Жаропонижающие средства для детей назначаются педиатром. Но бывают ситуации неотложной помощи при лихорадке, когда ребенку нужно дать лекарство немедленно. Тогда родители берут на себя ответственность и применяют жаропонижающие препараты. Что разрешено давать детям грудного возраста? Чем можно сбить температуру у детей постарше? Какие лекарства самые безопасные?
Неисчерпаемая энергия, которую несут с собой воздушные массы, всегда привлекала внимание людей. Наши прадеды научились запрягать ветер в паруса и колеса ветряных мельниц, после чего он два столетия бесцельно носился по необозримым просторам Земли.
Сегодня для него вновь нашлась полезная работа. Ветрогенератор для частного дома из разряда технических новинок становится реальным фактором нашего быта.
Давайте поближе познакомимся с ветряными электростанциями, оценим условия их рентабельного применения и рассмотрим существующие разновидности. Домашние умельцы получат в нашей статье информацию для размышления по теме самостоятельной сборки ветряка и устройствах, необходимых для его эффективной работы.
Что такое ветрогенератор?
Принцип работы бытовой ветряной электростанции прост: воздушный поток вращает лопасти ротора, насаженного на вал генератора и создает в его обмотках переменный ток. Полученное электричество запасается в аккумуляторах и по мере необходимости расходуется бытовыми приборами. Конечно, это упрощенная схема работы домашнего ветряка. В практическом плане он дополняется устройствами, выполняющими преобразование электричества.
Сразу за генератором в энергоцепочке стоит контроллер. Он преобразует трехфазный переменный ток в постоянный и направляет его на зарядку аккумуляторов. Большинство бытовых приборов не может работать от «постоянки», поэтому за аккумуляторами ставится другое устройство – инвертор. Он выполняет обратную операцию: превращает постоянный ток в бытовой переменный напряжением 220 Вольт. Понятно, что эти преобразования не проходят бесследно и забирают от исходной энергии довольно приличную часть (15-20%).
Если ветряк работает в паре с солнечной батареей или другим генератором электричества (бензиновым, дизельным), то схема дополняется автоматическим выключателем (АВР). При отключении основного источника тока, он активирует резервный.
Для получения максимальной мощности ветряной генератор должен располагаться вдоль ветрового потока. В простых системах реализуется принцип флюгера. Для этого на противоположном конце генератора закрепляется вертикальная лопасть, разворачивающая его навстречу ветру.
В более мощных установках стоит поворотный электромотор, управляемый датчиком направления.
Основные виды ветрогенераторов и их особенности
Существует две разновидности ветрогенераторов:
- С горизонтальным расположением ротора.
- С вертикальным ротором.
Первый тип – самый распространенный. Он характеризуется высоким КПД (40-50%), но имеет повышенный уровень шума и вибрации. Кроме этого, для его установки требуется большое свободное пространство (100 метров) или высокая мачта (от 6 метров).
Генераторы с вертикальным ротором энергетически менее эффективны (КПД почти в 3 раза ниже, чем у горизонтальных).
К их преимуществам можно отнести простой монтаж и надежность конструкции. Низкая шумность позволяет ставить вертикальные генераторы на крышах домов и даже на уровне земли. Эти установки не боятся обледенения и ураганов. Они запускаются от слабого ветра (от 1,0-2,0 м/с) в то время, как горизонтальному ветряку нужен воздушный поток средней силы (3,5 м/с и выше). По форме рабочего колеса (ротора) вертикальные ветрогенераторы весьма разнообразны.
Роторные колеса вертикальных ветряков
Благодаря малой частоте вращения ротора (до 200 об/мин), механический ресурс таких установок существенно превышает показатели горизонтальных ветрогенераторов.
Как рассчитать и подобрать ветрогенератор?
Ветер это не природный газ, качаемый по трубам и не электроэнергия, бесперебойно поступающая по проводам в наш дом. Он капризен и непостоянен. Сегодня ураган срывает крыши и ломает деревья, а завтра сменяется полным штилем. Поэтому перед покупкой или самостоятельным изготовлением ветряка нужно оценить потенциал воздушной энергии в своем районе. Для этого следует определить среднегодовую силу ветра. Эту величину можно узнать в интернете по соответствующему запросу.
Получив вот такую таблицу, находим район своего проживания и смотрим на интенсивность его окраски, сравнивая ее с оценочной шкалой. Если среднегодовая скорость ветра получится меньше 4,0 метров в секунду, то ветряк ставить нет смысла. Он не даст нужного количества энергии.
Если сила ветра достаточна для установки ветряной электростанции, то можно переходить к следующему шагу: подбору мощности генератора.
Если речь идет об автономном энергоснабжении дома, то в расчет берут среднестатистическое потребление электроэнергии 1 семьей. Оно находится в диапазоне от 100 до 300 кВт*ч в месяц. В регионах с низким годовым ветропотенциалом (5-8 м/сек) такое количество электричества способен сгенерировать ветряк мощностью 2-3 кВт. При этом следует учитывать, что зимой средняя скорость ветра выше, поэтому выработка энергии в этот период будет больше, чем летом.
Выбор ветрогенератора. Ориентировочные цены
Цены на вертикальные отечественные ветрогенераторы мощностью 1,5-2,0 кВт находятся в диапазоне от 90 до 110 тысяч рублей. Комплектация при такой цене включает только генератор с лопастями, без мачты и дополнительного оборудования (контроллер, инвертор, кабель, аккумуляторы). Полнокомплектная электростанция вместе с монтажом обойдется дороже на 40-60%.
Стоимость более мощных ветроустановок (3-5 кВт) составляет от 350 до 450 тысяч рублей (с дополнительным оборудованием и монтажными работами).
Ветряк своими руками. Забава или реальная экономия?
Скажем сразу, что сделать ветрогенератор своими руками полноценным и эффективным непросто. Грамотный расчет ветрового колеса, передаточного механизма, подбор подходящего по мощности и оборотам генератора – отдельная тема. Мы дадим лишь краткие рекомендации по основным этапам данного процесса.
Генератор
Автомобильные генераторы и электродвигатели от стиральных машин с прямым приводом для этой цели не подходят. Они способны генерировать энергию от ветрового колеса, но она будет незначительной. Автогенераторам для эффективной работы нужны очень высокие обороты, которые не может развить ветряк.
В моторах для стиралок другая проблема. Там стоят ферритовые магниты, а для ветрогенератора нужны более производительные – ниодимовые. Процесс их самостоятельного монтажа и намотки токоведущих обмоток требует терпения и высокой точности.
Мощность устройства, собранного своими руками, как правило, не превышает 100-200 Ватт.
В последнее время среди самодельщиков пользуются популярностью мотор-колеса для велосипедов и скутеров. С позиций ветроэнергетики это мощные ниодимовые генераторы, оптимально походящие для работы с вертикальными ветровыми колесами и зарядки аккумуляторов. С такого генератора можно снимать до 1 кВт ветровой энергии.
Мотор-колесо – готовый генератор для самодельной ветряной электростанции
Винт
Проще всего изготавливаются парусный и роторный винты. Первый состоит из легких изогнутых трубок, закрепленных на центральной пластине. На каждую трубку натягиваются лопасти из прочной ткани. Большая парусность винта требует шарнирного крепления лопастей, чтобы при урагане они складывались и не деформировались.
Роторная конструкция ветрового колеса используется для вертикальных генераторов. Она проста в изготовлении и надежна в работе.
Самодельные ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения работают от пропеллерного винта. Домашние умельцы собирают его из труб ПВХ диаметром 160-250 мм. Монтаж лопастей выполняется на круглой стальной пластине с посадочным отверстием для вала генератора.
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.
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 220В. 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 Купить |
|
Ветрогенератор WW/FD 5,5 - 2 кВт/48VDC
Купить
|
|
Ветрогенератор FD 8 -10 кВт
Купить
|
|
Купить
|
|
Горизонтально-осевой ветрогенератор «Condor Air 380 - 10 кВт»
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.
Использование ветрогенератора для 220В 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.
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.
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.
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 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 .
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.
Как выбрать электрический генератор?
Если вы решили купить ветрогенератор для , 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.
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.
В последнее время проблема обеспечения электроэнергией становится действительно актуальной. Ученые всего мира прилагают усилия для решения задачи. Благодаря разработкам сегодня активно используются генераторы, вырабатывающие электрический ток, достаточный для дома. Особо мощные установки могут обеспечить электроэнергией большой коттедж и даже предприятие.
Принцип работы
Домашний ветряк отличается простотой конструкции . Так, на металлической мачте установлен хвостовик с несколькими лопастями, при вращении которых осуществляется включение ротора, что приводит к выработке тока. Он подается на батареи, снабжающие жилье электричеством при отсутствии ветра. Предварительно ток пропускается через преобразователь, что делает его не переменным, а постоянным. Электричество поступает в инвертор, где напряжение становится 220 В. Благодаря наличию аккумуляторных батарей ветряк питает жилище даже при слабом ветре или полном штиле.
Принцип работы ветряного генератора соответствует принципу работы автомобиля. Разница состоит лишь в том, что в последнем случае ротор вращает колеса.
Следует отметить, что для современных ветровых генераторов сильный ветер не нужен. Работа ветряка стала возможной благодаря наличию соответствующих металлов. Такая конструкция обеспечивает дом электроэнергией, даже если скорость ветра составляет всего 4 м/с.
Преимущества ветровых электростанций
Ветряки для дома пользуются огромной популярностью. Цена подобной не слишком мощной установки составляет примерно 2 тыс. долларов , однако вы будете экономить на электричестве в течение всей жизни. Естественно, это не единственное преимущество ветровой электростанции.
- Подобная конструкция считается наиболее экологически чистой. Соответственно, во время ее эксплуатации выброс ядовитых паров в атмосферу не производится. Более того, нет никакого вреда для окружающей среды.
- Домашние ветряные генераторы не нуждаются в топливе. Чтобы осуществлялась выработка электроэнергии , достаточно порывов ветра.
- Такие электростанции считаются долговечными, поскольку для их производства используются только современные материалы, не подвергающиеся коррозии.
- Отдельно стоит упомянуть простоту установки ветрогенератора, ведь это можно сделать самостоятельно, используя подходящие генераторы и несколько аккумуляторных батарей. Нужно помнить о том, что самодельные изделия могут работать хуже, чем заводские электростанции. Соответственно, очень важно подобрать генератор с определенными техническими параметрами, который действительно сможет обеспечить дом электроэнергией.
- Еще одно преимущество ветровых электростанций – это высокий КПД. Естественно, ветрогенераторы не являются вечными двигателями, но они близки к этому понятию. Так, для получения тока дополнительные затраты не нужны.
- Современные модели ветрогенераторов значительно превосходят своих предшественников. При их функционировании нет ощутимой вибрации или сильного шума. Несмотря на огромный размах лопастей, колебаний практически нет.
- При установке простого ветряного генератора не нужно получать соответствующее разрешение. Естественно, это касается лишь бытовых устройств, у которых мачта невысокая, а размах лопастей средний.
Недостатки ветряных электростанций
Изучив преимущества подобных устройств, многие люди задаются вопросом, почему электростанции не установлены повсеместно. Естественно, это объясняется рядом важных недостатков
.
- Главный минус – отсутствие гарантии выработки необходимого количества электроэнергии, чтобы отопить жилье зимой. Наверняка решить эту проблему можно, установив несколько ветрогенераторов либо одну действительно мощную конструкцию, однако это обойдется довольно дорого, что в итоге окажется невыгодно.
- Другой недостаток касается необходимости наличия большой площади. Если речь идет о коттедже, который стоит на участке размером в 30–50 соток, то это не проблема. На скромном дачном участке поставить ветрогенератор сможет не каждый. Более того, считается, что устанавливать конструкцию можно минимум в 20 м от ближайшей постройки. В противном случае из-за электромагнитного поля домашние приборы будут плохо работать.
- Распространение ветряков сдерживается их ценой. Подобное изделие средней производительности обойдется в 5–10 тыс. долларов. Стоимость самых дешевых разновидностей начинается с 1–2 тыс. Естественно, качественная электростанция этого стоит, а значит, такая цена не должна смущать.
Применение ветрогенераторов
Подобные установки отличаются по своей мощности . Соответственно, они способны обеспечить электроэнергией один небольшой дом либо целый поселок. Стоит отметить, что ветровые генераторы устанавливаются не только для того, чтобы питать жилище энергией, но и для экономии. Другими словами, люди используют электроэнергию из общей сети и ту, которая вырабатывается ветрогенератором.
Если говорить об установке конструкции, то согласно требованиям безопасности ветрогенератор мачтового типа монтируют на приличном расстоянии от жилища. Сегодня в продаже встречаются мини-генераторы с незначительной мощностью. Такую конструкцию можно поставить на крышу жилища.
Разновидности ветряных электростанций
Выбор ветрогенератора
При выборе подобной конструкции необходимо обратить внимание на 3 важных фактора :
- средняя скорость ветра;
- средний уровень потребления электроэнергии в течение месяца;
Специалисты напоминают, что чем выше мачта, тем меньше необходимая скорость ветра для раскрутки вертушки. Соответственно, цена на такую конструкцию будет очень высокой.
Оптимальная высота должна превышать самую высокую постройку, расположенную в радиусе 100 м, примерно на 10 м .
Действительно ли ветрогенератор выгоден?
Многие люди говорят о том, что в случае, когда средняя скорость ветра составляет 4 м/с, электроэнергия, полученная посредством ветряного генератора, будет довольно дорогой. Чтобы убедиться в этом или опровергнуть, необходимо посчитать выработку оборудования за год и 20 лет. При этом нужно учесть, что стоимость ветрогенератора составляет минимум 150 тыс. рублей
. Соответственно, использование ветряка будет действительно оправданным при отсутствии сетевой электроэнергии. Если жилище подключено к сети, ставить мощную электростанцию с целью экономии не следует.
Если электроэнергия не была подведена, а средняя скорость ветра превышает 4–5 м/с , следует задуматься об установке ветрогенератора. Особенно это актуально при учете постоянного увеличения цены на электроэнергию. При желании можно объединиться с соседями и приобрести действительно мощную электростанцию. В таком случае стоимость установки будет не слишком высокой, и вы действительно обеспечите жилье электроэнергией.
Люди с древних времен использовали энергию ветра. Так и сегодня для получения электроэнергии применяются специальные ветряные установки. Подобные электростанции особенно эффективны в тех областях, где постоянно наблюдается сильный ветер.
Высокая стоимость коммунальных услуг, в совокупности с постоянным ростом тарифов, приводит к тому, что потребители пытаются как-то изворачиваться, стремясь снизить расходы. Дело доходит даже до использования альтернативных источников электроэнергии. Такими источниками являются ветряные электростанции для дома – агрегаты, использующие для выработки электричества энергию ветра. В этом обзоре мы обсудим основные особенности ветроэлектростанций и расскажем об их эксплуатации.
Нехватка энергоресурсов и коммунальные услуги
Ветряные электростанции – это далеко не новое слово в области электротехники. Эти громоздкие, но не очень сложные агрегаты активно используются для выработки электроэнергии во многих странах мира. В России они применяются только в частном порядке, хотя интерес к этим экологически чистым аппаратам постоянно растет. Основная причина – беспощадный рост тарифов на коммунальные услуги.
И действительно, цены на электроэнергию постоянно растут, а поставщики вводят какие-то безумные нормативы, целью которых является взимание как можно большей ежемесячной платы с потребителей. Неудивительно, что люди стремятся найти какой-то разумный выход из ситуации. Таких выходов несколько:
- Отказаться от потребления электроэнергии – интересный подход, но мы же с вами не пещерные люди. Поэтому данный вариант будет интересен крайне ограниченному кругу лиц;
- Начать обманывать счетчики – это незаконно, да еще и грозит крупным штрафом, которого бы хватило на несколько мегаватт электричества;
- Воспользоваться альтернативными источниками электричества – это солнечные и ветряные электростанции.
Солнечные электростанции требуют большого количества солнечных батарей и наличия большого количества солнечных дней в год для местности, в которой будет производиться их эксплуатация. Что касается ветряных электростанций, то они используют энергию ветра – они работают почти в любую погоду.
Ветровые электростанции для дома получают все большее распространение, несмотря на свою дороговизну. Их выбирают те, кто устал «кормить» государство ежемесячными платежами. Также они востребованы при электрификации загородного жилья – иногда проще купить ВЭС (ветряную электростанцию), чем оплатить гигантский счет за подключение к электрическим сетям.
Стоимость подключения загородных домов, удаленных от населенных пунктов, является зашкаливающей, что вынуждает людей использовать дизельные и бензиновые генераторы, а также солнечные и ветряные электростанции.
Производство и использование промышленной ветряной электростанции требует огромных затрат, однако, такие вложения легко окупаются в будущем, поскольку с их помощью поставщики энергии могут делать деньги по сути "из воздуха".
О ветряных электростанциях задумываются и поставщики электроэнергии. Атомные станции слишком опасны, гидроэлектростанции наносят вред руслам рек и окружающей биосфере, угольные станции извергают в воздух тонны углекислого газа и прочих продуктов сгорания. Кроме того, угля в земле все меньше и меньше – уголь и газ являются невозобновляемыми природными ресурсами.
Электроэнергия от ветряных электростанций
Ветряной генератор электричества не нуждается в угле, нефти, мазуте, солярке, дровах или ядерном топливе – он работает исключительно за счет энергии ветра. Для этого ветряки устанавливаются в местности, где практически непрерывно перемещаются гигантские количества воздушных масс, вызывая мощные ветра, вращающие лопасти. Их основой являются производительные генераторы, вырабатывающие электроэнергию. Получаемое электричество стабилизируется, после чего сразу же направляется к потребителям или накапливается в аккумуляторах.
Ветряные электростанции требуют для своей работы мощных воздушных потоков. Эти потоки улавливаются с помощью лопастей той или иной конструкции. Соответственно, в местности, где стоит ветряк, должны дуть сильные ветра. Причем должны дуть регулярно, на протяжении долгого времени. При этом вокруг должна располагаться открытая местность, не снижающая энергию дующих ветров.
Именно этот фактор и накладывает ограничение на использование ветряных электростанций – мест, где постоянно дуют ветра, в России не так уж и много. Как показывают наблюдения метеорологов, то этим места располагаются в восточной части нашей страны – это Дальний Восток, Чукотка. Кстати, именно Чукотка бьет все рекорды по ветреной погоде. Причем местное население на них особо не реагирует – привыкли.
Принцип действия ветряных электростанций
Давайте рассмотрим, как работает ветряная электростанция. Мы уже говорили, что ее основой является генератор. Он вырабатывает электроэнергию, которая поступает на вспомогательное оборудование. Здесь она запасается в аккумуляторах. Постоянный ток с помощью инверторных преобразователей превращается в переменный, после чего поступает к потребителям. Дополнительное оборудование здесь крайне необходимо, так как ветер дует порывами, что сказывается на скорости вращения вала генератора.
Виды ветрогенераторов
Сам генератор приводится во вращение с помощью лопастей. За счет этих лопастей ветровые электростанции подразделяются на две большие категории:
- C горизонтальной осью – генератор здесь располагается горизонтально, а лопасти направлены по основному направлению ветра. Для того чтобы получить от ветра максимум энергии, ветряки снабжаются килем, который заставляет генератор с лопастями поворачиваться по направлению самого мощного потока;
- С вертикальной осью – таким ветряным электростанциям совершенно все равно, в какую сторону дует ветер.
Существует великое множество дизайнов ветряков самой причудливой формы. Это обусловлено в первую очередь большим количеством внешних факторов, значительно влиящих на КПД всей системы.
Ветровые генераторы с горизонтальной осью подходят для использования там, где ветер дует преимущественно в одну сторону. Они отличаются своей дешевизной, простотой конструкции и повышенной мощностью. Что касается моделей с вертикальной осью, то они могут работать в самых сложных условиях, например, при постоянно изменяющемся направлении ветра. Стоят они дороже, но КПД у них меньше, чем у горизонтальных моделей.
Подбирая ветряк для частного дома, необходимо ориентироваться на местную розу ветров. Если наблюдения показывают наличие ветровых потоков, постоянно дующих в одном и том же направлении, целесообразно приобрести ветряную электростанцию с горизонтальной осью. Если ветер каждый день дует в разных направлениях, следует потратиться и приобрести вертикальный ветряк.
Достоинства и недостатки
Для начала рассмотрим достоинства ветряных электростанций:
- Дармовая электроэнергия практических из ниоткуда – ветер дует совершенно бесплатно, он является возобновляемым ресурсом, если его вообще можно назвать ресурсом;
- Возможность обрести независимость от местных поставщиков электричества – отличный способ сэкономить на коммунальных платежах;
- Экологическая чистота – ветряные электростанции не вредят окружающей среде;
- Возможность полностью обеспечить дом электроэнергией – для этого достаточно купить мощный ветряк и установить его в подходящей местности.
Есть и недостатки:
- Высокая стоимость электрогенератора – стоимость модели с генератором на 3 кВт и напряжением 48 Вольт составит около 190-200 тыс. рублей. За эти деньги потребители получат трехлопастный ветряк с контроллером. В продаже присутствуют и более дешевые образцы, но они отличаются пониженной надежностью, не самыми приличными характеристиками или бедной комплектацией;
- Большой срок окупаемости – может пройти до 10-15 лет, прежде чем ветряная электростанция начнет работать в плюс. Но если поставщики электроэнергии «заламывают» больше, чем стоит сама станция, то она оправдает себя уже в первый день работы;
- Шум – его интенсивность растет прямо пропорционально скорости вращения оси генератора;
- Зависимость от скорости ветра – это требует дополнительного оборудования, отвечающего за стабилизацию напряжения и накопление электрической энергии.
Дополнительно оборудование хорошего качества, необходимое для работы всей системы, по стоимости вполне может сравниться с самим ветряком.
Первые два минуса являются довольно серьезными, ведь к затратам на приобретение ветряной электростанции необходимо прибавить расходы на покупку дополнительного оборудования – это аккумуляторы и инверторы, вспомогательные источники питания.
Где выгодно ставить ветряки
Ветрогенераторы для дома востребованы в местностях, где постоянно дуют ветра. То есть, если в месте, где стоит ваш дом, постоянно ветреная погода, вы можете задуматься над приобретением ветряка. Если ветра мало, следует присмотреться к солнечным батареям последнего поколения, которые могут вырабатывать большое количество электроэнергии.
Ветряные электростанции выгодно ставить в восточных районах России, для которых характерно большое количество ветров. При этом рядом с вышкой станции не должно быть построек и элементов ландшафта, перекрывающих воздушные потоки – это могут быть холмы, многоэтажные здания, кромки лесов, скалы, иные преграды. Оптимальная высота расположения лопастей варьируется в районе 10-15 метров. Можно и выше, но тогда под угрозой окажется целостность ветряка – он может разрушиться из-за слишком сильного ветра.
Также необходимо понимать, что чем выше ветряная электростанция, тем большую нагрузку она создает на грунт.
Даже если есть все условия для установки ветряной электростанции, следует призадуматься над дополнительными источниками электроэнергии. Например, рядом с ветряком можно поставить небольшую солнечную панель, которая будет давать электричество в безветренные дни. Нередко для этих целей используются вспомогательные бензиновые, дизельные или газовые генераторы, которые могут работать в любую погоду и в любое время дня и ночи.
Как выбрать ветряную электростанцию
Главным параметром ветряной электростанции является ее мощность. Необходимо помнить, что своего пикового значения она достигает только при максимальной скорости вращения. А для того чтобы добиться максимальной скорости, необходимо обеспечить подходящую высоту установки ветряка и выбрать модель с оптимальным количеством лопастей. В большинстве случаев потребители останавливаются на трехлопастных моделях. Если выбрать модель мощностью 3 кВт, то этого вполне хватит для большинства нужд.
Для семьи из четырех человек месячное потребление электроэнергии составляет около 350-400 кВт – ориентируйтесь на эту цифру и на потребление бытовых электроприборов.
Если энергия от ветряной электростанции будет тратиться не только на освещение и работу маломощной бытовой техники, потребуется более мощная модель. Это актуально при использовании микроволновых печей, множества морозильных камер, электропечей и прочих электроприборов. Впрочем, для приготовления еды лучше задействовать газовое оборудование, работающее на сжиженном газе.
Поговорим о производителях – наибольшим спросом пользуются ветрогенераторы из Европы, в частности – из Германии и Австрии. Отзывы владельцев говорят, что именно здесь изготавливаются самые надежные и долговечные агрегаты, способные прослужить до 30-40 лет. Востребованы и ветряки российского производства – они отличаются ценовой доступностью. Что касается китайской продукции, то она не только дешевая, но и не самая надежная.
Вспомогательное оборудование
Полный комплект необходимого оборудования для получения электроэнергии из энергии ветра включает в себя следующие наименования:
- Генератор для ветрогенератора – он поставляется в комплекте, но может приобретаться отдельно (например, на замену вышедшему из строя узлу или для постройки самодельного агрегата);
- Контроллер – обеспечивает стабилизацию выходного напряжения;
- Аккумуляторы и контроллеры заряда – обеспечивают накопление электроэнергии;
- Инверторы – необходимы для преобразования постоянного тока в переменный (ветряные электростанции выдают постоянный ток низкого вольтажа, что требует применения инверторных преобразователей для питания бытовой техники).
Также для домашней ветряной электростанции понадобятся вспомогательные источники электроэнергии, необходимые в периоды отсутствия ветра.
Да, ветрогенераторы для дома поражают своей баснословной стоимостью – один только ветряк с мощным генератором обойдется в целое состояние, не говоря уже о вспомогательных узлах. Поэтому многие люди задумываются о самостоятельной сборке данного оборудования. Для этого необходимо приобрести подходящий электрогенератор, собрать систему лопастей и разместить все это хозяйство на устойчивой мачте. Такой подход позволит сэкономить круглую сумму, которую можно потратить на приобретение контроллера, инвертора и аккумуляторов.
Видео
Ветряные электростанции играют важнейшую роль в развитии экологически чистых эффективных источников энергии. Строительство таких электростанций тем не менее вызывает большие противоречия – от разрушения естественных сред обитания и опасностей для птиц и летучих мышей до разрушения береговых линий и естественной красоты мира. Предлагаем вам взглянуть на несколько фотографий самых известных ветряных электростанций, а вам решать, уродливо ли это или прекрасно!
В продолжение темы о экологически чистых способах добычи энергии, мы расскажем Вам о крупнейших ветряных электростанциях мира. Рекомендую также почитать о заводе по производству солнечной энергии в Севилье, мы же переходим непосредственно к ветрякам:
Ветряная ферма Сан Горгонио Пасс (San Gorgonio Pass) – одна из самых больших в Калифорнии, вырабатывает 615 МВ энергии и состоит из 3218 турбин
Первая в мире плавающая ветряная ферма начала вырабатывать электричество совсем недавно. Установлена она невдалеке от побережья Норвегии
Если ветряные электростанции Хайвинд в Норвегии успешно проработают в течение нескольких лет, то такая концепция будет применяться повсеместно
Ветряная ферма Уитли (Whitelee) тоже была построена совсем недавно и в настоящее время является наибольшей в Европе. Расположена она в Шотландии, состоит из 140 турбин и вырабатывает достаточно электричества для того, чтобы полностью обеспечивать им 180 000 домов
Ветряная электростанция Мэпл Ридж – самая большая в Нью Йорке, расположена в фермерском округе на окраине города. Запущенная в 2006, Мэпл Ридж вырабатывает 75% от всей ветряной энергии города
Разработанный студентами Аризонского государственного университета новый концепт турбин над автострадами способен обеспечивать электричеством целый дом, даже при низких скоростях ветра и не требует дополнительной площади для размещения. Таким образом удалось оригинально решить проблему выделения земли под ветряные электростанции
Ветряной парк Хорнс Рев у берегов Дании был самым большим на момент постройки (2002), сейчас строится 2 очередь ветряных генераторов, которая выведет Horns Rev на новый уровень
В настоящее время в устье Темзы строится ветряная ферма Greater Gabbard. Когда она будет введена (2011), то станет самой большой в мире
А в настоящее время лавры самой большой ветряной фермы принадлежат Lynn and Inner Dowsing, которая введена в эксплуатацию в 2008 в Линкольншире, Англия. Она вырабатывает электричество для 130 000 домов
Еще одна удивительная ветряная ферма - Tehachapi Pass в Калифорнии. Она была построена в 1980 году и до сих пор вырабатывает электричество. С тех пор ветряные электростанции в пустыне Мохави были многократно модернизированы и расширены
