Как выбрать ветрогенератор для дома

Получение электричества за счет бесплатной энергии ветра по понятным причинам интересует сегодня многих владельцев частных домов: автономная электрическая станция значительно уменьшает зависимость от традиционных источников электроснабжения, позволяя экономить денежные средства.

При работе ветрогенераторной установки (ВЭУ) давление воздушного потока воздействует на лопасти ветряного двигателя, который преобразует его во вращение вала для передачи ротору генератора и выработки электричества.

Напряжение от генератора поступает на аккумуляторные батареи для их подзаряда, которые через инвертор питают переменным напряжением бытовые электроприемники. Обычно, используется схема с АКБ напряжением 12 В и инвертором в 220 В.

Выбор ветрогенератора

При выборе конструкции следует учесть требуемую мощность для всех работающих приборов с учетом их графика включения.

Помочь ее определить может обычный ежемесячный учет расхода электроэнергии, проводимый счетчиками и выраженный в киловатт-часах для оплаты за энергопотребление. Кроме того, необходимая мощность может быть определена исходя из электрических характеристик бытовых потребителей.

Важно представлять, что электроприборы питаются от инвертора и комплекта аккумуляторов, а не от генератора и ветряка, которые лишь подзаряжают АКБ.

Этим объясняется способность генератора мощностью 1 кВт поддерживать работоспособность батарей, питающих инвертор в 4 кВт и обеспечивающего бытовые приборы аналогичной мощности. Очень важен правильный выбор комплекта АКБ по емкости и току заряда.

Выбирать конструкцию ветряного двигателя можно исходя из многовековых разработок, учитывая:

• вращение ветряного колеса (в вертикальном или горизонтальном направлении);
  
• изготовление форм лопаток для вентилятора: парусом, прямой или криволинейной (выпуклой или вогнутой) поверхностью и их комбинаций;
  
• применения разных технологий изготовления лопаток и материалов для них;
  
• размещения лопастей вентилятора (рассматривая варианты конструкций с разным наклоном к потоку проходящего воздуха);
  
• включения разного количества лопастей в вентилятор.
  

Очевидно, что все конструкции создавались для определенных целей и условий. Имея разные возможности, в любом случае следует учесть:

• среднюю скорость ветра в течение года для данной местности;
  
• требуемую величину мощности, передаваемой ветряным двигателем генератору.
  

Усредненную величину скорости ветра можно уточнить у работников метеослужбы. Однако, как показывает практика, для большинства регионов РФ ветры с большой скоростью не характерны. Учитывать их влияние при выборе мощности для ВЭУ нет необходимости.

Информация о преимущественных направлениях ветра также не требуется, т. к. функционал современных ветрогенераторов предполагает возможность их самостоятельного поворота в любую сторону.

Назначение ветроколеса сводится к забору энергии ветра для передачи генератору. Лучшими характеристиками для большинства мест в России обладают конструкции с горизонтальной ориентацией оси вращения лопастей, напоминающие винт самолета или катера.

Вогнутая криволинейная поверхность лопатки, обтекаемая потоком воздуха под острым углом, формирует подъемную силу, обеспечивающую высокий КПД.

При этом, площадь лопасти влияет на величину забираемой от ветра мощности. Обычному одноквартирному дому достаточно использовать ветряное колесо с лопастью порядка 1,25 метра.

Так, меньшие размеры не смогут передать ротору ветрогенератора необходимую мощность. Однако, нередко некоторые продавцы заявляют обратное в целях рекламных целях.

От количества лопастей в ветряке зависит число его оборотов. Большей быстроходностью обладают устройства, снабженные всего одной лопастью, уравновешенной противовесом. Это наиболее популярная конструкция устройства.

ВЭУ не способны забирать энергию ветра при его низких скоростях (менее 3-х м/сек) из-за малой мощности воздушных потоков. Однако, об этом зачастую “забывают” некоторые авторы рекламных материалов устройств.

Для восприятия слабого ветра требуется увеличивать размеры лопасти ветряка минимум до 2-х метров. Это даст более чем двухкратный прирост мощности генератору в 1 кВт.

Перед монтажом всей конструкции следует определиться с местом установки. Ветряное колесо хорошо работает на открытых со всех сторон площадках без строений и деревьев.

Поэтому, лучше всего подходят возвышенности местности и вершины холмов. Расположение около высоких предметов требует установки оборудования на максимально возможной высоте. Прирост энергии возрастает с высотой.

Принятие мер, препятствующих падению смонтированного устройства сводится к:

• использованию прочных и проверенных элементов конструкции мачты;
  
• созданию надежного фундамента, принимающего на себя раскачивающие мачту нагрузки от порывов ветра;
  
• применению системы растяжек, обеспечивающих повышенную устойчивость.

Внимание! При принятии решения о покупке ВЭУ настоятельно рекомендуется учесть следующие факторы:

• в зависимости от времени года может возникать неодинаковая подвижность грунтов, способствующая ослабеванию растяжек, поэтому их натяжение требуется периодически регулировать.
  
• при установке ветряков на крышах зданий или креплении мачты к стенам в помещения может проникать шум от постоянно работающего ветряного двигателя, а раскачивающие мачту ветряные нагрузки переноситься на конструктивные элементы здания.
  
• желания владельцев домов обогревать жилище за счет ВЭУ в большинстве регионов России чаще всего, не воплощаются из-за недостатка мощности. Использование их для обогрева возможно, разве что в климатически теплых южных регионах.
  
• по понятным причинам, при продолжительной безветренной погоде придется отказаться от ВЭУ.
  

Для передачи электроэнергии от генератора, вращающегося вокруг мачты, используются различные конструкции токосъемников. Однако, можно просто применить гибкий кабель с длиной, позволяющей генератору совершить порядка 20 оборотов относительно неподвижной мачты.