Все про ветряной генератор для дома: особенности выбора

Как обеспечить себя электрической энергией вдалеке от коммуникаций и привычных электрических проводов? Один из способов – использование энергии ветра. В последнее время наблюдается значительный интерес к устройству ветряных электростанций. Так, в 1996 году на долю ветряных станций приходилось 6,1 гВт выработанной энергии, а 2014 году – 369,9 гВт. Интерес к использованию энергии ветра наблюдается не только в строительстве больших ветроэлектростанций, но и в малой энергетике – для обеспечения частных домов.

Выбираем ветряной генератор

Ветроэнергетика

Несмотря на то, что силу ветра человек научился использовать давно, применение ветряных установок для генерации электричества из кинетической энергии имеет совсем небольшую историю. Электричество, полученное при помощи силы ветра, является «чистой» энергией: при производстве не образуются вредные для атмосферы выбросы, ресурс, использованный в ветрогенераторе, возобновляемый. Во многих странах существует политика государственного поощрения развития альтернативной экологически чистой энергетики. Наибольшее распространение строительство ветряных электростанций получило в европейских странах.

Ветрогенератор – обычно это башня или опора с лопастями. Испанские инженеры спроектировали ветрогенераторы, имеющие непривычную форму: в проекте Vortex Bladeless установки для превращения энергии ветра в электричество – просто столбы, торчащие из земли. Генераторы Vortex Bladeless используют энергию вибрации конструкции. На фото вы можете видеть совершенно футуристическую ветровую электростанцию.

Кроме опоры и лопастей, ветроустановка оборудуется генератором, анемометром, поворотным механизмом, изменяющим угол атаки лопастей, тормозом. Ветряки бывают довольно значительных размеров – длина лопастей может превышать 10 метров. Такие конструкции требуют мощного фундамента. Несколько ветряных генераторов, объединенных в сеть, называются ветряной электростанцией.

Ветрогенератор для частного дома – реально?

При знакомстве с вопросом, кажется, что ветроэнергетика состоит из одних положительных сторон. Но скептики знают, что у всего есть оборотная сторона.

1. Наличие ветра. Не все территории нашей планеты имеют достаточной силы ветра для использования ветрогенераторов. Обычная скорость ветра не превышает 2-6 м\с, а ураганы довольно редкое явление, по крайней мере, с точки зрения получения энергии. Многие ветроустановки при таком ветерке даже не смогут начать движение. Компании, продающие ветряные генераторы для частного дома, как правило, сильно завышают показатели скорости ветра, расписывая выгодность приобретения ветроустановки.

Можно рассмотреть конкретный пример: Ветрогенератор 5/7 KWt-48V LOW WIND. Имеет лопасти, диаметром 6 метров. Требуется мачта для установки, высотой в 12 м. Стартовая скорость ветра – при которой пропеллер начнет крутиться – 3 м\с, номинальная – 8 м\с. Среднюю скорость ветра в своей местности читатель может без труда узнать сам. Стоимость этого флюгера – 340000 рублей. Да и отзывы владельцев, уже успевших приобрести устройство для получения халявной энергии, говорят об этом же: штука, может быть и хорошая, да только нет возможности увидеть ее во всей красе – ветра нет.

2. Низкий КПД. Установки, использующие силу ветра, не могут иметь КПД выше 59,3%. Это высчитал еще в 1919 году немецкий физик Альберт Бец. Эта величина носит его имя и называется пределом Беца. Смысл в том, что для генерации электричества используется кинетическая энергия движения ветра. Если, гипотетически, отнять у ветра всю его кинетическую энергию, то воздушный поток просто «застрянет» в лопастях турбины. Чтобы ветер дул, крутил лопасти турбины, нужно, чтобы одна часть потока воздуха сменялась другой. Значит, для того, чтобы «старый», использованный воздушный поток сменился на новый, нужно «старому» продолжать иметь некоторую кинетическую энергию. Предел Беца – величина теоритическая, на практике даже самый совершенный ветряной двигатель работает с КПД не выше 30%.
3. Стоимость ветроустановки. Зачем учитывать коэффициент полезного действия генератора, использующего энергию «безвозмездно, то есть, даром»? Затем, что цена самого агрегата далеко не даровая: самая небольшая установка по «переработке» ветра обойдется со стоимостью монтажа в 150000 рублей. Столько стоит сам ветряк, а нужен еще генератор, инвертор, аккумуляторные батареи, автоматика, следящая за ветром и блокирующая АКБ, чтобы не разряжались, когда ветра нет совсем. Мощность зависит от площади воздействия воздушного потока – площади круга, описываемого лопастями. Можно рассчитать мощность, умножив площадь воздействия на скорость ветра в третьей степени, на идеальный КПД (предел Беца) и на плотность воздуха. Так, пропеллер, диаметром в один метр будет выдавать такую мощность: 1*2³*0,6*1,23=5,9 Вт. И это при наивысшем КПД.

Если кому-нибудь интересно, как выбрать ветрогенератор, то принцип выбора такой же, как любого другого генератора:

1. Рассчитываете требуемую мощность;
2. Подбираете понравившуюся модель, рассчитываете ее реальную мощность в зависимости от силы ветра в местности, где живете. Не забудьте, что ветер в прогнозе погоды может сильно отличаться от того, что будет дуть конкретно на вашем огороде, учитывая застройку и растущие вокруг деревья;
3. Считаете деньги в своем кошельке;
4. Если при подсчетах у вас не возникло ощущения, что это «унесенные ветром» средства, покупаете, монтируете и наслаждаетесь чистой энергией. Если подует ветер. Может, лучше просто посмотреть, как работают ветряные генераторы для дома на видео?

Стоит ли уподобляться Дон Кихоту

Если вы являетесь владельцем реликтового животного «жаба огромная» (которая душит), но экологически чистой энергии очень хочется, да и за планету обидно, то можно попробовать сделать ветряной генератор для дома своими руками. Не забудьте поднять свое сооружение как можно выше – с увеличением высоты растет скорость ветра. Продавцы ветрогенераторов в своих рекламных проспектах указывают силу ветра на высоте около пятидесяти метров, правда, не говорят этого.