Как произвести расчет ветрогенератора

Установка

При установке следует помнить, что в РФ нет запрета на установку ветровых электростанций мощностью ниже 75 кВт и налогами они не облагаются. Но всё же нелишним будет ознакомиться с нормативными актами по установке и использованию таких устройств для каждой конкретной местности.

На что стоит обратить внимание:

• Допустимая высота установки мачты;
• Наличие линий электропередач вблизи предполагаемого места установки;
• Допустимый уровень шума в децибелах;
• Наличие эфирных помех от работающей электростанции.

Допустимая высота регламентируется местными нормативными актами, а вот размещать мачту вблизи линий электропередач нельзя.

Для двух последних пунктов необходимо взять данные из технических характеристик электростанции. У сертифицированных в РФ поставщиков и производителей, данные характеристики соответствуют местному законодательству.

Неплохим шагом будет получение согласия на установку от соседей и обслуживающей территорию организации, при её наличии. Согласие необходимо получить в письменном виде.

Когда все формальности утрясены необходимо определить конкретное место установки мачты. Следует учесть, что эффективность будет выше, если поблизости нет деревьев, высоких домов и мачта стоит на возвышении. Выбирать место установки следует так, чтобы близлежащие строения и деревья не находились перед ветряком. Неправильным будет и располагать мачту на холме, перед обрывом.

Устанавливать мачту необходимо в строгом соответствии с инструкциями производителя. При необходимости следует привлечь квалифицированных специалистов и спецтехнику.

Ветровая электростанция на 5 кВт и ветрогенератор «Бриз 5000»

Все ли ветрогенераторы одинаковы?

множество классификацийдля изготовления лопастей,к земной поверхности,

Большинство существующих на сегодняшний день ВЭУ (ветроэнергетическая установка) можно отнести к одно-, двух-, трех- или многолопастными. Небольшая часть наиболее современных устройств лопастей не содержит вообще, а ветер в них улавливает так называемый «парус», с виду напоминающий тарелку. За ним располагаются поршни, приводящие в работу гидросистему, а уже она и вырабатывает электрический ток. КПД таких установок выше, чем у всех остальных. В отношении лопастных систем тенденция такова: чем меньше лопастей, тем больше энергии вырабатывает генератор.

Разновидности ветрогенераторов

могут отличатьсяболее дешевой,

Если сравнивать ВЭУ по шаговому признаку винта, то более надежными являются устройства, у которых шаг фиксирован. Существуют ветряки и с изменяемым шагом, способные менять скорость вращения, но их громоздкая конструкция влечет за собой дополнительные расходы на установку и обслуживание такой системы.

Наиболее разнообразны конструкции ветряков, если рассматривать их с точки зрения направления оси вращения относительно земли.

Устройства, лопасти которых вращаются относительно вертикальной оси, в свою очередь, можно разделить на несколько типов.

1. Ветрогенераторы Савониуса представляют собой несколько половинок полых внутри цилиндров, посаженных на вертикальную ось. Основное их преимущество — способность вращаться независимо от скорости и направления ветра. Существенный недостаток заключается в способности использовать энергию ветра лишь на треть.
2. Ротор Дарье — это система из двух или более лопастей, представляющих собой плоские пластины. Такое устройство несложно изготовить, но получить много энергии с его помощью не получится. Кроме того, для запуска такого ротора нужен дополнительный механизм.
3. Геликоидный ротор, благодаря специально закрученным лопастям, обладает равномерным вращением. Устройство долговечно, но, в силу сложности конструкции, дорого.
4. Многолопастные ветрогенераторы с вертикальной осью вращения — самый эффективный вариант в своей группе.

Ветряки с горизонтальной осью вращения также имеют свои достоинства и недостатки. Главный их плюс — высокий КПД. Среди недостатков таких конструкций стоит отметить необходимость улавливать направление ветра при помощи флюгера и изменение эффективности в зависимости от направления ветра. В связи с этим горизонтальные установки наиболее уместны на открытой местности. Там же, где лопасти будут заслонены от ветра строениями, деревьями или, например, холмами, лучше установить ВЭУ другой конструкции.

К тому же, такой ветрогенератор дорог, а появление его в окрестностях точно не вызовет большого восторга у ваших соседей. Лопасти его запросто могут сбить летящую птицу и сильно шумят.

Какие еще бывают ветроэнергетические установки? Ну конечно же, наши, отечественные и импортные. Среди последних лидируют европейские, китайские и североамериканские агрегаты. Вместе с тем, наличие на рынке отечественных ветрогенераторов не может не радовать.

Свежие записи Бензопила или электропила — что выбрать для сада?4 ошибки при выращивании томатов в горшках, которые совершают почти все хозяйкиСекреты выращивания рассады от японцев, которые очень трепетно относятся к земле

Цена таких устройств определяется, в первую очередь, их мощностью и наличием дополнительных элементов, например, солнечных батарей и колеблется в очень широких пределах — от нескольких десятков до нескольких сотен тысяч рублей.

Где на участке должна располагаться ветряная станция

В большинстве случаев лопасти ветряка должны быть направлены на восток, так как в нашей стране в основном преобладают западные ветры, которые затем будут бить прямо по профилированным лопастям.

Турбинный двигатель также играет здесь важную роль. Различают модели, предназначенные для установки турбины с подветренной и наветренной стороны.

Ветрогенераторы также могут быть установлены на крыше или на фасаде здания. Лопасти ротора должны находиться не менее чем в трех метрах над крышей.

Если вы выбираете наземную турбину, она должна быть как можно ближе к дому (не дальше 10 метров) или на большом расстоянии, (более 40-50 метров). Таким образом вы избегаете отражения ветра от поверхности дома.

Также домашняя ветряная электростанция также должна иметь соответствующую маркировку производителя.

Расчет мощности ветрогенератора

Самостоятельное изготовление ветряка также нуждается в предварительном расчете. Никому не хочется потратить время и материалы на изготовление неведомо чего, хочется иметь представление о возможностях и предполагаемой мощности установки заранее. Практика показывает, что ожидания и реальность между собой соотносятся слабо, установки, созданные на основе приблизительных прикидок или предположений, не подкрепленных точным расчетами, выдают слабые результаты.

Поэтому обычно используются упрощенные способы расчетов, дающие достаточно близкие к истине результаты и не требующие использования большого количества данных.

Формулы для расчёта

Для расчета ветрогенератора надо произвести следующие действия:

• определить потребность дома в электроэнергии. Для этого необходимо подсчитать суммарную мощность всех приборов, аппаратуры, освещения и прочих потребителей. Полученная сумма покажет величину энергии, необходимой для питания дома
• полученное значение необходимо увеличить на 15-20 %, чтобы иметь некоторый запас мощности на всякий случай. В том, что этот запас нужен, сомневаться не следует. Наоборот, он может оказаться недостаточным, хотя, чаще всего, энергия будет использоваться не полностью
• зная необходимую мощность, можно прикинуть, какой генератор может быть использован или изготовлен для решения поставленных задач.  От возможностей генератора зависит конечный результат использования ветряка, если они не удовлетворяют потребностям дома, то придется либо менять устройство, либо строить дополнительный комплект
• расчет ветроколеса. Собственно, этот момент и является самым сложным и спорным во всей процедуре. Используются формулы определения мощности потока

Для примера рассмотрим расчет простого варианта. Формула выглядит следующим образом:

P=k·R·V³·S/2

Где P — мощность потока.

K — коэффициент использования энергии ветра (величина, по своей сути близкая к КПД) принимается в пределах 0,2-0,5.

R — плотность воздуха. Имеет разные значения, для простоты примем равную 1,2 кг/м3.

V — скорость ветра.

S — площадь покрытия ветроколеса (покрываемая вращающимися лопастями).

Считаем: при радиусе ветроколеса 1 м и скорости ветра 4 м/с

P = 0,3 × 1,2 × 64 × 1,57= 36,2 Вт

Результат показывает, что мощность потока равняется 36 Вт. Этого очень мало, но и метровая крыльчатка слишком мала. На практике используются ветроколеса с размахом лопастей от 3-4 метров, иначе производительность будет слишком низкой.

Что нужно учитывать

При расчете ветряка следует учитывать особенности конструкции ротора . Существуют крыльчатки с вертикальным и горизонтальным типом вращения, имеющие разную эффективность и производительность. Наиболее эффективными считаются горизонтальные конструкции, но они имеют потребности в высоких точках установки.

Не менее важным будет обеспечение достаточной мощности крыльчатки для вращения ротора генератора. Устройства с тугими роторами, позволяющие получать хороший выход энергии, требуют немалой мощности на валу, что может обеспечить только крыльчатка с большой площадью и диаметром лопастей.

Не менее важным моментом являются параметры источника вращения — ветра. Перед производством расчетов следует как можно подробнее узнать о силе и преобладающих направлениях ветра в данной местности. Учесть возможность ураганов или шквалистых порывов, узнать, с какой частотой они могут возникать. Неожиданное возрастание скорости потока опасно разрушением ветряка и выводом из строя преобразующей электроники.

Разнообразие выбора

В настоящее время все большее количество людей хотят быть независимы от организаций, осуществляющих поставку всех видов энергии, служб их сбыта и контроля, а также применять эколого-безопасные технологии в повседневной жизни. Одним из таких путей является использование ветровых генераторов, разнообразие которых позволяет выбрать именно тот агрегат, который соответствует критериям выбора. Единственное ограничение, которое может заставить отклонить идею использования данного вида аппаратов, это отсутствие ветров в предполагаемом месте установки.

Критериями для выбора ветрового генератора служат:

1. Электрическая мощность;
2. Обеспечение электрической энергией в месяц;
3. Минимальная скорость воздушного потока;
4. Условия эксплуатации (температура, влажность, высота над уровнем моря и т. д.);
5. Система защиты от перегрузок;
6. Срок службы;
7. Стоимость комплекта оборудования.

В настоящее время ветровые генераторы выпускаются всеми технически развитыми странами, поэтому можно подобрать агрегат как по перечисленным выше критериям, так и по фирме и стране изготовителе.

В России подобные агрегаты выпускают:

Ветровые генераторы российского производства

• ООО «СКБ Искра», г. Москва;
• ООО «ГРЦ-Вертикаль», г. Миасс Челябинской области;
• ЗАО «Ветроэнергетическая компания» г. Санкт-Петербург;
• ЛМВ «Ветроэнергетика», г. Хабаровск;
• ЗАО «Агрегат-Привод», г. Москва;

и еще ряд компаний, зарегистрированных в нашей стране.

Наиболее известными зарубежными производителями ветровых генераторов являются:

• Немецкие компании: «Enercom», «Nordex», «Siemens» и «Repower»;
• Датская «Vestas»;
• Бельгийская «Blue Planet Wind»;
• Испанская «Gemesa»;
• Компании из Китая: «Guangzhou Sunning Windpower Generator Co., Ltd.», «Hefei Wind Wing Energy Technology Co., Ltd.», «Foshan Tanfon Energy Technology Co., Ltd.», «Hangzhou Lectstyle Trade Co., Ltd.», и другие;
• Компания «GE Energy» из США.

Выгодно ли это?

Прежде чем потратить значительные финансовые средства на приобретение ветровой установки, любой человек хочет убедиться, выгодно ли это.

Для начала необходимо:

Определиться, в качестве какого источника электроснабжения будет выступать ветровой генератор.

Это может быть:

1. Основной источник электрической энергии.В этом случае, все потребители подключаются к устанавливаемому устройству и их электроснабжение полностью зависит от работы ветрового генератора.
2. Дополнительный источник.

В этом случае, может быть два варианта:

1. При электроснабжении потребителей от традиционных сетей электроснабжения, к ветровой установке подключена часть мощностей или она включается на определенное время. При использовании подобным образом, достигается снижение затрат на оплату счетов, за потребленную электрическую энергию, от энергоснабжающих организаций;
2. При использовании прочих альтернативных источников электрической энергии (солнечные панели, гидравлические турбины и т.д.), ветровые установки являются частью системы электроснабжения.

Изучить достоинства и недостатки ветровых генераторов, которыми являются:

К плюсам использования подобных устройств относятся:

1. Энергия ветра – это неисчерпаемый и возобновляемый источник энергии;
2. Экономичность установок. После первоначальных затрат на приобретение и монтаж, в последующем не приходится платить за потребляемую электрическую энергию;
3. Энергия ветра — экологически «чистый» источник энергии;
4. Несложная конструкция установок, позволяет самостоятельно выполнить монтаж и осуществлять техническое обслуживание в дальнейшем.

К минусам использования относятся:

1. Зависимость производительности установок от погодных условий и наличия ветровых поток в регионе расположения агрегатов;
2. Создание шума и различных помех (радио, связь, телевидение) в процессе работы установок;
3. Вывод земельных участков, на которых монтируются генераторы, из активного пользования.

• Изучить ветровой потенциал региона, где планируется сооружение ветрового генератора.
  Для этого можно обратиться в метеослужбу региона или воспользоваться информацией в сети интернет.
• Выбрать тип, марку и производителя оборудования.

При выборе устройств основными критериями будут:

1. КПД установок;
2. Стоимость комплекта оборудования.

Когда сделаны необходимые подсчеты, выбран вариант электроснабжения, изучен ветровой потенциал и ассортимент предлагаемого оборудования, каждый делает вывод индивидуально, выгодно использовать ветряк, или нет.

Горизонтальные ветрогенераторы (крыльчатые)

Разные модификации горизонтальных установок имеют от одной до трех лопастей и более. Поэтому коэффициент полезного действия намного выше, чем у вертикальных.

Недостатки ветрогенераторов − в необходимости ориентировать их на направление ветра. Постоянное перемещение снижает скорость вращения, что понижает его производительность.

1. Однолопастные и двухлопастные. Отличаются высокими двигательными оборотами. Масса и габариты установки небольшие, что облегчает установку.
2. Трехлопастные. Пользуются спросом на рынке. Могут вырабатывать энергию до 7 мВт.
3. Многолопастные установки имеют до 50 лопастей. Отличаются большой инерцией. Преимущества крутящего момента используют в работе водяных насосов.

На современном рынке появляются ветрогенераторы с отличными от классических конструкциями, например, встречаются гибридные.

1. Ветрогенератор, устроенный по типу парусника

Тарелкообразная конструкция под напором воздуха приводит в движение поршни, которые активируют гидросистему. Как результат, происходит трансформация физической энергии в электрическую.

Во время работы установка не шумит. Высокие показатели мощности. Легко управляемая.

2. Летающий ветрогенератор-крыло

Используется без мачты, генератора, ротора и лопастей. В сравнении с классическими конструкциями, которые функционируют на небольшой высоте при непостоянной силе ветра, а сооружение высоких мачт дело трудоемкое и дорогое, “крыло” таких проблем не имеет.

Его запускают на высоту 550 метров. Выработка электрической энергии составляет 1 мВт в год. Производителем “крыла” является компания Makani Power.

Как сделать своими руками

Ветряк подобной конструкции не составит труда изготовить человеку умеющему работать с ручным инструментом и немного разбирающимся в электротехнике.

Для изготовления понадобится:

• Листовой металл (любой, толщиной 0,8– 0,9 мм) – для изготовления лопастей;
• Сталь полосовая 40х40 мм (либо другого сечения);
• Труба стальная, диаметром 25 мм;
• Автомобильная полуось (марка авто не принципиальна) с подшипниками в комплекте;
• Стальной уголок (профиль);
• Шкивы разных диаметров – 2 шт.
• Автомобильный генератор.

Из листового металла изготавливаются 4 лопасти габаритными размерами 1000х800 мм, которые скрепляются между собой полосовой сталью в форме барабана (лопасти направлены от центра круга по радиусам к наружному диаметру). Из стальной трубы делается мачта, которая с одной стороны закрепляется на автомобильной полуоси, а со второй стороны на нее крепятся собранные в виде барабана лопасти. Полуось, с соответствующими ей подшипниками, крепится на металлической опорной конструкции, которая изготавливается произвольной формы и из имеющихся материалов.

Два основных условия при изготовлении металлической конструкции, это:

• Устойчивость при ветровых нагрузках;
• Плотная посадка подшипников полуоси.

Для увеличения числа оборотов можно применить ременную передачу, установив на нижнюю полуось шкив большего диаметра, а на генератор меньшего. Генератор можно подобрать автомобильный.

Система торможения вращения лопастей

Чтобы установка не вышла из строя при сильном напоре воздуха, она снабжена специальной системой торможения. Если раньше движущиеся магниты индуцировали ток в обмотках, то теперь данная сила используется для остановки вращающихся магнитов. Для этого создается короткое замыкание, при котором замедляется движение ротора. Возникающее противодействие замедляет вращение магнитов.

Конструкция ветрогенератора и узлов

При ветре больше 50 км/час тормоза автоматически замедляют вращение ротора. Если скорость движения воздуха доходит до 80 км/час, тормозная система полностью останавливает лопасти. Все части турбины сконструированы так, чтобы максимально использовалась воздушная энергия. Когда ветер дует, лопасти вращаются, и генератор преобразует их движение в электричество. Совершая двойное преобразование энергии, турбина производит электричество из обычного перемещения воздушных масс.

Внешне ветрогенератор напоминает флюгер — направлен в ту сторону, откуда дует ветер

Данное устройство весьма полезно не только в каких-то экстремальных условиях, но и в обычной повседневной жизни. Довольно часто системы ветрогенераторов применяются на дачах или в тех населенных пунктах, где регулярно бывают перебои с подачей электроэнергии. Самостоятельно сделанный автономный источник электричества имеет такие преимущества:

• установка экологически чистая;
• отсутствует потребность её заправки топливом;
• не накапливаются какие-либо отходы;
• устройство работает очень тихо;
• имеет большой срок эксплуатации.

Все ветрогенераторы работают по одинаковой схеме. Сначала полученное от давления ветра переменное напряжение преобразуется в постоянный ток. Благодаря этому заряжается аккумулятор. Затем инвертором снова производится переменный ток. Это нужно для того, чтобы светились лампочки; работал холодильник, телевизор и т. д. Благодаря аккумуляторной батарее, можно пользоваться электроприборами в безветренную погоду. Кроме того, во время сильных порывов ветра напряжение в сети остаётся стабильным.

Размещение и эксплуатация

Перед тем как купить ветряную станцию для дома, следует продумать куда и как вы её будете устанавливать. Ниже приводятся основные моменты, которые следует учесть при установке ветрогенератора:

• В идеальном случае ветряной генератор должен устанавливаться на специальное сооружение. Его высота должна выше на несколько метров, чем преграды вокруг него;
• Рядом с ветряной установкой не должны расти деревья, стоять постройки. Не должно быть никаких объектов, которые могут снижать производительность ветрогенератора;
• Лучшее место для ветроэлектростанции – это удаление от жилых домов на 50 метров. Это объясняется тем, что при работе они издают шум, приносящий дискомфорт окружающим.

Стоит сразу понять, что одинаковую во времени выработку электроэнергии от «ветряка» получать не получиться. Условия внешней среды меняются, из-за чего объём вырабатываемой электроэнергии постоянно меняется. По этой причине нужно продумать, как использовать лишнюю энергию, которую вырабатывает ветрогенератор при сильном ветре. Это может быть нагрев воды в бойлере. Возможно, это будут электрические нагреватели в доме, дополняющие основное отопление. Причём эта нагрузка должна включаться автоматом в момент сильного ветра и небольшой нагрузке основных потребителей.

Установка ветрогенератора

Теперь ещё несколько проблем, с которыми можно столкнуться при эксплуатации ветрогенератора:

• Шум. Уровень шума 40-60 Дб вряд ли будет приятным сюрпризом для вас и ваших соседей по дому. Кроме того, при определённых условия ветряк может издавать инфразвук, который очень некомфортен для слуха. Поэтому нужно ставить его как можно дальше от дома (в идеале на 200-300 метров);
• Мачта для ветрогенератора с горизонтальным расположением оси требует молниеотвода и заземления. Кроме того, должна быть сигнализация для малой авиаций в виде лампочки на вершине конструкции. При работе ротора генерируется вибрация. По этой причине мачта не должна соприкасаться с другими объектами;
• Генератор, аккумуляторы и другие части системы следует регулярно обслуживать и менять. К примеру, подшипники и лопасти ротора требуют замены раз в несколько лет в зависимости от интенсивности вращения. Мачта тоже требует осмотра, ухода, подкраски;
• Есть вероятность повреждения лопастей, мачты, генератора при обледенении и ураганном ветре.

[su_youtube url=»https://www.youtube.com/embed/utw6KDwxz70″]

Выбор ветрогенератора

При этом учитываются такие параметры, как бесшумность, срок работы без технического обслуживания, гарантийный срок эксплуатации и многое другое. И все параметры отвечают пожеланиям покупателя, причем не только по словам продавца, но и на самом деле. А ветер подводит.

Итак, чтобы не ошибиться, выбирая ветрогенератор для своих нужд, обращайте внимание на три основных параметра:

• максимальную потребляемую мощность, которая необходима вашему домовладению;
• среднемесячное потребление энергии вашим домовладением;
• среднюю скорость ветра в вашем регионе.

Не торопитесь приобретать импортный ветрогенератор. В основном западные модели рассчитаны на более высокую скорость ветра, чем та, что в среднем наблюдается на территории РФ. Они хороши всем, начиная от внешнего вида и заканчивая надежностью. Всем, кроме мощности ветра. В то же время модели отечественные и поставляемые из ближнего зарубежья, например украинские, преимущественно разрабатываются для низких скоростей ветра.

На рисунке изображен график, демонстрирующий связь между мощностью, выдаваемой ветрогенератором, и скоростью ветра. Он относится к модели WRE.200.Big Starc и фигурирует в документации производителя. То есть производитель отнюдь не скрывает от потребителя характеристики устройства. Он честно указывает: расчетная мощность при ветре 14 м/с —20 кВт, а при 10 м/с —7 кВт/ч; стартовая скорость —3 м/с, а расчетная — 14 м/с.

Потребитель обманывается сам, не учитывая потоков ветра в своей местности. А ведь 14 м/с — это очень много, практически недостижимый показатель для большей части территории РФ.

Чтобы не обмануться, достаточно сначала ознакомиться с картой ветроресурсов и только потом выбирать ветрогенератор для дома и дачи. Например, такую, которая вырабатывает номинальную мощность при ветре 3 м/с, причем стартовая скорость составляет всего лишь 0,17 м/с. Подобными характеристиками обладает, в частности, украинский генератор ЩРПМ-DPV(G)200-2.0, а также ряд других устройств различных производителей.

Выбор конструкции ветряного колеса

За всю историю человечества испытано огромное количество устройств, работающих от энергии ветра. Максимальная эффективность (высокий КПД) присущ конструкциям, которые формируют подъемную силу так, как лопасти криволинейной формы винтов авиационных двигателей (вспомните знаменитое выражение «От винта») или лодочных/корабельных моторов, располагаемых под острыми углами к встречным потокам воздуха/жидкости.

Для выбора модели ветряного колеса необходимо не только знать скорость ветра (V), но и определиться с конструкцией лопастей вентилятора. Основной их показатель — площадь ометаемой поверхности (S), на которую воздействует ветряной поток.

Для оценки мощности (N), которую может снять вентилятор, используется формула: N=(SρV3)/2. Величина ρ — это плотность воздушных масс.

Некоторые продавцы заявляют про эффективность работы отдельных ветряных электрических установок при скоростях воздушного потока до 3 м⁄сек или размере лопастей, описывающих при работе круг с радиусом ≤1,3 метра. Подставьте характеристики их аппаратов в приведенную формулу: вы проверите достоверность таких рекламных заявлений по элементарным законам физики.

Ветер со скоростью ≤3м⁄сек не может надежно передавать энергию обычному ветрогенератору. Но для таких условий можно использовать лопасти повышенной площади, которая создается за счет увеличения их габаритов — особенно длины от 2-х метров. Однако такие конструкции благодаря четырехметровому размаху, больше подходят для промышленных установок.

Если вернуться к графику распределения ветров и учесть их конкретное действие на ветряное колесо (не на 50-ти метровой высоте), то при соответствии характеров ветров оранжевой зоне (от 5 м/сек) или выше ВГУ гарантированно оправдает издержки на ее производство и установку. При больших скоростях ветров величина генерируемой мощности резко возрастает. На такие случаи как раз и настроен любой ветрогенератор. В остальных ситуациях он может не оправдать возложенных надежд.

Преимущества ветровых генераторов

Ветровые электростанции уже долгое время используются в быту, на производстве и других областях.

За это время удалось выявить их основные положительные качества и преимущества:

• Энергия ветра, используемая для ветроэлектростанций, является бесплатной и самое главное – возобновляемой. Устройства не загрязняют окружающую среду и не выделяют каких-либо вредных веществ. В перспективе планируется еще шире использовать экологически чистые ветровые электростанции в России, что позволит сократить количество обычных установок с вредными выбросами.
• Снижается зависимость электроснабжения через центральные электрические сети.
• Широкие перспективы для дальнейшего развития и внедрения новых прогрессивных технологий, и это не последние достоинства этих установок.
• Постепенное снижение затрат на получение энергии, без которых не обойтись на первоначальном этапе. В течение последних 20 лет стоимость оборудования и комплектующих снизилась примерно на 80%. Энергия ветра становится наиболее прибыльной среди всех альтернативных источников электроэнергии.
• Ветряки имеют достаточно высокий срок эксплуатации, составляющий 20-30 лет. В течение этого срока окружающий ландшафт остается неповрежденным.
• Простота сборки и дальнейшего использования. Ветряная электростанция монтируется очень быстро, затраты на ремонт и обслуживание сравнительно низкие. Произведенная электроэнергия количественно превышает затраченную энергию ветра примерно в 85 раз. Потери при передаче электроэнергии сравнительно невысокие.

Ветровые электростанции в России

В Единой энергосистеме нашей страны доля ветровых электростанций очень мала, и по состоянию на конец 2021 года составляет 0,01 % от общей мощности энергосистемы. В цифровом выражении это составляет – 10,9 МВт.

Ветровые электростанции работают в:

• Калининградской области:
• «Зеленоградская», установленной мощностью 5,1 МВт.
• Республике Башкортостан:
• «Тюпкильды», установленной мощностью 2,2 МВт.
• Республике Калмыкия:
• «Калмыцкая», установленной мощностью 1,0 МВт.
• Оренбургской области:
• В селе Тамар-Уткуль, установленной мощностью 0,925 МВт;
• В г. Орск, установленной мощностью 0,4 МВт;
• Белгородской области:
• «АльтЭнерго», установленной мощностью 0,1 МВт.

В Республике Крым, независимо от Единой энергетической системы страны, работает 7 ветряных электрических станций, общей мощностью 89,01 МВт.

Также вне системы работает одна станция в Чукотском автономном округе мощностью 2,5 МВт, и три станции в Камчатском крае общей мощностью 4,125 МВт.

В стадии разработки проекта и строительства находятся электростанции в:

• Краснодарском крае, 1 станция, общей проектируемой мощностью 460,0 МВт, запуск в работу планируется в 2021 – 2021 годах.
• В Республике Адыгея, 1 станция, общей проектируемой мощностью 150,0 МВт, запуск в работу в 2021 году.
• В Республике Калмыкия, 1 станция, общей проектируемой мощностью 51,0 МВт, ведутся пуско-наладочные работы.
• В Ульяновской области, 4 станция, общей проектируемой мощностью 80,0 МВт, запуск в работу в 2021 и 2021 году.
• В Астраханской области, 2 станций, общей проектируемой мощностью 30,0 МВт, запуск в работу планируется в 2021 и 2018 году.
• В Оренбургской области, 2 станций, общей проектируемой мощностью 30,0 МВт, запуск в работу планируется в 2021 и 2018 году.

Разновидности ветровых генераторов

Все генераторы можно поделить на 2 группы:

• с вертикальным ротором;
• с горизонтальным ротором.

Первая разновидность считается не слишком эффективной, поскольку обладает значительно более низким КПД, нежели вторая (уступает в 3 раза).

Достоинства вертикальных ветряков – простота монтажа и надежность конструкции.

Вертикальные ВЭУ

Бесшумность при работе позволяет устанавливать оборудование на крыше или на земле. Ветровая электростанция для дома устойчива при стихийных бедствиях (ураганы, наледь и др.). Генератора начинает крутить при слабых порывах – от 1-2 м/с.

Горизонтальные ветряки начинают вырабатывать энергию при ветре не меньше 3.5 м/с и они гораздо чаще встречаются.

Горизонтальная ВЭУ

Их уровень эффективности – КПД 50%, но более шумный режим работы и вибрации. Для монтажа оборудования понадобится свободная площадка – до 100 метров и мачта.

Смотрите видео, где раскрываются такие вопросы: какой ветряк лучше и переделка вертикального устройства в горизонтальный:

Регионы применения ветровой энергии для отопления

Ветряки рекомендуется устанавливать, если есть проблемы с подключением к стандартным отопительным сетям или центральное водоснабжение работает с некоторыми перебоями, не позволяя теплоносителям нагреваться до достаточной температуры. Такие условия, если позволяет локация, говорят о необходимости покупки ветровой станции.

В регионах, где наблюдается достаточная ветровая активность стандартное отопление можно заменить на альтернативные источники. Когда сила порывов и общая динамика не слишком эффективны для полного обогрева, возможно комбинирование – часть нагрузки уходит на ветровой генератор для финансовой экономии.

Ветровое отопление считается эффективным, поскольку холодный воздух плотнее, чем теплый. Эта характеристика положительно сказывается на генераторе – повышается его производительность, позволяя обустроить бесперебойную подачу энергии. В зимнее время года наблюдается высокая ветровая активность, что также влияет на окупаемость проекта.

Если рассматривать ветряки с отопительной точки зрения, то нужны расчеты. Для некоторой местности установка генераторов станет не лучшим решением. Перед покупкой оборудования требуется навести справки о среднегодовой скорости ветра и сезонной динамики.

Погодная информация помогает определить характеристики, необходимые ветряку для эффективного отопления дома. Даже расположение участка имеет свою значимость, потому подбор генератора является индивидуальным мероприятием.

Принципы выбора

Для начала формулируем задачу, которую беремся решать: для чего именно вам необходима энергия ветра, какой процесс она станет обеспечивать. Иными словами, что будет являться потребителем. Далее, процесс создания проекта будущей ветроустановки: придется решить какого она будет типа, как конкретно будет передаваться энергия к конечному потребителю (электрический ток или механически − в виде крутящего момента, поступательных движений, как-то по-другому).

В статье мы расскажем о типах самого важного элемента ветроустановки — ротора, разберем плюсы и минусы каждого варианта. Также затронем тему применения вырабатываемой энергии. Надеемся, эта информация поможет вам на стадии проектирования агрегата

Надеемся, эта информация поможет вам на стадии проектирования агрегата.

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin