Серия ветряных установок для использования в домашних условиях охватывает устройства с мощностью от 0,5 до 5 кВт. Такие установки могут функционировать как основной источник электричества, так и быть в качестве дополнения к нему. Ветряные станции Condor Home хорошо подготовлены к эксплуатации в условиях низких температур и могут генерировать энергию даже при слабом ветре.
5 лучших ветрогенераторов для дома
В дополнение к мощным промышленным ветрогенераторам высотой более 100 метров, на рынке также имеются доступные по цене вертикальные и горизонтальные ветряные установки для частных домов. Они способны обеспечивать пользователей электрическим током напряжением 220В, что позволяет подключать разнообразные устройства, такие как телевизоры, холодильники, системы освещения, и многое другое. Ветрогенераторы становятся особенно актуальными в удаленных местах, где нет доступа к централизованным электрическим сетям. Даже в электрифицированных населенных пунктах некоторые владельцы частных домов устанавливают такие устройства на своих участках, чтобы получить бесплатную энергию. Ключевое требование для монтажа ветряка — наличие пространства, способствующего свободному движению воздуха. Обычно предпочтительно выбирать возвышенности, свободные от деревьев. В частном секторе требуется установка высокой стальной мачты с тросовыми распорками для стабильности. В этой статье вы сможете узнать о лучших ветряных генераторах для частного дома, доступных для покупки в России.
Принцип работы ветрогенератора заключается в преобразовании механической энергии, возникающей при вращении лопастей, в электрическую. При этом на витках обмотки ротора формируется постоянный электрический ток, который затем поступает в аккумулятор для накопления. При помощи встроенного инвертора постоянное напряжение, варьирующееся в пределах 12-48В, трансформируется в переменное напряжение 220V. В зависимости от производительности (2-5-10-15 кВт), к ветрогенератору можно подключать не только системы освещения, но и такие приборы, как бойлер, стиральная машина или утюг.
Ветровые генераторы для дома, использующие напряжение 220V, могут быть как горизонтальными, так и вертикальными. Горизонтальные устройства имеют лопасти, напоминающие вертолетные, и вращаются на дополнительном шарнире, что позволяет им эффективно улавливать ветер. Однако их эффективность высока лишь при строгом направлении по ветру. В отличие от них, вертикальные ветрогенераторы обладают изогнутыми или прямыми лопастями, которые могут начать вращение вне зависимости от направления ветра.
Советы по выбору
При выборе оптимального ветрогенератора для себя, обратите внимание на следующие аспекты:
Мощность. Если вы рассматриваете маломощные устройства с мощностью 200, 400, 500, 600 или 1000 Вт, следует понимать, что такие модели подойдут лишь для подключения газовых котлов, зарядки мобильных аппаратов (смартфонов, планшетов, ноутбуков) и организации освещения в частном доме. Генераторы с мощностью 2, 5, 10 и 15 кВт подходят для обеспечения электропитанием более требовательной бытовой техники. Чтобы выбрать необходимый ветрогенератор, вам следует подсчитать общую мощность всех ваших устройств, а затем добавить 20% для задела.
Скорость ветра в вашей области. Мощность, которую может вырабатывать ветряк, напрямую зависит от скорости ветра. Если скорость ветра ниже минимально необходимой для конкретной модели, выработка энергии будет ниже заявленной. Например, ветрогенератор мощностью 5 кВт сможет выдавать свои полнофункциональные характеристики при скорости ветра 12 м/с, но при снижении скорости до 7 м/с его отдача составит лишь 0,8 кВт.
Комплектация. Для функционирования ветряной электростанции в частном доме, помимо самого генератора и мачты, потребуется контрольный модуль, аккумулятор, а также инвертор для преобразования тока и генерации 220V. Некоторые модели предлагают готовый комплект, в то время как другие, хотя и более доступные по цене, могут включать только генератор, а остальные компоненты придется приобретать отдельно.
Бренд. Надежными и хорошо проверенными считаются ветрогенераторы от компаний YASHEL и ZONHAN, которые получили популярность среди пользователей. Также на российском рынке активно представлены другие производители, предлагающие более доступные модели, такие как Energy Wind, GRIF и ROSVETRO.
Место для размещения ветрогенератора
Важность выбора места для установки ветряка нельзя недооценивать. Избегайте размещения генератора рядом с деревьями, домами и другими препятствиями, так как это может негативно сказаться на производительности устройства.
Помните также о следующих аспектах:
- Максимальная сила ветра наблюдается на вершинах холмов, у береговых линий, на открытых равнинах и в местах, свободных от растительности и зданий.
- Деревья могут расти, а ветряк — нет, поэтому следует избегать установки вблизи них.
- Перед установкой рекомендуется уведомить соседей о ваших планах, чтобы избежать возможных проблем в будущем.
- Рекомендуется размещать ветряк на расстоянии от соседей — обычно хватает 250–300 метров.
Не стоит рассчитывать на то, что ваша ветроэлектростанция будет постоянно вырабатывать достаточное количество энергии. Скорость ветра в одном месте может варьироваться, и, соответственно, изменится и выработка энергии. Например, изменения скорости ветра на 10% могут привести к изменению выработки энергии на 25%!
Типы ветрогенераторов
Существует два основных типа ветрогенераторов: с горизонтальной и вертикальной осью вращения. Горизонтальные установки требуют ориентации по направлению ветра, для этого в их конструкции предусмотрены специальные хвостовые части.
Вертикальные ветрогенераторы могут работать в любом направлении ветра, но они требуют больше пространства на земле для установки, поскольку необходимо предусмотреть растяжки для обеспечения стабильности конструкции.
Ключевые компоненты типичной ветряной электростанции представлены на следующем рисунке.
В состав входят:
- Ротор с аэродинамическими лопастями.
- Редуктор или коробка передач, которая синхронизирует скорость вращения ротора и генератора. Для небольших ветряков (до 10 кВт) редуктор не требуется.
- Защитный кожух, который охраняет редуктор, генератор, электронику и другие элементы от воздействия внешней среды.
- Хвост ветряка, который обеспечивает его ориентацию по ветру.
Горизонтальные ветрогенераторы требуют установки на специальных мачтах (в то время как вертикальные модели чаще устанавливаются прямо на земле).
Мачты бывают различных типов: на растяжках (с надежным креплением), поворотные мачты на растяжках (которые можно поднимать и опускать для обслуживания), и свободно-стоящие мачты (они более тяжелые, но занимают меньше места).
Ключевым фактором является высота установки мачты. Энергия ветра пропорциональна кубу скорости ветра (т.е. утроение скорости ветра приводит к восьмикратному увеличению энергии). Увеличивая высоту мачты, вы получите существенную выгоду по энергоэффективности ветряка. Рекомендуемая высота установки составляет 24-37 метров. Установка ветряка на меньшей высоте эквивалентна размещению солнечных панелей в тени.
Также важно изучить местные законы относительно высоты мачт для ветряных электростанций. Контролируйте, чтобы используемая конструкция мачты соответствовала рекомендациям производителя, иначе вы можете потерять гарантию. Важно заземлить мачту и предусмотреть защиту от молний.
Для обеспечения электробезопасности желательно использовать разъединители и автоматические выключатели. Они позволяют безопасно выполнять обслуживание и модернизацию ветрогенератора.
Кроме того, вам могут понадобиться и другие компоненты для ветряной электростанции. Аккумуляторы служат для накопления избытка энергии, генерируемой ветряком, но так как они работают с постоянным током, вам потребуется инвертор для преобразования в переменный ток.
Если дом или хозяйство подключены к общей энергосистеме, то в ветреные дни излишек энергии можно продавать в электрическую сеть (хотя это не актуально для нашей страны). В дни с низким уровнем ветра, когда электроэнергии от ветряка недостаточно, вам придется приобретать электричество из общей электросети.
Виды ветряных электростанций
По типу потребления различают автономные и сетевые ветрогенераторы. Первые предназначены для электроснабжения удаленных от центральных электрических сетей потребителей.
Сетевые ветряки могут состоять из десятков или даже сотен генераторов, объединенных в единую систему, передающую энергию в общую сеть. Мощность автономных установок обычно не превышает 75 кВт, тогда как мощность сетевых ветрогенераторов начинается с 100 кВт.
В зависимости от конструкции выделяют ветряные генераторы:
- с вертикальной осью вращения;
- с горизонтальной осью вращения.
Эти устройства предназначены для различных условий использования, но чаще встречаются модели с горизонтальной осью, которые функционируют подобно обычному флюгеру. Ось ротора в этих конструкциях вращается параллельно земле.
Такие генераторы имеют высокие показатели КПД (около 40%), простоту регулировки мощности и более доступную цену, однако они также создают значительный шум и вибрации, а их необходимо ориентировать по направлению ветра.
Для установки ветряка с горизонтальной осью вращения потребуется около 120 м свободного пространства и мачта высотой не менее 8 метров.
Ветряные генераторы с вертикальной осью вращения имеют более компактные конструкции, менее подвержены воздействию окружающей среды.
В таких устройствах турбина располагается перпендикулярно к поверхности Земли. Они могут запускаться даже при слабом ветре и не зависят от направления его движения.
Низкий уровень шума (до 30 дБ) делает возможность установки вертикальных турбин на крышах зданий.
Тем не менее, у них есть существенные недостатки: КПД таких генераторов составляет лишь 15%, и стоимость их превышает цену моделей с горизонтальной осью вращения.
Модели ветрогенераторов различаются не только по расположению вращательной оси, но и по:
- количеству лопастей — существуют ветряки с двумя, тремя или даже многолопастные конструкции;
- материалам изготовления функциональных деталей — могут иметь как парусные, так и жесткие лопасти;
- шагу винта — этот параметр может быть регулируемым или фиксированным.
Когда речь идет о многолопастных стационарных ветряках, они начинают вращение даже при слабом ветре, тогда как двух- или трехлопастные модели требуют более сильного ветра для функционирования. Однако каждая дополнительная лопасть создает большее сопротивление, что может усложнить достижение стандартных рабочих оборотов генератора.
Материал лопастей также имеет значение. Парусные элементы проще в производстве и стоят дешевле, но если вам нужна надежная работа устройства для автономного электроснабжения, рекомендуется выбирать конструкции с жесткими лопастями, сделанными из металла или армированного стеклопластика.
Целесообразность установки ветрогенератора
Малые ветряные электростанции находят широко применение как альтернативные источники электроэнергии, позволяя обеспечить заметную экономию.
Часто такие устройства устанавливают на дачных участках или в удаленных от основных электрических сетей местностях. Но это далеко не единственная причина популярности таких конструкций.
Владельцы земельных участков используют ветрогенераторы для достижения полной автономности и значительной экономии электроэнергии.
Тем не менее, не каждое место подходит для установки ветряной турбины. Для того чтобы мини-электростанция нормально функционировала в течение заявленного производителем срока работы, климатические условия данного региона должны соответствовать требованиям специализированного оборудования.
Средняя скорость ветра должна быть не ниже 4,5-5 м/с. Только в этом случае установка ветряка будет целесообразна с экономической точки зрения.
Чтобы получить информацию о среднегодовой скорости ветра в разных регионах, следует обратиться к специальным картам ветров. Более точные данные можно получить, используя анемометр и устройство для считывания сигналов.
Измерительное устройство должно быть установлено на достаточной высоте, чтобы близлежащие здания и деревья не искажали результаты.
При принятии решения об установке ветряной мини-электростанции для дома также важно наличие свободного пространства. Ветер должен беспрепятственно проходить по лопастям и встречаться с ними с разных сторон.
Именно поэтому оптимальными местами для установки ветряка считаются вершины холмов, где воздушные массы уплотняются с увеличением скорости и давления ветра, а также морские прибрежные регионы и открытые степные участки.
Для полного использования потенциала ветрогенератора его необходимо устанавливать в местах, свободных от деревьев и высоких зданий.
Любые препятствия в радиусе 250 метров будут влиять на работу ветряка. Для достижения максимальной отдачи от турбины ось должна находиться выше уровня препятствий на 4-5 метров.
Правила выбора оборудования
К выбору ветряного генератора для дома следует подходить с тщательной подготовкой.
Прежде всего, стоит собрать основную информацию:
- Определить номинальное и максимальное количество электроэнергии, необходимое для удовлетворения нужд вашего домохозяйства.
- Изучить данные о среднегодовой скорости ветра в месте расположения, чтобы понять, в какие периоды ветряк может находиться вне работы.
- Учитывать климатические особенности региона. Если зимой предполагаются сильные морозы, установка ветряной станции может не оправдать себя.
- Обратить внимание на уровень шума, создаваемого ветрогенератором в процессе работы.
- Сравнить технические характеристики различных моделей от различных производителей.
Выбор комплектующих для установки ветряной электростанции производится на основании номинальных значений мощности. Также важны и данные о номинальной скорости ветра — они показывают условия, при которых ветрогенератор производит необходимое количество электрической энергии.
Как выбрать ветрогенератор для частного дома?
Для начала необходимо оценить, сколько электричества требуется домочадцам для удовлетворения их нужд. Для этого потребуется учесть все электрические приборы и продолжительность их работы.
Следующим шагом будет оценка средней скорости ветра в предполагаемом месте установки ветряной электростанции. Это поможет определить, какую мощность сможет выдавать ветрогенератор и избежать ситуации, когда мощное оборудование функционирует на низком уровне. Не забывайте, что мощность — это относительное значение. При слабом ветре ветрогенератор не сможет достичь заявленных производителем показателей. Для большинства моделей ветряков номинальная мощность определяется при скорости ветра в 8 м/с, что означает, что при такой скорости ветряк мощностью 5 кВт будет выдавать 5 кВт энергии.
Возможности компании REENERGO
Не хотите тратить время на изучение, как выбрать ветрогенератор? Обратитесь к экспертам компании REENERGO, которые помогут вам подобрать наиболее подходящее оборудование для вашей ветряной электростанции.
Кроме того, специалисты REENERGO помогут выбрать компоненты для солнечных электростанций и расскажут о сроках окупаемости солнечных батарей, необходимых для полной энергетической независимости.
Добавить комментарий Отменить ответ
Добро пожаловать в блог
Вы находитесь в блоге компании REENERGO. Мы стремимся регулярно публиковать полезные и интересные материалы и новости, касающиеся альтернативной энергетики.
Способы повышения эффективности работы
Для повышения эффективности функционирования ветрогенератора потребуется внесение изменений в его рабочие характеристики. Прежде всего, стоит обратить внимание на повышение чувствительности лопастей к слабым и неустойчивым потокам воздуха.
Для реализации данной цели рекомендуется использовать лепестковый парус.
Это специальная односторонняя мембрана для потока воздуха, которая позволяет ветру проходить в одном направлении, но блокирует его обратное движение.
Другой способ повышения КПД ветрогенератора — применение диффузоров или защитных колпаков, которые отсекают поток воздуха с противодавлением. У обеих конструкций есть свои преимущества и недостатки, однако в любом случае они более эффективны, чем традиционные модели.
Строительство своими руками
Установка ветряного генератора может стать дорогостоящим мероприятием. Если вы хотите реализовать этот проект на своем участке, стоит учесть несколько важных моментов:
- наличие подходящей местности;
- наличие частых и сильных ветров;
- отсутствие иных альтернативных источников энергии.
В противном случае ветряная станция не обеспечит ожидаемую экономию и эффективность. С учетом растущего интереса к альтернативной энергетике и высоких цен на ветряные установки, многие решают изготовить такую установку самостоятельно. Для этого можно использовать неодимовые магниты, редукторы, лопасти и другие компоненты.
Преимущества самостоятельно созданного ветрогенератора многочисленны. При наличии желания и базовых технических навыков любой желающий может самостоятельно построить установку для выработки электроэнергии. Простейшие конструкции включают в себя ветряки с вертикальной осью, для которых не требуется высокие опоры и мачты, а монтаж проходит быстро и легко.
Для создания ветрогенератора нужно подготовить все необходимые детали и установить их на выбранное место. Основные элементы самодельного вертикального генератора включают:
- ротор;
- лопасти;
- осевая мачта;
- статор;
- аккумулятор;
- инвертор;
- контроллер.
Лопасти целесообразно сделать из легкого и прочного пластика, поскольку другие материалы могут подвергаться повреждениям и деформациям под воздействием высоких нагрузок. Для изготовления можно использовать трубы ПВХ, из которых следует вырезать 4 равные части. Затем из листа металла вырежьте пару полукругов и прикрепите их к краям труб. Радиус лопастей должен составлять 69 см, а высота — 70 см.
Для сборки роторной системы вам потребуется 6 неодимовых магнитов, 2 ферритовых диска диаметром 23 см и клей. На первом диске расположите магниты, равномерно распределяя их по кругу, с угловым интервалом в 60 градусов и радиусом 16,5 см. Аналогично выполните сборку второго диска и залейте магниты клеем. Для статора подготовьте 9 катушек, на каждую из которых намотайте 60 витков медной проволоки диаметром 1 мм. Схема пайки:
- начала первой катушки соединить с концом четвертой;
- начала четвертой катушки соединить с концом седьмой.
Соберите вторую фазу аналогично первой. Далее из фанеры изготовьте форму, дно которой накройте стекловолокном. Поверх стелите спаянные катушки. Заливку конструкции производите клеем и оставьте для высыхания на несколько дней. После этого можно приступить к монтажу всех компонентов ветрогенератора в единое целое.
Чтобы собрать верхнюю роторную часть, сделайте 4 отверстия под шпильки. На нижний ротор, установленный с магнитами вверх, разместите статор с отверстиями для монтажа кронштейна. Алюминиевая пластина должна упираться в шпильки, затем накройте её вторым ротором с магнитами вниз.
С помощью гаечного ключа аккуратно вращайте шпильки, чтобы ротор спускался ровно и без ударов. После достижения нужного положения закрутите шпильки и уберите алюминиевые пластины. В конце работы закрепите конструкцию с помощью гаек, не затягивая их слишком сильно.
