Ветрогенератор — отличная идея для частного дома. Он поможет сэкономить на электричестве и поддерживать экологичность естественной среды
Еще совсем недавно ветрогенератор для частного дома был инновационной техникой, но сегодня он все чаще встречается в быту. Чтобы выбрать такой прибор для своего дома, нужно разобраться, что из себя представляют ветряные электростанции, какие разновидности бывают и какие условия нужны для их полноценной и рентабельной работы.
Содержание:
- Что собой представляет ветрогенератор
- Разновидности и особенности ветряков
- Рассчитываем и подбираем прибор для своего дома
- Важные условия для беспрерывной работы прибора
- Варианты установки ветряка
- Как выбрать электрический генератор
- Изготовление ветряка своими руками
Схема всех составляющих ветрогенератора
Ветрогенератор — что это такое?
Работает этот прибор по такому принципу: вращение лопастей, которые насажены на генераторный вал, происходит за счет потока ветра — это производит переменный ток. Такое электричество аккумулируется и сохраняется в аккумуляторных батареях, потребляется бытовой техникой по мере надобности. Эта схема очень упрощена. В реальности иногда требуются приборы, которые преобразуют электрический ток.
После генератора в этой цепи размещается контроллер. С его помощью происходит преобразование переменного тока в постоянный, который заряжает аккумуляторные батареи. Практически вся техника не работает от постоянного тока, поэтому после аккумулятора потребуется наличие еще одного прибора — инвертора. Это устройство производит операцию в обратном порядке, то есть преобразует постоянный в переменный ток с напряжением 220 В. В ходе таких манипуляций происходят определенные потери полученной электрической энергии, что составляет примерно 15−20%. Это немалая часть.
В случае, когда применяют несколько устройств для получения электричества (ветряк плюс солнечные батареи или топливный генератор), потребуется дополнить схему выключателем (АВР). Он потребуется для того, чтобы при выключении одного из приборов включался другой — резервный.
Топ-5 лучших ветрогенераторов для частного дома (цены)
| Модель | Характеристики |
|---|---|
Ветрогенератор «Condor Home» — 0.5 кВт
 89 600 р. Купить |
|
Ветрогенератор WW/FD 5,5 — 2 кВт/48VDC
 118 944 р. Купить |
|
Ветрогенератор FD 8 -10 кВт
 756 852 р. Купить |
|
Горизонтально-осевой ветрогенератор «Condor Air 380 — 10 кВт»
 770 000 р. Купить |
|
Горизонтально-осевой ветрогенератор «Condor Air 380 — 10 кВт»
 770 000 р. Купить |
|
Чтобы получить максимально возможную мощность, необходимо размещать ветряк вдоль потока ветра. Этот момент реализуется по принципу флюгера. Нужно закрепить вертикальную лопасть на противоположном конце генератора — это делается для того, чтобы она разворачивала его навстречу воздушным потокам. Если применена более мощная установка, на ней устанавливается поворотный электромотор.
Разновидности и особенности ветрогенераторов для частного дома
Все ветрогенераторы разделяются на две группы:
- с ротором, размещенным вертикально;
- с горизонтальным ротором.
Менее эффективным для получения электричества считается первый тип: его КПД меньше, чем у горизонтальных, почти в три раза.
На заметку! Преимуществами являются простота сборки и надежность. Низкий уровень шума делает возможным монтаж такого прибора на крыше дома и на уровне с землей. Такие приборы устойчивы при плохих погодных условиях (ураган, обледенение). Начинают работать от слабой силы ветра 1−2 м/с.
Если говорить о горизонтальных, то им понадобится сила ветра не менее 3,5 м/с, однако эти приборы являются самыми распространенными. Уровень КПД составляет 50%, но зато шум и вибрация будут достаточно высокими. Для того чтобы установить такой прибор, потребуется много свободного места, до 100 метров, и высокая мачта.
Горизонтальный ветрогенератор с лопастным ротором
Строение горизонтальной воздушной турбины
Использование ветрогенератора для частного дома 220 В может быть оправдано в ряде случаев:
- отсутствие возможности включиться в энергосистему общего пользования;
- можно изготовить прибор самостоятельно;
- в случае активного участия в движении экологической безопасности планеты.
Яркая композиция из нескольких ветрогенераторов со спиральными лопастями
Обратите внимание! Просто для питания дома монтировать ветряк не имеет смысла, ведь даже если в вашей географической широте постоянно дует ветер, это не делает прибор выгодным с экономической точки зрения.
Рассчитываем и подбираем ветрогенератор для своего дома
Потоки воздуха не могут поступать постоянно к вашему дому, как, например, подаваемый по газопроводу газ. Это капризное природное явление, которое сложно назвать постоянным. В один день это ураган, в другой — полный штиль. До того как купить ветрогенератор для частного дома или изготовить его своими руками, стоит определить возможности ветра в своем регионе. Это оценивается при помощи среднегодового показателя силы ветра. Такой параметр легко выясняется в интернете.
Пример состава и стоимости ветрогенераторной станции
Если вы получите силу, меньшую 4 м/с, то устанавливать ветряк не стоит, потому что он не сможет генерировать необходимое количество электричества. Как только определились с моментом, что ставить прибор можно, следует подобрать генератор по мощности.
Расчет обеспечения электроэнергией в зимний период
Пример обеспечения электроэнергией в летний период
Для энергообеспечения одного частного дома, в котором проживает одна семья, в среднем понадобится 300 кВт/ч в месяц. Если ваш регион с невысоким потенциалом ветра, тогда вам потребуется ветрогенератор 2−3 кВт мощности. Запомните, что зимой электричества будет получаться больше, чем летом: это обусловлено разностью скорости ветра.
Важные условия для беспрерывной работы ветрогенератора
Какой бы регион ни был, сила ветра не может быть величиной постоянной: она меняется как по направлению, так и по величине. Обязательно будет возникать период штиля. Кроме того, в течение суток потребление электроэнергии разное и не может быть постоянным. Эти факторы обусловливают сложность конструкции ветряка и потребность его в аккумуляторах и инверторе.
Подробная схема подключения ветрогенератора, прямое соединение ветряка с аккумулятором
Прибор производит энергию небольшими партиями, а батарея аккумулирует ее, чтобы потребители могли использовать ее, когда им это потребуется. Не стоит устанавливать ветряк без дополнительных узлов, но тогда вы можете остаться без энергии в периоды штиля.
Если же вы все же хотите установить ветрогенератор без дополнительных узлов, то лучше выбирайте небольшие модели. Маленького ветрячка у крыши дома вам вполне хватит
Нужно также помнить об устройствах для защиты и автономной работы ветроэлектрогенератора. От этого зависит непрерывное снабжение энергией дома.
- Все установки обязательно оснащаются защитой от молнии: это необходимо, потому что ветряк — высокая конструкция, сделанная из проводящих ток материалов.
- Обязательно необходимо укомплектовать прибор защитой от обледенения — это позволит избежать наледи на лопасти турбины в холодное время года.
- Необходимо оборудовать установку системой пожаротушения. Это позволит быстро локализовать очаг возгорания, причин которому может быть несколько: утечка масла, короткое замыкание, попадание молнии.
- Для того чтобы создать исправную работу ветряка при разных порывах ветра, применяют автоматическую систему торможения. Ветер с большой скоростью способен вывести из строя редуктор и сам генератор, поэтому без тормоза просто не обойтись.
Варианты установки ветряка
Прежде чем купить ветрогенератор для частного дома 220 В, нужно знать, как и куда его устанавливать. Существует ряд моментов, которые нужно учитывать при установке:
- прибор необходимо монтировать на специальное сооружение, которое обязательно должно превышать на несколько метров все стоящие рядом строения;
- обратите внимание, что рядом не должны находиться деревья и столбы, а также объекты, снижающие производительность генератора;
- самый лучший вариант — удаление от жилого дома на 50 м, что обусловлено наличием шума, который может доставлять людям дискомфорт.
Постоянную во времени выработку энергии получить не удастся. Происходит это из-за того, что условия природы постоянно меняются. Заранее продумайте, куда использовать лишнюю электроэнергию, которая будет возникать при сильном ветре. К примеру, можно обеспечить нагрев воды в бойлере или электрообогревателе для дома. Такая возможность должна включаться автоматически при сильном ветре и слабой нагрузке.
Для климата с затяжной зимой больше подойдут модели вертикального расположения ротора. Установить такое устройство можно на земле или на невысокой мачте. Кроме того, его можно напрямую включить в электросеть с нагревателем и бойлером. В этом случае можно попробовать обойтись без инвертора и аккумуляторных батарей. Чаще всего такую схему подключения можно реализовать собственноручно без привлечения сторонних организаций. Такой ветрогенератор может послужить для обеспечения тепла.
Следует также решить некоторые проблемы, которые связаны с эксплуатацией ветряка:
- во-первых, наличие шума. Это вряд ли обрадует ваших соседей, кроме того, инфразвук может быть некомфортным для слуха. Чтобы исключить эту особенность, устанавливают прибор как можно дальше от жилых зданий;
- во-вторых, обязательное наличие заземления и защиты от молний, а также сигнальная система для авиации на самой высокой точке конструкции. Обратите внимание, что во время работы будет создаваться вибрация. Это значит, что мачта не должна контактировать с другими объектами;
- в третьих, сам генератор и другие части системы. Аккумуляторные батареи и инверторы требуют регулярного обслуживания и систематической замены. Мачту также необходимо красить, своевременно осматривать и ухаживать за ней;
- в-четвертых, существует вероятность повреждения при обледенении или сильном урагане.
Регулярный уход за ветрогенератором обеспечит вам долгую службу этого помощника
Как выбрать электрический генератор?
Если вы решили купить ветрогенератор для частного дома, цены нужно изучить. Обратите внимание на приборы российского производства, а также сделанные в Китае: они будут значительно дешевле аналогичных установок европейского производства.
Чтобы сделать правильный выбор, стоит рассмотреть все плюсы и минусы установок. Достоинства ветрогенераторов:
- затраты нужны только на обслуживание установки;
- слаженная работа не потребует вмешательства;
- прибор можно использовать во многих климатических зонах;
- все комплектующие системы подвержены незначительному износу.
К недостаткам использования генератора можно отнести:
- сильный шум при его работе;
- необходимо заземление;
- требуется периодическая профилактика;
- оборудование может быть повреждено при урагане или обледенении.
Небольшую установку из маленьких ветрогенераторов можно разместить прямо на крыше дома
Современные тенденции говорят о том, что ветрогенератор перспективен в плане полного или частичного замещения энергообеспечения частного дома. Хорошо сочетаются приборы с различными солнечными установками, дизельными или бензин-генераторами. Совершенствуясь, такие системы могут стать альтернативой для выработки энергии.
Надежный ветрогенератор с вертикальным ротором
Изготовление и монтаж ветряка своими руками
Создать полноценно функционирующий ветрогенератор для частного дома своими руками нелегко. Каждая из частей конструкции должна выполнять свою определенную функцию. Ветряк способен преобразовывать вращательную энергию в электрическую. Если ваша система вырабатывает стабильный ток, то ее нужно подключать к аккумуляторам.
Пример изготовления турбины
Изготовление ротора вертикального ветрогенератора
Можно не применять батареи для аккумуляции энергии, но при их наличии работа будет стабильной. Обязательной частью является инвертор, который преобразует энергию в нужное напряжение 220 В. Необходимо сделать небольшой флюгер с поворотным механизмом. Пропеллер крепят на мачту, потому что на высоте больше возможностей найти воздушные потоки. Опора должна быть надежной и выдерживать нагрузку от ветра.
Как соединять катушки статора
Схема многолопастного ротора
Необходимо найти и приобрести неодимовый генератор, который позволит снимать энергию ветра. Винт может быть как парусным, так и роторным. Чтобы собрать все и установить на опору, нужно сделать бетонное основание, которое будет надежно ее держать. Используя растяжки, нужно зафиксировать мачту в вертикальном положении.
Один из вариантов подготовки каркаса из шин к заливке бетона
Чтобы установка служила вам длительное время, нужно проводить техническое обслуживание и своевременно заменять износившиеся части.
Ветрогенератор с трехлопастным горизонтальным ротором
