечно же, стоит подумать о том, есть ли смысл устанавливать ветряные установки. И в случае расчётов в пользу установок, то предпочтение надо отдавать использованию ветрогенератора вертикального вида вращения оси. Чем же они отличаются друг от друга – вертикальные и горизонтальные ветряки, какие их преимущества и недостатки, разговор в следующем разделе.

Плюс пишем, минус в уме держим

До каких пор мы будем гоняться за европейскими товарами! Неужели у нас хуже мастера, или такое допотопное оборудование, чтобы выпускать на рыночный прилавок низкосортную продукцию? Конечно же, нет. Стоимость ветрогенератора напрямую зависит от суммарной мощности, какой обладает ветроэлектростанция в сборе.

Цена обычно колеблется и зависит от производителя. Зарубежный производитель – о! Тогда можно и три шкуры содрать с покупателя. Не поддавайтесь на эту дешёвую приманку. Цена от нашего, отечественного производителя, в три раза дешевле, чем от зарубежных мастеров. А разницу в качестве и под микроскопом не отличишь. Пора бы уж научиться уважать своего соотечественника, мужественно, вопреки всяким препонам, занимающегося производством товаров.

Ветряные установки по своему устройству делятся на два вида: с горизонтальным валом генератора и с вертикальным. Ветрогенераторная установка с вертикальным валом имеет следующие неоспоримые преимущества перед горизонтальной:

1. Отпадает необходимость обустраивать флюгер. И никаких подшипников для вращения верхней коробки при изменении направления ветра. Вертикальная конструкция стоит незыблемо при всяком ветре и улавливает любое его направление.
2. Устроена с минимальным количеством передающих редукторов.
3. Способна улавливать малейшие колебания ветра, что даёт возможность приблизить конструкцию к поверхности земли и намного удешевить монтаж и обслуживание.
4. Генератор меньше реагирует на изменение направления и скорость ветра.

Как и в каждом обсуждаемом деле не обошлось и без ложки дёгтя в бочке мёда. Недостатки:

1. Лопасть турбины с вертикальным валом устроена так, чтобы достигать площади раза в три больше, чем занимают лопасти винта горизонтальной установки. Явный минус.
2. И, как следствие, КПД станций вертикальной конструкции в три раза меньше, чем горизонтальных установок.

Уходим завтра в море

Несколько слов о конструкции «моряков», а потом о самом «морском походе». Итак, схема ветроустановок принципиально везде одинакова, разве что, с некоторыми отклонениями от нормы. Вот основные элементы ветрогенератора:

• Роторная часть (вращающаяся). Её задача преобразовать силу ветра во вращательное движение. Сюда входят лопасти и вал.
• Редуктор. Его задача увеличить скорость вращения вала до двух и более тысяч оборотов в минуту и передать это вращение на генератор. Простейшая схема ветряков выполнена без редуктора. Там генератор напрямую соединён валом с лопастями.
• Генератор. Здесь с помощью магнитных полей вращение вала создаёт электроэнергию.
• Анемометр. Это прибор, измеряющий скорость ветра. Находится сзади корпуса, рядом с флюгером, который отвечает за направление лопастей против движения ветра.
• Башня, на которой монтируется вся система выработки электроэнергии.
• Преобразователь напряжения (см. схему).

Такова конструкция «моряков» — ветрогенераторов.

А теперь вспомним, какое самое уязвимое место ветрогенератора любого типа, будь то вертикального или горизонтального? – Точно, это возможное безветрие, когда ветроэлектростанция полностью прекращает свою работу. И где же выход? Он есть. Как в любой жизненной ситуации. В данном случае – это выход в море. Туда, где ветра дуют практически круглый год и круглые сутки.

Вечером дует ветерок с суши на море, утром – с моря на сушу. «Бриз» называется. Вблизи высоких прибрежных гор господствует «Бора» — холодный ветер, устремляющийся в море со стороны горных вершин. «Муссон» — довольно постоянный сезонник, дующий в летнее время с моря, а зимой в противоположную сторону. У западных берегов Чёрного моря господствует восточный ветер «Абаза». А так называемый «Свежак» постоянно разгуливает над поверхностью моря вдали от пляжных берегов. Бывает и всем известный грозный «Шторм».

Вы только посмотрите, какое богатство ветровой энергии пропадает даром! Практически ветер над морем и береговой линией не утихает ни на минуту. Поэтому и пришла в голову конструкторов идея подумать над сооружением ветрогенераторов морского базирования. Задача была сделать надёжную опору. Сделали. А потом пришла идея не вкапывать в глубину дна капитальные опоры, а ставить на воде качающиеся электростанции (см. рисунок). И снова удача.

Но и на этом не остановились датские изобретатели. Они пришли к выводу, что самой дешёвой в установке будет морская плавучая ветроэлектростанция. Ветряки расположены на такую высоту от палубы, чтобы до них не доставала даже штормовая волна. И снова успех оказался налицо.

Французские специалисты сконструировали морскую установку мощностью более двух мегаватт, которую запускают в декабре этого года в Средиземное море. Отличительной особенностью её будет то, что винт расположен вертикально. То есть, вертикальные виды ветрогенераторов шагнули на морские просторы.

Так пошли в море офшорные электростанции добывать дешёвую электроэнергию. (Офшор – находящийся далеко от берега, вне территории страны). И лидером в этом морском нашествии оказалась Дания. Мы об этом расскажем в следующих выпусках.

В. Ильин

Ветрогенератор в Челябинске:

altenergiya.ru

Ветряные электростанции (ветрогенераторы), обуздываем энергию ветра

Жить за городом — просто замечательно. Особенно, если при этом ни копейки не платить за коммунальные услуги.

И если с источником водоснабжения все понятно — можно пробурить на территории своих владений скважину, как быть с электричеством?

На самом деле, решение есть — ветряные электростанции, или ветрогенераторы, которые позволяют значительно экономить электричество в доме или совсем от него отказаться.

До недавних пор они считались чем-то диковинным, сегодня же такие устройства превратились в повседневную реальность.

Обуздать энергию ветра и электрифицировать частный дом, не завися от коммунальщиков?

С ветроэлектростанциями это сделать легко!

Прообразами таких приспособлений являются всем известные ветряные мельницы, вот только они, в отличие от генераторов, преобразовывают энергию двигающихся воздушных масс не в текущий по проводам ток, а в механическое усилие.

Ветряки строятся на открытых и возвышенных пространствах. Их применение возможно в регионах с любым климатом — главное, чтобы местность характеризовалась благоприятными ветровыми условиями.

Сегодня, имея даже небольшую сумму денег, запросто можно купить такую автономную электростанцию, способную обеспечить бесплатным электричеством загородный коттедж или дачный домик.

Принцип работы

Ветер, воздействуя на лопасти, заставляет их вращать турбину, передающую движение на соединенный с редуктором вал, который, в свою очередь, заставляет работать генератор, вырабатывающий вследствие этого ток.

Но ветер, каким бы сильным он ни был, не может дуть постоянно, поэтому подобные системы нередко оснащаются емкими аккумуляторами или дополняются солнечными батареями.

В совокупности элементы такого комплекса обеспечивают бесперебойное и надежное автономное электроснабжение.

Схематично установка состоит из высокой мачты, колеса, зарядного устройства, преобразователя тока и аккумулятора.

Мощность ветряной электростанции зависит не только от скорости воздушных потоков, но и от площади лопастей.

Наиболее оптимальной считается конструкция с горизонтальной осью вращения, оснащенная тремя длинными лопастями.

Когда воздушные потоки в рамках естественного передвижения попадают на их поверхность, колесо начинает вращаться, передавая вращение на генератор.

Промышленный ветрогенератор.

Вырабатываемое им электричество запасается в аккумуляторах, обеспечивая тем самым питание в безветренную погоду.

В период сильных ветров энергия запасается впрок. С помощью инвертора постоянный ток преобразуется в качественное напряжение однофазного типа.

Критерии выбора ветрогенератора

Выбирая ветрогенератор для загородного дома, необходимо учитывать такие параметры, как суммарное энергопотребление жилища и среднегодовая скорость ветра.

Также не лишним будет поинтересоваться, при какой скорости ветра установка выходит на номинальную мощность.

На практике покупка и установка такой электростанции окупается за несколько лет эксплуатации. Вот почему альтернативные источники энергии во все времена считались экономически эффективными.

Не удивительно, что с каждым годом количество ветряков в мире возрастает более чем на 100 процентов.

ОЦЕНКА СТАТЬИ:

Загрузка...

ПОДЕЛИТЬСЯ С ДРУЗЬЯМИ:

elektrikexpert.ru

Ветряные электростанции для дома плюсы и минусы данного электричества.

Приобретение ветряной электростанции для дома – наиболее подходящее решение в случае отсутствия единой подачи электроэнергии. Также установка домашней станции выгодна, если стоимость подведения линий электропередач неоправданно завышена. Для поселков, расположенных на большом расстоянии от центрального электроснабжения, оптимально использование ветроэнергетических станций с увеличенным показателем мощности, которой будет достаточно для снабжения энергией сразу нескольких объектов.

Ветряные станции для автономного энергоснабжения

Для обеспечения ежедневных бытовых потребностей в электроэнергии (использование электрических приборов, освещение) потребуется ветроэнергетическая установка мощностью более 10 кВт. Целесообразнее оборудовать систему из нескольких станций с невысокой мощностью, которые будут аккумулировать энергию на общую батарею. В случае необходимости мощность данной системы можно регулировать, изменяя количество и емкость батарей или устанавливая дополнительные генераторы энергии.

Чтобы получить возможность бесперебойного энергоснабжения, вне зависимости от климатических условий, целесообразно создать комплекс, который будет действовать автономно и включает ветряную установку и дополнительный источник энергии. В качестве такого источника можно эксплуатировать бензо-генератор, солнечные батареи или дизельный генератор. При высокой силе ветра генератор должен находится в отключенном состоянии. Когда для функционирования электроприборов и заряда батареи будет недостаточно энергии, производимой ветряной станцией, осуществляется запуск резервного источника в автоматическом режиме.

Технические параметры ветряных установок

Конструкция стандартной ветряной станции включает ряд неотъемлемых элементов. Для функционирования системы используются:

1. Генератор
2. Выпрямительное устройство
3. Аккумуляторная батарея
4. Инвертор

Для осуществления мониторинга и контроля за всей системой применяется микропроцессорный контроллер либо другие логические схемы.

Определяясь с техническими характеристиками ветряной электростанции следует отдать предпочтение тем установкам, у которых скорости запуска ротора и перехода на рабочий режим являются минимальными. Чем больше область рабочих скоростей ветра, тем выше вероятность стабильной выработки энергии. Большое разнообразие ветряных установок сводится к двум основным категориям:

• с горизонтальным размещением ротора генератора
• генераторы с ротором вертикального типа

Горизонтальные установки обладают повышенным КПД и невысокой материалоемкостью. В то же время, данная разновидность ветровых электростанций имеет сложно устроенный механизм и менее удобна в эксплуатации. Вертикальные станции являются менее экономичными, но способны функционировать в широком диапазоне скоростей ветра и отличаются компактностью.

Выбор генератора

Существует несколько вариантов генератора для ветряной установки, каждый из которых имеет собственные преимущества и недостатки. Наиболее распространенным вариантом является использование генератора переменного тока. К его положительным чертам относится сравнительная дешевизна и отсутствие необходимости монтажа. Однако зачастую генератору переменно тока недостаточно скорости вращения, которую создает поток ветра. В таком случае потребуется установить шкив или зубчатую передачу, что потребует дополнительных затрат.

Еще один способ – собранный вручную генератор с использованием постоянных магнитов в конструкции. Для сооружения такого генератора необходимо разработать детальный проект и выполнить ряд расчетов. В то же время подобное устройство отличается высокой эффективностью, прочностью конструкции и низкой стоимостью одного кВт.

Также для домашней ветряной электростанции подходит генератор постоянного тока. К достоинствам его эксплуатации можно отнести простоту конструкции и стабильное функционирование. Используя данную разновидность генератора важно правильно рассчитать требуемый показатель мощности и на основе этих сведений сделать выбор устройства. По ряду характеристик генераторы постоянного тока уступают аналогам на переменно токе и кроме того их передающий механизм нуждается в периодическом обслуживании.

Преимущества ветряных установок

Ветряные мельницы для электричества обладают рядом положительных свойств, которые обусловливают рост их востребованности. Среди преимуществ ветровых установок можно выделить:

1. Они являются одними из наиболее экологически чистых разновидностей электростанций, которые в ходе функционирования не выбрасывают ядовитые вещества и не вредят окружающей атмосфере
2. Ветряные электростанции изготавливаются из качественных материалов, что позволяет предотвратить процесс коррозии и существенно продлить эксплуатационный срок. При надлежащей эксплуатации ветряная установка способна прослужить несколько десятков лет
3. Простота монтажа позволяет легко установить ветро-генератор в любом доме без использования специальных приспособлений
4. Современные ветряные электрические станции работают практически бесшумно и не создают вибрации. Даже с учетом большого размаха лопастей установки избавлены от колебаний и при использовании изолирующих материалов создают магнитное поле в пределах допустимых значений
5. Устанавливая ветряные электростанции для дома не требуется проводить согласование с властными органами за исключением тех случаев, когда выработанную электроэнергию предполагается реализовывать центральным электросетям.

Используя ветряные электростанции для дома, цены которых на сегодняшний день довольно невысокие, вы сможете экономить на потреблении электричества на протяжение всего срока работы установок. Правильно рассчитав мощность станции реально обеспечить снабжение энергией как один объект, так и группу домов.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

madenergy.ru

Ветряные электростанции для дома, виды и типы ветрогенераторов

Самым актуальным и дешевым источником альтернативной энергии можно считать ветряные электростанции, ведь, как известно, ветер не зависит от расположения залежей природных ресурсов и является абсолютно бесплатным.

В связи с серьезностью положения, крупнейшие страны мира даже заключили Киотское соглашение, которое предписывает стимулировать выработку электроэнергии при помощи альтернативных источников, а также обязывает государство выкупать выработанную таким образом энергию у производителей по высоким тарифам. К альтернативным источникам энергии можно отнести и солнечную энергию, переработку бытовых отходов, использование гидротермальных вод и ряд других, однако наиболее привлекательной является именно энергия ветра. Это обусловлено в первую очередь сравнительно небольшим  объемом вложения начального капитала для запуска ветряной электростанции и крайне незначительной зависимостью от необходимого сырья, потому что ветрогенератор может работать в любом месте, где есть ветер, а количество вырабатываемой электрической энергии без труда можно рассчитать с помощью научных методов.

Ветрогенератор для дома

На сегодняшний день ветряные электростанции для дома уже получили достаточно широкое применение в рядовой жизни. Их можно встретить на загородных участках и других объектах, которые удалены от основных электрических сетей. Ведь для подключения электричества приходится прокладывать дополнительные линии электропередач или использовать автономные электростанции, что дорого и не всегда целесообразно.

По расчетам специалистов, для полного обеспечения одного дома электрической энергией достаточно одного ветрогенератора мощностью 5 кВт, при условии, что скорость ветра 1,8-4,5 метра в секунду. Но, к сожалению, ветер весьма непостоянное погодное явление, поэтому желательно приобретать вместе с ветряной электростанцией резервный генератор, приводимый в действие двигателем внутреннего сгорания, или устраивать большую аккумуляторную батарею для запасания выработанной электроэнергии «впрок».

Именно поэтому, прежде чем начинать выбирать модель ветряной электростанции для дома, необходимо проконсультироваться со специалистом, который сможет ответить на ваши вопросы и подобрать оптимальный вариант ветряка под конкретные требования.

Вертикальный ветрогенератор для дома

Виды  ветрогенераторов

Ветряные электростанции можно разделить по направлению оси вращения лопастей, их количеству и материалу, из которого они изготовлены, а также по способу управления лопастями.

1. По количеству лопастей ветряки делятся на двух-, трех-, а также многолопастные. При этом следует помнить, что большое количество лопастей абсолютно не является залогом хорошей работы ветрогенератора. Многолопастные ветряки начинают вращение при меньшей скорости ветра, но, набрав определенное количество оборотов, начинают представлять собой преграду для воздушного потока, и их эффективность падает, в то время как двух- и трехлопастные ветрогенераторы немного медленнее раскручиваются до номинальных оборотов, но не имеют такого большого коэффициента сопротивления воздушному потоку. Поэтому их КПД значительно выше. Многолопастный ветряк лучше всего применять, если он, кроме выработки электроэнергии, выполняет еще какую-то работу, например, приводит в действие водяной насос.
2. По материалам лопастей можно выделить ветрогенераторы с жесткими и парусными лопастями. Первое и для некоторых решающее различие заключается в том, что парусные лопасти проще в изготовлении и значительно дешевле, чем жесткие (которые обычно бывают из металла или стеклопластика). Но это далеко не всегда является преимуществом! С учетом того, что стандартные рабочие обороты генератора составляют примерно 400-600 об/мин, конец лопасти движется со скоростью примерно 500 км/ч. Учитывая, что ветер несет с собой пыль и другой мусор, то даже для жестких лопастей это является серьезным испытанием, и они требуют постоянного обслуживания. А парусная лопасть может полностью износиться уже через год и потребовать полной замены. Поэтому в районах, где ветер достаточно сильный, их использование нецелесообразно.
3. По направлению оси вращения ветрогенераторы делятся на горизонтальные и вертикальные. Вертикальные ветряки более защищены от природных условий, но и количество выработанной электроэнергии у них значительно меньше, чем у горизонтальных. Также преимуществом вертикальных ветрогенераторов является то, что они не требуют ориентирования по ветру, рабочая площадь лопастей у них в два раза меньше, чем у горизонтального ветрогенератора с равноценной площадью ветроколеса. Это значит, что для получения одинакового количества электроэнергии нужен ветряк в два раза мощнее.
4. Также существует разделение по управлению шагом лопастей. Бывают ветряки с фиксированным и изменяемым шагом лопастей. Изменяемый шаг винта можно назвать более выгодным решением только с очень большой натяжкой. С одной стороны, он позволяет расширить диапазон рабочих скоростей для ветряных электростанций, но в то же время усложняет конструкцию лопасти и требует более тяжелого ветроколеса, что обязательно приводит к утяжелению общей конструкции и, соответственно, делает всю систему дороже и при покупке, и в эксплуатации. Поэтому фиксированный шаг лопастей имеет явные преимущества! Есть одна тонкость – даже у ветряка с фиксированным шагом лопастей должен быть предусмотрен «предохранитель», ставящий лопасти в положение «флюгера» при штормовом порыве ветра. Иначе вся конструкция мачты может элементарно рухнуть.

Ветрогенератор, помимо лопастей, которые непосредственно улавливают ветер, и генератора, который преобразует энергию ветра в электрическую, как правило, включает в себя аккумуляторную батарею и инверторную установку. Аккумуляторная батарея необходима для накопления электроэнергии, которая в связи с непостоянством погодных условий просто не может вырабатываться равномерно, а также компенсировать разницу выработки при разной скорости ветра.

Инвертор, в свою очередь, преобразует постоянный ток, подающийся из аккумулятора, в переменный ток, необходимый для работы бытовых электроприборов. Таким образом, каждый элемент ветряной электростанции необходим для выполнения конкретной задачи, и его выбор должен быть обусловлен потребностями в энергии, а по техническим характеристикам подходить для остальных компонентов системы. Все же параметры должны быть предварительно рассчитаны с учетом конкретных условий энергопотребления.

Схема ветрогенератора

Основные преимущества ветрогенераторов:

1. Топливо для работы не требуется, основные затраты идут на установку и проведение систематических профилактических работ для стабильной работы ветрогенератора. В итоге затраты на приобретение оборудования могут окупиться уже в течение года.
2. Не требует вмешательства в работу, так как выработка электроэнергии происходит в любой момент, когда дует ветер, и благодаря аккумуляторам накапливается впрок.
3. В отличие от других видов генераторов ветряки абсолютно бесшумны. Качественно сделанные и установленные ветрогенераторы производят не больше шума, чем тот, который создает ветер, крутящий их лопасти.
4. Не уменьшается производительность в зимнее время, поскольку в отличие от солнечных панелей у ветрогенераторов в зимнее время производительность не падает, а, наоборот, вырастает за счет того, что скорость ветра в зимний период обычно выше, чем летом, что является значительным преимуществом, потому что как раз в зимний период сильно возрастает потребность в электроэнергии.
5. Ветрогенераторы можно устанавливать в любых климатических условиях, и для них подходит практически любой рельеф, но следует учитывать, что любая преграда на пути ветра, как то деревья или дома, может снизить производительность работы ветряка до 30%, но все равно она окажется выше, чем у солнечных батарей.
6. Профилактическое обслуживание генератора следует проводить регулярно, но оно значительно облегчается тем, что при регулярном обслуживании конструкции износ, как правило, незначительный и даже в случае замены определенных компонентов не является дорогим и трудоемким занятием.

Таким образом, комплексная ветро-солнечная система для стабильной работы должна включать в себя: ветрогенератор (средний срок службы 15-20 лет), солнечные панели (30-40 лет), контроллер заряда, инвертор (работают примерно по 5-10 лет) и аккумуляторные батареи, которые в зависимости от типа прослужат от 4 до 10 лет.

Такие системы обычно предназначаются для обеспечения электричеством отдельно стоящих объектов, доступ централизованной энергоподачи к которым затруднен или отсутствует. Их мощность может колебаться от 0,8 до 26 кВт и зависит только от  потребления электроэнергии объектом и мощности установленного оборудования.

batsol.ru

---

• 
  Тт защитные свойства
• 
  Первая помощь при ударе током на производстве
• 
  Когда возникает режим короткого замыкания в цепи
• 
  Птэ и птб электроустановок потребителей
• 
  Можно ли на отопление поставить счетчик
• 
  Конфигурация сетей
• 
  Температура плавления припоев
• 
  Линия электропередачи
• 
  Эл питание
• 
  Стабилизатор напряжения на 5 вольт своими руками
• 
  Труба электротехническая стальная для прокладки кабеля