У вас есть разрешение пользоваться электрочайником?

Вопрос с подвохом и нескрываемой иронией. В нашем русском характере (под словом «русском» имеется в виду всё или подавляющее большинство населения России и бывшего СССР) есть давно замеченная особенность: мы или любим до слёз, или бьём до смерти. То же самое относится и к любым законам, указам и постановлениям правительства: или боимся их безумно, или полностью игнорируем. Вопросу «Нужно ли разрешение на пользование ветряком?» или мало кто придаёт значение, или вообще не пытается на него ответить. А напрасно. Есть маленькие секреты больших неприятностей.

Допустим, вы живёте в 12-этажном доме на 11-ом этаже и решили на крыше установить индивидуальный ветрогенератор мощностью не более 75 квт. Надумали, купили и установили?

Нет, на самом деле, в жизни всё обстоит не так, как нам хотелось бы. Надо учитывать психологию соседей, руководителей ЖЭКа или домового комитета. Государство ещё до таких мелочей, скажем прямо, не дошло, налог на ветер не придумало, а мнение окружающих людей надо учитывать. И неплохо бы зафиксировать их согласие на бумаге. Знаете, для чего? Сегодня он согласится, а завтра может раздумать и напрочь отказаться от своего вчерашнего согласия.

На сегодняшний день официально признано, что использование ветряка равноценно эксплуатации бытовых приборов, вплоть до электрочайника. То есть, никакой налог за это не взимается. И если какой-то важный монтёр горэлектросети пожелает содрать с вас мзду за установку ветряка без его разрешения – вежливо, не повышая голоса, спросите, дорожит ли он своим рабочим местом. Или поинтересуйтесь: «Может, вам показать разрешение на пользование электрочайником?». Подписанное согласие соседей и руководителя домового комитета на установку ветрогенератора на крыше дома дороже всяких электриков в законе.

Вы подчиняетесь не только закону ветра

Пока нет никаких запрещающих документов на установку индивидуального ветряка. И не взимается налог за его эксплуатацию. А что не запрещено, то разрешено. Официальное разрешение может потребоваться только в том случае, когда вы запланировали поставить ветрогенератор большой мощности. Потому, что это связано с оборудованием бетонного фундамента для мачты, ограждением, занятием определённого участка земли. В данном случае надо иметь разрешение на капитальное строение. На территории усадьбы своего загородного дома можно без всяких препятствий со стороны властей установить ветрогенератор мощностью не выше 75 квт. Это, кстати, общепринятая норма во всех нормативных документах об использовании ветровой энергии.

В остальных случаях вы подчиняетесь только «закону ветра». Именно он диктует вам, на какую высоту поднимать мачту, чтобы ветрогенератор работал на «полную катушку», надо ли усиливать мощность параллельными источниками питания — солнечными батареями, или сетевой энергией.

И, тем не менее, чтобы окончательно оградить себя от серьёзных неприятностей, перед покупкой ветрогенератора и его установкой совсем нелишне утрясти следующие нюансы. Прежде всего, ознакомьтесь с местными постановлениями, которые касаются индивидуального электроснабжения. Есть ли какие-то ограничения на использование ветрогенератора, существует ли нормативный местный закон, регламентирующий налог на установку и эксплуатацию ветрогенератора. Эта информация оградит вас от лишних финансовых расходов и неприятностей.

Если вы надумали монтаж ветрогенератора осуществить в посёлке коттеджного типа, непременно надо взять письменное согласие в компании, которая предоставляет посёлку коммунальные услуги и запастись разрешением на установку ветросистемы.

И получается, что государственных документов, запрещающих использование ветрогенератора не существует, зато много создано подводных камней в потоке нашей жизни. Таков наш российский менталитет и от этого никуда не денешься.

Четыре основных барьера

На пути получения разрешения на возведение ветрогенератора существует четыре непредвиденных препятствия, о которых надо знать задолго до покупки ветроагрегата и начала работ по его монтажу. Перечислим их.

1. Мачта. Её высота. В некоторых странах ограничивается высота индивидуальных строений, с чем обязательно надо ознакомиться. Или вблизи аэропортов, мостов, тоннелей запрещается возведение любых строений выше 15 метров и должны быть обеспечены светоотражающей сигнализацией. Поэтому без уточнения этих нюансов нельзя приниматься за сборку ветрогенератора.
2. Шумовые эффекты от лопастей и редуктора. В инструкции по эксплуатации должен быть указан максимальный уровень издаваемого шума при самых больших оборотах ротора. Можно с помощью прибора по измерению уровня звука определить самостоятельно шумовые параметры и зафиксировать это документально. В конце следующего раздела данной статьи приведены шумовые нормы международных нормативных документов.
3. Эфирные помехи для телекоммуникаций. Снабжён ли ветряк защитой от создания телепомех. Если эту проблему не устранить преждевременно, то потом придётся демонтировать установку и нести большие финансовые затраты.
4. Ещё препятствием для монтажа ветрогенератора, возможно, может оказаться экологическая служба, объясняя запрет или ограничение установки тем, что, дескать, здесь проходит путь миграции перелетных птиц, что маловероятно.

Заблаговременное устранение этих барьеров поможет избежать неприятностей после монтажа ветрогенератора. Следовательно, чтобы не подвергнуть себя разочарованию и пустым немалым затратам денег, надо покупать агрегаты у тех производителей, которые имеют лицензии на выпуск данной продукции.

Документы и вымыслы о разрешении

А сейчас внимание на монитор! Следующая информация требует особого подхода. Именно с неё надо начинать последующее изучение характеристики ветрогенераторов. Чтобы она хорошо запомнилась, оформляем её подачу в пунктуальном формате.

1. Малые ветроэнергетические установки мощностью до 1 квт приравниваются к бытовым изделиям, поэтому никаких справок и документов на установку не требуют. С учётом вышеизложенных в других разделах данной статьи замечаний, их можно смело устанавливать, получать бесплатную электроэнергию и не платить налог государству. Ветер и солнце пока принадлежат народу.
2. Есть Постановление Кабинета Министров России «О векторе государственной политики в области нетрадиционных источников энергии», в котором чётко зафиксировано, что ветроустановки мощностью до 75 квт не подлежат сертификации. Такое положение распространяется и на все импортные товары данной категории. Документ не обязывает производить экспертизу тем агрегатам, у которых энергоёмкость менее 75 квт.
3. В Распоряжении Правительства Российской Федерации от 8 января 2009 года подробно изложены основные направления госполитики по использованию ветрогенераторов вплоть до 2020 года. То есть, никаких препятствий не должно быть на пути инициативы отдельных граждан по установке ветровых электростанций.
4. Перед покупкой и монтажом ветроустановки неплохо познакомиться с нормативными документами местной власти по интересующему вас вопросу. Например, в Ленинградской области в числе законодательных актов есть такой документ «Принцип обустройства дачных посёлков», принятый 24 мая 2000 года. Во втором пункте прямо сказано: «без всякого препятствия со стороны всех коммунальных служб области разрешается использовать ветрогенераторы на садовых участках».

А теперь о вымыслах. Досужие языки молотят всякую чушь по поводу того, что, дескать, изобретён «налог на ветер», что ветровая электроэнергетика вошла в разряд налогоплательщиков России. Бытовая, не коммерческая ветровая энергия никакими налогами не облагается. Установил по всем правилам соседства ветрогенератор – пользуйся на благо своей семьи. Ветер и солнце не являются государственной принадлежностью.

Некоторые сомневаются в том, что в органах госнадзорохрантруда, энергонадзора надо или не надо получать разрешение на электрооборудование с потребляемой мощностью выше 5 квт. Не будем подменять понятия. Речь в официальных документах идёт о приборах–потребителях энергии, а не производителей. Поэтому никуда не надо ходить и не искать ненужных приключений.

На Украине, например, в статье 8 налогового кодекса каждый налог разделяется на местный и государственный, а в следующих двух статьях обнародован список всех установленных обязательных платежей. И среди перечисленных платы за пользование ветряной энергии в списке нет.

А теперь о шуме. Ветрогенератор мощностью 10 квт издаёт шум в пределах 40 децибел, если стоять прямо под установкой. А допустимая шумовая норма всех нормативных документов Европы и России – 80 децибел. Так что, с недовольными соседями, которые не испытывая никаких неудобств, пытаются вас шантажировать, можно разговаривать с помощью веских доказательств.

Задумали пользоваться ветровой энергией – зелёный вам свет к претворению в жизнь вашей мечты. Мелкие неурядицы, о которых мы здесь рассказали, можно спокойно уладить, а со стороны государства никаких препятствий не существует.

В Германии жители уже протестуют против установки ветрогенераторов:

Окупаемость Ветроэнергетических установок в условиях средней полосы России

Самый актуальный вопрос в области ветроэнергетики в России на сегодняшний день - как окупить затраты на приобретение и эксплуатацию Ветрогенератора в условиях слабых ветров средней полосы России.

С учетом нашего опыта эксплуатации Ветроустановок , есть несколько советов, которые помогут при выборе Альтернативного источника энергии уже сегодня получить действительное подспорье в хозяйстве, а не дорогую и бесполезную игрушку...

По опыту работы с ветрами средней полосы России, с Ветрогенератора получается получить, в лучшем случае, до 10% мощности от номинала ВУ летом и 25 - 30 % на зимних ветрах.

Например: Потребитель, установив Ветряк, в центральной части РФ, номинальной мощностью 5 кВт, будет получать реальную мощность 0,5 кВт летом и 1,5 кВт в зимний период.

Очевидным решением проблемы производительности ветряков, при работе на «слабых» ветрах, является добавление солнечных батарей. Гибридные системы (Ветрогенератор + Солнечная батарея = Ветросолнечная электростанция ) помогают увеличить мощность Альтернативной электростанции, особенно в летних условиях. Однако темой статьи является повышение окупаемости самой Ветроэнергетической установки, а добавление дополнительных элементов в систему, этому не способствует.

Но вернемся к проблеме окупаемости Ветряных электростанций, для этого есть два направления:

1. Снижение капитальных и эксплуатационных затрат на ВЭС.

2. Повышение производительности ветроэлектростанции.

Однако, рассматривая проблему окупаемости Альтернативной энергетики, нам лучше объединить в обсуждении эти направления в одну общую тему, т.к. они взаимно пересекаются с друг другом, дополняя и усиливая себя.

Первое, на что бы мы обратили внимание - установку не одного мощного Ветрогенератора, а нескольких небольших ветряков. Это диктуется следующими характеристиками Ветроустановок:

- мощные Ветрогенераторы оснащаются мультипликаторами (коробками скоростей), электроприводами разворота «на ветер», дисковыми тормозными системами, жидкостными системами охлаждения и системами электронного контроля под управлением компьютера

/ малые ветряки имеют три - максимум четыре подшипника и механическую систему «буревого» торможения (обычно за счет складывания «хвоста»);

- мощные Ветроустановки имеют большие и тяжелые лопасти с большим диаметром, раскрутить которые под силу хорошему ветру

/ малые модели имеют легкие лопасти, иногда больше трех, и начинают вращаться от ветра 1,5 м/с, одним словом - небольшие Ветряки производительнее больших Ветрогенераторов;

- мощные Ветрогенераторы требуют значительного объема строительных работ, что объясняется большим фундаментом, применением специальной техники и коллективом профессионалов / малые Ветроустановки устанавливаться силами нескольких работников или за счет лебедки. Иногда с использованием автомобиля или трактора, а более тяжелые модели за счет гидравлического цилиндра.

- мощные Ветроустановки просто дороги. При этом они не только в разы могут превышать стоимость нескольких малых систем (равной суммарной мощности - Ветропарк), мощные ВУ дороги в транспортировке, монтаже и наладке, а при эксплуатации - в обслуживании и ремонте / малые Ветрогенераторы за счет своей простоты, дешевы и не требуют, практически, ни какого обслуживания.

- дорогие и мощные модели, даже именитых производителей, легко ломаются и в случае выхода из строя одного, но мощного Ветрогенератора, можно потерять все / ремонт небольших моделей подпадает под правило: «Чем меньше деталь - тем она дешевле как запчасть», и конечно, выход из строя одной единицы, из двух/пяти/десяти ВУ единой Ветроэнергосистемы или Ветропарка, не остановит энергоснабжение объекта.

Второе относиться к потребителям, имеющим хоть какое то подключение к сетям, но не удовлетворенных ее качеством или выделенной мощностью - это Сетевые Альтернативные энергетические системы .

Сетевой комплект = Ветрогенератор (ВУ + СБ или СБ) + сетевой контроллер + сетевой инвертор, предназначен для работы в уже существующую сеть (220 или 380 В) объекта снабжения. Сетевое оборудование, получая непригодную для прямого использования энергию от Альтернативных источников, настраивается на частоту сети и начинает ее снабжение, перерабатывая энергию ветра (и/или солнца) в привычные нам 220 или 380 вольт переменного тока, «бесплатно» и качественно снабжая потребителя.
Для работы этого комплекта не требуется аккумуляторная батарея и средства ее контроля и подзарядки. Это значительно сокращает стоимость Альтернативной энергетической системы и ее эксплуатации, что значительно сокращает сроки окупаемости системы.

При этом, предлагаемые ООО "ТЕРМОДИНАМИКА" сетевые комплекты , имеют дополнительные возможности для организации выделенных линий и подключения любого количества АКБ, на случай необходимости обеспечить бесперебойное питание на объекте... Хотя такое усложнение системы отодвигает сроки окупаемости на годы.

И третье . Как ни странно, в данном случае, мы предлагаем использовать более дорогое Ветроэнергетическое оборудование , но изначально подготовленное для работы на слабых ветрах.

То есть - мы предлагаем, вместо «недорогих» горизонтальных Ветроустановок, дорогие вертикальные Ветрогенераторы VAWT с поворотным крылом, но с меньшим номиналом производительности для каждого конкретного случая.

С учетом того, что данные модели в условиях слабых ветров центральной части РФ, вырабатывают 40% от номинальной мощности летом и 70% зимой, там, где требуется установка 50 кВт горизонтального Ветрогенератора потребуется всего один VAWT с регулируемыми лопастями мощностью 15 кВт.

И, несмотря на то, что новый тип Вертикальной Ветроустановки VAWT в два раза дороже обычного горизонтального Ветрогенератора, при сравнении моделей номинальной мощности, он (VAWT) на треть дешевле обычных ветряков при расчете оборудования на реально полученные киловатты.

Единственный недостаток такой, во всех отношениях «прекрасной» модели Вертикальной Ветроустановки - необходимость периодического обслуживания (смазки) поворотного механизма лопастей.

Давайте подведем итог нашему разговору: возможно ли на сегодня получить окупаемую Ветряную электростанцию работающую в условиях «слабых» ветров.

Подсчитаем:
Например, если среднегодовая скорость ветра составляет 4 м/с, современный горизонтальный полупромышленный ветряк мощностью 10 кВт будет выдавать около 800 - 900 кВтч в месяц. За год работы оборудования выход составит 10200 кВтч. Для выработки такого же количества энергии нам понадобиться семь бытовых киловаттных ветряков (125 кВтч х 7 в месяц) или одна трех киловаттная Ветроустановка VAWT нового типа.
Теперь рассмотрим среднюю стоимость 10200 кВтч за год (при 4 м/с) в виде различных типов комплектаций оборудования «под ключ»:

Сетевая ВЭС на базе горизонтального ВУ 10 кВт: 900 000,00 руб.

Сетевой Ветропарк на базе горизонтальных ВУ 1 кВт в количестве 7* шт: 90 000,00** руб. х 7

Сетевая ВЭС на базе вертикального ВУ 3 кВт с поворотными лопастями: 580 000,00 руб .

При этом стоимость 1 кВтч, (для МО) на сегодня равна, в среднем, 3,00 руб. за кВтч. Считайте...

Вывод очевиден: на сегодняшний день, при ресурсе Ветроустановки в 20 лет, второй и третий варианты - окупаемы , а при некоторых условиях - рентабельны:

- мы рассматриваем наихудший вариант для эксплуатации ветрогенератора - среднюю скорость ветра 4 м/с. Уже при скорости в 5 м/с, все варианты комплектации ВЭС становиться не только окупаемы, но и начинают приносить прибыль. То же произойдет при повышении цен на электроэнергию - при стоимости 1 кВтч = 4,00 руб. затраты окупаются по всем вариантам, а при стоимости 5,00 руб. за кВтч становятся рентабельным даже первый вариант;

- электроэнергия будет только дорожать, а производство бытовых и полупромышленных Ветрогенераторов в мире растет, с появлением новых, более производительных и легких моделей ветряков, а следовательно и более дешевых.

Примечания:

* - то или иное количество ВУ подбирается с учетом ТУ заказчика, путем просчета всех возможных вариантов;

** - без учета монтажных работ, для ВУ мощностью до 1 кВт (включительно) работы по монтажу могут быть выполнены заказчиком самостоятельно, в виду их не сложности.

Ветрогенератор вертикальный: цена, размеры, установка

Приобретая ветрогенератор с вертикальной осью вращения, следует обратить внимание на следующие характеристики:

• - начальная, номинальная и максимальная скорость ветра;
• - номинальная и максимальная мощность;
• - габариты деталей (лопастей, мачты, ротора);
• - общий вес.

Самый большой ветрогенератор в мире - горизонтальный Энеркон Е-126. Он был впервые установлен в Германии в 2007 году. Его общая высота составляет 198 м, диаметр ротора - 127 м, вес - 6000 т, а мощность - 7,58 МВт! Сейчас в Европе используют несколько десятков таких моделей.

Вертикальные ветряки непромышленного назначения при высоте мачты 5 м имеют диаметр ротора 3 м, вес 120 кг и при средней скорости ветра 5-8 км/ч вырабатывают энергию от 4 тыс. до 10 тыс. кВт ч. в год.

Установить ветрогенератор вертикального типа допустимо, в том числе, и в городских условиях с плотной застройкой. Компактные модели можно устанавливать на крышах зданий на высоту до 6 м. На высотных небоскрёбах высота мачты может достигать 15 м. Ветряное колесо нуждается в надёжном закреплении. При установке следует учитывать его диаметр и вес, которые задаются необходимой мощностью. Основание конструкции должно быть крепким и массивным, т.к. оно испытывает существенные нагрузки. Установка ветрогенератора с вертикальным вращением, в отличие от горизонтального, возможна в любой местности.

Как самому сделать ветрогенератор

С целью самостоятельного изготовления ветряка в домашних условиях необходимо, в первую очередь, собрать саму турбину. В зависимости от выбранной конструкции лопастей понадобится фанера (для рёбер и стрингеров) и алюминиевые листы для обшивки (можно заменить на ПВХ) или ABS пластик для изготовления лопастей на верхней и нижней опорах. В качестве оси подойдёт оцинкованная труба.

Установка генератора - важнейший этап. Существуют самостоятельные, но весьма трудоёмкие способы сборки генератора. При этом используются неодимовые магниты для ротора и катушки индуктивности - для статора. Кронштейн статора выполняется из прочного материала, например, из стальных пластин. Его можно вырезать с помощью гидроабразивной или лазерной резки.

Кроме этого, в различных источниках встречаются советы использовать для самодельных ветряков генераторы - двигатели от авто или стиральных машин. А интернет-ресурсы содержат множество детальных схем сборки подобных систем в домашних условиях.

Ветрогенератор - это сложный механизм, и прежде чем приступать к реализации планов по его сборке, необходимо тщательно взвесить все «за» и «против». Ведь для создания надёжного в длительной эксплуатации ветряка понадобится произвести точные расчёты. Также необходимо наличие такого оборудования, как сварочный аппарат, станок для резки металла и прочего расходного материала и инструментов (карбонатное волокно, стекловолокно, эпоксидная смола, уголки, подшипники и многое другое).

Обязательно нужно учитывать сложности при сбалансировании самодельной конструкции - это довольно сложный процесс. Поэтому самодельные ветряки не рекомендуется устанавливать на высоту более полутора метров.

В качестве альтернативы можно рассмотреть вариант сборки ветрогенератора из готовых комплектующих, специально предназначенных для подобной работы. Принимаясь за самостоятельную сборку, помните, что это потребует определённых навыков, будет довольно затратным и займёт много времени. И в любом случае придётся приобретать инвертор. Желательно с функцией контроллера заряда и стабилизацией напряжения.

Вертикальные ветрогенераторы. Цена

Цены колеблются в зависимости от характеристик. Средняя стоимость непромышленных моделей составляет примерно 2000 у.е:

• - мощность 50 Вт, диаметр ветряного колеса (ротора) 1 м, высота 0,6 м, цена зависит от производителя - в районе 1 тыс. у.е;
• - мощность 10 кВт, диаметр ротора 8 м, высота - 6 м, цена около 3,5 тыс. у.е.

ООО "Термодинамика"

Осадчук О.Ю.

2011 г.

Есть еще нюансы, которые надо учесть, если вы собираетесь приобщиться к ветроэнергетике. Так, стоит подумать о том, где лучше всего произвести установку ветрогенератора на даче.

Ветрогенератор для питания пары электрических лампочек и телевизора (малый дачный набор потребителей электроэнергии) можно установить прямо на крыше дома, особенно если модель не очень шумная. Но более серьезное оборудование придется выносить подальше от жилых строений - минимум на 20 м (а лучше - на 30-40 м).

Дело в том, что во время работы генератора возникают электромагнитные поля, которые никак нельзя считать полезными для здоровья (жить с мощным ветрогенератором на крыше - все равно, что жить под линией электро-передачи, на что не согласится ни один разумный человек). Кроме того, они создают помехи для работы электронной техники.

Помимо удаленности от жилых строений, при установке оборудования, следует предусмотреть высоту мачты. Чем выше, тем сильнее ветер и тем эффективнее работа ветрогенератора. Постройки и деревья мешают ветру, поэтому пропеллер желательно поднять как можно выше.

Оптимальной считается мачта, на 10 м превосходящая по высоте самую высокую помеху (дерево, здание) в радиусе 100 м.

Выбор высоты мачты ветрогенератора в зависимости от высоты препятствия: Н - высота мачты; h - высота препятствия; R - радиус ветрогенератора (расстояние от оси вращения до нижнего края лопасти)

Как вариант, можно увеличить радиус до 200 м, тогда мачта должна быть выше самой высокой помехи на 3-4 м. Установка ветрогенератора на даче посреди поля - оптимальный вариант: ни деревьев, ни домов - ветру есть, где разгуляться.

Если нет возможности установить ветрогенератор так, чтобы в радиусе 100 м не было никаких препятствий для ветра, то следует обеспечить, по крайней мере, такую длину мачты, чтобы от верхушки самого высокого препятствия до нижнего края лопасти имелось расстояние 3-4 м.

К сожалению, далеко не на каждом участке можно установить мощный ветрогенератор, соблюдая все требования. К тому же чем выше мачта, тем дороже оборудование, ведь нужны усиленное крепление и различные приспособления, обеспечивающие безопасность и предотвращающие опрокидывание мачты.

Еще один минус ветрогенератора заключается в том, что с его помощью невозможно организовать полностью автономное энергоснабжение загородного дома.

Среднестатистического ветроэлектростанцию, предлагаемыми современными производителями - достаточно для питания бытовых приборов, но его мощности не хватит для отопления в холодный сезон.

К примеру, на рынке предлагаются ветроустановки мощностью 5 кВт, укомплектованные генератором, мачтой, инвертором и 20 аккумуляторами (то есть полный набор оборудования, необходимый для работы устройства). Стоит такой комплект около $20 тыс., а заявленные 5 кВт выдает только при идеальных условиях (их оговаривает продавец, но скорость ветра в вашем регионе может и не соответствовать этим условиям).

Фактически такая ветроустановка снабжает электроэнергией только самые необходимые потребители. Если добавить к ним еще и внешнее освещение дома (двор, участок), то потребляемая мощность значительно возрастет (даже при условии использования энергосберегающих ламп) и придется приобретать ветроустановку, обеспечивающую 10 кВт.

А такое оборудование в полной комплектации стоит уже около $31 тыс. При этом заявленную мощность можно получить опять же лишь в идеальных условиях, которых может и не быть в данном конкретном регионе. Конечно, можно установить несколько ветрогенераторов или один, но очень мощный, созданный для небольших скоростей ветра. Однако это нерентабельно, к тому же оборудование займет много места.

С учетом всех перечисленных минусов ветроэлектростанцию рекомендуется использовать в качестве вспомогательного источника энергии для загородного дома. В сочетании с мини-ГЭС или солнечной электростанцией он прекрасно обеспечит дом электричеством.

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.

Небольшую установку из маленьких ветрогенераторов можно разместить прямо на крыше дома

Что собой представляет ветрогенератор

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.

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 ветряков

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. 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 прибор 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.

Для , 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 прибора

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.

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.

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.

В двадцатые годы двадцатого века об электрификации всей страны в Стране Советов только мечтали. Мечта, в общем, стала явью. Однако есть еще и на территории постсоветского пространства, и во всем мире места, не опутанные проводами ЛЭП. Вот и вынуждены фермеры, рабочие в тайге, полярники искать альтернативные источники энергии. Об одном из них, ветрогенераторах, и пойдет речь в статье.

Итак, что же такое ветрогенератор или в просторечии ветряк? Кому и зачем он может быть полезен?

Даже если вы не проводите исследований во льдах Антарктиды и не разводите коров на ферме, не валите лес в тайге и не занимаетесь разработками различных месторождений в местах, где не ступала нога человека, не спешите отвечать отрицательно на вопрос:»Нужен ли вам ветрогенератор?». Давайте сначала выясним, что это такое и каковы его возможности.

Как уже было сказано выше, ветряк - это альтернативный источник энергии. Если говорить конкретнее, это устройство, превращающее энергию ветра в электричество.

Может ли такое устройство быть полезным не в экстремальных условиях, а в обычной жизни? Конечно, может. На дачных участках, где нет электричества, в населенных пунктах, где оно есть, но вырабатывается с большими перебоями и часто отключается, ветряк, несомненно, пригодится.

В последнее время наметилась тенденция оснащать коттеджи автономным источником энергии. Ветрогенератор в таком случае - один из наиболее популярных вариантов, ведь он экологически чистый, не требует сырья и не образует отходов.

Как работает ветрогенератор?

Для ответа на этот вопрос сначала рассмотрим его устройство.

В любой ветроустановке обязательно должны быть:

Схему работы устройства в самом упрощенном виде можно представить так: ветер вращает лопасти, которые, в свою очередь, приводят в движение ротор. Далее происходит превращение механической энергии в электрическую.

Вращаясь, ротор генератора вырабатывает трехфазный переменный ток, от которого электроприборы работать не могут, поэтому его нужно преобразовать.

С этой целью в конструкции ветряка предусмотрены контроллер. Он превратит ток, идущий с генератора, в постоянный. От последнего заряжаются аккумуляторные батареи. Проходя через них, ток поступает на инвертор, где и приобретает характеристики, приемлемые для работы наших электроприборов. Из постоянного он вновь становится переменным, но с уже привычными нам показателями: однофазным, с напряжением в 220 В и частотой в 50 Гц.

Все ли ветрогенераторы одинаковы?

Несмотря на то, что принцип работы всех ветряков примерно одинаков, существует множество классификаций этих источников энергии. Если рассматривать именно устройства для дома, то наибольшее значение имеют материалы, используемые для изготовления лопастей, их количество, направление оси вращения по отношению к земной поверхности, а также шаговый признак винта. Рассмотрим коротко каждый из видов.

Большинство существующих на сегодняшний день ВЭУ (ветроэнергетическая установка) можно отнести к одно-, двух-, трех- или многолопастными. Небольшая часть наиболее современных устройств лопастей не содержит вообще, а ветер в них улавливает так называемый «парус», с виду напоминающий тарелку. За ним располагаются поршни, приводящие в работу гидросистему, а уже она и вырабатывает электрический ток. КПД таких установок выше, чем у всех остальных. В отношении лопастных систем тенденция такова: чем меньше лопастей, тем больше энергии вырабатывает генератор.

Разновидности ветрогенераторов

Ветрогенераторы, как уже отмечалось выше, могут отличаться не только количеством лопастей, но и материалами, которые применяются для их изготовления. Лопастная система может быть жесткой, изготовленной из металлов или стеклопластика, а может - парусной, более дешевой, но менее практичной.

Если сравнивать ВЭУ по шаговому признаку винта, то более надежными являются устройства, у которых шаг фиксирован. Существуют ветряки и с изменяемым шагом, способные менять скорость вращения, но их громоздкая конструкция влечет за собой дополнительные расходы на установку и обслуживание такой системы.

Наиболее разнообразны конструкции ветряков, если рассматривать их с точки зрения направления оси вращения относительно земли.

Устройства, лопасти которых вращаются относительно вертикальной оси, в свою очередь, можно разделить на несколько типов.

1. Ветрогенераторы Савониуса представляют собой несколько половинок полых внутри цилиндров, посаженных на вертикальную ось. Основное их преимущество - способность вращаться независимо от скорости и направления ветра. Существенный недостаток заключается в способности использовать энергию ветра лишь на треть.
2. Ротор Дарье - это система из двух или более лопастей, представляющих собой плоские пластины. Такое устройство несложно изготовить, но получить много энергии с его помощью не получится. Кроме того, для запуска такого ротора нужен дополнительный механизм.
3. Геликоидный ротор, благодаря специально закрученным лопастям, обладает равномерным вращением. Устройство долговечно, но, в силу сложности конструкции, дорого.
4. Многолопастные ветрогенераторы с вертикальной осью вращения - самый эффективный вариант в своей группе.

Ветряки с горизонтальной осью вращения также имеют свои достоинства и недостатки. Главный их плюс - высокий КПД. Среди недостатков таких конструкций стоит отметить необходимость улавливать направление ветра при помощи флюгера и изменение эффективности в зависимости от направления ветра. В связи с этим горизонтальные установки наиболее уместны на открытой местности. Там же, где лопасти будут заслонены от ветра строениями, деревьями или, например, холмами, лучше установить ВЭУ другой конструкции.

К тому же, такой ветрогенератор дорог, а появление его в окрестностях точно не вызовет большого восторга у ваших соседей. Лопасти его запросто могут сбить летящую птицу и сильно шумят.

Какие еще бывают ветроэнергетические установки? Ну конечно же, наши, отечественные и импортные. Среди последних лидируют европейские, китайские и североамериканские агрегаты. Вместе с тем, наличие на рынке отечественных ветрогенераторов не может не радовать.

Цена таких устройств определяется, в первую очередь, их мощностью и наличием дополнительных элементов, например, солнечных батарей и колеблется в очень широких пределах - от нескольких десятков до нескольких сотен тысяч рублей.

Конструируем ветрогенератор самостоятельно

Конечно, такая цена делает ветрогенераторы доступными далеко не для всех. Если вы решили, что ветряк вам просто необходим, но купить его вы не имеете возможности, или не желаете тратить деньги на его установку, можно попробовать изготовить такой источник энергии самостоятельно. Для этого вам понадобится схема устройства, чертеж и, конечно же, набор необходимых деталей.

Описание работы со всеми схемами, чертежами и пошаговыми инструкциями (иногда даже с фото) вам выдаст любая поисковая система. Однако не спешите приступать к работе по первой же попавшейся инструкции. Лучше сначала детально изучить принцип действия и процесс сборки нескольких конструкций, выбрать ту, которая подходит вам по мощности, доступности деталей и сложности изготовления, и только потом приступать к работе.

Итак, в каждом самодельном ветряке должны быть:

• лопасти;
• генератор;
• мачта;
• а также установка, преобразующая электрический ток.

Каждую из этих деталей можно изготовить самостоятельно или переделать из уже существующей. Так, например, для изготовления лопастей подойдут трубы из ПВХ или алюминия. Есть также схемы изготовления их из дерева или стеклопластика. Все эти способы изготовления лопастей подходят для горизонтальных ветряков, которые рекомендуют специалисты для самодельного домашнего или дачного ветряка. Лопасти же вертикального устройства легко изготовить из пластиковой или металлической бочки.

Способов изготовления генератора тоже существует немало. Один из самых распространенных - это самостоятельно собранный на основе неодимовых магнитов дисковый генератор. Его недостаток - это высокая цена магнитов и их большое количество, достоинством же является простота сборки.

Еще один способ - переделать готовый генератор асинхронного электродвигателя. В этом случае достаточно переточить ротор и перемотать катушки статора. Последнее - самая сложная часть процесса. Тем не менее, и она вполне осуществима в домашних условиях.

Готовые автомобильные или велосипедные генераторы тоже подойдут.

В качестве мачты послужит стальная труба длиной не менее пяти с половиной метров.

Сборка деталей в единую конструкцию осуществляется по схеме, найти которую нетрудно при помощи поисковиков. Главное, суметь в ней разобраться.

Конечно, собрать ветрогенератор своими руками - задача, которая под силу не каждому. Кому-то купить его гораздо проще, чем разбираться в процессе наклеивания неодимовых магнитов или перемотке катушек статора.

Как сделать правильный выбор?

Так на что же обратить внимание при выборе ВЭУ?

Не стоит считать, что самый дорогой и импортный ветрогенератор будет самым лучшим. Исходить, в первую очередь, нужно не из цены, а из ваших потребностей. Перед тем, как сделать покупку, посчитайте, сколько электроэнергии вы планируете расходовать.

Понятно, что выбирать нужно ту модель, которая способна вырабатывать нужное вам количество энергии. Однако будьте внимательны. Каждый ветрогенератор рассчитан на определенную скорость ветра. Это означает, что заявленную производителем мощность он способен выдавать именной при той скорости, которая указана в инструкции к нему.

Если максимальную мощность ВЭУ развивает при скорости ветра 10 -12 м/с, а в вашей местности средний показатель не превышает 4−5 м/с, то не стоит ожидать, что устройство будет вырабатывать заявленное количество электроэнергии. В итоге вы заплатите лишние деньги за то, чего не получите.

Мощность ветрогенератора находится в прямой зависимости от диаметра колеса, образованного лопастями. С погрешностью 20% ее можно рассчитать по формуле: квадрат диаметра помножить на куб средней скорости ветра и разделить полученное значение на 7000. То есть при диаметре колеса, равном двум метрам и средней скорости ветра в вашей местности 3 м/с вы получите около 0,015 кВт электроэнергии. Если же диаметр увеличить в два раза, то ветрогенератор при той же скорости ветра будет выдавать в 4 раза больше электроэнергии - 0,6 кВт. Таким образом, при прочих одинаковых характеристиках, более производителен ветряк с большим размером лопастей.

Не менее важно при выборе ветрогенератора обращать внимание на ёмкость аккумулятора. Если вы живете не в прибрежной зоне, то штиль в вашей местности - явление нередкое. В этом случае система будет работать именно от аккумулятора. А он имеет свойство разряжаться. Поэтому желательно, чтобы помимо него имелся резервный источник энергии.

С этой целью можно приобрести установку сразу с солнечными батареями, или же подключить ветряк к сети. В этом случае он будет лишь компенсировать недостаток электроэнергии в случае необходимости.

Сколько же энергии нужно среднестатистической семье?

1. В городской квартире будет достаточно 0,5 кВт. Чтобы было понятнее, счетчик в этом случае будет показывать 360 кВт•ч.
2. Ветряк мощностью 5 кВт может обеспечить такое количество энергии даже в том случае, если скорость ветра невелика.
3. Если же в квартире постоянно работает какой-либо отопительный прибор, то тот же ветрогенератор сможет обеспечить его работу только при такой скорости ветра, которая возможна лишь у береговой линии.

Какое место выбрать для установки ветрогенератора?

Разумеется, устанавливать ветряк нужно в местах, максимально открытых для ветра. Наиболее подходят для этих целей возвышенности, прибрежные зоны, степи, открытые пространства в удалении от зданий. Не стоит располагать ветроэнергетическую станцию и там, где поблизости есть даже невысокие деревья. Пользоваться ветряком вы будете долго, за это время деревья успеют вырасти и будут создавать помехи.

Немаловажный фактор в выборе места для установки такого устройства - наличие соседей рядом. Дело в том, что ветрогенераторы - устройства отнюдь не бесшумные. Кроме того, об их лопасти, как уже говорилось выше, иногда разбиваются птицы. Не каждый сосед готов терпеть такие неудобства. В связи с этим ветряки лучше устанавливать на расстоянии не менее 250 метров от ближайших жилых домов.

В целом, ветряк - наиболее экологически чистый источник энергии, в отличие, например, от дизельной станции. По сравнению с солнечными батареями, также не выделяющими отходов в окружающую среду, он более доступен по цене. Кроме того, ветер дует и днем, и ночью.

Однако, цена ветрогенератора все же велика, поэтому установка его должна быть целесообразной. Если приобрести такую установку из соображений только охраны окружающей среды или в надежде сэкономить сумасшедшие деньги, ничего, кроме разочарования вам это устройство не принесет. Однако, ветрогенератор станет для вас лучшим выходом из положения, если:

• ветер в местности, где вы планируете установить ветряк, дует много дней в году со скоростью не менее 4 м/с;
• ваш дом не подключен к электросети или расходы на электроэнергию очень высоки;
• на вашем участке достаточно места, чтобы установить такое громоздкое устройство;
• факт установки ветрогенератора согласован с соседями;
• вы обладаете достаточным количеством средств на приобретение и обслуживание ветроэнергетического устройства.

Пользоваться ли электроэнергией от обычной сети, приобретать автономный источник или попытаться его изготовить самостоятельно - выбор остается за вами. Если вы делаете выбор в пользу ветрогенератора, помните, что это решение должно быть продиктовано необходимостью, а не быть просто модной тенденцией. Только тщательно продумав все до мелочей, взвесив все «за» и «против», можно приобрести наиболее выгодный источник альтернативной энергии.