Что такое ветрогенератор для частного дома, какие бывают виды, мощность, особенности эксплуатации устройства – об этом пойдет речь ниже.
Бытовые ветряки – виды
Генерация электричества на основе неисчерпаемых ресурсов предполагает использование фотогальванических панелей, ветровых или водяных турбин. Эффективные устройства – бытовые ветряные генераторы энергии. Отличительная особенность современных ветрогенераторов – бесшумная, эффективная работа с ветром, дующим со скоростью 2 м/с, что увеличивает возможности их использования.
Станции, устанавливаемые для индивидуальных домашних нужд, имеют мощность от 100 Вт до 5 кВт. Мощность подбирают к индивидуальным потребностям. Существуют ветряные мельницы, которые поддерживают только водяное отопление, и крупные модели для производства и продажи электроэнергии.
Бытовые ветряные мельницы делят на 2 типа:
- с горизонтальной осью вращения;
- вертикальные.
Ветряки с горизонтальной осью вращения
Наиболее распространенные системы. Недостаток устройства – необходимость расположения пропеллера по отношению к направлению ветра.
Ветрогенератор с горизонтальной осью вращения, фото
Вертикальные ветрогенераторы
Главные преимущества вертикальных устройств:
- работают независимо от направления ветра, можно разместить прямо на зданиях, что устраняет необходимость установки мачты;
- простая структура, что делает ветряки менее аварийными;
- тихая работа даже на максимальной скорости.
Ветрогенератор с вертикальной осью вращения, фото
Из каких элементов состоит домашняя ветровая электростанция?
Бытовые ветряные турбины – относительно простые конструкции. Электричество получают в генераторе, приводимом в действие лопастями ротора. В бытовых условиях обычно используются ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения ротора.
Наиболее важные элементы ветряка:
- Лопастное колесо (крыльчатка) – включает 1-2-3 лепестка (чаще 3). Рабочее колесо расположено непосредственно на низкоскоростном валу. Его вращение передается на высокоскоростной вал через коробку передач. Высокоскоростной вал соединяется с валом генератора. Генератор, трансформатор, шестерни, контроллеры расположены в гондоле. В наших климатических условиях лучше работают роторы, приспособленные для медленного вращения.
- Ветровая турбина – самый важный элемент, определяющий эффективность, мощность системы. Именно ветряная турбина отвечает за выработку электричества от движения воздушных масс.
- Генератор – переводит кинетическую энергию вращательного движения ротора в электрическую. Генератор должен соответствовать спецификации турбины, поскольку оптимальное взаимодействие обоих элементов обеспечивает большую эффективность ветряка. Генератор должен генерировать номинальное напряжение при оптимальной скорости ветряной турбины.
Небольшие ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения ротора не создают шума, вредных электромагнитных волн. Их можно безопасно разместить прямо на доме, крыше.
Выбор мощности ветрогенератора
Можно предположить, что домашние ветрогенераторы должны обладать наиболее высокой мощностью. Важно помнить, что чем выше потенциальная мощность, тем выше цена ветрогенератора, всего проекта. Инвестиции в профессиональную крупную ветряную электростанцию мощностью 20 кВт связаны с большими расходами. Поэтому большинство инвесторов решают установить модели более слабой производительности.
Пользуются популярностью следующие ветряные электростанции для дома:
| Мощность, Вт | Характеристики | Область применения ветрогенератора |
| 500 |
|
|
| 1000 | Не самое дорогое предложение |
|
| 2000 | Подходят для дачи, хорошо изолированных, небольших односемейных частных домов |
|
| 3000 | Решение для энергосберегающих домов. |
|
| 5000 | Достаточно для нужд одного дома, в котором проживает семья из нескольких человек. Лишнее электричество можно сбросить в сеть общего пользования. |
|
| 10000 | Редко используются в домашних хозяйствах из-за высокой стоимости установки. Избыточная энергия может быть передана в общественную сеть. | Удовлетворит все потребности домашних пользователей одной семьи |
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.
Например, если в 200 метрах от западной границы участка растет высокий лес, строится многоквартирный дом, инвестиции в бытовые ветряки экономически не обоснованы.
Затраты, цены на ветряки для дачи
После изучения технических аспектов строительства ветряных турбин, нужно прикинуть цену проекта. Сколько стоят ветровые установки? Цены приблизительно следующие:
- ветряной генератор на 400 Вт – от 33000 рублей;
- на 600 Вт – от 46000 рублей;
- на 1000 Вт – от 85000 рублей.
Если ветряной электрогенератор идет не в полном комплекте, потребуется докупить:
- аккумулятор;
- генератор;
- трубчатую мачту для монтажа на крыше;
- преобразователи (3 шт.);
- монтажные материалы.
Выгодно ли это?
Чтобы ответить на такой вопрос, нужно рассчитать годовое производство электроэнергии. Домашние ветровые электростанции в течение года способны производить 10-20 % номинальной мощности турбины, умноженной на количество часов в год.
Расчет по этой формуле для ветряка мощностью 5 кВт выглядит 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, ветроустановки мощностью 5 кВт могут производить в течение года 4380-8760 кВт электроэнергии. Предположим средняя цена одного кВт – 4 рубля. Тогда в течение года получится сэкономить примерно:
- 4380 × 4 = 17520 рублей;
- 8760 × 4 = 35040 рублей.
Рассчитав годовую экономию, можно предположить, через сколько лет окупятся инвестиции. Приведенные расчеты лишь теоретические. На практике оказывается, что рентабельность инвестиций бывает весьма сомнительной.
Эффективность ветрогенератора зависит от:
- региона, в котором расположится устройство;
- цен на электроэнергию;
- мощности турбины;
- расположения домашней электростанции.
Инвестиции нужно тщательно спланировать, затраты – грамотно рассчитать.
Заключение
Энтузиасты подчеркивают, что домашние ветровые электростанции выгодны, срок их службы составляет до нескольких десятков лет. Однако нужно учитывать определенный риск (включая появление длинных безветренных периодов). Установку не нужно рассматривать, как единственный источник электроэнергии, скорее – как систему поддержки. Оптимальное решение – инвестировать в турбины с меньшей мощностью (например, 3 кВт). Они повлекут более низкие инвестиционные затраты, 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.
