ВЕТРЯНОЙ ГЕНЕРАТОР И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ

ДЛЯ ДОМА - УСТАНОВКА

Практическое использование энергии ветра для выработки электричества известно уже не один десяток лет. Оно осуществляется на основе эксплуатации ветрогенераторов, точнее ветроэлектрических установок (ВЭУ).

Их относят к устройствам «зеленой» энергетики, так как они не потребляют традиционные виды топлива и не производят загрязняющие окружающую среду выбросы.

Благодаря развитию технологий ВЭУ находят широкое применение в категориях промышленного, коммерческого, а также бытового назначения. Они могут принимать вид – от компактных устройств мощностью несколько сотен ватт до внушительных сооружений производящих мегаватты.

Из чего состоит ветроэлектростанция.

Использование обособленного ветрогенератора для выработки электроэнергии сетевого качества невозможно. Имеется в виду стабильное напряжение 220 В с синусоидальной частотой электротока 50 Гц. Причина заключается в неравномерности вращения ротора (турбины) и в его остановках при скорости ветра менее 2-3 м/с. Поэтому, говоря о ветряных генераторах электротока, обычно подразумевают именно комплекты ВЭУ.

Несмотря на огромный разброс в производительности этих установок, их типовые блок-схемы включают:

• ветро турбины одного из двух основных типов – лопастные (горизонтальные) или роторные (вертикальные);
• генераторы переменного или постоянного тока;
• контроллеры – блоки автоматического управления (регулируют зарядку аккумуляторов, распределяют потоки электроэнергии между различными устройствами и т.д.);
• электрические аккумуляторы (АКБ);
• инверторные преобразователи, отвечающие за приведения параметров вырабатываемой электроэнергии к сетевым стандартам.

Примечательно, что по показателю распространенности сегодня горизонтальные ветрогенераторы занимают лидирующее положение. На них приходится боле 90% установок. Это связано с тем, что разработка вертикальных ветрогенераторов исторически началась несколько позже. Кроме того, некоторые их разновидности уступают в КПД лопастным моделям.

Однако производство установок роторного типа также постепенно расширяется. Они отличаются более простыми, надежными и неприхотливыми конструкциями, а также создают значительно меньше шума во время работы.

ВЕТРОГЕНЕРАТОР ДЛЯ ЧАСТНОГО ДОМА

Целесообразность покупки электрогенератора для частного дома со всей его технологической обвязкой довольно индивидуальна. Следует быть готовым к ощутимым финансовым вложениям, и они будут стремительно расти при переходе к более мощным комплектам.

Поэтому, для нахождения компромисса между стоимостью энергетической установки и её эксплуатационными выгодами, для начала необходимо обозначить круг решаемых ею задач.

Рассмотрим несколько возможных вариантов использования ветряного генератора.

1. Наиболее дорогостоящей выйдет комплектация ВЭУ, способная самостоятельно обеспечивать 100% всех потребностей в электроэнергии жилого дома. Установка должна обладать АКБ большой емкости и хорошей производительностью, даже при слабом ветре. Например, ветрогенератор с паспортной мощностью 3 кВт разовьет её при скорости ветра около 10 м/с.

Однако при 5 м/с выдаст уже не более 500 Вт. Поэтому, для полной энергонезависимости небольшой семьи, эксплуатирующей обычную бытовую технику, типа стиральной машины, микроволновки, телевизора, холодильника и т.д., ветроэлектростанция должна обладать номинальной мощностью не менее 5 кВт.

2. В домовых хозяйства, в которых преобладает незначительное потребление электроэнергии, для полноценного электроснабжения могут использоваться автономные комплексы на базе ветряков (1-3 кВт) и бензо- или дизель-генераторов. В режиме малой нагрузки снабжение электросети и зарядку аккумуляторов обеспечивает ветровая установка.

Когда ветрогенератор перестает выдавать ток необходимой силы (при слабом ветре или повышенном расходе электричества), то энергия отдается из запасов АКБ. Если же напряжение на клеммах батарей опускается ниже критического значения, то контроллер через систему автоматического пуска включает в работу бензо- или дизель-генератор.

3. Аварийное электроснабжение жилого дома могут обеспечивать мини ветрогенераторы мощностью до 1 кВт. Несмотря на свои небольшие габариты (размах лопастей до 3 м, высота мачты до 10 м), они (в комплекте с АКБ, контроллером и инвертором) способны поддерживать работу наиболее важных электроприборов – освещения, сигнализации, холодильника.

4. Особого внимания заслуживают системы, в которых электроэнергия ветрогенераторов расходуется на нагрев воды, используемой на нужды ГВС или отопления. Такая комплектация отличается своей простотой и доступностью. В ней отсутствует дорогостоящая автоматика и АКБ, а для защиты ТЭНов от перегрева хватает обычных термостатических выключателей.

В начало

УСТАНОВКА ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ

Собственнику, желающему соорудить на своей территории ВЭУ, потребуются официальные согласования всего лишь в двух случаях, если:

• мощность системы превышает 250 кВт;
• предполагается продажа электроэнергии государству.

Во всех остальных ситуациях, если позволяет площадь участка, то ветрогенератор можно монтировать без специальных разрешений. При этом выбирая место для его установки, следует учитывать что:

1. Оно должно находиться, как можно ближе к основным потребителям электричества (жилому дому, насосному оборудованию и т.д.). В то же время турбина может стать источником дискомфорта, ведь её работа сопровождается характерным шумом. Поэтому рекомендуемое расстояние от лопастного ветрогенератора до жилого строения – 30-40 м. При этом более тихую модель с вертикальным ротором допустимо размещать даже на крыше дома.

2. Любые препятствия в радиусе 200 м оказывают влияние на выбор высоты мачты ветрогенератора. Для получения максимального КПД лучше, если ось турбины окажется выше этих препятствий не менее чем на 3-4 м.

3. Площадка для ВЭУ должна быть максимально открытой и размещаться на плоском или плавном рельефе местности. Например, ветряк на краю обрыва работает хуже, чем установленный на вершине пологого холма.

Монтаж частной ветроэлектростанции лучше доверить специализирующейся на таких работах организации. В первую очередь это связано с тем, что достаточно габаритная конструкция ветровой установки должна гарантированно сохранять устойчивость, независимо от экстремальности погодных воздействий.

Не стоит даже говорить о возможных последствиях от падения, например, башни генератора на 5 кВт высотой 15 м с ротором более 6 м в диаметре. Для самостоятельной установки подходят лишь маломощные модели ветряков с легкими мачтами не выше нескольких метров.

Центральная опора ВЭУ монтируется на железобетонном фундаменте с глубокой и тщательной анкеровкой крепежных элементов. Боковая устойчивость конструкции обеспечивается 3-4 растяжками, натяжение в которых создается скручиванием талрепов.

Подъем или спуск мачты для монтажа/демонтажа, проведения ремонтов (профилактик) может осуществляться при помощи кранового оборудования, лебедки или буксировки автомобилем. Для реализации последних двух способов соединительный узел в основании конструкции изготавливается в виде шарнира.

В заключение.

Наиболее простые и маломощные ветрогенераторы можно рассматривать, как элементы дополнительного комфорта или помощи в аварийных ситуациях. Мощные ВЭУ, совмещенные с другими источниками альтернативной энергии (солнечными батареями, бензогенераторами и т.п.), способны уже полностью избавить владельца частной собственности от потребности в подключении к централизованному электроснабжению.

Поэтому к созданию автономной ветроэнергетической системы, следует подходить комплексно. Ведь она собирается из взаимодополняющих друг друга блоков, устройств, агрегатов, и может предназначаться для выборочного или полного решения задач электропитания в частном доме.

В начало

© 2010-2024 г.г.. Все права защищены.
Материалы, представленные на сайте, имеют ознакомительно-информационный характер и не могут использоваться в качестве руководящих документов