Ветрогенераторы для частного дома: Ветрогенератор для дома — минусы и минусы. Расклад по ценам и киловаттам. Цена за 1квт от ветряка.

Содержание

виды, как выбрать, обзор лучших вариантов

Ветряки давно перестали быть экзотической новинкой, сейчас их рассматривают как один из возможных вариантов экономии. Потоки воздуха над земной поверхностью несут в себе огромное количество энергии, которую в настоящее время успешно применяют в промышленных ветротурбинах и малых ветряных установках для частного использования.

Мы расскажем, как правильно выбрать и технически грамотно установить ветрогенератор для частного дома. В предложенной нами статье описаны правила сборки и эксплуатации мини электростанций. Заинтересованным покупателям даны рекомендации по выбору, приведен рейтинг популярных моделей.

Содержание статьи:

Конструкция и принцип работы ветротурбин

Ветровые генераторы представляют собой спецустройства, которые трансформируют кинетическую энергию ветра в электрическую. Это независимые источники электроэнергии, которые отлично подходят для установки в частных жилых домах, на небольших и средних фермерских хозяйствах, производственных базах.

Конструкция стандартной мини-электростанции для бытового использования включает такие функциональные элементы:

  1. Лопасти аэродинамической формы для улавливания ветра.
  2. Генератор для продуцирования переменного тока.
  3. Контроллер для автоматического управления ветряной станцией. Позволяет регулировать подзарядку аккумуляторов, распределяет потоки энергии между устройствами.
  4. Накопитель. Специальные аккумуляторные батареи для накопления сгенерированного электричества.
  5. Инвертор для приведения параметров вырабатываемой энергии к сетевым стандартам.
  6. Мачта, приподнимающая лопасти на определённую высоту над уровнем земли.

Мачты бывают разными: свободностоящие без растяжек, жёстко зафиксированные и поворотные на растяжках. Последние могут опускаться и подниматься для обслуживания, а также проведения ремонтно-восстановительных работ.

Под воздействием ветра лопасти, насаженные на генераторный вал, начинают вращаться, способствуя запуску ротора. В результате происходит преобразование кинетической энергии воздушных потоков в механическую, а потом и в электрическую энергию. Так выглядит сильно упрощённая схема работы ветряка

В действительности энергия от ветряной электростанции напрямую к потребителю не поступает. В системе обязательно должны быть подключены специальные приборы для преобразования электротока.

В цепи после генератора размещается контроллер. Он конвертирует переменный ток в постоянный. В таком виде электричество аккумулируется и сохраняется в батареях, а потом от них через инвертор, который трансформирует постоянный ток в переменный, энергия подаётся в частную электросеть.

Такая схема даёт возможность сгладить нестабильность напряжения, а также накапливать энергию в периоды полного отсутствия потребления. А это, в свою очередь, позволяет задействовать ветряные генераторы меньшей мощности, чем суммарная мощность бытовых электроприборов.

В ходе конвертации электротока по схеме переменный-постоянный-переменный происходят определённые потери энергии, которые составляют примерно 20%

Вместе с автономной ветряной станцией можно устанавливать и солнечные модули, и топливные генераторы.

Если задействовано сразу несколько устройств для получения электричества, схему дополняют ещё одним элементом – автоматическим выключателем (ABP). Он необходим, чтобы при отключении одного источника альтернативной энергии запускался другой – резервный.

В составе современных ветряных станций используются различные конструкции роторов – вращающихся частей. Они имеют свои преимущества и недостатки, разную эффективность и функциональные возможности. В настоящее время существует много разработок автономных систем, способных взаимодействовать с ветрами разной скорости и силы.

Виды ветряных электростанций

По типу потребителей различают автономные ветрогенераторы и установки сетевого назначения. Первые осуществляют энергоснабжение удалённых от центральных электрических сетей потребителей.

Вторые – могут насчитывать несколько десятков/сотен ветряков, которые образуют единую систему и отдают энергию в общую сеть. Мощность автономных агрегатов редко превышает 75 кВт, в то время как мощность сетевых установок стартует с отметки 100 кВт.

В зависимости от типа конструкции различают ветряные генераторы:

  • с вертикальной осью вращения;
  • с горизонтальной осью вращения.

Эти устройства используются для разных условий эксплуатации, но чаще всего встречаются модели с горизонтальной осью. Они работают как обычные флюгеры и имеют схожее строение. Ось ротора вращается параллельно земной поверхности.

Такие агрегаты отличаются высокими показателями КПД (около 40%), простой регулировкой мощности и более доступной ценой, но также характеризуются высоким уровнем создаваемого шума и вибраций. Помимо этого, их необходимо ориентировать на направление ветра.

Для монтажа ветряка с горизонтальным расположением ротора нужно примерно 120 м свободного пространства и мачта высотой не меньше 8 м

Ветряные генераторы с вертикальной осью вращения имеют более компактную конструкцию, они менее восприимчивы к воздействию факторов окружающей среды.

В устройствах этого типа турбина расположена перпендикулярно по отношению к плоскости Земли. Подобные конструкции запускаются даже от слабого ветра и не зависят от направления движения воздушных потоков.

Низкий уровень создаваемого шума (до 30 дБ) даёт возможность устанавливать вертикальные ветротурбины на крышах зданий

Однако есть и существенный минус – КПД таких генераторов составляет всего 15%. Кроме того, они стоят дороже, чем модели с горизонтальной осью вращения.

Модели ветрогенераторов различаются между собой не только расположением вращательной оси, но и:

  • количеством лопастей – бывают ветряки с двумя и тремя лопастями, встречаются и многолопастные модификации;
  • материалами изготовления функциональных деталей – с парусными и жёсткими лопастями;
  • шагом винта – регулируемый или фиксированный.

Вращение многолопастных стационарных ветряков начинается даже при слабом ветре, а вот для работы двух- и трёхлопастных устройств нужен более сильный ветер. В то же время каждая дополнительная лопасть в конструкции создаёт большее сопротивление колеса, в результате чего становится сложнее достигнуть стандартных рабочих оборотов генератора.

В зависимости от материала изготовления , могут возникнуть определённые сложности в работе. Парусные элементы проще в изготовлении, поэтому и стоят дешевле.

Но если необходимо обеспечить надёжное функционирование ветротурбины для автономного электроснабжения, стоит отдавать предпочтение конструкциям с жёсткими лопастями, изготовленными из металла или армированного стеклопластика.

Что касается шага винта, то здесь также не всё так просто. Изменяемый шаг позволяет заметно расширить диапазон эффективных скоростей для работы ветряной станции и это большой плюс. Но в то же время такой механизм снижает общую надёжность стационарной установки и значительно утяжеляет ветроколесо, усложняя эксплуатацию агрегата.

Целесообразность установки ветрогенератора

Малые ветряные электростанции сегодня широко применяются в качестве альтернативных источников электроэнергии, которые позволяют добиться реальной экономии.

Подобные устройства, как правило, устанавливают на дачных участках, в зонах, удалённых от основных электросетей. Но это не единственная причина, почему люди всё чаще отдают предпочтение конструкциям такого типа.

Владельцы земельных участков успешно используют ветряные генераторы, чтобы добиться полной автономности и существенной экономии электроэнергии

Однако не каждая зона подходит для установки ветротурбины. Чтобы мини-электростанция полноценно функционировала в течение заявленного производителем срока эксплуатации, климатические условия местности должны соответствовать требованиям спецоборудования.

Средняя скорость ветра не должна быть меньше отметки 4,5-5 м/с. Лишь в этом случае монтаж конструкции с ветряком будет экономически оправдан.

Чтобы узнать приблизительные данные о среднегодовой скорости ветра по регионам, необходимо просмотреть специальную карту ветров. Более точную информацию можно получить, используя анемометр и устройство для считывания сигналов.

Измерительную систему нужно установить на большой высоте, чтобы близко расположенные постройки и деревья не искажали результатов.

Если вы решили установить ветряную мини-электростанцию для дома, также следует подумать о наличии свободного пространства. При этом нужно учесть, что ветер должен абсолютно свободно «гулять» по лопастям, ну и без препятствий на своём пути достигать их с разных сторон.

Именно поэтому идеальным местом для установки ветротурбины считаются вершины холмов, где воздушные массы уплотняются с соответствующим увеличением давления и скорости ветра. Также подходящими считаются морские регионы и степная зона.

Чтобы получить полную отдачу от ветряка, его нужно установить в месте, где нет деревьев и высоких зданий

Любые препятствия в радиусе 250 м будут оказывать влияние на . Для получения максимальных показателей КПД необходимо установить ось турбины выше уровня препятствий как минимум на 4-5 м.

Правила выбора оборудования

К подбору ветряного генератора для дома следует подойти ответственно.

Заранее нужно собрать базовую информацию:

  1. Рассчитать номинальное и максимальное количество электроэнергии для обеспечения потребностей дома.
  2. Просмотреть данные о среднегодовой скорости ветра в зоне проживания, чтобы определить периоды, когда ветряк будет бездействовать.
  3. Учесть климатические особенности местности. Если в зимнее время года отмечаются сильные морозы, установка ветряной станции себя не оправдает.
  4. Выяснить интенсивность создаваемого шума при работе ветрогенераторов.
  5. Провести сравнение технических характеристик устройств от разных производителей.

Подбор комплектующих функциональных элементов для ветроэнергетической установки производят по номинальному значению мощности. При этом играет роль и номинальная скорость ветра – значения, при которых ветрогенератор вырабатывает расчётное количество электрической энергии.

Если максимальную мощность установка выдаёт при скорости ветра 11 м/с, а в вашей местности средний показатель достигает отметки 4,5 м/с, ветряк не будет вырабатывать заявленное производителем количество энергии

Акцентировать внимание нужно и на том, что мощность ветряного генератора зависит от диаметра колеса, сформированного лопастями. При увеличении размеров в 2 раза ветряк при той же скорости ветра будет производить в 4 раза больше электричества.

Также важна ёмкость аккумуляторных батарей. На случай безветрия в них должно быть достаточно энергии, чтобы обеспечить дом.

Монтаж частной ветряной мини-электростанции лучше доверить компании, которая специализируется на выполнении такого рода работ. Главная цель – обеспечить максимальную безопасность. Габаритная конструкция ветряка должна гарантировано сохранять устойчивость даже в случае экстремальных погодных условий

Маломощные модели ветрогенераторов с лёгкими невысокими мачтами можно установить самостоятельно. Центральную опору обязательно монтируют на укреплённом железобетонном фундаменте. Для боковой устойчивости конструкции используют 3-4 растяжки.

Примерные цены и окупаемость ветрогенераторов

Популярность ветряных агрегатов растёт с каждым днём. Ими выгодно оборудовать большие и дорогие коттеджи, на содержание которых требуется много электрической энергии.

Целесообразно устанавливать ветряки и в населённых пунктах, где отсутствует централизованное электроснабжение или подача электроэнергии производится с постоянными перебоями.

Именно в таких случаях на помощь придут ветрогенераторы, использование которых имеет ряд преимуществ:

  • трансформация энергии воздушных потоков в бесплатное электричество;
  • экологическая безопасность ветротурбин;
  • отсутствие сырья и отходов при производстве электроэнергии;
  • минимальный износ функциональных деталей;
  • длительный срок эксплуатации – 25-30 лет;
  • нет необходимости постоянно контролировать работу ветростанции.

К недостаткам относят переменчивость и непредсказуемость силы ветра. Чтобы минимизировать потери, нужно дублирование источника или же монтаж дополнительного буфера для накопления энергии. Также вращающееся ветроколесо представляет потенциальную угрозу для летящих птиц.

Ветряные электростанции создают шум, сравнимый с шумом автотранспорта при движении со скоростью около 70 км/час. Повышенный уровень шума не только отпугивает животных, но и доставляет дискомфорт людям

Ещё один существенный минус ветроустановок для бытового использования – высокая стоимость. Эти громоздкие конструкции изготовляются из дорогостоящих материалов, в комплекте имеют контроллер, аккумуляторы, инверторную установку и мачту.

Следует отметить, что бытовые ветрогенераторы от российских производителей, а также качественные ветряные установки, выпускаемые в Китае, стоят намного дешевле, чем европейские аналоги. Стоимость отечественных ветряков с вертикальной осью номинальной мощностью до 2 кВт варьируется в диапазоне 1300-2500$.

Но при такой цене комплектация включает лишь генератор с лопастями. Остальное оборудование придётся приобрести отдельно или . Полнокомплектные установки стоят дороже примерно на 40-50%.

Цена ветряных станций для домашнего использования мощностью от 3 кВт до 7 кВт намного выше. Такие генераторы с сопутствующим оборудованием обойдутся покупателю в 5000-12000$.

В настоящее время применение ветряных установок в качестве альтернативы централизованному электроснабжению нерентабельно из-за высокой стоимости оборудования

И даже когда присутствуют перебои в подаче сетевого электричества, ветрогенератор устанавливать целесообразно не всегда. Проще и дешевле обойдётся смонтировать систему бесперебойного питания на базе промышленных аккумуляторов в сочетании с ИБП.

Есть смысл монтировать ветроэнергетическую установку в местах, где доступ к централизованной энергоподаче полностью отсутствует. Период окупаемости в этом случае составляет 25 лет.

Перед приобретением компонентов для сборки и установки ветряного генератора энергии желательно провести , приведенным в рекомендуемой нами статье. Здесь же вы найдете порядок и правила выполнения вычислений.

Обзор лучших брендов и установок

На российском рынке ветряных генераторов представлены как надёжные относительно недорогие устройства отечественных брендов, так и различные по функциональности модели ветряков от зарубежных производителей. Чтобы определиться с выбором установки для дома, нужно сравнить характеристики разных агрегатов.

№1 — ветрогенераторы Condor Home (Россия)

Серия ветряков для домашнего использования включает устройства мощностью 0,5-5 кВт. Они могут служить основным источником электричества или дополнительным. Станции Condor Home адаптированы для эксплуатации в условиях низких температур, способны продуцировать энергию даже при слабом ветре.

В зависимости от модели, корпус генератора изготовлен из пластика или литого алюминия, лопасти – из стеклопластика. Присутствует эффективная двойная система торможения. Мачта составная, на растяжках, имеет высоту 8-12 м. Для установки этих агрегатов нужен свайный или бетонный фундамент.

Домашние ветряные генераторы Condor Home – полностью готовые продукты, для работы с которыми не нужны специальные знания или технические навыки. Устройства предназначены для электрификации как отдельно стоящих построек, так и маленьких населённых пунктов в составе ветряных электростанций

Базовая комплектация включает мачту и растяжки, генератор, ротор и лопасти, контроллер заряда, крепёжные элементы.

№2 — мини-электростанции Falcon Euro (Россия)

Представляют собой высокотехнологичные вертикально-осевые ветряные генераторы мощностью 1-15 кВт. Применяются для основного/резервного питания потребителей, удалённых от линий электропередач. Могут быть использованы в составе комплекса с солнечными панелями и топливным генератором.

Ветряки оснащены мощными неодимовыми магнитами. Стартовая скорость ветра для запуска установки составляет 1,5 м/с, номинальная скорость – 11 м/с. Установленный аэродинамический тормоз способствует ограничению оборотов колеса. Заявленный срок эксплуатации от производителя – 20 лет, заводская гарантия на мини-электростанции – 36 месяцев.

Ветрогенераторы Falcon Euro отличаются надёжностью в эксплуатации и неприхотливостью в обслуживании. С помощью устройств этой серии легко решить проблемы электроснабжения локальных, а также островных объектов

В базовый комплект установки Falcon Euro включены несколько функциональных элементов: ветроколесо, генератор и контроллер, мачта, закладные детали. Инверторная установка и аккумуляторные батареи подбираются отдельно.

№3 — ветряные агрегаты Sokol Air Vertical (Россия)

Малые ветроэнергетические установки данного бренда могут обеспечить электричеством и небольшие коттеджи, и средние предприятия. Для бытового использования выпускаются устройства SAV мощностью 0,5-15 кВт.

Они характеризуются высокой эффективностью при слабых ветрах, бесперебойно функционируют при низких и высоких температурах в диапазоне от -50 °C до +50 °C, отличаются низким уровнем создаваемого шума и стойкостью к внешним воздействиям.

Генерация электроэнергии агрегатами Sokol Air Vertical не зависит от направления ветра. Вертикально-осевые установки работают в автоматическом режиме без обслуживающего персонала. В конструкции предусмотрена электромагнитная и аэродинамическая система торможения для ограничения оборотов ветроколеса.

Лопасти изготовлены из армированного полиэфира или авиационного алюминия (в зависимости от модели), имеют самораскручивающийся профиль. Генератор – многополюсный трёхфазный с возбуждением от постоянных магнитов.

Ветряки Sokol Air Vertical выдают номинальную мощность при показателях 7-8 м/c, что позволяет использовать их в регионах с низкой среднегодовой скоростью ветра

В базовую комплектацию ветряной электростанции входят: ветроустановка с контроллером заряда аккумуляторов, мачта с растяжками, монтажный набор. Инвертор и аккумуляторы подбираются по техническому заданию отдельно.

№4 — ветрогенераторы Energy Wind (Россия)

Покупателям доступны одно- и трёхлопастные модели продуктов универсального применения мощностью 1-10 кВт. Эти ветряки прекрасно подходят для создания проектов обеспечения электричеством частных жилых домов и коттеджей.

Основу установок Energy Wind составляют прочные лопасти из армированного стекловолокна, окрашенные автоэмалью, и надёжная система вывода из воздушного потока. Эти агрегаты с горизонтальной осью вращения стабильно работают при температурах от -40 до +40 градусов по шкале Цельсия.

Минимальная рабочая скорость ветра – 2 м/с, при некоторых положениях лопасти – 3 м/с, рекомендуемая высота мачты – 8-20 м. Средний срок эксплуатации установок российского бренда составляет 25 лет, официальная гарантия от производителя – 3 года.

Ветрогенераторы Energy Wind не требуют постоянного ухода или техобслуживания, что способствует быстрому реинвестированию вложенных финансовых средств

Базовая комплектация установок включает электрогенератор на постоянных магнитах с узлом крепления к мачте и поворотным механизмом, лопасти, комплект крепёжных элементов для сборки ветроустановки. Мачту, а также контроллер, инвертор и батареи для накопления электроэнергии нужно приобрести отдельно.

№5 — ветряки Altek EW (Китай)

Вид ветротурбин – с горизонтальной осью вращения. Устройства номинальной мощностью от 1 кВт до 10 кВт отлично подходят для решения задач электрообеспечения загородных жилых домов и дач.

Защитный кожух ветряков Altek EW изготовлен из алюминиевого сплава, что существенно облегчает конструкцию. Функциональные металлические части генератора покрыты кремнием для термостойкости.

Лопасти изготовлены из фиброармированного пластика. Стартовая скорость ветра для запуска бытовых агрегатов китайского бренда составляет 2,5 м/с, номинальная скорость – 12 м/с.

Ветрогенераторы Altek EW – одни из самых доступных устройств для выработки электричества, которые представлены на современном рынке альтернативной энергетики

В состав базовой комплектации включены лопасти, генератор и контроллер. Остальные функциональные элементы для ветряка необходимо докупить.

Если стоимость комплекта заводского производства покажется вам излишне высокой, есть смысл соорудить . В рекомендуемой нами статье описано изготовление полезного в хозяйстве агрегата из стиральной машинки.

Выводы и полезное видео по теме

Перспективы использования ветроэнергетических установок:

Принцип функционирования современных ветровых турбин. Как энергия ветра преобразуется в электричество:

Даже сегодня использование ветрогенераторов требует постоянного развития. Возможности и долгосрочные перспективы этого альтернативного способа выработки электроэнергии многообещающие. Однако нужны определённые меры как со стороны производителей оборудования, так и от администраций населённых пунктов.

Установка малых ветряных генераторов для частных домохозяйств проблему энергоснабжения в регионах полностью не решит. Но для отдельных владельцев участков данный вариант может стать выходом из положения.

Расскажите о собственном опыте в выборе или установке ветряка на загородном участке. Пишите, пожалуйста, комментарии, размещайте фото и задавайте вопросы в расположенном ниже блоке. Делитесь технологическими тонкостями и полезными сведениями, которые пригодятся посетителям сайта.

Какой ветрогенератор нужен для частного дома: выбираем ВЭУ грамотно

Ветроэнергетическая установка служит для преобразования кинетической энергии в электрическую. Современные ветрогенераторы способны использовать до 45% энергии воздуха — это позволяет успешно использовать ВЭУ в качестве альтернативного энергоисточника, который помогает снизить траты на коммунальные услуги или полностью заменить собой подключение к общей энергосети.

Домашний ветрогенератор: в каких случаях есть смысл в установке

Стоимость возведения ВЭУ для дома или небольшого кооператива сравнительно ниже, чем у других альтернативных электрогенераторов. ВЭУ уступают в цене солнечным батареям, однако они подходят не для каждого жилища. Установка ВЭУ целесообразна в таких случаях:

  • среднегодовая скорость ветра равняется или превышает 3 м/c — в противном случае много энергии от ВЭУ вы не получите;
  • если на вашем участке часто отключат свет или регулярно случаются аварийные ситуации по независящим от вас причинам;
  • если подключение к общей сети в вашем регионе отсутствует или стоит слишком дорого;
  • для поддержания полной энергонезависимости.

Сам по себе ветрогенератор не представляет никакой опасности и никакого вреда не приносит. Вас может раздражать постоянное мелькание лопастей и производимый ими шум. Но проблема исчезает, если вы устанавливаете ВЭУ на северной стороне своего участка чуть поодаль от дома. В остальном ветроэнергетическая установка — выгодное приобретение. Давайте разберемся, какой ветрогенератор лучше и почему.

Ветрогенератор какой мощности нужен для частного дома

Рынок ветрогенераторов может предложить модели от производителей разных стран, включая США, Европу и СНГ. Установки от отечественных производителей стоят дешевле, однако при выборе стоит опираться на технические характеристики и гарантийные сроки. Средняя продолжительность службы ВЭУ при грамотном использовании — 20-25 лет. Если вам предлагают купить ветряк, который прослужит меньше 10 лет, лучше подыскать другие варианты.

Работу ветряка обычно тестируют на даче или небольшом загородном доме, где потребность в электроэнергии возникает периодически, а не на постоянной основе. Для снабжения малогабаритного коттеджа вам понадобится ВЭУ мощностью от 1,5 до 3 кВт. Месячная выработка энергии в таком случае колеблется от 500 до 600кВт. Для среднего дома (100-200 м²) с условием постоянного проживания требуется ветряк мощностью не меньше 5-6 кВт и ежемесячной выработкой энергии от 1000кВт.

Разобравшись с теорией, какой мощности ветрогенератор нужен для дома, необходимо учитывать и практический аспект — силу ветра. Приобретая ВЭУ с малой мощностью, вы сможете выжать из нее достаточное количество энергии лишь при урагане. Например, двухкиловатный ветряк с расчетной скоростью ветра 15 м/с даст вам 15-20% энергии при условии скорости ветра 6-8 м/с, а в полный штиль останется неподвижным. Это не повод отказываться от недорогих маломощных ветряков — просто купите ВЭУ с меньшей расчетной скоростью ветра. Та же двухкиловатная ветроэнергетическая установка, но с расчетной скоростью в 8 м/с, будет стабильно работать на максимуме, а в особенно ветреные дни выдаст все 40% энергии.

На что обратить внимание при покупке ВЭУ

Важно учитывать высоту мачты. Чем выше находится ветряк, тем больше ветра он сможет «поймать». Скорость ветра увеличивается в зависимости от высоты, так что даже в не особо ветреных районах ВЭУ может успешно работать, если мачта будет достаточно высокой. Стандартная высота мачты — 10 метров. С каждыми последующими десятью метрами мощность ветрового потока будет увеличиваться в полтора раза.

Обратите внимание и на такие факторы:

  • фактические объемы электроэнергии, которые сможет выработать ветряк в условиях вашего участка;
  • актуальность выбранной модели, как долго она выпускается и насколько хорошо ее оценили другие пользователи;
  • гарантийные сроки и периодичность технического обслуживания;
  • расчетный срок использования ветроэнергетической установки;
  • степень сложности монтажа и обслуживания.

Какой ветряк лучше: горизонтальный или вертикальный?

ВЭУ разделяются на типы по направлению оси вращения — горизонтальные и вертикальные. Горизонтальные (крыльчатые) располагают вертикальными лопастями, которые крепятся к мачте на горизонтальной оси. Такие ветрогенераторы занимают около 90% рынка; их легко отыскать в любом каталоге. Популярность крыльчатых ветряков обуславливается их высоким КПД, простым управлением, высокой устойчивостью к ураганам и демократичной стоимостью. Их можно устанавливать на любой высоте и не бояться поломки даже во время шторма.

Вертикальные ветряки (карусельчатые) получили свое название из-за вертикальной оси вращения ротора. Они отличаются легким монтажом и стабильной работой даже при малом ветре. Карусельчатые ветрогенераторы малошумны и компактны, из-за чего их часто устанавливают для домашнего использования. Минус таких ВЭУ — меньшая эффективность (в сравнении с крыльчатыми). Вертикальный ветряк нельзя поставить на высокой мачте из-за особенностей конструкции, поэтому они хорошо работают только в ветреной местности.

Горизонтальные ВЭУ более эффективны: половина работы их лопастей происходит за счет сопротивления противоположному движению ветра. Вертикальные же ветрогенераторы из-за смены направления ветра теряют свою мощность. Горизонтальные требуют меньше места и меньших затрат, они эффективны и мощны. Низкий уровень шума делает вертикальные ВЭУ привлекательным приобретением, однако они будут целесообразной покупкой только для тех домов, которые не требуют большого количества электроэнергии и располагают накопительными аккумуляторами на случай безветренной погоды.

Для малых нужд целесообразно купить мини ветрогенератор. Эти устройства располагают мощностью до 1 кВт и используются для автономного питания системы подачи воды, небольших сельскохозяйственных ферм и снижения нагрузки на общую сеть. Такие ВЭУ часто используют на дачах для питания кухонных приборов: мини-плит, микроволновок, чайников, светильников.

Ветряки для дома: достоинства и недостатки

Для того, чтобы подобрать наиболее оптимальный вариант ветряка для своего дома, необходимо знать некоторые особенности устройства и работы ветряков их достоинства и недостатки, а также метеорологические особенности местности.

Потребность установить ветряк возле частного дома может возникнуть в двух случаях — если централизованного электроснабжения нет совсем или оно оставляет желать лучшего либо же вы решили существенно сэкономить на оплате за электроэнергию. Строительство ветрогенератора — довольно масштабное мероприятие и по средствам, и по трудозатратам, поэтому требует предварительных расчетов и уточнения множества факторов.

Ветер — экологически чистый бесконечный источник энергии, которым человечество пользуется уже тысячи лет. Для получения электроэнергии его начали использовать около века назад, но не везде ветер имеет достаточные показатели, чтобы было выгодно устанавливать ветрогенератор.

Поиск по специализированным сайтам с метеорологической статистикой, визит на местную метеостанцию, сбор и проверка данных по силе и направлению ветра своими руками на месте планируемой установки, например, при помощи анемометра с самописцем, поднятого над землей на уровень ротора будущего генератора будет первоочередной задачей.

Если в вашей местности ветер имеет среднегодовую скорость меньше чем 4—4,5 м/с (14,4—16,2 км/ч), ветряк скорее всего окажется нерентабельным. Лучше всего устанавливать ветрогенераторы на возвышенностях, побережьях, в степи — там, где постоянно дует сильный ветер и нет никаких природных или искусственных препятствий для него.

Если присутствует ветровая тень от холма, высоких деревьев, придется либо увеличивать высоту расположения ветрогенератора, что существенно удорожает конструкцию, либо переключиться на другие альтернативные источники для снабжения дома теплом и электроэнергией.

к содержанию ↑

Некоторые формальности

Следует обратиться к местным властям и уточнить перечень требований и разрешений, которые нужно получить. Максимальная высота конструкции, которая не будет мешать полетам малой авиации, отсутствие помех для радиосвязи и телевещания, создаваемых ветрогенератором с металлическими лопастями, предельный безопасный уровень шума, а также согласие соседей на установку ветряка неподалеку от их домов.

Согласитесь — обидно будет, когда построенный своими руками и уже действующий ветряк придется демонтировать или переделывать по решению суда. Поэтому чем больше разрешений удастся собрать — тем лучше. Многих проблем удастся избежать, если оформлением разрешений на ветряк будет заниматься фирма, которая его и будет устанавливать — но это также дополнительные затраты.

к содержанию ↑

Компоненты и расчеты

Стоимость постройки варьируется в самых широких пределах, в зависимости от выбранной конструкции ветряка и использованных компонентов. Есть два основных типа ветрогенераторов — с горизонтальной осью вращения (обязательно располагать на высоте, оптимально 25-35 м) и с вертикальной осью, которые допустимо размещать просто на уровне земли.

Кроме самого генератора для ветряков с горизонтальной осью вращения необходим ротор с лопастями, редуктор и поворотный хвост, а также защитный кожух. Все это, обычно, устанавливается на высокую мачту. Поскольку мачта, как правило, довольно массивное и высокое сооружение, под него придется закладывать фундамент, а также закреплять ее дополнительными тросами-растяжками.

Дополнительно к суммарной цене конструкции добавляется стоимость монтажа при помощи крана. Чтобы избежать строительства высокой и дорогой мачты, для небольших ветряков все чаще используют варианты конструкции с вертикальной осью вращения ротора, которые способны работать на меньшей высоте при скоростях ветра от 1 м/с. Но такие системы относительно новые, поэтому однозначной статистики их эксплуатации еще не накоплено. Они дают меньше электроэнергии, зато существенно дешевле и не такие шумные, их проще изготовить своими руками.

На земле, в помещении располагается инвертор для превращения постоянного тока от генератора в переменный, комплект аккумуляторов, разъединители и автоматические выключатели, нужные для перераспределения полученной электроэнергии и отключения устройства при аварийных ситуациях либо для ремонта.

Примерное количество энергии, вырабатываемое на протяжении года ветряком с горизонтальной осью вращения можно подсчитать по такой эмпирической формуле: E = 1.64 * D*D * V*V*V. Где: E — электроэнергия за год (кВт*ч/год), D — диаметр ротора (в метрах), V — среднегодовая скорость ветра (м/сек). После этого подсчитываем количество и стоимость потребляемой вашим домом за год электроэнергии, а затем множим полученные цифры на 25-30 лет — оценочный срок службы ветряка. Исходя из этого, рассчитываем необходимый размер лопастей и примерную общую стоимость конструкции, в зависимости от стоимости компонентов.

Если мачту можно построить самостоятельно, то электрооборудование и сам ветряк целесообразно покупать серийные, заводской сборки. Хотя, народные умельцы не раз демонстрировали примеры самостоятельной постройки ветрогенераторов для дома на основе компонентов из других устройств (электрогенераторов автомобилей, промышленного оборудования, даже умудряются пускать в дело переделанные электродвигатели от бытовой техники), использовать самодельные лопасти ротора и хвостовое оперение.

Схемы, методики и советы несложно найти в интернете или специализированных технических журналах, но в таком случае вся ответственность за работоспособность и безопасность построенного ветрогенератора будет лежать только на вас.

Очевидно, что с увеличением диаметра лопастей ротора и высоты мачты и соответственно большей собираемой энергии ветра возрастает генерируемая мощность, но пропорционально растет окончательная стоимость конструкции.

По разным оценкам стоимость постройки небольшого ветрогенератора для дома составляет в пределах 2-8 тыс. долларов за 1 кВт электроэнергии. Если у вас дома нет централизованного электроснабжения, ветряк, скорее всего, будет стоить дешевле самостоятельной прокладки линии электропередач или топлива для дизель-генератора.

Если же он задумывался как средство экономии — считайте и делайте выводы о его необходимости для дома. Кстати, уже сейчас полученная на крупных промышленных ветрогенераторах электроэнергия за 1 кВт получается дешевле, чем электроэнергия, выработанная на классических тепловых электростанциях. Себестоимость электроэнергии на малых ветрогенераторах немного выше, но все последние годы она неуклонно снижается.

В любом случае, если сегодня ветряк окажется нерентабельным, не выбрасывайте сделанные своими руками расчеты — через некоторое время появление новых моделей генераторов с большими показателями КПД, изменение тарифов на электроэнергию могут кардинально изменить ваше предыдущее решение.

Также наблюдайте за ситуацией с зеленым тарифом, который применяется во многих странах. По этому тарифу электроэнергию, сгенерированную дома при помощи альтернативных источников, в том числе энергии ветра, можно возвращать в электросеть, получая за нее доплату. Появление в стране зеленого тарифа или изменение его ставки может существенно повлиять на время окупаемости ветряка и проносимую им экономию для дома.

к содержанию ↑

Оптимальные режимы использования

Ветер дует неравномерно, и повышенная генерация электроэнергии с его помощью редко будет совпадать с периодами максимального потребления в доме. Поэтому желательно чтобы у вас была возможность обеспечить необходимую нагрузку и использовать всю лишнюю наработанную ветрогенератором электроэнергию — на подогрев воды в бойлере, дополняющие систему отопления электронагреватели внутри дома, насос в колодце, качающий воду в бак на крыше, или же на еще более экзотичные задачи вроде подзарядки аккумуляторов электромобиля — все они должны включаться автоматически при сильном ветре и при маленьком общем потреблении.

Вообще, в условиях российского климата с длинной холодной зимой и относительно небольшими скоростями ветра наиболее энергоэффективной и дешевой представляется схема из ветрогенератора с вертикальной осью вращения, установленного на уровне грунта либо на небольшой мачте в 5-10 м высотой, поднимающей его над крышей дома и кронами плодовых деревьев. Ветряк напрямую подключается к отдельному электронагревателю и бойлеру внутри помещения, без преобразователей тока и аккумуляторов.

Такую схему вполне реально реализовать своими руками, не привлекая монтажников. В этом случае ветрогенератор вырабатывает по сути тепло для обогрева дома, который, в свою очередь, служит безразмерным тепловым аккумулятором и позволяет не слишком беспокоиться из-за нерегулярных перепадов силы ветра, полностью используя всю наработанную ветрогенератором электроэнергию. Причем такая система получается саморегулируемой — сильный ветер быстрее охлаждает дом, но одновременно он же дает возможность тандему из ветрогенератора и электронагревателя лучше его отапливать изнутри.

к содержанию ↑

Проблемы на этапе проектирования

Шум в пределах 40-60 Дб, который может мешать не только соседям, но и вам. При возможности, если позволяет конфигурация земельного участка, ветряк стоит максимально отдалить от дома. Оптимально на 200-300 м.

  1. При некоторых режимах работы ветрогенератора или неудачной конструкции мачты ветряк может издавать инфразвук, вызывающий ощущение страха и дискомфорта;
  2. Высокая мачта, требующая обязательного заземления и наличия молниеотвода, а также наличия сигнальной лампы на вершине для безопасности полетов малой авиации;
  3. При работе ротора возникает вибрация, поэтому мачта ветряка должна располагаться отдельно, не соприкасаясь со стенами и перекрытиями дома или с другими строениями;
  4. Необходимость регулярного техобслуживания частей генератора, осмотров и замены смазки, которые нужно проводить на высоте. Примерно раз в 10 лет требуют замены лопасти и подшипники, независимо от того самодельные они или нет. Такие ремонты не всегда возможно выполнить своими руками и возникает необходимость привлекать специалистов. Мачту также придется регулярно красить и осматривать, чтобы избежать коррозии;
  5. Возможность повреждения мачты, лопастей и генератора в случае ураганного ветра или при обледенении;
  6. Аккумуляторы также требуют регулярной замены раз в несколько лет, располагать их нужно внутри дома;
  7. При подборе готовых серийных ветрогенераторов нужно очень внимательно вычитывать их технические характеристики — в разных странах и у разных производителей выходная мощность, указанная в описании изделия и в его техпаспорте вычисляются по различным методикам, сильно зависящих от принятой за базовую силы ветра;
  8. Расположенные неподалеку от места установки ветрогенератора маленькие деревья со временем вырастут и начнут создавать помехи для ветра;
  9. Если вы решились изготавливать ветряк своими руками, очень сложно наперед предсказать и рассчитать его итоговую выработку электроэнергии и его степень эффективности.

Тенденции развития техники однозначно указывают на перспективность использования для полного или частичного снабжения дома электроэнергией и теплом разнообразных альтернативных источников: солнечных панелей, ветровых генераторов, тепловых конвекторов, новых эффективных материалов для термоизоляции. Недорогая и эффективная система для создания полностью энергонезависимого жилища из научной фантастики постепенно превращается в довольно распространенное техническое решение, и ветряк может оказаться в нем одним из значимых элементов.




Ветряк для частного дома — оправдана ли его установка?


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.

Оправдана ли цена ветряка для частного дома?

На сегодняшний день, цены на электроэнергию выросли в несколько раз. Ветряная электростанция для дома является примером альтернативной энергетики. Это оптимальное решение для объекта, на котором отсутствует централизованная подача электроэнергии, а провести линии электропередач к дому слишком дорого.

Ветряк средних размеров в состоянии обеспечить электричеством жилой дом

Станция повышенной мощности позволяет полностью удовлетворить все энергетические потребности. Установка данного устройства, в зависимости от мощности, позволяет значительно сэкономить расходы покупаемой электроэнергии — или полностью позволяет перейти на свою собственную, производимую ветрогенераторами.

Конечно, цена на такие устройства является немаленькой, но, в свою очередь, если установить даже ветряк небольшой мощности — то можно значительно сэкономить.

Следует изначально проанализировать весь рынок продукции, рассчитать все затраты, а также произвести примерный расчет производимой энергии и того количества денег, которые ветряная установка позволит сэкономить.

Идем дальше, следующим пунктом рассмотрим:


Что лучше: сделать ветряк для дома своими руками или купить?

Сейчас существует огромный выбор самых всевозможных производителей ветряных установок: да и самих видов таких ветряков достаточно. Так что же лучше — сделать ветряную установку самому, или воспользоваться уже готовыми заводскими генераторами?

Если сделать мачту ветряка очень высокую, то при сильном ветре ветрогенератор будет сильно раскачивать в стороны

Рассмотрим преимущества заводских ветрогенераторов:

  • уже готовые установки: можно даже заказать сам процесс монтажа;
  • довольно богатый выбор фирм производителей;
  • всевозможные типы генераторов ветра;
  • гарантия качества;
  • в некоторых случаях возможен выезд ремонтника при поломках.

На сегодняшний день на рынке представлен огромный ассортимент ветряных электростанций. Однако выделяют несколько наиболее популярных вариантов: американская станция «Windtronics» от компании «Honeywell Wind Turbine»; генератор «Eddy».

Теперь преимущества самодельных ветряных устройств:

  1. Экономия бюджета.
  2. Детали из подручного материала.
  3. Конструктор самодельного ветряка будет знать его до последнего болтика.

Но следует отметить, что цены на заводские модели достаточно высоки, хотя качество их производства гораздо выше самодельных установок. К тому же, мощности заводских ветряков бывают самые разнообразные. Для самоделок характерны более частые поломки, меньшая стоимость, богатый выбор подручного материала для изготовления ветряков.

Специалисты не советуют устанавливать чисто ветряную систему, поэтому в большинстве случаев станция состоит из ветрогенератора с солнечными панелями, инвертора и контроллера заряда, а также аккумулятора.

Мачта для ветрогенератора — важнейшие нюансы при установке

При выборе типа мачты, следует ориентироваться на то, какой ветрогенератор будет установлен. Для каждого типа ветрогенератора характерна своя конструкция мачты. При этом также следует учитывать ландшафт местностей, где будет происходить монтирование ветряных генераторов, предусмотреть последующие ремонтные операции.

Мачта для ветрогенератора — важный элемент конструкции

Следует учитывать, что важным фактором для установки мачты является минимальная высота. Специалисты рекомендуют производить монтирование на высоте не менее десяти метров от крыш домов, деревьев — это оптимальная высота, на которой наблюдается ветер достаточной силы.

Бывает несколько типов мачт для ветрогенераторов:

  • растяжные;
  • конические;
  • сварные;
  • гидравлические.

Для вертикальных ветряных установок не требуются большие и длинные основы: для таких генераторов будет достаточно легкой и разборной металлоконструкции, высота которой не превышает шести метров.

Мачта для вертикального ветрогенератора представляет собой легкую разборную металлическую конструкцию высотой 3,5-6 м, которая может быть установлена на крыше любого здания.

Преимущества использования ветрогенератора

Основным преимущество ветрогенератора, как источника энергии, является бесплатное электричество (если не брать во внимание изначальные инвестиции). Заплатив однажды определенную сумму денег — решаете для себя проблему энергонезависимости на десятки лет.

Ветрогенераторы выступают альтернативным источником энергии и страхуют от потерь электроэнергии

Сами по себе установки ветрогенераторов надежны, экологически безопасны и практически не производят шума. Кроме того, в большинстве случаев, ветрогенератор позволяет получать дармовую энергию именно тогда, когда в ней есть повышенная потребность: а именно, в холодное время года. В конце осени и в начале зимы, наступают холода и расходуется электроэнергия на обогрев дома — и в это же время наиболее сильны ветра, поэтому ветрогенератор работает с полной отдачей.

Важно то, что ветрогенератор хорошо, в техническом смысле, сочетается с другими источниками энергии и может работают в паре с дизельными генераторами, солнечными батареями или другими источниками энергии: создавая единый замкнутый цикл.

В СНГ существует вторичный рынок генераторов: и есть возможность недорого приобрести ветряк, бывший в употреблении.

Обратите внимание!

Ветрогенератор для дома: особенности, которые нужно обязательно знать владельцу частной электростанции

Рост цен на электроэнергию вынуждает многих пользователей задуматься – как можно сэкономить, и есть ли разумная альтернатива потреблению энергии из общей сети? Для многих выходом из положения становится покупка или строительство собственными руками ветряка для дома. Тем более, что современные ветрогенераторы являются не только эффективным методом обеспечения электроэнергией удаленных от центральных сетей населенных пунктов, но и способом существенно снизить затраты на коммунальные услуги и сделать свое домохозяйство более энергонезависимым.

Давайте рассмотрим, какой именно ветрогенератор лучше подобрать для дома, на какой объем энергии мы можем рассчитывать и что нужно знать для его установки.

Разновидности ветряков

Ветрогенераторы (еще их называют ветрогенераторными установками, ветровыми электрогенераторами, ветростанциями, просто ВЭУ, ветряными станциями и т.п.) — это, по своей сути, ветровые электростанции (ВЭС). Так называют ветровую электроустановку, оборудование и сооружения которой функционально связаны между собой и образуют единый комплекс, который производит электроэнергию из кинетической энергии подвижных воздушных масс. Проще говоря, это системы, которые позволяют использовать ветер в качестве источника возобновляемой энергии.

Ветрогенераторы бывают разных видов, но получившие наиболее широкое применение системы имеют горизонтальную ось вращения ротора. Это обусловлено их высоким КПД, легкой регулировке мощности, более эффективной защитой от ураганов, высокими показатели запуска ротора в условиях слабого ветра и сравнительно невысокой ценой.

Ветрякам другого типа, которые имеют вертикальную ось вращения ротора, удается работать даже при слабом ветре любого направления, их достаточно легко монтировать, и они вызывают меньше шума, в сравнении с горизонтальными ветрогенераторами.

Вместе с тем, такие устройства обладают меньшей эффективностью, поскольку их приходится устанавливать на небольшой высоте из-за особенностей конструкции. Благодаря низкому уровню шума турбины с вертикальной осью чаще всего используются в домашних энергосистемах.

Генераторы также различаются по конструкции ветроколеса. В пропеллерных (или как их еще называют «крыльчатыми») оно имеет лопасти, расположенные перпендикулярно к несущему валу. В карусельных (то бишь, роторных) вал ветроколеса — вертикальный. Также расположен он и в барабанных ветрогенераторах.

Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения

В современной ветроэнергетической отрасли обычно используются крыльчатые ветроагрегаты, поскольку роторные и барабанные являются громоздкими и недостаточно эффективными механизмами.

Ветроустановки подразделяются также на типы, в комплектацию которых входит специальный редуктор (мультипликатор) и без него. Если редуктор в систему не входит, то шумность такой установки намного меньше, чем в устройствах, включающих его. Поэтому, как показывает многолетняя практика, использование безредукторных ветряков, особенно в домашних условиях, является наиболее целесообразным решением.

Что нужно знать перед установкой ветрогенератора для дома

Если вы решили установить ветряк для хозяйственных нужд мощностью более 10 кВт, важно знать об изменениях ветра в течение суток и зависимость от времени года в месте его расположения, скорость ветра на различных высотах над землей, частоту порывов ветра, получить в метеослужбе статистические данные о поведении ветра в данной местности за 20 последних лет. Вообще замеры и подобные исследования рекомендуется проводить в течение всего года. Но есть и полезные сервисы, которые помогут собрать необходимую информацию.

Среди них можно выделить Earth Wind Map – это глобальная карта ветров в режиме реального времени. Очень удобный интерактивный сайт: данные об определенном регионе можно получить кликнув по соответствующей точке на карте Земли, а движением колесика мыши можно изменять масштаб изображения. Также можно воспользоваться любым из поисковиков, например, Google или Яндекс. Вбив в поисковой строке запрос «карта ветров», вы получите на выбор массу сайтов, где можно найти интересующие вас статистические данные.

Для монтажа маломощных ветроустановок вполне хватит наблюдений в пределах одного сезона, однако не лишним будет консультация специалиста с учетом особенностей местного рельефа, а также получение в метеослужбе ориентировочных данных о поведении ветра в вашей области.

Ветряки с горизонтальной осью вращения

Что касается промышленных ВЭС, то их установкой обычно занимаются государственные предприятия или крупные энергетические компании, специализирующихся на этом. Чаще всего такие устройства объединены в сеть. Для установки домашних ветронераторов не требуются никакие разрешения государственных органов.

Мощные ветрогенераторы требуют больших площадей для размещения. Важно помнить, что минимальное расстояние между ними должно быть в три раза больше высоты одной конструкции, иначе соседние ветротурбины будут захватывать «чужой» ветер.

Повлиять на стоимость установки может потребность в аккумуляторе, который способен сохранять излишки электроэнергии и отдавать их в безветренную погоду, а для преобразования напряжения на контактах батареи в подходящее для использования в домашней сети может понадобится инвертор, который также скажется на итоговой смете.

Ветрогенератор рекомендуется монтировать на достаточно открытой местности, поскольку высокие препятствия задержат потоки воздуха или снизят его скорость. Кроме того, они могут создать воздушные ямы или так называемые «мертвые» ветровые зоны. Ветроагрегат должен устанавливаться, как минимум, на 3-4 метра выше любой преграды, причем она должна находится не ближе 150 метров (расстояние может зависеть от высоты конструкции ветряка).

Его также рекомендуется расположить как можно ближе к аккумуляторным модулям для того, чтобы максимально снизить возможность потерь энергии при ее транспортировке. У такого размещения есть еще одна положительная сторона – это позволит сэкономить на стоимости силового кабеля, ведь чем ближе расстояние, тем меньшее сечение провода можно использовать.

Читайте также: Какой срок службы у солнечных панелей и затраты на их содержание

Необходимо помнить, что разреженность воздуха также влияет на работу ветроустановки, однако при действии постоянных ветров, например, на морском побережье, этот недостаток не является существенным. Важно иметь ввиду, что работа домашних ветряков влияет на телевизионную сеть и может вызывать помехи для приемной антенны.

Устройство ветряка и состав оборудования ветровой электростанции, изображение ataba.com.ua

Если в районе расположения ВЭС преобладают слабые ветра, оптимальным решением станет объединение нескольких установок в сеть с общим аккумуляторным узлом. В противном случае, необходимо настроить работу ветряков так, чтобы каждое отдельное устройство обслуживало свою «долю» нагрузки, а для экономии электроэнергии, следует распределить потребителей в доме: разной группе бытовых приборов должна соответствовать определенная силовая линия.

Как подсказывает опыт многих европейских стран, для многоквартирных домов целесообразнее установить несколько ветряков (пример интересного варианта) небольшой производительности, которые будут генерировать электроэнергию и сохранять ее в общий аккумулятор, чем приобретать одну крупногабаритную ветроустановку.

Как подсчитать мощность ветрогератора для дома

Для ориентировочного расчета мощности домашней ВЭС нужно вычислить среднемесячное потребление электроэнергии, учитывая перечень всех используемых бытовых электроприборов, их мощность и время работы (таблица, которая показывает среднее потребление бытовой техники, находится здесь). Стоить отметить, что чаще всего в магазинах продаются ветровые электростанции для частного пользования мощностью от 2 до 10 кВт.

На многих информационных ресурсах указывается, что для полноценного обеспечения бытовых нужд семье из 3 — 4-х человек потребуется мощность ветрогенератора не менее чем 10 кВт. Однако в каждом конкретном случае, нужно исходить из определенных энергопотребностей, которые могут быть достаточно индивидуальным показателем.

Одним из дополнительных положительных моментов использования ветряков в домашних условиях является также возможность продажи избытков электроэнергии государству. О том, как поставлять «лишнее» электричество в центральную электросеть и подробную информацию об актуальных на сегодня «зеленых» тарифах можно найти в этом разделе.

Не стоит забывать о безопасности: удары молний, результатом попадания которых может стать возгорание ветряка, обледенение лопастей, недостаточная прочность несущих конструкций или фундамента ветроустановки – могут нанести ущерб не только самому устройству, но и причинить вред здоровью человека. Поэтому, не лишним будет позаботиться об оснащении генератора различными защитными системами.

В конечном счете, при выборе типа ветрогенератора, поисках проверенного производителя, расчетах его мощности и решении других вопросов, может возникнуть множество «подводных камней», ответы на которые в полном объеме ни одна статья дать не сможет. К счастью, уже сегодня современные технологии позволяют установить ветряк где угодно, причем специальными техническими знаниями для этого обладать вовсе не обязательно, а эффективность и экологичность такого источника чистой энергии уже не вызывает сомнений. В любом случае, консультация с опытным специалистом станет мудрым решением.

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Ветрогенератор для дома своими руками: мой отзыв

Интернет начинает «трещать по швам» от хвалебных статей авторов, предлагающих всем желающим использовать природную энергию ветра для получения бесплатного электричества.

Я предлагаю рассмотреть этот вопрос с практической точки зрения, оценить экономический эффект до того, как начнете создавать ветрогенератор для частного дома своими руками или даже приобретать заводскую модель.

Поговорим о трудностях, с которыми вам придется столкнуться: их необходимо предусмотреть и преодолеть. Тема сложная. Надо оценить аэродинамические и механические характеристики, сделать электротехнический расчет.

Содержание статьи

Промышленные ветрогенераторы: образец для подражания

Не секрет, что альтернативная энергетика действительно позволяет получать электричество буквально из ветра. В странах Европы промышленные ветрогенераторы занимают огромные площади и работают автономно на благо человека.

Они имеют огромные размеры, расположены на открытых всем ветрам участках, возвышаются над деревьями и местными предметами.

А еще ветряки установлены на удалении друг от друга. Поэтому случайные поломки и повреждения одного не могут причинить вреда соседним конструкциям.

Эти принципы создания ветровых генераторов будем брать за основу разработки самодельных устройств. Они созданы по научным разработкам,
опробованы уже длительной эксплуатацией, эффективно работают.

Начнем с анализа характеристик местности, на которой планируем создавать ветряную электростанцию.

Как определить скорость ветра: хватит ли его напора для бытового ветряка

Вопрос обсудим на основе научных фактов и уже допущенных ошибок многими владельцами частных домов

Теоретическая часть проекта: на что обратить внимание при выборе конструкции

Среднегодовое значение ветра для любой местности России или другой страны можно узнать на карте ветров. Эти данные имеются в широком доступе.

Если рассмотреть всю территорию, то мест для благоприятного пользования ветряной энергией со скоростью от 5 м/сек и выше у нас не так уж много, как в Европе.

Я объясняю эту ситуацию тем, что теплый воздух Гольфстрима, поднимаясь от нагретой воды, сразу устремляется в холодные районы. Чем выше перепад температур, тем больше его скорость.

Пройдя несколько тысяч километров над Европой, его сила слабеет. Наибольший перепад температур весной и осенью вызывает бури и ураганы.
Нам важно понимать, как определить скорость ветра правильно в своей местности.

Возьмем величину 5 м/сек за основу, и рассчитаем мощность ветрового потока для наиболее распространенного горизонтально расположенного осевого генератора.

Учтем, что его лопасти охватывают площадь круга S (м кв.) с диаметром D (м). Через нее проходит ветер со скоростью V (м/сек).

Ветровая энергия Рв рассчитывается по формуле:

Рв=V3∙ρ∙S

ρ — это плотность воздушной массы (кг/м куб.)

Если взять усредненные значения, например, площадь 3 м кв и плотность
воздуха 1,25 кг/м3, то ветер, дующий со скоростью 5 м/сек, способен создать мощность чуть меньше, чем 2 киловатта.

Теперь наша задача — определить, какая ее часть сможет преобразоваться в полезную электрическую энергию. Грубо ее можно оценить по процентному соотношению в 30÷40%. Конструкция и технологические характеристики ветряного колеса просто не позволят эффективно взять больше.

Более точное определение находят формулой, учитывающей:

  • коэффициент ε, определяющий долю использования ветряной энергии конструкцией ветряка. Максимальная величина, создаваемая быстроходными конструкциями, составляет 40-50%;
  • КПД редуктора —∙максимум порядка 90%;
  • КПД генератора ≈85%.

Величины всех этих коэффициентов у разных моделей генераторов ветряков сильно отличаются между собой. Я привел значения для промышленных изделий. У самодельщиков они будут значительно ниже.

Если подставить все эти цифры, то даже для заводской конструкции ветрогенератора, сделанной по точным чертежам и на промышленных станках, мы сможем при скорости 5 м/сек и описываемой площадью лопастями винта 3 метра квадратных получить меньше 700 ватт электрической энергии.

Какую ее часть сможет взять самодельный ветряк, остается только догадываться.

Мировые производители ветрогенераторов указывают, что для того, чтобы вырабатывать 3 кВт электроэнергии, а это оптимальная величина для частного дома, необходимо:

  • снимать с ветряного колеса порядка 5,1 кВТ;
  • иметь диаметр ротора 4,5 метра;
  • располагать ветряк на высоте от 12 метров;
  • использовать ветер со скоростью 10 м/сек.

Колесо должно начинать вращать генератор уже на 2 м/сек. Только в этом случае можно говорить об окупаемости всей конструкции и эффективном использовании мощности ветра.

Если же скорость снизится, хотя бы до 7 м/сек, то энергия ветрогенератора упадет на 50%. А теперь еще раз внимательно посмотрите на карту ветров России…

Однако не все так плохо. Теоретические расчеты можно проверить на практике. Для нашего случая продажа предлагает многочисленные конструкции измерительных приборов — анемометры.

Стоят они не дорого, имеют дополнительные функции измерения температуры, указания текущего времени. Их можно заказать в Китае.

Такой анемометр позволяет реально оценить силу ветра на вашей местности, чтобы проанализировать варианты эксплуатации будущей ветроэлектростанции (ВЭС). А их минимум 2:

  1. частичное удовлетворение потребностей в электроэнергии;
  2. полный переход на альтернативную энергетику.

Скрытая ошибка — слабый ветер: что умалчивают продавцы

Первая трудность

Обратите внимание на высоту размещения ветряного колеса относительно земли. Подумайте, почему все промышленные ветряки располагают от 25 метров и более.

Ведь это значительно усложняет их установку, эксплуатацию, обслуживание, ремонт. Приходится применять дорогую высотную технику, создавать прочные площадки для ее размещения.

А ответ прост: на высоте от 25 метров скорость ветра намного выше, чем у земли. Все таблицы и справочники с картами ветров создаются в первую очередь для промышленных установок, поднятых в зону 50-70м.

Если вы смонтируете свой самодельный ветрогенератор на 10 метрах, то ветер будет дуть слабее, чем указано в справочнике. А на большую высоту без специальных технических средств поместить ветряк весьма проблематично.

Работу ветряного колеса вызывает не столько скорость передвижения воздушной массы, сколько ее давление на лопасти колеса. А оно зависит еще от веса и плотности атмосферы.

Альтернативные энергетики давно учитывают соотношение, определяющее, что удвоение давления ветра увеличивает в восемь раз вырабатываемую ветрогенератором мощность.

Как влияет зона турбулентности

Работу ветряка, расположенного на небольшой высоте, может значительно осложнять зона турбулентности, которая зависит не только от рельефа местности и формы возвышенности, но и от скорости перемещения воздушных масс.

Молниезащита ветрогенератора

Работающая крыльчатка постоянно трется о воздух, накапливая статическое электричество, как и фюзеляж любого самолета во время полета. Авиаконструкторы успешно решают этот вопрос различными способами.

Промышленные ветрогенераторы тоже снабжены действенной защитой от молнии, разряды которой могут возникнуть в любой момент грозоопасного периода.

Большинство же владельцев частных домов даже не задумывается об этой проблеме, а зря. В лучшем случае у отдельных хозяев можно встретить УЗИП в вводном электрощите, чего явно не достаточно.

Подняв над крышей своего жилища железную конструкцию, которая к тому же вырабатывает электрическое напряжение, они уже создали отличный молниеприемник. Он будет надежно притягивать на себя огромные токи атмосферных разрядов.

Если не обеспечить действенный путь их отвода мимо здания на потенциал земли, то придется постоянно испытывать судьбу, подвергать себя неожиданной опасности.

Как лукавят производители ветряков

Окончательные испытания заводские модели проходят в аэродинамической трубе при идеальной ламинарности потока с равномерной структурой его направленности и высокой плотности.

В реальных условиях частного дома таких условий просто нет. Они больше подходят для движения воздушных масс у промышленных установок, расположенных на большой высоте.

Для самодельных ветрогенератов, смонтированных даже на 10 метрах, условия турбулентности и слабый ветер могут сильно ограничивать раскрутку ротора.

Рельеф местности влияет на удельную мощность. Например, непосредственно под холмом она резко снижается, а на его вершине создаются идеальные условия за счет сжатия аэродинамических характеристик и повышения давления.

Также будут сказываться хозяйственные застройки, деревья сада, заборы, соседние здания.

Ветряки для дома своими руками: обзор конструкций

Как вы уже поняли, самая первая часть, которая воспринимает энергию ветра — это ветряное колесо. Без него не обходится ни одна схема ветряка для дома.

Его можно выполнить:

  • с вертикальной осью вращения;
  • или горизонтальной.

Вертикальный ветрогенератор

Покажу фотографией одну из легких для изготовления конструкций, сделанную из обычной стальной бочки.

Вот такой вертикальный ветрогенератор, изготовленный своими руками, да еще расположенный над самой землей в окружении застроек и растений, не сможет развить нормальных оборотов для выработки достаточного количества электроэнергии, чтобы питать частный дом.

Он сможет выполнять только какие-то единичные задачи для маломощного оборудования. Причем небольшая скорость вращения его ротора потребует обязательного использования повышающего редуктора, а это дополнительные потери энергии.

Такие конструкции были популярны в начале прошлого века на пароходах. Водяное колесо, расположенное своими лопастями вдоль направления движения судна, обеспечивало его движение.

Сейчас это раритет, утративший свою актуальность. В авиации такая конструкция не то что не прижилась, а даже не рассматривалась.

Ротор Онипко

Из тихоходных конструкций ветряных колес сейчас через интернет массово распространяют ротор Онипко. Рекламщики показывают его вращение даже при очень слабом ветре.

Однако к этой разработке у меня почему-то тоже критическое отношение, хотя повторить ее своими руками не так уж и сложно. Восторженных отзывов среди покупателей не нашел, как и научных расчетов экономической целесообразности ее использования.

Если кто-то из читателей сможет меня разубедить в этом мнении, то буду признателен.

Горизонтальный ветрогенератор

С самого начала двигатели самолетов стали применять винт, прогоняющий поток воздуха вдоль корпуса самолета. Его форму и конструкцию выбирают так, чтобы использовать дополнительно к активной силе давления реактивную составляющую.

По этому принципу работает любой горизонтальный ветрогенератор, который делают промышленным способом или своими руками. Пример самодельной конструкции показываю фотографией.

По принципу использования энергии ветра это более эффективная конструкция, а по исполнению для обеспечения бытовых вопросов снабжения электроэнергией — маломощная.

Небольшой электродвигатель, ротор которого раскручивает ветряк, может даже при оптимальном давлении и силе ветра, выработать в качестве генератора только малую мощность. На нее можно подключить слабенькую светодиодную лампочку.

Подумайте сами, нужно ли собирать такой флюгер с подсветкой или не стоит. С другими задачи подобная конструкция не справится. Хотя ее еще можно использовать для отпугивания кротов на участке. Они очень не любят шумы, сопровождаемые вращением металлических частей.

Для того, чтобы полноценно пользоваться электроэнергией, получаемой от ветра, рабочее колесо ветрогенератора должно иметь соответствующие потребляемой мощности размеры. Рассчитывайте примерно на пятиметровый диаметр.

При его создании вы столкнетесь с технической трудностью: вам придется точно выдержать балансировку больших деталей. Центр масс должен постоянно находиться в средней точке оси вращения.

Это сведет к минимуму биения подшипников и раскачивание конструкции, расположенной на большой высоте. Однако выполнить подобную балансировку не так уж просто.

Как установить ветрогенератор: надежная схема мачты для крепления на высоте

Вес рабочего колеса для нормального получения электрической энергии получается довольно приличным. На простой стойке его не установить.

Потребуется создавать прочный бетонный фундамент под металлическую мачту и анкерные болты оттяжек. Иначе вся собранная с большим трудом конструкция может рухнуть в любой неподходящий момент времени.

Стойка для ветрогенератора, поднятого на высоту, может быть выполнена:

  1. в виде сборной мачты, собранной из секций с раскосами;
  2. или конусной трубчатой опорой.

Обе схемы потребуют усиления от опрокидывания за счет создания нескольких ярусов оттяжек из тросов, которые необходимы для удержания мачты при шквальных порывах ветра. Их придется надежно крепить к стопорам и анкерам.

Из личного неудачного опыта: во время пользования аналоговым телевидением у меня работала антенна «Паутинка» с диаметром обруча 2м. Она располагалась на высоте 8 метров, была закреплена на деревянном шесте с двумя уровнями оттяжек. Шквальные порывы ветра ее раскачали так, что стойка развалилась.

Современное цифровое телевидение, к счастью, требует использования антенн значительно меньших размеров. Их не только просто делать своими руками, но и крепить не так уж сложно.

Как сделать мачту для ветряка

Сразу обратите внимание на создание прочной, безаварийной конструкции. Иначе просто повторите печальный опыт работников «ЯнтарьЭнерго», у которых во время шторма произошла авария: многотонная мачта рухнула, а осколки от лопастей разлетелись по всей округе.

Устройство мачты потребует расчета количества материалов, необходимых для создания сооружения из стального уголка различного сечения. Форма и габариты выбираются по местным условиям.

Ее делают из трех или четырех вертикальных стоек. Каждая из них снизу монтируется на упор. Вверху мачты создается площадка для установки ветряка.

Поскольку длина уголков ограничена, то мачту собирают из нескольких секций. Жесткость общему креплению придают боковые ребра, крепящиеся через раскосы.

Обязательным элементом фундамента являются закладные металлические элементы. Они будут использоваться для крепежа деталей. Придется позаботиться о сварке и соединительных болтах.

Не стоит пренебрегать дополнительными оттяжками.

Как сделать опору из труб

Телескопическую конструкцию из стальных труб соответствующего профиля собрать проще, но ее следует более тщательно рассчитать на прочность. Изгибающий момент, создаваемый тяжелой верхушкой при штормовом ветре не должен превысить критического значения.

При этом возникнут сложности с профилактическим обслуживанием, осмотром и ремонтом собранной воздушной электростанции. Если по мачте можно подняться на высоту как по лестнице, то по трубе это сделать проблематично. Да и работать наверху очень опасно.

Поэтому сразу необходимо продумать вариант безопасного опускания оборудования на землю и доступного способа его подъема. Это позволяет выполнить одна из двух схем с:

  1. Поворотной осью на основной опоре.
  2. Упорным рычагом на нижней части опорной стойки.

В первом случае создается прочный фундамент для установки основной опоры. На ее оси вращения крепится сваренная трубная конструкция с ветряком и полиспастной системой на стальных тросах.

Снизу трубы расположен противовес, облегчающий работу по подъему и опусканию с помощью ручной лебедки.

На картинке не показаны страховочные тросы поясов оттяжек. Они просто свисают со своих креплений вниз на землю при подъеме и опускании мачты, а к стационарным забетонированным кольям крепятся для постоянной работы.

Схема установки и опускания ветряка по второму варианту приведена ниже.

Мачту и расположенный под прямым углом к ней упорный рычаг с противовесом, усиленный ребром жесткости, поворачивают в вертикальном направлении лебедкой с полиспастной системой.

Ось вращения созданной конструкции находится в вершине прямого угла и закреплена в направляющих, вмонтированных в фундамент. Троса оттяжек при подъеме или опускании мачты снимают со стационарных креплений на земле. Они могут использоваться в качестве страховочных фал.

Ветрогенератор: устройство и принцип работы электрической схемы простыми словами

Промышленные ветряные электростанции спроектированы так, что способны сразу выдавать электрическую энергию в сеть потребителям. Своими руками так сделать не получится.

При выборе генератора, который будет раскручивать ветряное колесо, используют принцип обратимости электрических машин. К электродвигателю прикладывают крутящий момент и обеспечивают возбуждение обмоток статора.

Однако, идея раскручивать ротор трехфазного асинхронного электродвигателя в качестве генератора для получения электрического тока напряжением 220/380 вольт реализуется от двигателей внутреннего сгорания, напора воды, но не ветра.

Общая конструкция генератора с ротором станет иметь большой вес, а иначе обеспечить высокие обороты вала не получится.

Для небольших мощностей можно:

  • использовать автомобильный генератор, который выдает 12/24 вольта;
  • применить мотор колесо от электробайка;
  • собрать
    конструкцию из неодимовых магнитов с катушками из медной проволоки.

Также за основу можно взять ветряк, продаваемый в Китае. Но ему необходимо сразу провести ревизию: обратить внимание на качество монтажа обмоток, состояние подшипников, прочность лопастей, общую балансировку ротора.

Придется настроиться на то, что величина выходного напряжения генератора будет сильно меняться в зависимости от скорости ветра. Поэтому в качестве промежуточного звена используют аккумуляторы.

Их зарядку необходимо возложить на контроллер.

Бытовые приборы сети 220 вольт должны питаться переменным током от специального преобразователя — инвертора. Простейшая схема домашней ветряной электростанции имеет следующий вид.

Ее можно значительно упростить потому, что бытовая цифровая электроника: компьютеры, телевизоры, телефоны работают от постоянного тока блоков питания 12 вольт.

Если их исключить из работы и запитать цифровое оборудование непосредственно от аккумуляторов, то потери электрической энергии сократятся за счет отмены двойного преобразования в инверторе и блоках.

Поэтому рекомендую сделать отдельные розетки на 12 вольт, запитать их сразу от аккумуляторов.

Внутри электрической схемы придется соблюдать такой же баланс мощностей, как и в механической конструкции. Каждая подключенная нагрузка должна соответствовать энергетическим характеристикам вышестоящего источника.

Бытовые приборы 220 вольт не должны перегружать инвертор. Иначе он будет отключаться от встроенной защиты, а при ее неисправности просто сгорит. По этому же принципу работают аккумуляторные батареи, силовые контакты контроллера, да и сам генератор.

Защита автоматическим выключателем домашней ветряной установки должна быть выполнена в обязательном порядке.

Для этого его необходимо правильно выбрать строго по
научным рекомендациям, проверить и наладить.

Случайную перегрузку, а тем более появление тока короткого замыкания предусмотреть невозможно. Поэтому этот модуль обязательно устанавливают в качестве основной защиты.

Схема подключения аккумуляторов, инвертора и контроллера для ветрогенератора практически ничем не отличается от той, что используется на гелиостанциях со световыми панелями.

Поэтому сразу напрашивается разумный вывод: собирать комбинированную домашнюю электростанцию, работающую от энергии ветра и солнца одновременно. Эти два источника вместе хорошо дополняют друг друга, а затраты на сборку одиночных станций значительно снижаются.

На Ютубе очень много каналов посвящено ветрогенераторам для дома. Мне понравилась работа владельца «Солнечные батареи». Считаю, что он довольно объективен при изложении этой темы. Поэтому рекомендую внимательно посмотреть.

Аккумуляторы для ветрогенератора: еще одна проблема для владельца дома

Одна из затратных задач ветряной или солнечной электростанции — вопрос хранения электрической энергии, которую решают только аккумуляторы. Их придется покупать и обновлять, а стоимость — довольно высокая.

Для их выбора необходимо знать рабочие характеристики: напряжение и емкость. Обычно применяются составные батареи из АКБ на 12 V, а количество ампер-часов в каждом конкретном случае стоит определить опытным путем, исходя из мощности потребителей, времени их работы.

Выбирать аккумуляторы для ветрогенератора придется из довольно широкого ассортимента. Ограничусь не полным обзором, а только четырьмя
популярными типами кислотных АКБ:

  1. обычные стартерный автомобильные;
  2. AGM типа;
  3. гелевые;
  4. панцирные.

Продавцы не рекомендуют приобретать для ветростанций стартерные аккумуляторы потому, что они созданы для работы в критических условиях эксплуатации автомобиля:

  • при хранении на морозе должны выдерживать огромные токи стартера, которые создаются при раскрутке холодного двигателя;
  • во время езды подвергаются вибрациям и тряске;
  • подзарядка происходит в буферном режиме от генератора
    при движении авто с различными оборотами двигателя.

При этом:

  • обслуживаемые АКБ, требующие периодического уровня электролита и доливки дистиллированной воды, созданы для выдерживания 100 циклов разряд/заряд;
  • не обслуживаемые — имеют более сложную конструкцию и количество циклов 200.

Однако АКБ ветрогенератора при эксплуатации внутри дома:

  • обычно помещаются в подвальном помещении, где температура, круглогодично поддерживаемая на уровне +5÷+10 градусов, является оптимальной;
  • не подвергаются тряскам и вибрациям, стационарно
    установлены в неподвижном состоянии;
  • не получают экстремальные нагрузки при стартерном запуске, а при включении бытовых приборов через инвертор работают в щадящем режиме;
  • заряжаются от генератора небольшими токами, которые благоприятно действуют на режим десульфатации пластин.

Все это является самыми выгодными условиями для их эксплуатации. Поэтому этот вариант предлагаю взять на заметку тем, кому не лень периодически контролировать напряжение на банках и следить за уровнем
электролита в них.

AGM аккумуляторы более сложные по устройству. У них такие же пластины, но кислотой пропитаны стеклянные маты, работающие одновременно диэлектрическим слоем. Их цикл разряда/заряда — 250÷400. Перезаряд опасен.

Голевые АКБ тоже создаются необслуживаемой конструкцией с герметичным корпусом и загущенным до состояния геля электролитом. Они очень не любят перезаряд, но более стойки к глубокому разряду. Число расчетных циклов —350.

Панцирные аккумуляторы относятся к самым современным разработкам. Их электродные пластины защищены полимерами от воздействия кислоты. Диапазон циклов эксплуатации: 900÷1500.

Все эти четыре типа АКБ значительно отличаются по цене и условиям эксплуатации. Если взять во внимание рекомендации продавцов, то придется выложить довольно приличную сумму денег.

Однако я вам рекомендую предварительно послушать полезные советы, которые дает в своем видеоролике «Как выбрать аккумуляторы для ВЭС и солнечной станции» все тот же владелец «Солнечные батареи».

У него на этот счет свое, противоположное мнение. Как вы отнесетесь к нему — ваше личное дело. Однако, знать информацию из противоположных источников и выбрать из нее наиболее подходящий вариант: оптимальное решение для думающего человека.

Как рассчитать экономический эффект: цена ветрогенератора

Одним из маркетинговых ходов продавцов являются прайс листы,
показывающие расчеты экономии покупателей, создаваемой за счет приобретения их продукции. Стоит ли им верить?

Я предлагаю вам самостоятельно оценить экономическую выгоду от установки ветряной электростанции на вашем участке. Для этого потребуется учесть минимум расход денег на:

  1. возведение фундамента под мачту, на который пойдет немало бетона и металлический арматуры;
  2. создание высотной опоры для установки
    ветроколеса в зоне благоприятного давления ветра. Сюда войдут не только
    металлические уголки, трубы и крепежные детали со сваркой, но и затраты на весь монтаж;
  3. цену приобретения готового ветрогенератора или
    его изготовление в домашних условиях;
  4. покупку инвертора, контроллера, аккумуляторов, защитных модулей, кабелей и проводов. Учтите, что лет за 10-12 комплект АКБ придется сменить несколько раз;
  5. эксплуатационные расходы на профилактическое обслуживание и ремонт;
  6. решение ряда организационных вопросов.

Практика использования ветряных станций показала, что тихо они не работают, а постоянные вибрации и шумы ветрогенератора раздражают ближайших соседей. Иногда придется решать вопросы через суд.

К тому же в область вращающегося колеса иногда попадают птицы: пластиковые лопасти ломаются, металлические гнутся. Требуется надежная защита и резервный комплект запасных частей.

Можно даже допустить, что лет 10 все будет работать надежно и эффективно, хотя про скорость ветра я объяснил довольно подробно в самом
начале статьи.

Когда рассчитаете все эти затраты (сделайте поправку на часть непредвиденных расходов), то прикиньте цену 1 киловатта электроэнергии, которую вы платите по счетчику сейчас.

Умножьте ее на то количество киловатт, на которое создаете ветряную станцию, например на 3. Дальше останется определить период времени для сравнения.

Возьмем за основу время, за которое предварительно планируете окупить свои затраты, например, 15 лет эксплуатации. Оплату 3 кВТ в час надо умножить на этот срок, выраженный в часах, и сравнить со стоимостью затрат на создание и эксплуатацию ВЭС за этот же период.

Оценка очень приблизительная, цены плавают, но расчет для моего случая показал, что проще оплачивать электроэнергию государству. Затраты будут ниже в 4 раза.

Считаю, что ветрогенератор для частного дома своим руками создать можно. Примеров его работы много. Однако, надо хорошо продумать целесообразность его использования, обосновать экономическую пользу.

Без точного предварительного расчета деньги на его создание в прямом смысле могут быть пущены на ветер и не принесут никакой выгоды владельцу. Если я ошибся в прогнозах, то поправьте в комментариях.

Учтите, что ваш опыт интересует не только меня, но и большое количество других людей. Он принесет пользу и им.

Ветряк для дома или дачи

1. Низкая стартовая скорость ветра. Используются 3 или 5 лопастей (опционально), для областей с разной скоростью ветра. Применение 5 лопастей для регионов со слабыми ветрами, что бы получить максимум эффективности.

2. Легкий монтаж: соединение на трубу или фланцевое (опционально)

3. Лопасти изготовлены под давлением с использованием нового композитного материала. Оптимизированная аэродинамическая форма лопастей увеличивают эффективность использования энергии ветра.

4. Корпус генератора литой с алюминиевого сплава, с двумя подшипниками, что позволяет ему выдерживать сильный ветер и безопасно работать.

5. Запатентованный генератор на постоянных магнита с специальной обмоткой статора, эффективно уменьшает стартовый крутящий момент.

6. Контроллер и инвертор могут быть подобраны нашими специалистами, с учетом потребностей клиента, места установки ветрогенератора и скорости ветра. Ветряк-генератор 500 Вт 20 А Максимальная суточная производительность составляет 1,4 кВт. Гибридный контроллер зарядного устройства Home Power

Высокая эффективность Возможно сделать гибридную систему с солнечной панелью Низкая скорость запуска, высокая потребляемая мощность ветра, низкая вибрация. Удобный для пользователя дизайн, простой в установке и обслуживании Лопасти, изготовлены с армированного стекла, с аэродинамической формой. Усиление коэффициента мощности ветра и мощности Использование запатентованного генератора постоянных магнитов и специального статора. Эффективное снижение сопротивления крутящему моменту что гарантирует стабильность работы. Нет скручивания кабеля мачты Обеспечивает мощность 0,6-1,5 кВт в течение 24 часов. Идеально подходит для, домов, предприятий и промышленных энергетических объектов Сертификация CE, Сертификация RoHS и Сертификация ISO9001.

Технические характеристики ветряной турбины

Номинальная мощность: 500 Вт

Номинальное напряжение: DC27-54V

Напряжение аккумуляторной батареи: DC 24V

Минимальная скорость ветра: 2,5 м/с

Номинальная скорость ветра: 12 м/с

Количество лопастей: 5

Материал ветрового листа: PBT

Диаметр ротора: 1,2 м

Номинальная скорость: 800 об/мин

Диаметр башни: > 80 мм

Высота башни: 4,5 м-10 м

Емкость аккумулятора: 200AH-400AH

Размер упаковки: 687 * 365 * 210 мм

Срок годности продукта: 15 лет 

Сертификация: CE, RoHS, ISO9001

Гибридный контроллер характеристики:

Модель: FWS03 / 06-12 / 24

Номинальное напряжение батареи: DC12V / 24V

Номинальная мощность турбины: 400 Вт / 800 Вт

Напряжение торможения: 14,5 В / 29 В

Напряжение восстановления турбины: 13,2 В / 26,4 В

Номинальная мощность: 500 Вт / 1000 Вт

Максимальный ток разряда: 20A

Защита от перезарядки батареи: 16,5 В / 33 В (выключение нагрузки)

Защита от разрядки аккумулятора: 10,7 В / 21,4 В (выключение нагрузки)

Защита от разрядки аккумулятора: 12 В / 25 В (возврат нагрузки)

Статическая мощность: 15 мА

Рабочая температура: -35 ~ + 75 ℃

контроллера: 150 * 87 * 28 мм

Инфракрасная защита: IP67

Ветряная турбина — 1 шт Контроллер  (12 / 24V) — 1 шт

Конус носа — 1 шт

Установочные винты и гайки — комплект

Лопасти — 3/5 опционально

Руководство по эксплуатации — 1 экземпляр  

Частные ветряные турбины для односемейных домов

Идея иметь возможность вырабатывать электроэнергию вне сети в качестве частного лица с помощью ветряной турбины в саду собственного дома очень привлекательна. Но чего вы действительно можете ожидать от небольшой частной ветряной турбины с точки зрения генерируемой энергии и что нужно учитывать при ее установке у себя дома?


Размеры и выходная мощность малых ветряных турбин

Для получения реалистичного оценка того, что можно ожидать от частной ветряной турбины с точки зрения производство энергии и в какой степени оно покрывает собственные потребности в электроэнергии, можно сделать некоторые приблизительные расчеты.

Согласно исследованию использования небольших ветряных турбин с вертикальной осью в Баварии, годовое энергопотребление типичного немецкого дома на одну семью составляет около 3500 кВтч. Если предположить, что ветряная турбина непрерывно вырабатывает электроэнергию в течение года, это соответствует требуемой мощности в 4 кВт.

Как видно из формулы в график ниже, размер ротора, преобладающая скорость ветра и выходная мощность ветряных турбин напрямую зависят друг от друга.Далее принята средняя скорость ветра 4 м / с. В Германии это соответствует площади при умеренном и среднем ветре и используется только для приблизительного ориентирования. Для тебя собственная оценка участка, настоятельно рекомендуется проводить точный ветер измерения и не придавать слишком большое значение средним значениям. Если мы принять эту скорость и считать упомянутые выше 4 кВт средним потребления в качестве желаемой выработки электроэнергии, мы обнаруживаем, что ветряная турбина, которая может полностью покрыть этот спрос, имеет ветровую площадь 172 м 2 .

Конкретно это означает диаметр ротора 14,7 м для горизонтальных ветряных турбин. Для вертикальных турбин, основанных на принципе Савониуса или Дарье, высота ротора 4 м дает требуемый диаметр 43 м. Если вы представите такую ​​ветряную электростанцию ​​в собственном саду, быстро станет ясно, что невозможно обеспечить среднее немецкое домохозяйство полностью автономным источником энергии в средних ветровых условиях с небольшими ветроэнергетическими установками, которые доступны на рынок.


Каркасные концепции частных ветроэнергетических установок для частных домов

Это понимание может показаться разочаровывающим, но это крайне важно, если вы хотите создать реалистичный проект для частная ветряная турбина. Это основа для некоторых реальных последствий:

1. Если вы хотите создать значительного количества электроэнергии, не следует полагаться на слишком маленькие системы. Причина этого в том, что выходная мощность, как описано выше, зависит от прямо от размера турбины.

2. Выбор места должен быть хорошо продуман. Наиболее важным фактором, влияющим на выходную мощность ветряной турбины, является скорость ветра. Из-за окружающих зданий, деревьев и т.п. это может сильно варьироваться и быть значительно ограничено в зависимости от местоположения на частной собственности.

3. Прямо связано с предыдущим: скорость ветра в вашем жилом районе очень часто переоценивается. Однако, поскольку существует такая сильная и центральная зависимость от скорости ветра, важно провести измерение ветра, чтобы избежать разочарования.

4. Реалистичное отношение ожидание необходимо срочно: с частной ветряной турбиной вы не будете в состоянии поставить целый дом на одну семью. Но вы могли бы, например, накрыть садовый домик, частично снабжать дом или в ветреных районах, возможно, даже зарядить электромобиль.

Кстати: обычно нет рекомендуется подавать излишки электроэнергии в городскую сеть из-за высокая стоимость и отсутствие рентабельности — обычно рекомендуется использовать электричество для собственного потребления и при необходимости храните.


На что следует обратить внимание

Позиционирование

Как уже было описано, соответствующий Выбор площадки имеет решающее значение для производства энергии ветряной турбиной. Если турбина устанавливается на уровне земли, мачта должна быть как можно выше использовал. Это особенно актуально рядом со зданиями или деревьями, чтобы свести к минимуму их эффект торможения ветром. Однако, если общая высота превышает 10 м, следует ожидать сложной разрешительной процедуры.

Если ветряк установлен на крыша, более высокая высота и соответствующая более высокая скорость ветра лучше используется. Есть несколько международных примеров крыш небоскребов, на которых там установлены ветряки. Основная мотивация для этого варианта — лучше условия потока, так как на больших высотах не только более сильный ветер скорость, но она также менее тревожная, тормозная и турбулентная. Главный Недостаток монтажа на крыше дома носит механический характер.Чтобы не чтобы вызвать опасность обрушения или гудение, конструктивная конструкция дом должен выдерживать дополнительную нагрузку от ветряной турбины и ее вибрации должны быть развязаны. Это предотвращает их попадание в дом, что может быть связано с вибрацией и нежелательными шумами, а также с риск безопасности.

В зависимости от удаленности от дома, необходимо также учитывать подключение ветряной турбины к электросети. В Кроме того, следует также обратить внимание на расстояние до соседей, чтобы не беспокоить их тенями и / или звуком.


Вибрация и шум

Независимо от местонахождения, каждые ветряная турбина издает звук. Это в основном вызвано обтеканием лопастей ротора и вибрациями, которые передаются через мачту на окружающие конструкции, такие как здания, и могут быть усилены в помещениях, например в корпусе гитары. По этой причине виброизоляторы незаменим при установке на зданиях. В зависимости от местоположения, однако они могут потребоваться и в другом месте.Для детальной оценки вы следует проконсультироваться с поставщиком ветряных турбин и, при необходимости, структурным инженер.


Введение статических нагрузок в дом

Ветровая нагрузка на саму турбину и на его мачте создает статическую нагрузку в дополнение к вращательному движению и вибрации. Эта нагрузка должна передаваться через крепление турбина. В новостройках это обычно не вызывает проблем, особенно если эти нагрузки учитываются с самого начала проектирования, а конструктивные инженер проектирует дом соответствующим образом.

Со старыми постройками или особенно легкие крыши, в целом ситуация иная. Крепление к крыше может здесь будет сложно или невозможно. В таких случаях целесообразнее разместить крыша рядом с домом в зависимости от расположения.

Для статиков эта проблема в основном рутинная задача, так как другие части здания, такие как фасад, крыша, дымоход и т. д. также могут быть затронуты и должны быть в состоянии выдерживают ветровые нагрузки. Тем не менее, эту тему нельзя оставлять без внимания.


Разрешение на строительство

Как и для всех строительных проектов в Германии, для установки частной небольшой ветряной турбины требуется разрешение на строительство. Наиболее важными факторами для этого обычно являются высота и уровень шума ветряной турбины, особенно когда она устанавливается в жилых районах. В любом случае желательно сообщить о планах соседям на ранней стадии, поскольку их принятие также может иметь решающее значение для успеха проекта.

Домашние ветряные турбины: обзор, продукты и стоимость

Время чтения: 6 минут

Не все дома подходят для установки солнечных батарей. Однако это не означает, что вы не сможете производить чистую энергию на своем участке. Одной из технологий использования возобновляемых источников энергии, которая становится все более популярной альтернативой для домовладельцев, стремящихся производить собственное экологически чистое электричество, являются небольшие ветряные турбины.


Обзор малых ветряных турбин

Маленькие ветряные турбины, иногда называемые домашними ветряными турбинами, намного меньше, чем турбины, которые вы видите на ветряных электростанциях. В то время как более крупные ветряные турбины могут иметь диаметр лопастей, равный длине футбольного поля, небольшие ветряные турбины обычно имеют диаметр до 10 метров в ширину. Из-за меньшего размера лопастей эти ветряные турбины имеют гораздо меньшую выходную мощность, чем большие турбины. Это делает небольшие ветряные турбины идеальными для проектов с небольшими потребностями в электроэнергии, таких как жилые, портативные или автономные.

Лучшие места для небольших ветряных турбин — это места с частыми и высокими скоростями ветра. Вообще говоря, чем выше турбина, тем ветренее окружающая среда и тем больше электроэнергии она способна производить. Большинство лучших мест для небольших ветряных турбин находятся в сельской местности, так как они, как правило, имеют много места и мало препятствий, которые могут повлиять на скорость ветра. В некоторых случаях небольшая ветряная турбина может компенсировать 100 процентов счета за электроэнергию в доме.

Покупка малых ветряных турбин

Когда дело доходит до покупки небольшой ветряной турбины для вашего дома, важно сравнивать различные продукты и то, как они различаются по цене, дизайну, мощности и предлагаемому оборудованию.

В таблице ниже показано, как небольшие ветряные турбины различаются по цене в зависимости от мощности. Среди ветряных турбин аналогичного размера разница в цене в основном связана с дополнительными компонентами, включенными в покупку, такими как контроллеры заряда, столбы / башни, батареи или кабели.Дополнительные компоненты, которые вам необходимо приобрести, зависят от настройки вашей ветряной турбины. Например, автономным системам требуется аккумулятор для хранения электроэнергии и контроллер заряда для защиты аккумулятора от перезарядки.

Изделия для малых ветряных турбин

Большинство перечисленных выше изделий не могут производить достаточно электроэнергии для питания среднего дома, но могут быть полезны для компенсации небольшой части счета за электроэнергию. Ветряные турбины мощностью менее 500 Вт именуются ветряными микроветряными турбинами .Они могут быть особенно полезны для небольших приложений, не связанных с сетью, таких как лодки, дома на колесах и т. Д.

Определение размера небольшой ветряной турбины для вашей собственности

Первый шаг к определению правильного размера для вашей ветряной турбины — это знать, сколько электроэнергии вы хотите производить. Если вы хотите удовлетворить большую часть или все свои потребности в электроэнергии с помощью небольшой ветряной турбины, вы можете определить потребление электроэнергии, просмотрев прошлые счета за электроэнергию. В качестве альтернативы, если вы хотите компенсировать только определенные приборы с помощью энергии ветра, калькулятор энергии бытовых приборов Министерства энергетики — хорошее место для начала расчета потребности в электроэнергии для конкретных приборов.

После того, как вы узнаете свои потребности в электроэнергии, найдите ветряную турбину и место для установки, которые будут соответствовать этой потребности. Многие производители ветряных турбин сообщают о предполагаемой годовой выработке электроэнергии для своей продукции, используя определенные предположения о высоте и средней скорости ветра. Без этого расчет для оценки реальной выходной мощности ветряной турбины может быть затруднен, поскольку он зависит от погодных условий, плотности воздуха, эффективности оборудования, длины лопастей и т. Д.Тем не менее, вы можете сделать приблизительную оценку выработки энергии ветряной турбиной без сложных вычислений, используя оценочный коэффициент мощности .

Коэффициент мощности — полезный показатель для оценки количества электроэнергии, которую генератор может производить в течение года. Для ветра коэффициент мощности рассчитывается путем деления общего количества электроэнергии, произведенной турбиной, на общее количество электроэнергии, которое она произвела бы за год, если бы вырабатывала свою максимальную мощность круглый год.Согласно отчету о распределенном ветровом рынке Министерства энергетики за 2018 год, малые ветровые турбины имеют средний коэффициент использования мощности 17 процентов, но их набор данных включает диапазон от 2 процентов до 36 процентов.

Используя оценку коэффициента мощности, вы можете рассчитать приблизительную оценку годового производства электроэнергии по следующей формуле:

Киловатт-часов в год = 8760 часов в году x номинальная мощность (кВт) x коэффициент мощности (%)

Учитывая средний коэффициент мощности для малых ветряных турбин, турбина мощностью 10 кВт будет производить примерно 14 892 кВтч в год.

Как выбрать место для размещения вашей ветряной системы для жилого дома

При выборе места для жилой ветряной турбины необходимо учитывать несколько моментов: количество ветра, которое получает определенное место, , и расстояние до что вы пытаетесь привести в действие .

Ветер

Если ваша собственность не находится на земле, которая является полностью изолированной и плоской, важно проанализировать, насколько сильным ветром может быть каждое потенциальное место установки.Например, если вы разместите свою систему на вершине холма, вероятно, будет больше ветра, чем если бы вы разместили ее на не ветреной стороне барьера, такого как сарай или дерево. Хорошее практическое правило состоит в том, что ваша система должна быть расположена с наветренной стороны от любых препятствий и на 30 футов выше всего, что существует в пределах 300 футов от нее.

Расстояние

Не менее важно для доступа ветра расстояние между вашей системой и тем, что вы пытаетесь запитать. Это связано с тем, что значительное количество электроэнергии может быть потеряно, если провод, идущий от вашей системы, будет слишком длинным.Чем ближе ваша домашняя ветряная турбина находится к нагрузке, которую вы пытаетесь запитать, тем эффективнее будет ваша система.

Стоимость малых ветряных турбин

Стоимость установки небольшой ветряной турбины может варьироваться в зависимости от размера системы, высоты башни и оборудования, которое вы покупаете. В большинстве случаев, чем больше и выше ветряк, тем дороже он будет.

По данным Американской ассоциации ветроэнергетики (AWEA), небольшие ветряные турбины стоят от 3000 до 5000 долларов за каждый киловатт мощности.Большинство домовладельцев, использующих ветряные турбины в качестве основного источника электроэнергии, устанавливают от 5 до 15 кВт мощности ветра, что означает, что они могут рассчитывать заплатить от 15 000 до 75 000 долларов за свой проект небольшой ветряной турбины. Эти цифры не включают какие-либо федеральные льготы или льготы штата.

Стоит ли устанавливать у себя дома небольшую ветряную турбину?

Небольшие ветряные турбины могут быть экономичным способом производства возобновляемой электроэнергии для вашего дома. Однако многие объекты жилой недвижимости не подходят для установки ветряных турбин по нескольким причинам.

Во-первых, для выработки достаточного количества электроэнергии, чтобы окупить первоначальные инвестиции, ветряные турбины должны располагаться в ветреном месте. Хотя это может показаться очевидным, недостаточно просто испытать высокие скорости ветра во время штормов или определенных сезонов: вам нужны постоянные схемы ветра, способные вращать ветряную турбину в течение всего года, чтобы окупить первоначальные инвестиции.

Как правило, если среднегодовая скорость ветра на вашем участке менее 5 метров в секунду, это, скорее всего, неподходящее место для небольшой ветряной турбины.Если вы не уверены в скорости ветра в вашем доме, у Национального управления океанических и атмосферных исследований есть карты ветров, на которых указана средняя скорость ветра по стране по месяцам. В ближайшем аэропорту также может быть записана скорость ветра, если вы хотите получить базовую оценку для своего региона.

Кроме того, небольшие ветряные турбины должны иметь определенное пространство и достигать определенной высоты для достижения значительной экономии электроэнергии. В вашей юрисдикции могут быть постановления о зонировании, которые ограничивают высоту конструкции, которую вы можете установить на своем участке, тем самым ограничивая количество электроэнергии, которое может производить ваша ветряная турбина.Вам также потребуется достаточно открытого земельного участка на вашем участке, чтобы опустить небольшую ветряную турбину для технического обслуживания — многие установщики рекомендуют иметь хотя бы один акр чистой земли.

Однако, если вы живете в ветреном, удаленном месте вне сети, небольшая ветряная турбина может быть более доступной, чем подключение вашего дома к электросети. Кроме того, ветряные микротурбины могут быть полезны для других переносных приложений, не связанных с сетью, таких как зарядка аккумуляторов для жилых автофургонов и парусных лодок.

Установка и техническое обслуживание

После того, как вы определите, подходит ли вам ветряная турбина для жилого дома и где ее можно разместить на вашем участке, следующим шагом будет установка.В большинстве случаев (если вы не можете залить цемент, правильно подключить свою систему и разместить ее там, где она должна быть), бытовая ветряная турбина должна быть установлена ​​профессионально. Свяжитесь с производителем вашей системы, чтобы узнать больше о вариантах установки и стоимости.


После того, как ветряная турбина в жилом помещении будет установлена, требования к техническому обслуживанию могут включать ремонт электрических соединений и проводки, а также замену любых корродированных деталей. Например, лопасти малых ветряков служат около 10 лет.Если вся система правильно обслуживается и устанавливается, вы должны рассчитывать, что ее срок службы составит около 20 лет.

Сравните все варианты, прежде чем принимать решение.

Поскольку вы ищете способы вырабатывать собственное электричество, всегда полезно сравнить несколько вариантов, прежде чем принимать окончательное решение. Зарегистрировавшись на EnergySage Solar Marketplace, вы можете получить до семи индивидуальных предложений по установке солнечной энергии на вашем участке. Эти расценки включают информацию о затратах и ​​оценках экономии, которые позволяют сравнить экономические выгоды от солнечной энергии с предложениями малых ветряных турбин.Если вы хотите начать с приблизительных цифр, прежде чем получать расценки, воспользуйтесь нашим солнечным калькулятором.

экологическое содержание


Подходит ли вам домашняя ветряная турбина?

Домашние ветряные турбины — это уменьшенная версия больших турбин, которые вы видите на обочине шоссе, производящие чистую электрическую энергию из кинетической энергии ветра.

В то время как в коммерческих ветряных электростанциях используются машины, лопасти которых могут создавать диаметр 130 футов (что соответствует длине футбольного поля), домашняя система гораздо более компактна.Домашние ветряные турбины требуют особого планирования и обслуживания, чтобы быть успешными, и есть вероятность, что они могут быть экономически невыгодными или непригодными для вашей собственности, поэтому важно провести исследование, прежде чем вкладывать время и деньги.

Потенциальные покупатели должны сначала оценить ветровые ресурсы своего участка и изучить потенциальные проблемы зонирования окрестностей. Если в вашем районе генерируется достаточно ветра, домашние ветряные турбины могут помочь снизить счета за электроэнергию на 50–90% и обеспечить бесперебойный источник энергии за счет длительных отключений коммунальных услуг — и все это с нулевыми выбросами и загрязнением.Они не только являются одними из самых экономически эффективных домашних систем возобновляемой энергии, домашние турбины могут использоваться для других целей, таких как перекачивание воды для орошения, что может быть полезно на фермах или ранчо.

Что такое домашняя ветряная турбина?

Турбины — это не то же самое, что ветряные мельницы, хотя принцип в основном тот же. Старые ветряные мельницы на самом деле являются предшественниками современных ветряных турбин, поскольку турбины используют ветер для получения электроэнергии, а ветряные мельницы преобразуют его в механическую энергию.

Ветряк имеет лопасть, полюс и генератор. Лезвие работает как крыло самолета: когда обдуваемый воздух проходит по обеим сторонам лезвия, его уникальная форма заставляет давление ветра становиться неравномерным, заставляя лезвие вращаться. Здесь технология превосходит традиционные ветряные мельницы. Флюгер наверху подключается к компьютеру, чтобы машина могла работать максимально эффективно. Лопасти вращаются всего около 18 оборотов в минуту — недостаточно быстро, чтобы вырабатывать электричество сами по себе — поэтому они прикреплены к валу ротора и ряду шестерен, которые помогают увеличить скорость вращения примерно до 1800 оборотов в минуту.

Поскольку чем выше вы поднимаетесь, тем ветренее, более крупные турбины могут оказать серьезное влияние на выработку энергии. Небольшие объекты, которые нуждаются только в питании жилых домов или малых предприятий, могут получить выгоду от собственной домашней ветряной турбины, особенно в сельской местности, которая еще не подключена к энергосистеме (хотя домашние ветряные системы также могут подключаться к существующей электросети через вашу мощность. провайдер).

Подходит ли мне домашняя ветряная турбина?

Как и большинство энергетических систем, небольшие ветряные турбины требуют тщательного планирования.Вам нужно будет подумать, например, о том, достаточно ли ветровой энергии для того, чтобы система была функциональной и экономичной. Самое главное, вам нужно будет выяснить, разрешены ли даже небольшие ветряные электрические системы в вашем районе.

Проверьте свою недвижимость

Для начала свяжитесь со своим местным строительным инспектором, наблюдательным советом или советом по планированию — они смогут предоставить вам информацию о требованиях и о том, нужно ли вам разрешение на строительство.Если у вас есть соседи или ассоциация домовладельцев, они также могут быть обеспокоены уровнем шума или эстетикой ветряной турбины, поэтому подготовьте объективные данные для решения этих проблем.

Такая информация, как ограничения по высоте (большинство постановлений о зонировании имеют ограничение в 35 футов для строений), пригодится при покупке домашних турбин. По данным Министерства энергетики США, у большинства бытовых турбин уровень шума немного выше шума окружающего ветра, и «хотя звук ветряной турбины может выделяться из окружающего шума, если приложить сознательное усилие, чтобы его услышать, ветряная турбина жилого размера не является значительным источником шума при большинстве ветровых условий.”

Оцените ветровые ресурсы

Местный ландшафт влияет на уровень ветра сильнее, чем многие из нас думают. То, что в одном месте кажется ветреным, не означает, что район в нескольких милях от вас такой же ветреный. Отличное место для начала исследования — карта ветровых ресурсов, доступная на веб-сайте Программы ветроэнергетики Америки Министерства энергетики США и организованная по штатам. Вы также можете просмотреть данные о скорости ветра из ближайшего аэропорта или узнать, существует ли местная небольшая ветровая система с годовой мощностью и данными о скорости ветра.Для наиболее точного измерения прямой мониторинг с помощью профессиональной системы ветроэнергетики на вашем объекте может снимать показания на определенной высоте на вершине башни, где будет установлена ​​ветряная турбина. Однако они дорогие и могут стоить от 600 до 1200 долларов.

Сделай математику

Узнайте, является ли домашняя ветроэнергетическая система экономически жизнеспособной, взглянув на общую стоимость таких вещей, как установка, мощность, экономия и окупаемость инвестиций.Используйте справочники Министерства энергетики по малым ветровым потребителям, чтобы оценить затраты на покупку машины, сколько вы можете сэкономить, сделав переход, и сколько времени потребуется, чтобы вернуть свои капитальные вложения. Профессиональный установщик домашних турбин также сможет помочь оценить ваши затраты.

Стоимость установки отдельно стоящей домашней ветряной турбины зависит от расположения, мощности и размера машины. Например, в районе Сан-Франциско небольшая ветровая установка может стоить от 5000 до 40 000 долларов в зависимости от мощности в кВт.Стандартный односемейный дом в этом регионе потребляет чуть более 5000 киловатт-часов электроэнергии в год, для чего потребуется турбина в диапазоне 1-5 киловатт.

Другие варианты экологически чистой энергии дома

Если ваш дом или собственность не защищают от ветра, существует множество других вариантов получения чистой энергии. Установка солнечных батарей — одна из самых популярных форм долгосрочных возобновляемых источников энергии, а гибридные солнечные и ветровые системы набирают обороты в Соединенных Штатах.У Treehugger есть руководство по лучшим компаниям, занимающимся установкой солнечных панелей, чтобы облегчить этот процесс. Еще один отличный вариант для тех, у кого есть водоем, такой как река или ручей, протекающий по собственности, — это гидроэнергетика. Гидроэлектроэнергия отведет часть этой воды, направит ее через специализированный генератор и создаст электроэнергию для дома.

Home Wind Power: Да, у меня на заднем дворе!

Так что, может быть, вы думаете, что хотите производить собственное электричество, и домашняя энергия ветра пришла вам в голову.В конце концов, кому действительно нравится оплачивать счета за коммунальные услуги? Малая ветровая энергия является возобновляемой, экологически чистой и при правильных обстоятельствах может сэкономить вам деньги.

Но подходит ли вам домашняя ветровая энергия? Ответ может вас удивить, потому что жизнь в ветреной местности не обязательно является самым важным фактором. Фактически, многие объекты не подходят для установки ветряной турбины, даже если в них дует сильный ветер (по причинам, которые мы рассмотрим). С другой стороны, если вы хотите отключиться от сети и производить собственное электричество, вы почти наверняка захотите рассмотреть возможность установки домашней ветряной турбины, даже если в вашем районе не очень ветрено.

Вот сделка: чтобы домашняя ветряная турбина оправдала ваши инвестиции, вам действительно нужно жить на акре или более. Это руководство из Руководства по малым ветроэлектрическим системам Министерства энергетики США, бесплатного издания для домовладельцев. Жизнь в сельской местности помогает, потому что если вы живете в жилом районе, вы можете столкнуться с конфликтами с зонированием и местными ассоциациями домовладельцев. Кроме того, вы с большей вероятностью обнаружите высокую среднюю скорость ветра на широких открытых пространствах вдали от ветрозащитных полос, таких как здания и деревья.В целом, хотя установка небольшой ветряной турбины в городе или пригороде, безусловно, возможна, у вас гораздо больше шансов получить подходящие условия для домашней ветровой энергии, если вы живете за пределами города.

Так обстоит дело с Кэмом и Мишель Мазер, которые живут на 150 акрах леса в сельской местности Онтарио. Мазеры живут в автономном доме, который питается от солнечных батарей и микроветровой турбины, мощностью 1 киловатт (кВт) Bergey Excel 1. На такой большой территории они далеко от ближайших соседей, поэтому никто не может может быть расстроен заметным — но не неприятным — шумом ветряной турбины или очень заметной 100-футовой башней во дворе пары.

Что удивительно в положении Мазерсов, так это то, что их местная скорость ветра не идеальна, но домашняя ветровая энергия прекрасно работает на них. «Технически, если вы посмотрите на карты ветров, мы находимся в плохом месте для ветра, но мы хотели отключиться от сети по экологическим причинам», — говорит Кэмерон. Самая большая проблема с имуществом Мазерсов заключается в том, что у них слишком много деревьев, и хотя их небольшая ветряная турбина находится на высоте 40 футов над линией деревьев, ландшафт замедляет ветер. Тем не менее, ветер по-прежнему имеет для них смысл, потому что они отключены от сети, поэтому их единственное электричество — это то, что они производят, а затем хранят в батареях.Они начали с солнечных панелей, но добавление ветряной турбины сделало всю систему намного более стабильной и эффективной — большое преимущество, когда вы несете единоличную ответственность за выработку собственной электроэнергии.

Эксперты по возобновляемым источникам энергии часто рекомендуют устанавливать гибридные ветровые и солнечные энергетические системы для автономного проживания. Эти системы работают хорошо, потому что энергия ветра и солнца, как правило, наиболее доступна в разное время.

«До появления нашей ветряной турбины мы попадали в канавку, где садится солнце, а вы живете за счет батарей», — говорит Кэмерон.«Вы просыпаетесь утром, и у вас заканчивается энергия в ваших батареях. С ветром вы просыпаетесь и получаете больше сил ». В результате установки небольшой ветряной турбины Мазеры меньше зависят от генератора, работающего на ископаемом топливе, для выработки электроэнергии, когда их батареи разряжаются, что, как указывает Кэм, не только снижает их углеродный след, но и помогает изолировать их. от энергетической незащищенности будущего. «Мы смотрим на это с точки зрения устойчивости», — говорит он.

Домашняя ветроэнергетика, подключенная к сети

Если ваша главная цель — самообеспечение энергией, возможно, вы захотите отключиться от сети.Но если вы просто заинтересованы в производстве собственной ветровой энергии в жилых домах, подключенная к сети система может иметь большой смысл. При такой настройке каждый раз, когда ваша ветряная турбина производит больше энергии, чем требуется вашему дому, эта энергия поступает в местную энергосистему. Когда вам нужно больше энергии, чем вы производите, вы потребляете энергию из сети. Системы, подключенные к сети, часто дешевле, потому что, не беря на себя ответственность за производство всего собственного электричества, вы можете установить меньшую и менее дорогую систему.Вы также можете отказаться от аккумуляторной батареи и резервного генератора. Наконец, если вы постоянно производите больше электроэнергии, чем вам нужно, вы действительно можете получить деньги от коммунального предприятия.

Вот как это работает для Джона Иванко и Лизы Кивирист на их сельском участке в Браунтауне, штат Висконсин. Они находятся в прекрасном месте для ветра — с момента переезда они потеряли довольно много черепицы с крыши, говорит Иванко, и они действительно могут видеть коммерческую ветряную электростанцию ​​со своего участка.

Около 10 лет назад Иванко и Кивирист установили свою 10-киловаттную турбину Bergey Excel на 120-футовой башне (см. Фотографию в галерее изображений).Сейчас они вырабатывают около 10 000 киловатт-часов (кВт-ч) в год, что немного ниже среднего годового потребления электроэнергии домохозяйствами в Соединенных Штатах.

Пара инвестировала в энергоэффективность дома, прежде чем они начали устанавливать возобновляемые источники энергии, однако, имея эффективный дом, они теперь вырабатывают больше электроэнергии, чем им нужно. «На самом деле для нас это денежный поток. Мы перерабатываем от 2 000 до 4 000 киловатт-часов », — говорит Иванко. В результате коммунальные предприятия ежегодно выплачивают от 200 до 400 долларов.

Как именно работают эти отношения с коммунальным предприятием, зависит от государственного регулирования. В Висконсине, как и в большинстве штатов (по последним подсчетам их 43), действуют правила измерения чистых измерений, которые помогают домовладельцам подключиться к электросети. По сути, когда вы используете электроэнергию от сети, ваш счетчик работает вперед, а когда вы подключаете избыточную электроэнергию в сеть, он работает в обратном направлении. «Воспитание детей в среде с использованием возобновляемых источников энергии имеет огромное значение, — говорит Кивирист. «Нашему сыну сейчас 11 лет, и он не знает другого пути.Он просто предполагает, что счетчик каждого идет в обратном направлении ».

Экономика ветроэнергетических систем

Установка ветряной турбины или любой другой системы возобновляемой энергии — это действительно инвестиции. По оценке Мэзеров, общая стоимость их ветряной турбины мощностью 1 кВт составила около 9000 долларов без учета батарей. Им удалось сэкономить деньги, установив турбину самостоятельно, и они сами производят техническое обслуживание. И имейте в виду, что их система небольшая. Даже при твердой средней скорости ветра 9 миль в час расчетная годовая выработка составляет около 1800 кВт / ч.Для системы, достаточно большой, чтобы обеспечивать всю вашу собственную энергию — около 960 кВт / ч в месяц для среднего дома в США — затраты могут быть значительно выше.

Иванко и Кивирист подсчитали, что общая установленная стоимость их ветряной турбины мощностью 10 кВт составила около 39 500 долларов, но их личные расходы были меньше половины этой суммы, благодаря государственному гранту и другому творческому финансированию. Например, они сократили свои затраты на рабочую силу, объединившись с преподавателями ветроэнергетики, чтобы провести семинар на своей территории.


Мазеры выбрали автономную жизнь по экологическим причинам, но решение об отключении иногда может иметь смысл исключительно с финансовой точки зрения. Начнем с того, что если вы живете в действительно удаленном районе и хотите отключиться от сети, установка систем возобновляемой энергии часто будет дешевле, чем оплата коммунальной компании за продление линии электропередачи до вашей собственности. Фактически, в некоторых штатах требуется, чтобы коммунальное предприятие предоставляло информацию об альтернативах возобновляемой энергии всякий раз, когда клиент запрашивает продление линии электропередачи.Американская ассоциация ветроэнергетики дает широкий диапазон ожидаемых сроков окупаемости домашней ветряной турбины — от 6 до 30 лет. Ваша экономия будет зависеть от множества индивидуальных факторов.

Одним из самых простых факторов для расчета является индивидуальное стимулирование использования возобновляемых источников энергии. В США малые ветряные турбины в настоящее время имеют право на получение федеральной налоговой льготы в размере 30 процентов, которая будет действовать до 2016 года.

Другие финансовые стимулы могут быть доступны через ваш штат или через отдельные коммунальные предприятия.Лучшее место для текущей информации о стимулах для возобновляемых источников энергии в США, в том числе о правилах чистых измерений, — это База данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и эффективности. В Канаде также есть льготы по использованию домашнего ветра; найти дополнительную информацию в отделе природных ресурсов Канады и Канадской ассоциации ветроэнергетики.

Еще одним ключевым фактором при расчете того, насколько быстро окупится ваша ветряная турбина, является знание того, насколько на самом деле порывистый ветер у вас на территории. В справочнике Министерства энергетики США по ветру рекомендуется минимальная средняя скорость ветра 10 миль в час, если вы хотите рассмотреть возможность установки турбины, подключенной к сети.Вы можете получить приблизительную информацию о ветровых условиях в том месте, где вы живете, проверив карты ветровых ресурсов, например карты Wind Powering America, или запросив в ближайшем аэропорту данные о средней скорости ветра. В некоторых регионах с сильным ветром вы также можете найти независимых оценщиков по разумной цене. Например, Ассоциация возобновляемых источников энергии Среднего Запада ведет список оценщиков . В других местах вам нужно будет ознакомиться с предложениями по оценке ветряных электростанций своими руками или воспользоваться рекомендациями местных дилеров по продаже ветряных турбин.См. «Домашние ресурсы по ветроэнергетике» далее в этой статье, где вы найдете более полезные книги и веб-сайты о ветроэнергетике.

Что нужно знать домовладельцам

Что еще вам действительно нужно знать, если вы рассматриваете ветроэнергетику? Пол Гипе, автор книги Wind Power: Renewable Energy for Home, Farm and Business , занимается исследованиями и написанием статей о ветряных турбинах с середины 1970-х годов. Хотя он является большим сторонником возобновляемых источников энергии, он также является ярым защитником интересов потребителей, который продолжал побуждать ветроэнергетику создавать лучшие небольшие турбины, проводить больше испытаний и публиковать больше информации о характеристиках турбин.«Я хочу, чтобы люди использовали ветряные турбины, но я хочу, чтобы люди использовали их безопасно, и я хочу, чтобы они производили значительное количество электроэнергии», — говорит Гайп.

Вот его краткий список того, что потребители должны знать о небольших ветряных турбинах.

Высота башни. Во-первых, да, вам действительно нужна эта высокая башня, потому что средняя скорость ветра существенно увеличивается с высотой. «Для небольшой турбины жилого размера она должна быть не менее 80–100 футов в высоту», — говорит Гипе. Вы увидите ветряные турбины, установленные на более коротких башнях, и они могут вырабатывать немного электричества — скорее всего, не так много электричества, как вам хотелось бы, и решить финансовую сторону ветра сложно, если вы не производите достаточно энергии. .

Крепление на крышу. «Никогда не ставьте ветряную турбину на крышу», — советует Гайп. Это происходит постоянно, потому что большую часть расходов на турбину составляет башня, и люди ищут способы немного сэкономить. Однако это не способ сделать это. «Если вам нужна производительная ветряная турбина, результаты снова и снова показывают, что установка ветряной турбины прямо на крышу просто не работает», — говорит он. Турбина должна быть значительно выше линии крыши, чтобы вырабатывать много электроэнергии, чего вы не получили бы, если бы не установили высокую башню на крыше — не самое безопасное место для установки большой машины.«Это небезопасно, неразумно и нерентабельно», — считает Гайп.

Сертификация. Не поддавайтесь соблазну новой конструкции ветряной турбины, которая звучит замечательно, но не содержит тестовых данных, подтверждающих это. Ищите признанных производителей с проверенной репутацией и сертифицированными результатами испытаний, которые показывают, сколько электроэнергии вы сможете произвести. «Не покупайте ничего непроверенного, непроверенного или не сертифицированного Советом по сертификации малых ветроэнергетических установок», — говорит Гайп.(На момент написания этой статьи сертифицированы три турбины — Excel 10 от Bergey Windpower Co., R9000 от Evance Windpower Ltd. и Skystream 3.7 от Southwest Windpower — и еще несколько ожидают утверждения.)

Безопасность. «Убедитесь, что турбину можно безопасно обслуживать и эксплуатировать», — говорит Гипе. «С учетом имеющихся технологий это означает, что башня может быть безопасно опущена на землю». Другими словами, подумайте о наклонной башне, а не о той, которая требует от вас работы с ветряной турбиной на высоте 100 футов в воздухе.

У Иванко и Кивириста есть еще несколько мудрых слов: застрахуйтесь. Им не нужно было делать ничего особенного, чтобы получить страхование ответственности — это был всего лишь еще один пункт, указанный в их страховом полисе домовладельцев, объясняет Иванко. Однако они также застраховали свой ветряк от повреждений и были благодарны за это, когда лопасти треснули во время сильного шторма в прошлом году. Пара предупреждает, что с изменением климата экстремальные погодные явления становятся все более распространенными, поэтому хорошая страховка необходима как никогда.Иванко и Кивирист были в восторге от того, что Берджи решил встать за свои лезвия и бесплатно заменить их, даже несмотря на то, что лезвия больше не находились на гарантии. По этой причине пара также поощряет закупки у признанных производителей, чтобы убедиться, что турбины сертифицированы, а гарантийная политика надежна.

И несколько заключительных слов Кэм и Мишель Мазер: Не пугайтесь — вы справитесь! Когда Мазеры отключились от сети 15 лет назад, они не могли найти никого в своем районе, кто знал бы о солнечных панелях или ветряных турбинах, поэтому им пришлось все изучить самостоятельно.Причина, по которой они в конечном итоге решили установить турбину, заключалась в том, что они не могли найти достаточно близко дилера, который сделал бы это за разумную плату. Но они заставили это работать и говорят, что нашли много преимуществ в этом практическом подходе. «Если бы мне пришлось, я мог бы обрушить вышку за 20 минут с помощью аккумуляторной дрели», — говорит Кэмерон. «Мне это нравится, потому что я это сделал». Производство энергии из возобновляемых источников энергии и выяснение того, как заставить работать их ветряные турбины, были захватывающими для Кэма.«Мне это очень нравится. Во время сильной бури я могу стоять и смотреть на нее весь день ».


Когда ветер не для тебя: что дальше?

Итак, вы готовы к использованию возобновляемых источников энергии в домашних условиях, но поняли, что установка домашней ветряной турбины на заднем дворе не имеет смысла. Какие у вас есть альтернативы?

Если вы уже решили, что хотите производить собственное электричество, обратите внимание на солнечная энергия . Многие объекты, которые не подходят для установки ветряных турбин, имеют большое количество солнечного света, а стоимость солнечных электрических панелей аналогична той, которую вы бы заплатили за ветряную турбину.

С другой стороны, возможно, вас не волнует практическая сторона возобновляемой энергии — вы просто хотите сократить использование ископаемого топлива и поддержать разработку более чистых форм энергии. Если это ваша ситуация, изучите варианты покупки зеленой энергии . В некоторых случаях это так же просто, как выбрать ветряную электростанцию ​​в вашем коммунальном предприятии. В других случаях это больше похоже на покупку компенсации за выбросы углерода. Узнайте, что доступно там, где вы живете, с помощью ресурса Green Power Агентства по охране окружающей среды.

Если вы просто в восторге от ветроэнергетики в жилых домах и хотите перенести ее поближе к месту вашего проживания, подумайте о том, чтобы узнать больше о ветроэнергетике для местных жителей . Хотя вы, возможно, больше всего знакомы с малым ветром для дома или промышленным ветром для коммунальных служб, появляется все больше промежуточных проектов на уровне местных сообществ. В частности, ветряные турбины часто хорошо подходят для школ, где, помимо других преимуществ, они могут использоваться в качестве учебного пособия. Узнайте больше о школьной ветроэнергетике в статье «Почему ветроэнергетика работает для школ».


Домашние ветроэнергетические ресурсы

Книги

Homebrew Wind Power Дэн Бартман и Дэн Финк

Сила ветра: достижение энергетической независимости Дэн Чирас, Мик Сагрилло и Ян Вуфенден

Справочник по возобновляемой энергии Уильяма Кемпа

Сельский ренессанс: возобновление поисков хорошей жизни Джона Иванко и Лизы Кивирист

«Процветание в трудные времена: Справочник по энергетике, продовольствию и финансовой независимости» Кэма Мэзера; Вы можете узнать больше о приключениях Кэма вне сети в блоге, Homesteading and Livestock .

Основы ветроэнергетики, Пол Гип

Энергия ветра: возобновляемые источники энергии для дома, фермы и бизнеса Пол Гип

Основы ветроэнергетики, Дэн Чирас

Прочие ресурсы

Установка ветряной турбины домашнего масштаба (DVD) от Cam Mather

Small Wind Certification Council
независимый орган по сертификации малых ветроэнергетических установок и перечисляет сертифицированные турбины, ожидающие рассмотрения заявки и подробную информацию для потребителей

Wind-Works
Веб-сайт Пола Гипа; информация о малом ветре, включая особенности различных моделей турбин


Первоначально опубликовано: апрель / май 2013 г.

Ветряная турбина для жилых домов: Плюсы и минусы ветряной турбины на заднем дворе

Использование ветровой энергии растет все более быстрыми темпами, поэтому многие домовладельцы задаются вопросом, насколько практична идея установить ветряную турбину на своем заднем дворе.Мы собираемся объяснить вам, как энергия ветра используется во всем мире, почему энергия ветра выгодна в использовании, какие условия и типы ветряных турбин лучше всего подходят для домовладельцев и многое другое.

Как меняется использование энергии ветра во всем мире

Энергетические компании в таких странах, как Германия и Дания, используют ветряные турбины в промышленных масштабах. Ветроэнергетика также набирает обороты в США и Китае, где энергетические компании спешат инвестировать в ветряные фермы, чтобы заработать на этом возобновляемом источнике энергии.

Может ли ветер работать и в меньшем масштабе? Улучшение технологии солнечных панелей означает, что отдельные домовладельцы теперь могут получать выгоду от солнечной энергии.

То же самое происходит с турбинами? Энергия ветра в жилых помещениях немного сложнее солнечной. Это практичный вариант энергии, но только в правильных условиях. Подобно солнечным энергетическим системам, ветровые турбины могут использовать чистые измерения. Это означает, что турбина может подключаться к традиционной электросети и обеспечивать дом энергией — при этом любая избыточная мощность возвращается в сеть.

В тех случаях, когда ветер не дует, дом может получать электроэнергию от сети. Поскольку ветер никогда не дует постоянно (независимо от того, где вы живете), установка чистого измерения обычно является наиболее практичным вариантом для объектов с приводом от турбины.

Крышные турбины меньшего размера, которые лучше подходят для пригородов и городов, не подключены к сети. Обычно эти системы заряжают аккумуляторы, которые, в свою очередь, обеспечивают электроэнергией дом. Эти небольшие блоки обычно недостаточно сильны, чтобы обеспечить все потребности дома в электроэнергии.Вместо этого эти системы предназначены для использования в качестве дополнительных источников энергии, чтобы снизить зависимость от традиционной электроэнергии (что будет означать более низкие счета за коммунальные услуги для домовладельца).

Почему ветроэнергетика — хорошая идея?

Как чистый счетчик, так и внесетевая энергия ветра имеют несколько важных преимуществ. Во-первых, энергия ветра экологически безопасна; он не вызывает абсолютно никакого загрязнения. Во-вторых, энергия ветра практически бесплатна. Помимо первоначальных затрат на установку турбины (плюс любые затраты на техническое обслуживание), домовладельцы будут иметь готовый запас ветровой электроэнергии на десятилетия.Даже небольшая турбина на крыше может значительно снизить счета за электроэнергию в доме. Технологии быстро развиваются — особенно для небольших жилых помещений — делая энергию ветра более доступной для среднего домовладельца.

Чистая энергия и специальные варианты финансирования, такие как те, которые предлагаются в рамках программ экологически чистой энергии с оценкой собственности (PACE), делают турбины всех размеров более доступными для домовладельцев. PACE позволяет домовладельцам финансировать модернизацию ветроэнергетики за счет специального налога, взимаемого с их собственности.Со временем домовладельцы погашают профинансированную сумму в виде статьи в своих ежегодных налоговых счетах. Таким образом, деньги, сэкономленные на расходах на электроэнергию, можно использовать для оплаты самой турбины.

Финансирование вашего следующего проекта благоустройства дома

Готовы ли вы к следующему ремонту дома?

Хотите узнать, можно ли получить финансирование PACE для ветряной турбины дома? Нажмите сейчас, чтобы узнать, доступна ли Игрена в вашем районе.

Проверить наличие Ygrene Рядом со мной

Сэкономите ли вы деньги?

Несмотря на потенциальные недостатки, вы можете сэкономить деньги с помощью энергии ветра, особенно если вы имеете право на налоговые льготы на зеленую энергию.Одна вещь, которую следует помнить, особенно с полноразмерными турбинами, заключается в том, что будут расходы на техническое обслуживание. Поскольку более крупные жилые модели находятся на вершине высоких башен, ремонт своими руками невозможен. Поэтому чрезвычайно важно дважды и трижды проверять гарантии, прежде чем подписывать контракт с установочной компанией. Проверки и ежегодное обслуживание смазки и затяжки следует рассматривать как часть текущих затрат на наличие ветряной системы.

Есть ли серьезные недостатки?

Самый большой недостаток ветроэнергетики — ее непостоянство.Даже если установщик выберет лучшее место, ветер не будет дуть с одинаковой скоростью постоянно. Вот почему, особенно в жилых помещениях, ветряные турбины являются либо дополнительными источниками энергии, либо подключаются к основной электросети в виде чистой системы учета. Остальные недостатки предвидеть труднее. Ветровые турбины могут быть шумными, что не является распространенной проблемой в сельской местности, но в жилых районах это может быть проблемой. Шум от ветряных турбин обычно является основной жалобой жителей, проживающих рядом с крупными ветряными электростанциями, принадлежащими коммунальным предприятиям.

На небольшие ветряные турбины, в том числе на крышные, могут действовать ограничения по зонированию. Правила различаются в зависимости от города, поэтому важно изучить местные постановления, прежде чем принимать решение о целесообразности использования энергии ветра.

Насколько большой должна быть турбина на заднем дворе? Это зависит. Общее правило заключается в том, что турбина должна быть на 30 футов выше любого объекта, включая деревья, в радиусе 300 футов. В зависимости от характера ветра и ландшафта это может быть от 60 до 120 футов в высоту.Фермы имеют идеальный ландшафт для жилых турбин, в то время как людям, имеющим менее акра земли, может не хватить места для чего-либо, кроме модели на крыше.

Идеальные условия для ветряных турбин в жилых помещениях

Менее одного процента всех небольших (жилых или частных) ветряных турбин находятся в городах. Это связано с ограничениями по зонированию, а также с отсутствием постоянного ветра и достаточного пространства. По данным Фонда ветроэнергетики, для обеспечения электричеством среднего дома ротор турбины должен быть не менее 18 футов в диаметре.Кроме того, ветер не может быть заблокирован деревьями, более высокими зданиями или другими препятствиями. Следовательно, сельская недвижимость — лучшее место для ветряных турбин, достаточно больших, чтобы обеспечить всю мощность дома.

Меньшие турбины на крыше, которые производят дополнительную энергию, лучше подходят для большинства жителей пригородов и городов. Некоторые компании специализируются на этих миниатюрных автономных системах.

Ветровая энергия лучше всего используется в сочетании с другими источниками энергии

Маленькие тихие турбины на крыше — идеальный вариант для большинства домовладельцев.Тем не менее, людям, которые хотят получать пользу от ветра, все равно понадобится другой источник энергии. Один из вариантов — объединить ветер с другим видом возобновляемой энергии: солнечной. «Совместное использование» крышных панелей и турбины может привести к значительной экономии энергии. Кроме того, оба этих улучшения могут претендовать на финансирование PACE, так что домовладельцы могут установить солнечную и ветровую энергию с минимальными первоначальными затратами и использовать деньги, сэкономленные на счетах за электроэнергию, для оплаты обоих обновлений с течением времени.

Энергия ветра может быть хорошей идеей при определенных обстоятельствах. Домовладельцам необходимо найти подходящую турбину для своей конкретной ситуации и понять, что для большинства домов ветер является дополнительным источником энергии, который не обеспечит всего необходимой им электроэнергии, но, безусловно, может помочь снизить счета за электроэнергию.

Какие модели являются наиболее практичным вариантом для большинства домовладельцев?

Ветряные турбины меньшего размера, предназначенные для установки на крыше или в гараже, являются лучшим вариантом для большинства домовладельцев, особенно для тех, кто находится в пригородных и городских районах.Эти устройства не предназначены для обеспечения 100% мощности дома; они просто недостаточно велики. Однако они относительно недороги и позволяют значительно снизить счета за электроэнергию. Эти турбины на крыше могут по-прежнему подвергаться ограничениям по зонированию, но некоторые производители решили проблему шумового загрязнения.

Один из вариантов, произведенный в Швеции, является «совершенно бесшумным», сообщает Treehugger, а 30-футовую турбину мини-башни едва слышно на расстоянии более 40 футов. В зависимости от конфигурации эти небольшие турбины могут обеспечивать от 25 до 50 процентов энергии дома.При первоначальных затратах и ​​установке потребуется всего несколько лет, чтобы окупить стоимость обновления за счет денег, сэкономленных на счетах за электроэнергию.

Проверить наличие Ygrene рядом со мной

Ветряные турбины и малые генераторы для вашего дома

Мы все их видели — эти массивные белые трехзубые башни с вертушками, выстроенные вдоль автострад сельской Америки. Эти огромные ветряные турбины высотой в сотни футов, ничего не подозревающие, но изобилующие футуристическим потенциалом.Несмотря на медленные колебания, эти турбины быстро меняют современный ландшафт возобновляемых источников энергии.

На промышленные ветряные турбины приходится 6,5% электроэнергии Америки, поэтому неудивительно, что так много домовладельцев ищут умные способы использовать экологические преимущества энергии ветра. Небольшие ветряные турбины вбирают в себя всю природную магию энергии ветра и превращают ее в бытовую электрическую машину. Эти упрощенные решения для выработки электроэнергии, служащие экологически безопасными воротами к чистой, рентабельной возобновляемой энергии, прокладывают путь к более экологичному будущему.

Но как именно работает энергия ветра и может ли небольшая ветряная турбина приводить в действие ваш дом? Каковы преимущества и проблемы? Мы рассмотрим эти и другие вопросы ниже.

Как работают жилые турбины?

Небольшие ветряные турбины, также известные как ветряные турбины для жилых домов, обладают всеми функциями промышленных ветряных турбин. Все ветряные турбины преобразуют кинетическую энергию, создаваемую ветром, в механическую энергию. c Их пропеллеры спроектированы таким образом, чтобы улавливать максимальное количество энергии ветра.Когда захваченная энергия ветра преобразуется в электричество, она может обеспечивать питание вашего домашнего освещения, электрического отопления, бытовых приборов и т. Д. В зависимости от размера вашей небольшой ветряной турбины и вашего географического положения вы можете вырабатывать достаточно энергии, чтобы полностью отказаться от счетов за электроэнергию.

Как небольшие ветряные турбины могут приводить в действие мой дом?

Глядя на простую малогабаритную ветряную турбину, вы можете быть удивлены, что она может поддерживать или даже дополнять ваши потребности в электроэнергии, но бытовые ветряные турбины могут производить от 400 Вт до 100 кВт.Средняя скорость ветра в вашем районе определяет, сколько энергии ветра можно преобразовать.

Знаете ли вы, что ветряная электроэнергия может питать следующие предметы домашнего обихода:

  • Бытовая техника (стиральная машина, сушилка, посудомоечная машина и т. Д.)
  • Системы кондиционирования и отопления
  • Водонагреватели
  • Бытовые светильники

Финансы Ваш следующий проект по благоустройству дома

Готовы ли вы к следующему ремонту дома?

По данным U.S. Министерство энергетики, лучшим показателем производительности ветряных турбин является годовая выработка энергии. Вы можете не осознавать, но есть четкая разница между силой и энергией. Мощность, измеряемая в киловаттах (кВт), — это скорость потребления электроэнергии. Энергия, которая измеряется в киловатт-часах (кВтч), представляет собой общее количество потребляемой энергии. Приобретая идеальную небольшую ветряную турбину для вашего дома, узнайте расчетную мощность турбины в кВтч / год, чтобы определить, может ли ветряная турбина производить достаточно электроэнергии для удовлетворения ваших потребностей.

Почему выбирают энергию ветра?

Есть причина, по которой экологически сознательные домовладельцы стекаются к альтернативам экологически чистой электроэнергии, чтобы уменьшить свою зависимость от электросети и ископаемых видов топлива. В условиях постоянно растущей реальности изменения климата, требующей реальных и эффективных изменений, возобновляемые источники энергии стали более привлекательными, чем когда-либо. В то время как солнечная энергия приобрела огромную популярность как в промышленности, так и в жилом секторе, энергия ветра сильно отстает.

История людей, использующих энергию ветра, восходит к 5000 г. до н. дома.Энергия ветра так быстро растет во всем мире. Министерство энергетики США стремится к 2030 году заменить 20% электроэнергии страны на энергию, производимую ветром.

Потенциал ветровой энергии был совершенно очевиден, но как частному домовладельцу это может быть трудно понять как можно эффективно использовать эту силу у себя дома. Выгоды можно разделить на три ключевых фактора; энергия ветра на 100% экологична, бесплатна для производства и на 100% возобновляема.

Пока Земля продолжает вращаться, разное атмосферное давление будет продолжать создавать ветер, который затем может непрерывно преобразовываться в электричество. Домовладельцы несут единоличную ответственность за затраты на установку своей небольшой ветряной турбины — вырабатываемая после этого энергия предоставляется бесплатно. А поскольку энергия ветра полностью зависит от природных атмосферных явлений, в процессе преобразования не участвуют вредные газы, масла или токсины. Итак, хотите ли вы сократить счета за электроэнергию или сократить выбросы углекислого газа, выбор энергии ветра позволит вам получить оба преимущества одним махом.

Какие типы бытовых турбин бывают?

Небольшие ветряные турбины существуют в двух доминирующих формах: на крыше и отдельно стоящие башни. Среди этих двух типов бытовые турбины могут быть либо турбинами с горизонтальной осью, либо с турбинами с вертикальной осью.

  • Горизонтально-осевые турбины : Горизонтально-осевые ветряные турбины являются наиболее распространенным типом небольших ветряных турбин. Обычно они имеют три лопасти гребного винта, которые колеблются против ветра, заставляя лопасти противостоять ветру, чтобы максимизировать захватывающую способность.Хотя они обычно тяжелее своих собратьев с вертикальной осью, ветровые турбины с горизонтальной осью лучше спроектированы для более высокой выработки энергии.
  • Турбины с вертикальной осью : В ветряных турбинах с вертикальной осью используется ось вращения, которая закреплена перпендикулярно земле. Эти турбины чаще используются в жилых помещениях, но становятся все более популярными в промышленных масштабах. Ветряные турбины с вертикальной осью спроектированы так, чтобы улавливать ветер, дующий под любым углом, что делает их более привлекательным вариантом для тех, кто живет в суровых климатических условиях.

Каковы преимущества малых ветряных турбин?

  1. Экологичная альтернатива энергии
    В отличие от энергии, производимой на ископаемом топливе, энергия ветра полностью чиста и экологична. Вам не придется беспокоиться о загрязнении окружающей среды разрушительными выбросами или опасными долгосрочными последствиями, как в случае выработки энергии на основе угля или нефти. Когда вы модернизируете свой дом до небольшой ветряной турбины, вы эффективно уменьшите свою зависимость от традиционных источников энергии и пополните ряды домовладельцев, заботящихся об окружающей среде, стремящихся к более экологичному завтрашнему дню.
  2. Возобновляемость
    Ветровая энергия не только бесплатна, но и полностью возобновляема. Окружающий воздух всегда будет сходиться с разной скоростью давления, а это означает, что ветер всегда будет существовать в географических областях, которые подвержены неравенству воздуха. По сути, вам никогда не придется беспокоиться об истощении запасов.
  3. Доступность финансирования
    Хотя одним из недостатков установки ветряной турбины в жилых домах являются первоначальные первоначальные затраты, домовладельцы могут использовать ряд специализированных способов финансирования, чтобы воспользоваться преимуществами ветроэнергетики.Чистая энергия с оценкой имущества, также известная как финансирование PACE, представляет собой простой план на основе рассрочки для домовладельцев, заинтересованных в финансировании своей установки за счет специальных налоговых сборов на свою собственность.

Каковы проблемы малых ветряных турбин?

  1. Зависимость от погоды
    Одним из самых серьезных препятствий для ветроэнергетики является то, что вырабатываемая энергия полностью зависит от географического положения и постоянных погодных условий. Это означает, что энергия ветра может быть как непредсказуемой, так и непостоянной, что делает практически невозможным прогноз общей ежемесячной экономии.В большинстве географических случаев ветер дует не постоянно, поэтому размер сбережений, которые вы зарабатываете, обязательно будет колебаться.
  2. Уровень шума
    Ветровые турбины могут издавать звуки мощностью от 50 до 60 децибел, что может быть невероятно шумным для спокойных районов. Если вы живете в сельской местности и у вас есть преимущество в том, что у вас почти нет соседей, громкие, жужжащие звуки будут только мешать вам, однако тем, кто живет в густонаселенных районах, может повезти меньше.
  3. Правила зонирования
    Наряду с борьбой со значительно повышенным уровнем шума процесс установки небольшой ветряной турбины становится еще более трудным из-за местных законов, ТСЖ и правил зонирования, которые могут вообще запретить установку.

Если вы не уверены в законах, правилах и ограничениях зонирования вашего района, вы можете обратиться к местному строительному инспектору, совету по планированию или наблюдательному совету, чтобы получить информацию, необходимую для соответствия требованиям вашего проекта.

Заключение

Энергия ветра растет и не показывает никаких признаков замедления. Домовладельцы, стремящиеся уменьшить свой углеродный след и сократить свои ежемесячные счета за электроэнергию, обязательно извлекут выгоду из обоих моментов, когда их небольшая ветряная турбина будет установлена.Хотя первоначальная стоимость может быть высокой, это разумный способ воспользоваться бесконечно богатым ресурсом.

Жилые ветроэнергетические системы — Bergey Windpower Co.

Малые ветряные турбины для дома и бизнеса

Обновлено в июне 2019 г.

Как они работают?

Ветряная турбина, установленная на вершине высокой башни, собирает энергию ветра и преобразует ее в электричество. Затем выход турбины становится электрически совместимым с электросетью, и выход подается в бытовую проводку на панели выключателя.

Дом обслуживается одновременно ветряной турбиной и коммунальным предприятием. Если скорость ветра ниже примерно 7 миль в час, ветряная турбина не будет работать, и вся необходимая энергия будет закупаться у коммунального предприятия. По мере увеличения скорости ветра мощность турбины начинается и увеличивается, и количество энергии, покупаемой у коммунального предприятия, пропорционально уменьшается. Когда мощность турбины превышает потребность дома, избыток электроэнергии продается коммунальному предприятию. Все это происходит автоматически.В стандартной жилой ветровой системе нет батарей.

Ветряная турбина обычно снижает ваши счета за коммунальные услуги на 50-100%. Для домовладельцев с полностью электрическими домами и турбинами Берджи нередко ежемесячные счета за коммунальные услуги составляют 15-20 долларов в течение большей части года. В северных частях страны, где используется меньше кондиционеров, счета могут быть очень низкими круглый год.

Какой размер мне нужен для дома?

Дома обычно используют 1 000–2 000 киловатт-часов электроэнергии в месяц.В зависимости от средней скорости ветра в районе потребуется ветряная турбина мощностью 5-15 киловатт. Наш блок мощностью 10 кВт, BWC EXCEL 10, является самым продаваемым жилым блоком в США. Он имеет диаметр ротора 23 фута и обычно устанавливается на башни высотой 80 или 100 футов. В 2019 году мы представили новую турбину мощностью 15 кВт с расширенными функциями и производительностью по выработке энергии, вдвое превышающей наши 10 кВт. Если у вас есть хотя бы умеренно хороший ветровой ресурс, новый Excel 15 может обеспечить всю энергию, необходимую для полного электрического дома (и позволяя заменить мазут или пропановое отопление) и электромобиля.

Кому стоит подумать о покупке?

Ветряная турбина — это относительно большое устройство, которое не подходит для городских или небольших загородных домов. Мы рекомендуем участок площадью два акра или более, если только ваши ближайшие соседи не поддержат вас. Экономика ветровой системы определяется средней скоростью ветра в районе, наличием скидок или налоговых льгот и стоимостью электроэнергии. Как правило, мы рекомендуем иметь среднюю скорость ветра не менее 10 миль в час и платить за электроэнергию 12 центов за киловатт-час или больше.У нас есть карты ветровых ресурсов для всей территории США, и мы можем предоставить вам информацию о ваших ветровых ресурсах и прогнозах производительности. Ветряные турбины для жилых домов установлены во всех 50 штатах.

Поможет ли я установить ветряную турбину у себя дома для окружающей среды?

Ветровые турбины не производят загрязнения, и, используя энергию ветра, вы компенсируете загрязнение, которое было бы произведено вашей коммунальной компанией. За 30-летний срок службы BWC EXCEL 10 или Excel 15 компенсирует примерно 1.2 — 3 тонны загрязнителей воздуха и 200 — 500 тонн парниковых газов.

Разве мне не нужно проводить измерения ветра в течение года и более?

Нет. Для жилых систем стоимость измерения ветра в большинстве ситуаций не оправдана. Данных о ветровых ресурсах, опубликованных Министерством энергетики США, 2Tier и AWS Scientific, достаточно для прогнозирования производительности. Однако в очень холмистых или гористых районах может быть разумным получить данные о ветре перед покупкой системы, чтобы убедиться, что ваш участок не находится в защищенном месте.

Надежны ли ветряные турбины и как насчет обслуживания?

Bergey Windpower продает больше бытовых систем, чем кто-либо другой, потому что наши турбины оказались самыми надежными на рынке. Наши турбины имеют всего 2-4 движущихся части и не требуют регулярного обслуживания. После 66 месяцев испытаний одного из наших агрегатов мощностью 10 кВт компания Wisconsin Power & Light пришла к выводу, что «надежность турбин не может быть улучшена». Наши турбины рассчитаны на срок службы 30-50 лет и более и работают полностью автоматически.

Издают ли они шум или мешают телевизионному приему?

Небольшие ветряные турбины действительно производят некоторый шум, но не настолько, чтобы большинство людей сочло их неприемлемыми. Они не мешают приему телевидения.

Разрешит ли коммунальное предприятие подключить ветрогенератор?

Федеральные правила (PURPA) требуют, чтобы коммунальные предприятия разрешали вам устанавливать ветряные генераторы и платили вам за любую избыточную мощность, которую вы производите. Bergey Windpower и ее дилеры могут помочь вам в получении необходимых разрешений энергокомпании.

Придется ли мне менять какую-либо электропроводку в моем доме?

Нет, ветряную турбину легко модернизировать практически в любом доме без необходимости менять проводку или приборы. Однако в некоторых штатах будет добавлен второй счетчик коммунальных услуг, чтобы коммунальное предприятие могло знать, сколько электроэнергии вы им продали.

А башни?

Обычно вместе с ветряной турбиной поставляется башня высотой от 80 до 140 футов. Башни такой высоты необходимы, чтобы преодолевать турбулентность, создаваемую препятствиями и деревьями на земле.Кроме того, скорость ветра и, следовательно, характеристики ветряной турбины возрастают по мере того, как вы поднимаетесь выше земли. В большинстве случаев достаточно 80- или 100-футовой башни. Наиболее экономичным типом башни является решетчатая башня с оттяжками, но многие клиенты предпочитают несколько более дорогую самонесущую решетчатую башню из-за ее меньшей занимаемой площади.

Сколько они стоят?

Установка ветряной турбины в Берджи стоит примерно 65–95 тыс. Долларов. Большой разброс затрат обусловлен разным типом и высотой башен, а также разным объемом требуемых строительных работ.Ваш дилер Bergey может провести обследование на месте и предоставить вам твердое предложение. Малые ветряные турбины имеют право на федеральные налоговые льготы и скидки штата, если таковые имеются. Для предприятий также предусмотрены существенные амортизационные отчисления. Эти стимулы могут значительно сократить ваши затраты и срок окупаемости.

Как они выглядят как инвестиции?

Это зависит от ваших затрат на электроэнергию и средней скорости ветра. Ветровая система обычно окупает свои инвестиции за счет экономии на коммунальных услугах в течение 5-10 лет, и после этого производимая ею электроэнергия будет практически бесплатной.По сравнению с покупкой электроэнергии, ветровая система может быть хорошим вложением средств, потому что ваши деньги идут на повышение стоимости вашего дома, а не просто на оплату услуг. Многие люди покупают ветряные системы для выхода на пенсию, потому что обеспокоены повышением тарифов на коммунальные услуги.

Как мне установить ветряную турбину у себя дома?

Мы настоятельно рекомендуем вам обратиться к авторизованному дилеру Bergey для полной установки под ключ.

Как я могу получить дополнительную информацию?

Мы будем рады выслать вам дополнительную информацию о наших малых ветряных турбинах или ответить на любые ваши вопросы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.