Ветряк или ветрогенератор для частного дома – виды, мощность, отзывы

Домашние ветровые электростанции все еще не распространены в нашей стране. Тем не менее, все чаще возникает интерес к возобновляемым источниками энергии, как к лучшему способу экономить сбережения. Поэтому стоит узнать, как работает ветрогенератор для частного дома, какова его мощность, каковы затраты и цены на покупку и обслуживание всей установки. А также стоит рассчитать, будут ли инвестиции в домашнюю ветровую станцию выгодными для нас.

Бытовые ветряки и их виды

Генерация электричества на основе неисчерпаемых ресурсов предполагает использование фотогальванических панелей, ветровых или водяных турбин. Эффективными устройствами являются бытовые ветряные генераторы энергии. Отличительной особенностью современных конструкций является бесшумная и эффективная работа с ветром, который дует со скоростью 2 м/с, что увеличивает возможности их использования. Станции, которые устанавливают для индивидуальных домашних нужд, имеют мощность от 100 Вт до 5 кВт. Мощность вентилятора соответствует индивидуальным потребностям. Существуют ветряные мельницы, которые поддерживают только водяное отопление, а также более крупные модели для производства и продажи электроэнергии.

Бытовые ветряные мельницы можно разделить на 2 типа:

  1. Устройства с горизонтальной осью вращения – это наиболее распространенные системы. К сожалению, их недостатком является необходимость расположения пропеллера по отношению к направлению ветра.
  2. Вертикальные ветрогенераторы – их большое преимущество в том, что они работают независимо от направления ветра. Их можно разместить прямо на зданиях, что устраняет необходимость установки мачты. Кроме того, они имеют очень простую структуру, что делает их менее аварийными. Другим преимуществом является очень тихая работа даже на максимальной скорости.

Из каких элементов состоит домашняя ветровая электростанция?

Бытовые ветряные турбины – это относительно простые конструкции. Электричество получают в генераторе, приводимом в действие лопастями ротора. В бытовых условиях чаще всего используются электростанции с горизонтальной осью вращения ротора. Наиболее важными элементами здесь являются:

  • Лопастное колесо или крыльчатка – может иметь один, два или три лепестка (чаще три). Рабочее колесо расположено непосредственно на низкоскоростном валу. Его вращение передается на высокоскоростной вал через коробку передач. Высокоскоростной вал соединяется с валом генератора. В свою очередь, генератор, трансформатор, шестерни и контроллеры расположены в гондоле. В наших климатических условиях лучше всего работают роторы, приспособленные для медленного вращения.
  • Ветровая турбина – самый важный элемент, который определяет эффективность и мощность всей системы. Именно ветряная турбина отвечает за выработку электричества от движения воздушных масс.
  • Генератор – переводит кинетическую энергию вращательного движения ротора в электрическую. Он должен соответствовать спецификации турбины, поскольку оптимальное взаимодействие обоих элементов обеспечивает большую эффективность ветряка. Генератор должен генерировать номинальное напряжение во время оптимальной скорости ветряной турбины.

Следует помнить, что небольшие ветряные электростанции с горизонтальной осью вращения ротора не создают шума или вредных электромагнитных волн. Их можно безопасно разместить прямо на доме или даже на крыше.

Какова должна быть мощность ветрогенератора?

Можно предположить, что домашние ветровые электростанции должны обладать как можно более высокой мощностью. Однако важно помнить, что чем выше потенциальная мощность, тем выше цена ветрогенератора и всего проекта. Инвестиции в профессиональную крупную ветряную электростанцию ​​мощностью 20 кВт могут быть связаны с большими расходами. Поэтому большинство инвесторов решают установить модели с более слабой производительностью. Среди них мы различаем:

  1. Небольшие ветровые электростанции мощностью 500 Вт – это самое дешевое предложение на рынке, они довольно маленькие, тихие и мобильные. К сожалению, установка с такой мощностью подходит только для питания прудовых насосов, автоматических ворот или радиоприемников.
  2. Электростанции на 1000 Вт – турбина этой мощности может поддерживать нагрев воды или освещение частного дома (с использованием энергосберегающих светильников). Также можно использовать ее для питания основных бытовых приборов.
  3. Турбины мощностью 2 кВт могут питать основные бытовые приборы, домашнее освещение и водяное отопление. Они лучше всего подходят для дачи и хорошо изолированных, небольших односемейных частных домов.
  4. Ветрогенераторы для дома мощностью 3 кВт. К ним можно подключить все мелкие бытовые приборы, освещение и подогрев воды. Турбина будет хорошим решением в энергосберегающих домах.
  5. Модели мощностью 5 кВт. Этого вполне достаточно для нужд одного дома, в котором проживает семья из нескольких человек. Энергия может приводить в действие бытовую технику, нагревать воду и поддерживать центральные отопительные установки. Лишнее электричество может быть сброшено в сеть общего пользования.
  6. Ветровые турбины мощностью 10 кВт – наименее часто используются в домашних хозяйствах из-за высокой стоимости установки. Такое устройство будет удовлетворять все потребности домашних пользователей одной семьи, а избыточная энергия может быть передана в общественную сеть.

Оптимальное расположение ветряков

Мощность электростанции зависит не только от параметров турбины. Географическое положение также будет очень важным. Наиболее выгодным местом расположения ветроустановок является местность с сильными ветрами. Оптимальны места, где есть регулярные и самые сильные порывы ветра, которые обеспечивают высокую эффективность ветряка. Наиболее благоприятные условия преобладают в регионах, в которых много ветреных дней.

Эффективность турбин также зависит от формы близлежащей территории. Чем меньше препятствий, тем лучше условия работы. Любые «препятствия» могут создавать ветровую турбулентность, что не является полезным фактором. Вот почему так важно, чтобы домашние ветрогенераторы были правильно расположены на участке.

Все ветровые турбины должны быть размещены выше поверхности крыши. Обычно их устанавливают непосредственно на крыше или на мачте длиной 12 метров. Единственным исключением являются небольшие ветряные электростанции, расположенные на холме, расположенном на некотором расстоянии от дома. Пространство не должно быть закрыто деревьями или другими зданиями.

Если, например, большинство ветров дуют с запада, надо обратить особое внимание на это направление. Конечно, в этом случае небольшие электростанции, построенные с западной стороны здания, будут намного эффективнее, чем турбины, расположенные на восточной стороне. При определении оптимального расположения ветряка на заднем дворе, надо также учитывать здания и естественные препятствия, расположенные за пределами участка. Если в 200 метрах от западной границы участка есть высокий лес или многоквартирный дом, тогда инвестиции в бытовые ветряки не будут иметь экономического обоснования.

Затраты и цены на ветрогенераторы

После изучения технических аспектов строительства ветряных турбин, надо прикинуть цену всего проекта.

Сколько стоит ветрогенератор? Цены приблизительно следующие:

  • на 400 Вт – от 33000 рублей;
  • на 600 Вт – от 46000 рублей;
  • на 1000 Вт – от 85000 рублей.

Если конструкция идет не в полном комплекте также потребуется купить: аккумулятор, генератор, трубчатую мачту для монтажа на крыше, преобразователи (3 шт.), монтажные материалы.

Выгодно ли это?

Чтобы ответить на такой вопрос, мы должны рассчитать годовое производство электроэнергии. Домашние ветровые электростанции в течение года способны производить от 10 до 20 % номинальной мощности турбины, умноженной на количество часов в год. Расчет по этой формуле для ветряка мощностью 5 кВт будет выглядеть так:

Минимальное предположение – 5 кВт × 24 часа × 365 дней × 10 % = 4380 кВт.

Максимальное предположение – 5 кВт × 24 часа × 365 дней × 20 % = 8760 кВт.

Таким образом, ветряные электростанции мощностью 5 кВт могут производить в течение года от 4380 до 8760 кВт электроэнергии. Пусть средняя цена одного кВт – 4 рубля. Поэтому в течение года мы сможем сэкономить примерно:

4380 × 4 = 17520 рублей;

8760 × 4 = 35040 рублей.

Рассчитав годовую экономию, мы можем предположить, через сколько лет окупятся инвестиции. Однако приведенные выше расчеты являются лишь теоретическими соображениями. На практике оказывается, что рентабельность инвестиций может быть весьма сомнительной. Все зависит от региона, в котором будет расположено устройство, цен на электроэнергию, мощности турбины и расположения домашней электростанции. Такие инвестиции должны быть тщательно спланированы и затраты должны быть хорошо рассчитаны.

Энтузиасты подчеркивают, что домашние ветровые электростанции очень выгодны, и их срок службы может составлять до нескольких десятков лет. Однако на практике мы также должны учитывать определенный риск (учитывая, в том числе, и появление более длинных безветренных периодов). Вся установка не должна рассматриваться как единственный источник электроэнергии, а скорее как система поддержки. Лучше инвестировать в турбины с меньшей мощностью (например, 3 кВт). Они повлекут гораздо более низкие инвестиционные затраты и уменьшат зависимость от местного поставщика электроэнергии.

Ориентировочная цена на строительство мини-ветровой электростанции мощностью 3 кВт почти в 2 раза меньше, чем в случае турбин мощностью 5 кВт.

Отзывы

Отзывы об эксплуатации устройства можно оставить в комментариях к данной статье.