При обустройстве жилья каждый ставит перед собой цель обеспечить бесперебойное электропитание, но при этом сэкономить.
С этим помогут силы природы – современный рынок позволяет выбрать лучшие ветровые генераторы. Однако, не разобравшись в нюансах и не проведя некоторые расчеты, будет трудно правильно определиться с моделью.
Что такое ветрогенератор?
Это станция, вырабатывающая электрическую энергию за счет воздушных порывов. Получаемая мощность является полностью бесплатной: владелец тратится только на покупку и обслуживание оборудования.
Однако ветряки не устанавливаются в каждом доме, что вводит в недоумение.
Минусы
При более глубоком исследовании, становятся понятны причины ограниченности использования генераторов:
- Ветроэлектрогенератор – это дорогое оборудование.
- Станция зависит от погодных условий – выработка энергии невозможна без движения воздушных масс.
- Для накопления энергии (бесперебойной подачи) требуется закупить и подключить аккумуляторы – это дополнительные траты (батареи стоят дорого).
- «Бесплатная» энергия от ветра окупается лишь при точном расчете (из-за цен на составляющие станции и стоимости обслуживания повышается себестоимость электричества).
Когда выгодны?
Несмотря на достаточно весомые недостатки, ветровые установки для выработки электроэнергии выгодны при некотором раскладе: себестоимость электричества удается снизить, если задействовать станцию в отопительном процессе.
Факторы окупаемости:
- электрические нагреватели не требуют высококачественной энергии, что позволяет сэкономить при покупке оборудование бюджетного уровня;
- для сохранения энергии практичнее задействовать не дорогие аккумуляторы, а стандартный тепловой резервуар (бойлер);
- отопление является главной статьей расхода потребления, потому при перенаправлении питания на станции получается тратить меньше;
- большой спектр температур (от 18 до 24 градусов по Цельсия) позволяет системе не потреблять электричество некоторое время (когда не хватает ветра).
Разновидности ветровых генераторов
Все генераторы можно поделить на 2 группы:
- с вертикальным ротором;
- с горизонтальным ротором.
Первая разновидность считается не слишком эффективной, поскольку обладает значительно более низким КПД, нежели вторая (уступает в 3 раза).
Достоинства вертикальных ветряков – простота монтажа и надежность конструкции.
Вертикальные ВЭУ
Бесшумность при работе позволяет устанавливать оборудование на крыше или на земле. Ветровая электростанция для дома устойчива при стихийных бедствиях (ураганы, наледь и др.). Генератора начинает крутить при слабых порывах – от 1-2 м/с.
Горизонтальные ветряки начинают вырабатывать энергию при ветре не меньше 3.5 м/с и они гораздо чаще встречаются.
Горизонтальная ВЭУ
Их уровень эффективности – КПД 50%, но более шумный режим работы и вибрации. Для монтажа оборудования понадобится свободная площадка – до 100 метров и мачта.
Смотрите видео, где раскрываются такие вопросы: какой ветряк лучше и переделка вертикального устройства в горизонтальный:
Регионы применения ветровой энергии для отопления
Ветряки рекомендуется устанавливать, если есть проблемы с подключением к стандартным отопительным сетям или центральное водоснабжение работает с некоторыми перебоями, не позволяя теплоносителям нагреваться до достаточной температуры. Такие условия, если позволяет локация, говорят о необходимости покупки ветровой станции.
В регионах, где наблюдается достаточная ветровая активность стандартное отопление можно заменить на альтернативные источники. Когда сила порывов и общая динамика не слишком эффективны для полного обогрева, возможно комбинирование – часть нагрузки уходит на ветровой генератор для финансовой экономии.
Ветровое отопление считается эффективным, поскольку холодный воздух плотнее, чем теплый. Эта характеристика положительно сказывается на генераторе – повышается его производительность, позволяя обустроить бесперебойную подачу энергии. В зимнее время года наблюдается высокая ветровая активность, что также влияет на окупаемость проекта.
Если рассматривать ветряки с отопительной точки зрения, то нужны расчеты. Для некоторой местности установка генераторов станет не лучшим решением. Перед покупкой оборудования требуется навести справки о среднегодовой скорости ветра и сезонной динамики.
Погодная информация помогает определить характеристики, необходимые ветряку для эффективного отопления дома. Даже расположение участка имеет свою значимость, потому подбор генератора является индивидуальным мероприятием.
Ориентиры при выборе ветряка
Современный ветрогенератор покупается с оглядкой на требуемую мощность.
- Для небольшой дачи или дома хватит ветряка мощностью 1.5-3 кВт с месячной отдачей около 500 кВт•ч.
- При постоянном нахождении в жилище квадратурой 100-200 м2 для обслуживания хватит станции в 5-6 кВт с регулярной выработкой более 1000 кВт•ч.
Для конечного выбора подходящей модели нужно сравнить варианты по ряду характеристик, главная из которых – расчетная скорость ветра, при которой вырабатывается полная мощность. Чем это значение ниже, тем эффективнее.
Главное подойти к процессу тщательно, не допустив ошибок. К примеру:
- ВЭУ на 2 кВт с расчетной скоростью в 12-15 м/с начнет крутиться на полную лишь во время урагана. При порыве в 6-8 м/с станция сможет выработать около 20% от общей мощности, а в погоду со слабым ветром лопасти окажутся практически неподвижными.
- Генератор меньшего калибра, расчетная скорость которого равна 8 м/с в ветреном регионе практически все время будет крутить на пределе, а при слабом ветре сможет сгенерировать до 40% от заявленного показателя.
Другая важная характеристика – высота мачты. Стандартизированная норма – 10 метров от земного покрова. Скорость ветра растет пропорционально высоте и на высоте в 20 метров эффективность потока возрастет в 1,5 раза, по сравнению с 10 метрами.
Перед тем, как выбрать ветряк рекомендуется изучить факторы:
- объем электрической энергии, которую генератор сможет получить за временной отрезок: хватит ли этого для комфортного энергоснабжения/отопления жилища;
- примерный срок годности оборудования;
- надежность системы, которая проявляется, например, сроком гарантийного обслуживания;
- частота обслуживания системы для комфортной работы;
- продолжительность продажи/выпуска выбранной модели, надежность и эффективность за данный период;
- время получения заказа.
На этом видео, человек рассказывает про свой ветрогенератор:
Определение требуемой мощности
Для вычисления необходимой мощности станции, нужно выписать все потребители электричества в доме: начиная с обычных ламп и заканчивая кондиционером, телевизором и холодильником. Все прибору суммируются, чтобы получить полный расходуемый объем электричества.
Расчет выполняется с запасом, поскольку реальны траты энергии даже в интенсивные периоды получатся меньше – мало кто включает все устройства в доме одновременно.
Дальше требуется примерно вычислить время работы всех устройств, чтобы определить месячную потребность системы. Например:
- для покрытия нужд коттеджа обычно хватает ВЭУ мощностью 5-6 кВт;
- для малого поселка из домов достаточно станции в 10-25 кВт.
Также выделяется подкласс систем, именуемый микрогенераторами. Они обладают малой мощностью – менее 1 кВт и используются для снабжения энергией сельхоз ферм, поддержания автономной системы откачки воды и др.
При недостатке ветряной активности генератор хорошо сочетается с солнечными панелями. Подобные системы называют гибридными.
Смотрите видео, ветрогенератор и солнечные батареи, установка и эксплуатация:
Также ветряк можно дополнить дизельным генератором. Такие комплексные станции надежны благодаря факторам:
- они позволяют собирать значительные объемы электрической энергии при достаточном ветре и тогда, когда потребление снижается;
- могут поддерживать кратковременное питание системы мощностями, превышающими таковые от ветреного генератора;
- поддерживают питание потребителя при недостатке активности ветра благодаря накоплению электричества.
Обустроить полностью работающий ветряк для частного дома можно и своими руками. Сделать это непросто: каждый из элементов системы должен четко выполнять назначенную функцию – преобразовываться вращательную энергию в электричество. Также нужны аккумуляторы, поскольку системе, вырабатывающей стабильный ток, требуются батареи для накопления.
Узнайте из видео, как сделать самостоятельно мощный ветрогенератор для дома:
Ветряной генератор для дома при правильном подходе позволит владельцу значительно сэкономить на счетах за электричество. К тому же, альтернативная энергия считается чистой и не вредит окружающей среде.
