Ветрогенератор для частного дома: устройство, виды, обзор лучших предложений

Минимальная скорость ветра

К сожалению, в нашей стране не так много регионов, где скорость ветра находится хотя бы на уровне 5-7 метров в секунду. Берутся данные в среднем за год. В подавляющем большинстве широт, пригодных для проживания, эта самая скорость равняется максимум 2-4 м/с.

Это говорит о том, что ваша ветроустановка большую часть времени, элементарно не будет работать. Для стабильной выработки электричества, ей нужен ветер около 10 м/с.

Если в вашем районе ветер 7м/с, то генератор будет работать максимум на 50% от своего номинала. А если всего 2м/с, то и вовсе на 5%.

Фактически за час, 2квт генератор подарит вам не более 100Вт.

Еще вы столкнетесь с другой проблемой ветра, о которой умалчивают производители. Около земли, его скорость гораздо меньше чем наверху, там где ставятся промышленные установки высотой 25-30м.

Вы же свой агрегат будете монтировать максимум на десяти метрах. Поэтому даже не ориентируйтесь на таблицы ветров с разных сайтов. Эти данные вам не подходят.

Производители скромно умалчивают, что для их карт ветроресурсов, замеры производятся на высоте от 50 до 70 метров! К тому же там не учтены данные по турбулентности, завихрениям.

Попробуете задрать повыше чем 10м, обязательно задумаетесь о молниезащите. Наэлектризованные трением воздуха лопасти, очень вкусная приманка для разрядов!

К тому же, почему-то все беспокоятся только о таком параметре, как скорость ветра, и при этом забывают про его плотность или давление. А разница для энергетики весьма существенная. Зависимость выработки электроэнергии от давления ветра непропорциональная.

Так, при увеличении давления ветра в два раза, генерируемая мощность возрастает в восемь раз!

Кроме того, есть определенное лукавство в указанных технических характеристиках генераторов.

Верить им конечно можно, но только для идеальных условий. Потому что: 

• показания эти снимаются в аэротрубе;
• и в ламинарном потоке при неизменном направлении и повышенной плотности. 

У вас же на дачном участке скорость ветра может быть такой, что не получится и вал прокрутить, не то что вырабатывать энергию.

И это весной или осенью. Именно в этот период происходят наиболее активные перемещения воздушных масс.

Не забывайте, что ветряк работает не в режиме холостого хода вертушки, а должен раскрутить ротор генератора в окружении неодимовых магнитов.

И это только до тех пор, пока электрический потенциал ветряка ниже напряжения АКБ. При достижении напряжения достаточного для начала заряда, аккумулятор превращается в нагрузку.

Если применить тихоходные конструкции с вертикальной осью вращения, то здесь уже присутствует повышающий редуктор. Вы пытались раскрутить повышающий редуктор? Такая конструкция усложняется, увеличивается вес, парусность, стоимость.

Даже на маяках Северного флота, учитывая там постоянные ветра и полярную ночь, специалисты предпочитают использовать солнечные батареи. На вопрос почему так, отвечают по-простому – проблем меньше!

Ориентиры при выборе ветряка

Современный ветрогенератор покупается с оглядкой на требуемую мощность.

1. Для небольшой дачи или дома хватит ветряка мощностью 1.5-3 кВт с месячной отдачей около 500 кВт•ч.
2. При постоянном нахождении в жилище квадратурой 100-200 м2 для обслуживания хватит станции в 5-6 кВт с регулярной выработкой более 1000 кВт•ч.

Главное подойти к процессу тщательно, не допустив ошибок. К примеру:

1. ВЭУ на 2 кВт с расчетной скоростью в 12-15 м/с начнет крутиться на полную лишь во время урагана. При порыве в 6-8 м/с станция сможет выработать около 20% от общей мощности, а в погоду со слабым ветром лопасти окажутся практически неподвижными.
2. Генератор меньшего калибра, расчетная скорость которого равна 8 м/с в ветреном регионе практически все время будет крутить на пределе, а при слабом ветре сможет сгенерировать до 40% от заявленного показателя.

Другая важная характеристика – высота мачты. Стандартизированная норма – 10 метров от земного покрова. Скорость ветра растет пропорционально высоте и на высоте в 20 метров эффективность потока возрастет в 1,5 раза, по сравнению с 10 метрами.

Перед тем, как выбрать ветряк рекомендуется изучить факторы:

• объем электрической энергии, которую генератор сможет получить за временной отрезок: хватит ли этого для комфортного энергоснабжения/отопления жилища;
• примерный срок годности оборудования;
• надежность системы, которая проявляется, например, сроком гарантийного обслуживания;
• частота обслуживания системы для комфортной работы;
• продолжительность продажи/выпуска выбранной модели, надежность и эффективность за данный период;
• время получения заказа.

На этом видео, человек рассказывает про свой ветрогенератор:

Когда стоит покупать ветряк

Безусловно, электроэнергия с каждым годом дорожает. К примеру 10 лет назад, ее цена была на 70% ниже. Давайте проведем примерные расчеты и выясним перспективу выхода на окупаемость ветряка, с учетом резкого удорожания электричества.

Рассматривать будем генератор мощностью 2квт.

Как мы уже выяснили ранее, стоимость такой модели около 200тысяч. Но с учетом всех доп.расходов, нужно умножить ее на два. Получится минимум 400 тыс.руб. затрат, при сроке службы в двадцать лет.

То есть, за год получается 20 тысяч. При этом по факту, за этот год агрегат выдаст вам максимум 900 квт. Из-за коэфф. установленной мощности (он для маленьких ветряков не превышает пяти процентов), за месяц вы накрутите 75квт.

Даже если взять 1000 квт в год для простоты расчетов, стоимость 1квт/ч полученная от ветряка, для вас составит 20 рублей. Если и предположить что электричество от ТЭС подорожает в 4 раза, то случится такое не завтра, и даже не через 5 лет.

Поэтому стоимость электричества от индивидуального ветрогенератора, по любому будет выше.

Какие выводы можно сделать из всего вышесказанного?

Ветрогенератор в нынешних российских условиях – это убыточный агрегат.

Чтобы хоть как-то обосновать его применение, цена электроэнергии уже сегодня должна доходить до 30 рублей за 1 квт.

Использование ветряка может быть обосновано в двух случаях:

у вас поблизости нет внешних электросетей или вам не дают к ним подключаться

у вас есть дизель генератор, но доставить для него топливо нет возможности

При этом, устанавливаться ветряк должен в районе со средне годовой скоростью ветра не менее 5-6 м/с. Только в этих случаях ветроустановка будет хорошей альтернативой.

Фактически, в таких условиях вы просто вынуждены выбрать из всех зол наименьшее. При этом, не верьте в суперэффективность других моделей вертикальной или шарообразной формы, собранных на неодимовых магнитах.

Конечный результат будет всегда один. Энергия, которую производит ветряк, зависит только от:

скорости ветра

площади, которую описывают лопасти

Поэтому, если вы уже подключены к электросети, не ищите себе лишних приключений и головных болей. Выгоды никакой вы не найдете, по крайне мере на сегодняшний день.

Выгодно ли это?

Прежде чем потратить значительные финансовые средства на приобретение ветровой установки, любой человек хочет убедиться, выгодно ли это.

Для начала необходимо:

Определиться, в качестве какого источника электроснабжения будет выступать ветровой генератор.

Это может быть:

1. Основной источник электрической энергии.В этом случае, все потребители подключаются к устанавливаемому устройству и их электроснабжение полностью зависит от работы ветрового генератора.
2. Дополнительный источник.

В этом случае, может быть два варианта:

1. При электроснабжении потребителей от традиционных сетей электроснабжения, к ветровой установке подключена часть мощностей или она включается на определенное время. При использовании подобным образом, достигается снижение затрат на оплату счетов, за потребленную электрическую энергию, от энергоснабжающих организаций;
2. При использовании прочих альтернативных источников электрической энергии (солнечные панели, гидравлические турбины и т.д.), ветровые установки являются частью системы электроснабжения.

Изучить достоинства и недостатки ветровых генераторов, которыми являются:

К плюсам использования подобных устройств относятся:

1. Энергия ветра – это неисчерпаемый и возобновляемый источник энергии;
2. Экономичность установок. После первоначальных затрат на приобретение и монтаж, в последующем не приходится платить за потребляемую электрическую энергию;
3. Энергия ветра — экологически «чистый» источник энергии;
4. Несложная конструкция установок, позволяет самостоятельно выполнить монтаж и осуществлять техническое обслуживание в дальнейшем.

К минусам использования относятся:

1. Зависимость производительности установок от погодных условий и наличия ветровых поток в регионе расположения агрегатов;
2. Создание шума и различных помех (радио, связь, телевидение) в процессе работы установок;
3. Вывод земельных участков, на которых монтируются генераторы, из активного пользования.

• Изучить ветровой потенциал региона, где планируется сооружение ветрового генератора. Для этого можно обратиться в метеослужбу региона или воспользоваться информацией в сети интернет.
• Выбрать тип, марку и производителя оборудования.

При выборе устройств основными критериями будут:

1. КПД установок;
2. Стоимость комплекта оборудования.

Когда сделаны необходимые подсчеты, выбран вариант электроснабжения, изучен ветровой потенциал и ассортимент предлагаемого оборудования, каждый делает вывод индивидуально, выгодно использовать ветряк, или нет.

Оптимальное расположение ветряков

Мощность ветрогенератора зависит не только от параметров турбины.

Географическое положение. Наиболее выгодное место расположения ветроустановок – местность с сильными ветрами. Оптимальны места, где присутствуют регулярные, сильные порывы ветра, обеспечивающие высокую эффективность ветряка. Наиболее благоприятные условия преобладают в регионах, где много ветреных дней.
Преобладающее направление ветров
Если, например, большинство ветров дуют с запада, нужно обратить особое внимание на западное направление. В данном случае небольшие электростанции, построенные с западной стороны здания, сработают намного эффективнее, чем турбины, расположенные на восточной стороне. Форма близлежащей территории влияет на эффективность турбин
Чем меньше препятствий, тем лучше условия работы. Любые «препятствия» создают ветровую турбулентность, что вредит работе ветряка

Важно правильно расположить домашние ветрогенераторы на участке

Ветровые турбины нужно размещать выше поверхности крыши. Обычно их устанавливают:

• непосредственно на крыше;
• на мачте длиной 12 метров.

Единственное исключение – небольшие ветряные электростанции, расположенные на холме, расположенном на некотором расстоянии от дома. Пространство не должно быть закрыто деревьями, другими зданиями.

При определении оптимального расположения ветряка на заднем дворе, нужно учитывать здания, естественные препятствия, расположенные за пределами участка.

Подготовка катушек

В идеале нужно сделать детальный расчет параметров катушек. Но, для маломощного генератора, работающего на небольших оборотах, можно сделать и примерный расчет. Для этого устройства достаточно катушек, в которых совокупное количество витков будет находиться в пределах 1000-1200.

Для повышения мощности следует наращивать количество полюсов. Изготавливайте катушки посредством толстых проводов для минимизации сопротивления и, соответственно, повышения силы тока.

После сборки генератора следует произвести его проверку. Для этого не обязательно крепить агрегат к ветряку. Просто подключите к нему измерительные приборы и попробуйте вращать вручную.

Защита кабеля от перекручивания

Как известно, ветер не имеет постоянного направления. А если ваш ветрогенератор вращается вокруг своей оси, как флюгер, без дополнительных мер защиты, кабель, идущий от ветрогенератора к другим элементам системы, быстро перекручивается и через несколько дней приходит в негодность. Предлагаем вашему вниманию несколько способов уберечь вас от подобных проблем.

Метод первый: разъемное соединение

Самый простой, но совершенно непрактичный метод защиты — установка разъемного кабельного соединения. Разъем позволяет вручную распутать спиральный кабель, отключив ветряк от системы.

Я знаю, что некоторые люди просто вставляют что-то вроде вилки в розетку. Скрутил шнур — вытащил из розетки. Потом — открутил и снова собрал заглушку. И дерево не нужно опускать, и токосъемники не нужны. Я читал об этом на форуме о самодельных ветряках. По словам автора, все работает и не слишком часто перекручивает кабель.

Метод второй: с помощью жесткого кабеля

Некоторые пользователи рекомендуют подключать к источнику питания толстые, эластичные и жесткие кабели (например, сварочные кабели). Метод, на первый взгляд, ненадежный, но имеет право на жизнь.

Найдено на одном сайте: Нашим методом защиты является использование сварочного кабеля с твердым резиновым покрытием. Проблема скрученных проводов в конструкции небольшой ветряной турбины сильно переоценивается, и сварочный кабель №4… №6 обладает особыми качествами: твердая резина предотвращает спутывание кабеля и предотвращает вращение ветряной турбины в том же направлении.

Метод третий: установка контактных колец

На наш взгляд, только установка специальных контактных колец поможет полностью защитить кабель от перекручивания. Такой способ защиты реализовал в конструкции своего ветрогенератора пользователь Михаил 26.

Экономическое обоснование строительства ВЭС

С точки зрения экономики, строительство ВЭС имеет смысл только при отсутствии других способов энергообеспечения. Оборудование стоит очень дорого, обслуживание и ремонт требуют постоянных расходов, а срок службы ограничен 20 годами, и это в условиях Европы. Для России этот срок можно снизить не менее, чем на треть. Поэтому использование ВЭС экономически малоэффективно.

С другой стороны, при полном отсутствии альтернативных вариантов или при наличии оптимальных условий, обеспечивающих качественную и равномерную работу ветряков, использование ВЭС становится вполне приемлемым способом энергообеспечения.

Разновидности

Для того чтобы правильно подобрать ветряной генератор, необходимо прежде всего учесть его технические параметры. Современные модели различаются по следующему ряду признаков:

• Количеству лопастей пропеллера. Большое количество элементов винта усложняет конструкцию. Однако чем больше лопастей, тем меньшая скорость ветра нужна для запуска механизма.
• Типу материала лопастей. Модели с жесткими пропеллерами более прочны и долговечны, но и значительно дороже парусных аналогов.

Многолопастный ветрогенератор для своего дома Источник ytimg.com

• Расположению направляющей вращения. Разделяются на вертикальные и горизонтальные. Первые прочнее и чувствительнее, вторые – отличаются лучшей производительностью.
• Возможности изменения шаговых характеристик. Различаются на модели с изменяемым и неизменным шагом. Изделия с переменными шаговыми параметрами позволяют увеличивать скорость, а значит, и продуктивность. Однако они более сложны, громоздки и дороги.

Сколько стоит ветрогенератор для дома

Ниже рассматриваются цены на ветряные генераторы для дома и дачи. Как правило, мощность таких установок находится в пределах 5─50 кВт.

• 3 кВт, 48 вольт. Используются как дополнительный, так и основной источник питания. Энергии, вырабатываемой такими моделями, хватит для обеспечения жизнедеятельности коттеджа. Цена около 90 тысяч рублей;
• 5 кВт, 120 вольт. Этот ветрогенератор без проблем запитает целый дом с большим количеством электроприборов. Цена 200─250 тысяч рублей;
• 10 кВт, 240 вольт. Такие ветряные генераторы могут обеспечить электричеством ферму или несколько жилых построек. Есть много примеров, когда подобные установки используются для выработки энергии в небольших супермаркетах, гаражах и т. п. Цена около 400 тысяч рублей;
• 20 кВт, 240 вольт. Этого вполне хватит для обеспечения электричеством какой-нибудь распределительной станции водоснабжения. Цена примерно 750 тысяч рублей;
• 30 кВт, 240 вольт. Такой ветрогенератор обеспечит электроэнергией многоквартирный дом 5─7 этажей. Цена установки около миллиона рублей;
• 50 кВт, 380 вольт. Такие установки используются в промышленности. Их нецелесообразно применять в быту. Цена больше 3 миллионов рублей.

Поля ветрогенераторов

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы

Современные литий-ионные батареи lifepo4 – это идеальный вариант для домашней автономной электростанции. В последнее время наметился положительный сдвиг в сторону некоторого удешевления этих аккумуляторов. При правильном обращении они выдерживают до 5000–7000 рабочих циклов. Поэтому, занимаясь строительством ветроэлектростанции, возможность их применения целесообразно рассмотреть в первую очередь.

Aleksei2011 Пользователь FORUMHOUSE

Осенью АКБ заменю на lifepo4: поставлю батарейку на 2кВт. Ее лет на 20 хватит, а стоит она в три раза меньше щелочных.

Чтобы правильно рассчитать емкость аккумуляторных батарей (чтобы батареи смогли обеспечить ваши потребности в электроэнергии), необходимо номинальную емкость аккумуляторов (А*ч) перевести в количество энергии (кВт*ч), которую можно получить, разрядив аккумулятор до определенного уровня. Вычислить значение мощности можно, умножив номинальное напряжение батареи на ее емкость. Например, автомобильный 12-ти вольтовый аккумулятор емкостью 250 А*ч способен хранить в себе 3 кВт*ч электроэнергии.

12(В) * 250(А*ч) = 3000 Вт*ч = кВт*ч.

Но, учитывая, что его не рекомендуется разряжать более чем на 30%, за один рабочий цикл из него можно получить только 1 кВт*ч.

Цена за 1квт мощности

4-я причина – высокая цена. Не ведитесь на цены продавцов в прайс листах. В них никогда не показывается реальная стоимость всего необходимого оборудования. Поэтому цены всегда умножайте на 2, даже при выборе так называемых готовых комплектов.

Но и это еще не все. Не забудьте про эксплуатационные расходы, доходящие до 70% от стоимости ветряков. Попробуйте поремонтировать генератор на высоте, либо каждый раз демонтировать и разбирать-собирать мачту.

Еще не забудьте про периодическую замену АКБ. Поэтому не рассчитывайте, что ветряк может вам обойтись в 1 доллар за 1квт эл.энергии.

Когда вы посчитаете все реальные затраты, окажется что каждый киловатт мощности такого ветрогенератора, обошелся вам минимум в 5 баксов.

Подключение и установка ветряка

Токоприемник для генератора можно изготовить самостоятельно:

1. Возьмите толстую проволоку с прямоугольным сечением.
2. Припаяйте контакты с сечением не меньше 4 кв. мм.
3. Накройте контакты стаканчиком из пластика. Закройте пробелы в опорной втулке и залейте эпоксидкой (эпоксидной смолой).
4. После застывания сточите деталь до появления контактов. Для подвижного контакта хорошо подойдут медно-графитовые щетки из автомобильного стартера.

Вал мотора прикрепите к металлическому фиксатору с подходящим по диаметру резьбовым отверстием. Также должны быть предусмотрены отверстия для 4-х болтов. Для крепления остальных деталей ветряка нужна рама – стальная пластина или отрезок швеллера 6-10 мм толщиной. Для свободной фиксации рамы на мачте используйте подшипник с диаметром внутри от 60 мм.

Важно грамотно произвести расчеты

Простейшая схема предполагает зарядку аккумуляторов, которые питают в режиме константного напряжения (24 В). Чтобы применять их для запитывания техники в режиме переменного напряжения (220 В), в цепь должен быть включен специальный инвертор. Мачта конструкции может быть стальной, с диаметром не меньше 100 мм. Высота — 6-7 м для открытой местности, в ином случае минимум на 1 м выше соседних препятствий. В основании мачты должен быть бетон.

Внимание! Нельзя крепить ветряк на крыше – вибрация пагубно повлияет на строение. Прежде чем крепить ветроколесо, отбалансируйте его. В закрытом помещении закрепите его вертикально и посмотрите, не проворачивается ли конструкция самопроизвольно, из-за разницы в массе лопастей

Исправьте, если это так. Также все лопасти должны проворачиваться в одной плоскости, с перекосом не более 2 мм

В закрытом помещении закрепите его вертикально и посмотрите, не проворачивается ли конструкция самопроизвольно, из-за разницы в массе лопастей. Исправьте, если это так. Также все лопасти должны проворачиваться в одной плоскости, с перекосом не более 2 мм

Прежде чем крепить ветроколесо, отбалансируйте его. В закрытом помещении закрепите его вертикально и посмотрите, не проворачивается ли конструкция самопроизвольно, из-за разницы в массе лопастей. Исправьте, если это так. Также все лопасти должны проворачиваться в одной плоскости, с перекосом не более 2 мм.

Какой ветряк лучше: горизонтальный или вертикальный?

ВЭУ разделяются на типы по направлению оси вращения — горизонтальные и вертикальные. Горизонтальные (крыльчатые) располагают вертикальными лопастями, которые крепятся к мачте на горизонтальной оси. Такие ветрогенераторы занимают около 90% рынка; их легко отыскать в любом каталоге. Популярность крыльчатых ветряков обуславливается их высоким КПД, простым управлением, высокой устойчивостью к ураганам и демократичной стоимостью. Их можно устанавливать на любой высоте и не бояться поломки даже во время шторма.

Вертикальные ветряки (карусельчатые) получили свое название из-за вертикальной оси вращения ротора. Они отличаются легким монтажом и стабильной работой даже при малом ветре. Карусельчатые ветрогенераторы малошумны и компактны, из-за чего их часто устанавливают для домашнего использования. Минус таких ВЭУ — меньшая эффективность (в сравнении с крыльчатыми). Вертикальный ветряк нельзя поставить на высокой мачте из-за особенностей конструкции, поэтому они хорошо работают только в ветреной местности.

Горизонтальные ВЭУ более эффективны: половина работы их лопастей происходит за счет сопротивления противоположному движению ветра. Вертикальные же ветрогенераторы из-за смены направления ветра теряют свою мощность. Горизонтальные требуют меньше места и меньших затрат, они эффективны и мощны. Низкий уровень шума делает вертикальные ВЭУ привлекательным приобретением, однако они будут целесообразной покупкой только для тех домов, которые не требуют большого количества электроэнергии и располагают накопительными аккумуляторами на случай безветренной погоды.

Для малых нужд целесообразно купить мини ветрогенератор. Эти устройства располагают мощностью до 1 кВт и используются для автономного питания системы подачи воды, небольших сельскохозяйственных ферм и снижения нагрузки на общую сеть. Такие ВЭУ часто используют на дачах для питания кухонных приборов: мини-плит, микроволновок, чайников, светильников.

Разновидности генераторов: преимущества и недостатки

Перед тем как собрать ветрогенератор своими руками следует изучить преимущества, недостатки разных типов. Наиболее популярны следующие виды:

• вертикальные;
• горизонтальные.

Среди вертикальных выделяют подкатегории:

генераторы Савониуса – характеризуются постоянной угловой скоростью (КПД составляет 30%);

• Геликоидный ротор – характеризуется равномерностью вращения вала (благодаря закрученным равномерно лопастям);
• многолопастной ротор – имеет центральную ось, чувствителен даже к небольшому ветру;

Основные преимущества вертикального типа:

• не требуется настраивать – потоки ветра не играют роли;
• возможна установка ниже 4 метров – обслуживание не доставляет серьезных проблем;
• уровень шума редко превышает 40 дБ.

Единственный минус – сравнительно малый КПД. Причина проста – низкая скорость вращения ротора. Вертикальный ветрогенератор своими руками собрать, обслуживать несколько проще. Горизонтальные (крыльчатые) – обычно снабжаются несколькими лопастями. Потому вертикальная разновидность отличается большим КПД.

Единственный минус – необходимо постоянно настраивать расположение, определять направление ветрового потока. Подобная особенность несколько снижает производительность. Ветрогенераторы для частного дома своими руками, изготавливаемые подобным способом, делятся на группы:

• однолопастные – выделяются двигательными оборотами;
• трехлопастные – выгодно отличаются большой производительностью (выработка – 7 мВт);
• многолопастные (до 50 «крыльев») – имеют внушительную инерцию, устанавливаются для обеспечения вращения водяных насосов.

Существуют гибридные модификации. Изготовить самостоятельно, в домашних условиях, подобные затруднительно.

На что обратить внимание при покупке ВЭУ

Важно учитывать высоту мачты. Чем выше находится ветряк, тем больше ветра он сможет «поймать». Скорость ветра увеличивается в зависимости от высоты, так что даже в не особо ветреных районах ВЭУ может успешно работать, если мачта будет достаточно высокой

Стандартная высота мачты — 10 метров. С каждыми последующими десятью метрами мощность ветрового потока будет увеличиваться в полтора раза

Скорость ветра увеличивается в зависимости от высоты, так что даже в не особо ветреных районах ВЭУ может успешно работать, если мачта будет достаточно высокой. Стандартная высота мачты — 10 метров. С каждыми последующими десятью метрами мощность ветрового потока будет увеличиваться в полтора раза.

Обратите внимание и на такие факторы:

• фактические объемы электроэнергии, которые сможет выработать ветряк в условиях вашего участка;
• актуальность выбранной модели, как долго она выпускается и насколько хорошо ее оценили другие пользователи;
• гарантийные сроки и периодичность технического обслуживания;
• расчетный срок использования ветроэнергетической установки;
• степень сложности монтажа и обслуживания.

Конструкция и принцип работы ветротурбин

Ветровые генераторы представляют собой спецустройства, которые трансформируют кинетическую энергию ветра в электрическую. Это независимые источники электроэнергии, которые отлично подходят для установки в частных жилых домах, на небольших и средних фермерских хозяйствах, производственных базах.

Конструкция стандартной мини-электростанции для бытового использования включает такие функциональные элементы:

1. Лопасти аэродинамической формы для улавливания ветра.
2. Генератор для продуцирования переменного тока.
3. Контроллер для автоматического управления ветряной станцией. Позволяет регулировать подзарядку аккумуляторов, распределяет потоки энергии между устройствами.
4. Накопитель. Специальные аккумуляторные батареи для накопления сгенерированного электричества.
5. Инвертор для приведения параметров вырабатываемой энергии к сетевым стандартам.
6. Мачта, приподнимающая лопасти на определённую высоту над уровнем земли.

Мачты бывают разными: свободностоящие без растяжек, жёстко зафиксированные и поворотные на растяжках. Последние могут опускаться и подниматься для обслуживания, а также проведения ремонтно-восстановительных работ.

Под воздействием ветра лопасти, насаженные на генераторный вал, начинают вращаться, способствуя запуску ротора. В результате происходит преобразование кинетической энергии воздушных потоков в механическую, а потом и в электрическую энергию. Так выглядит сильно упрощённая схема работы ветряка

В действительности энергия от ветряной электростанции напрямую к потребителю не поступает. В системе обязательно должны быть подключены специальные приборы для преобразования электротока.

В цепи после генератора размещается контроллер. Он конвертирует переменный ток в постоянный. В таком виде электричество аккумулируется и сохраняется в батареях, а потом от них через инвертор, который трансформирует постоянный ток в переменный, энергия подаётся в частную электросеть.

Такая схема даёт возможность сгладить нестабильность напряжения, а также накапливать энергию в периоды полного отсутствия потребления. А это, в свою очередь, позволяет задействовать ветряные генераторы меньшей мощности, чем суммарная мощность бытовых электроприборов.

В ходе конвертации электротока по схеме переменный-постоянный-переменный происходят определённые потери энергии, которые составляют примерно 20%

Вместе с автономной ветряной станцией можно устанавливать и солнечные модули, и топливные генераторы.

Если задействовано сразу несколько устройств для получения электричества, схему дополняют ещё одним элементом – автоматическим выключателем (ABP). Он необходим, чтобы при отключении одного источника альтернативной энергии запускался другой – резервный.

В составе современных ветряных станций используются различные конструкции роторов – вращающихся частей. Они имеют свои преимущества и недостатки, разную эффективность и функциональные возможности. В настоящее время существует много разработок автономных систем, способных взаимодействовать с ветрами разной скорости и силы.