Выгодно ли это?
Чтобы ответить на такой вопрос, нужно рассчитать годовое производство электроэнергии. Домашние ветровые электростанции в течение года способны производить 10-20 % номинальной мощности турбины, умноженной на количество часов в год.
Расчет по этой формуле для ветряка мощностью 5 кВт выглядит так:
- Минимальное предположение – 5 кВт × 24 часа × 365 дней × 10 % = 4380 кВт.
- Максимальное предположение – 5 кВт × 24 часа × 365 дней × 20 % = 8760 кВт.
Таким образом, ветроустановки мощностью 5 кВт могут производить в течение года 4380-8760 кВт электроэнергии. Предположим средняя цена одного кВт – 4 рубля. Тогда в течение года получится сэкономить примерно:
- 4380 × 4 = 17520 рублей;
- 8760 × 4 = 35040 рублей.
Рассчитав годовую экономию, можно предположить, через сколько лет окупятся инвестиции. Приведенные расчеты лишь теоретические. На практике оказывается, что рентабельность инвестиций бывает весьма сомнительной.
Эффективность ветрогенератора зависит от:
- региона, в котором расположится устройство;
- цен на электроэнергию;
- мощности турбины;
- расположения домашней электростанции.
Инвестиции нужно тщательно спланировать, затраты – грамотно рассчитать.
Заключение
Энтузиасты подчеркивают, что домашние ветровые электростанции выгодны, срок их службы составляет до нескольких десятков лет. Однако нужно учитывать определенный риск (включая появление длинных безветренных периодов). Установку не нужно рассматривать, как единственный источник электроэнергии, скорее – как систему поддержки. Оптимальное решение – инвестировать в турбины с меньшей мощностью (например, 3 кВт). Они повлекут более низкие инвестиционные затраты, уменьшат зависимость от местного поставщика электроэнергии.
Ориентировочная цена на строительство мини-ветровой электростанции мощностью 3 кВт почти в 2 раза меньше, чем в случае турбин мощностью 5 кВт.
Выбор мощности ветрогенератора
Можно предположить, что домашние ветрогенераторы должны обладать наиболее высокой мощностью
Важно помнить, что чем выше потенциальная мощность, тем выше цена ветрогенератора, всего проекта. Инвестиции в профессиональную крупную ветряную электростанцию мощностью 20 кВт связаны с большими расходами
Поэтому большинство инвесторов решают установить модели более слабой производительности.
Пользуются популярностью следующие ветряные электростанции для дома:
| Мощность, Вт | Характеристики | Область применения ветрогенератора |
| 500 |
|
|
| 1000 | Не самое дорогое предложение |
|
| 2000 | Подходят для дачи, хорошо изолированных, небольших односемейных частных домов |
|
| 3000 | Решение для энергосберегающих домов. |
|
| 5000 | Достаточно для нужд одного дома, в котором проживает семья из нескольких человек. Лишнее электричество можно сбросить в сеть общего пользования. |
|
| 10000 | Редко используются в домашних хозяйствах из-за высокой стоимости установки. Избыточная энергия может быть передана в общественную сеть. | Удовлетворит все потребности домашних пользователей одной семьи |
Нужно ли разрешение на установку ветряка?
Разрешение на установку ветрогенератора как такового не требуется. Если возникнут какие-либо претензии со стороны местных властей (что вряд ли), то следует поинтересоваться, на основании чего такие разговоры ведутся. Каких-либо разрешительных документов для подобных устройств попросту не существует, так как ветрогенераторы не имеют широкого распространения на территории России и никем не рассматриваются в качестве серьезных энергетических установок.
Возможные проблемы с представителями энергосбытовых компаний никаких оснований под собой не имеют и могут быть проигнорированы.
Соседи
Сложнее обстоит дело с несогласными соседями. Они могут обратиться в местную администрацию с различными жалобами на шум, помехи, вибрацию и прочие неудобства, связанные с работой ветряка. Здесь надо внимательным образом разобраться, в чем суть их требований и постараться решить вопрос мирным путем.
Если дело дойдет до судебного разбирательства, решение может оказаться в их пользу, поскольку доказать отсутствие оснований с их стороны будет нечем. Кроме того, претензии вполне могут оказаться обоснованными, что однозначно потребует устранения источника беспокойства для них.
Что такое ветрогенератор и его составляющие?
Принцип работы ветрогенератора для частного дома несложный. Ветер поворачивает лопасти ротора, который закреплён на валу генератора. В обмотке последнего генерируется электрический ток. Электрическая энергия накапливается в аккумуляторах, а от них уже питаются бытовые приборы. Так выглядит схема использования энергии ветра в самом простом варианте. В составе реальных ветряных установок есть ещё ряд компонентов, о которых будет сказано ниже.
Устройство ветрогенератора
Часто бывают ситуации, когда ветрогенератор функционирует в связке с солнечной батареей или генератором на дизеле или бензине. В этих случаях схема имеет автоматический выключатель АВР. Когда основной источника ток отключается, тогда включается дополнительный. Для того, чтобы ветряной генератор работал максимально эффективно, он должен быть расположен вдоль направления ветра. Поэтому он делается по типу флюгера. На оси генератора крепится вертикальная лопасть, которая поворачивает лопасть к ветру. Если установка мощная, то дополнительно устанавливается электрический привод, который управляется в зависимости от показаний датчика направления ветра.
Как выбрать электрический генератор?
Если вы решили купить ветрогенератор для частного дома, цены нужно изучить
Обратите внимание на приборы российского производства, а также сделанные в Китае: они будут значительно дешевле аналогичных установок европейского производства
Чтобы сделать правильный выбор, стоит рассмотреть все плюсы и минусы установок. Достоинства ветрогенераторов:
- затраты нужны только на обслуживание установки;
- слаженная работа не потребует вмешательства;
- прибор можно использовать во многих климатических зонах;
- все комплектующие системы подвержены незначительному износу.
К недостаткам использования генератора можно отнести:
- сильный шум при его работе;
- необходимо заземление;
- требуется периодическая профилактика;
- оборудование может быть повреждено при урагане или обледенении.
Небольшую установку из маленьких ветрогенераторов можно разместить прямо на крыше дома
Современные тенденции говорят о том, что ветрогенератор перспективен в плане полного или частичного замещения энергообеспечения частного дома. Хорошо сочетаются приборы с различными солнечными установками, дизельными или бензин-генераторами. Совершенствуясь, такие системы могут стать альтернативой для выработки энергии.
Надежный ветрогенератор с вертикальным ротором
Как выбрать
При выборе ветрового генератора следует учитывать требования, которые будут предъявляться к установке во время эксплуатации, его технические характеристики, условия монтажа и обслуживания.
Для того чтобы избежать ошибок при приобретении сложного и достаточно дорого агрегата, каким является ветровая установка, следует обратить внимание, на ошибки, которые можно допустить при выборе устройства:
- К выбору генератора надо подходить с особой тщательностью, изучая его технические характеристики, сравнивая модели разных производителей, знакомясь с особенностями работы и эксплуатации каждой отдельной модели;
- Не стоит экономить на стоимости оборудования и монтажа. Купив дешевый агрегат можно не получить требуемого результата или вовсе потратить финансы впустую. Сэкономив на монтаже – можно потерять даже хорошую модель устройства.
- Приобретать оборудование стоит у проверенных продавцов или представителей компаний производителей генераторов.
Область применения
Максимального КПД ветротурбинный генератор достигает вблизи природных водоемов из-за почти круглогодичного движения воздуха и высокой чувствительности к ветру. И также его устанавливают в городах, поселках. Конструкция установки позволяет пользоваться генератором для автономного или комбинированного освещения частных домов и дач.
Полезен ветрогенератор в населенных пунктах, расположенных вдали от городов, райцентров, где часто случаются перебои с электричеством. Ветротурбинную установку можно использовать вблизи аэродромов, военных полигонов. Оставаясь невидимой для радаров, она не несет опасности для пилотов и систем национальной безопасности.
Преимущества и недостатки ветряных электростанций для дома
Как и любому другому виду оборудования, ветряным электростанциям присущи как преимущества, так и недостатки. Чтобы решиться на покупку этого устройства, желательно взвесить его сильные и слабые стороны.
Популярность использования ветряных электростанций обусловлена большим количеством преимуществ
Почему выгодно купить ветрогенератор (220В) для частного дома:
- Отсутствие дополнительных затрат, поскольку для работы устройства не требуется топливо.
- Нет необходимости в постоянном контроле. Конструкция вырабатывает электроэнергию самостоятельно каждый раз, когда дует ветер.
- Относительно бесшумный и полностью экологичный способ добычи электроэнергии.
- Устройство может использоваться практически в любых климатических условиях.
- Износ деталей минимален.
Установка ветрогенератора для дома сопровождается следующими недостатками:
- затраты на приобретение оборудования окупаются через 5-6 лет;
- относительно небольшой показатель КПД, что отражается на мощности;
- высокая цена ветрогенераторов;
- чтобы компенсировать бездействие устройства в безветренные дни, требуется дополнительное оборудование: генератор и накопительная батарея (стоимость этих элементов очень высокая);
- в некоторых режимах ветряки для дома издают инфразвуки (то же самое происходит, если установка оборудования выполнена с ошибками);
- требуется регулярное проведение профилактических работ;
- ураган может серьезно повредить оборудование.
В зависимости от мощности прибора и карты ветров местности, ветряк может обеспечить электричеством как маленький дачный дом, так и большой загородный коттедж
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.
Изготовление и монтаж ветряка своими руками
Создать полноценно функционирующий ветрогенератор для частного дома своими руками нелегко. Каждая из частей конструкции должна выполнять свою определенную функцию. Ветряк способен преобразовывать вращательную энергию в электрическую. Если ваша система вырабатывает стабильный ток, то ее нужно подключать к аккумуляторам.
Пример изготовления турбины
Изготовление ротора вертикального ветрогенератора
Можно не применять батареи для аккумуляции энергии, но при их наличии работа будет стабильной. Обязательной частью является инвертор, который преобразует энергию в нужное напряжение 220 В. Необходимо сделать небольшой флюгер с поворотным механизмом. Пропеллер крепят на мачту, потому что на высоте больше возможностей найти воздушные потоки. Опора должна быть надежной и выдерживать нагрузку от ветра.
Как соединять катушки статора
Схема многолопастного ротора
Необходимо найти и приобрести неодимовый генератор, который позволит снимать энергию ветра. Винт может быть как парусным, так и роторным. Чтобы собрать все и установить на опору, нужно сделать бетонное основание, которое будет надежно ее держать. Используя растяжки, нужно зафиксировать мачту в вертикальном положении.
Один из вариантов подготовки каркаса из шин к заливке бетона
Чтобы установка служила вам длительное время, нужно проводить техническое обслуживание и своевременно заменять износившиеся части.
Ветрогенератор с трехлопастным горизонтальным ротором
Почему ветрогенератор выгодно использовать?
При скорости ветра 3-4 м/с количество энергии, вырабатываемое, к примеру, ветрогенератором Energy Wind 4 кВт будет в среднем 250 кВт-часов в месяц. Данная ВГУ может обеспечить электроэнергией дом на 3-4 человека с имеющейся горячей водой и отоплением. За год ветряк выработает 3000 кВт-часов. Стоимость данной ветроустановки на май 2012 года 261 500 рублей. Срок службы 20-25 лет. Следовательно, средняя цена за киловатт-час на протяжении 25 лет будет составлять — 3,48 рубля.
![Топ 6 лучших ветрогенераторов для дома на [year] год](https://kupifonarik.ru/wp-content/uploads/c/7/0/c7084833033fc47367d743e231c0145d.jpeg)
261 500 руб / ( 25 лет * 3000 кВт*ч ) = 3,48 рубля
В районах, где средняя скорость ветра равна 6-8 м/с, вырабатываемое количество электроэнергии за год будет в среднем 8500 кВт-часов. Следовательно, средняя цена киловатт-часа на протяжении 25 лет будет равна 1,23 рубля.
Таким образом, можно сказать, что на сегодняшний день использование энергии ветра это не только забота о нашей природе, но и хороший альтернативный источник электроэнергии в Вашем доме. Особенно выгодно будет установить ВГУ, если к дому или фермерскому хозяйству пока не подведено электричество.
Прибавьте к этому постоянный рост цен на электроэнергию (свыше 10% в год). Согласитесь, что в таком случае выгоднее приобрести ветроэнергетическую установку — это обойдется намного дешевле.
Россия самая большая страна мира, которая наделена не только ископаемыми ресурсами, но и сильными ветрами. С помощью нашей карты ветров Вы сможете увидеть среднегодовую скорость ветра в регионе. Однако, для более точной информации мы Вам рекомендуем позвонить в метеостанцию вашего региона и узнать какой ветер дует именно в месте установки ветряка.
Где купить
Наиболее правильный вариант приобретения сложных технических устройств, это представительства компаний производителей. В этом случае потребителю будут даны советы по монтажу и эксплуатации установок, оказана техническая и информационная поддержка при эксплуатации, а также выполнен гарантийный и после гарантийный ремонт, в случае такой необходимости.
Можно приобрести ветровые установки и в специализированных компаниях, занимающихся продажей подобных устройств. Здесь также могут оказать помощь и содействие как на стадии монтажа, так и при дальнейшей эксплуатации оборудования. Покупать у непроверенных продавцов и через интернет, сложную технику и оборудование – не стоит, это опасно финансовыми тратами и потраченным временем.
Расчет мощности ветрогенератора: важные параметры
Выбирая ветровую систему для своего дома, нужно ознакомиться с характеристиками прибора.
Мощность
Бывает номинальной и рабочей. Первый показатель описывает производительность ВЭУ при определенной расчетной скорости.
Многие потребители обращают на нее основное внимание. На деле реальная рабочая мощность системы зависит от свойств инвертора и может скачкообразно изменяться при различных скоростях ветра
Например, ВЭУ может выдавать 1 кВт электроэнергии при ветре, дующем со скоростью 15 м/с. Она же выдаст лишь 0,5 кВт при 9 м/с. В таком случае выгоднее покупать прибор, который лучше работает при меньших значениях скорости ветра. Такая погода бывает чаще.
Выработка энергии за период
Важнейшее качество ветроустановки. Рассчитанное производителем значение должно соответствовать проектным параметрам. Хорошо, если средняя выработка энергии на 15-20 % больше необходимых потребностей.
Точные вычисления ведут одним из трех способов:
суммируют потенциальное потребление бытовой электрической техники и осветительных приборов;
рассчитывают среднемесячное потребление электроэнергии, беря во внимание не только перечень используемых приборов, но и ожидаемое время работы;
производят сверку с реальным энергопотреблением в существующем доме по счетчику за период. Можно принять и средние значения
Считается, что для дома, где живет семья из 3-4 человек, нужно порядка 7-8 кВт электроэнергии в день. Так что можно приобрести ветряк с выработкой 250-300 кВт в месяц.
Однако при желании запитать от ветрогенератора не только освещение, холодильник, компьютер и телевизор, но также частичное отопление, подогрев воды, электроинструмент, надо увеличить запас производительности до 500 кВт в месяц.
Скорость ветра
Указывают трех видов. Расчетная даст понять, при каких условиях ВЭУ работает наиболее эффективно. Чаще всего она находится в диапазоне от 9 до 12 м/с. Стартовая покажет минимальное значение, необходимое для выработки электроэнергии.
Большинство ВЭУ начинает работать при движении воздуха в 2,5-3,5 м/с. Если стартовая скорость слишком высока, то большую часть дней ВЭУ будет простаивать. Когда скорость ветра достигнет максимальной эксплуатационной, ВЭУ надо остановить.
Иначе она может разрушиться. Качественные современные ВЭУ можно эксплуатировать при ветре до 45-50 м/с. Если указанная производителем «максималка» существенно меньше, от приобретения данного прибора лучше отказаться.
Размер ВЭУ
А именно диаметр ветротурбины. От него напрямую зависит рабочая площадь воздуха, которую захватывают лопасти ветряка (для классических пропеллерных ветряков – размер круга).
А производительность и выработка энергии системой пропорциональна данной площади.
Номинальная мощность ВЭУ определяется по формуле E = 1,64 × D2 × V3, где D – диаметр ветряка (м), V – среднегодовая скорость ветра (м/с). Таким образом, зная необходимую выработку, можно определить полезный диаметр ВЭУ.
Выбор покупного ветряка
Ветрогенераторы для дома
Лучшие ветрогенераторы производятся в Германии, Дании и Франции. Эти страны изготавливают установки, которые могут работать в частном секторе, на фермах, в торговых точках. В России альтернативные источники энергии распространены слабо.
Покупая ветровой электрогенератор, нужно понимать, для каких целей он используется. Есть разные модели – с повышенным КПД, вертикальные и горизонтальные, безлопастные. Также нужно понимать, что ветровая установка имеет КПД примерно 60% и зависит напрямую от скорости ветра.
При покупке генератора для дачи следует отдать предпочтение установкам на 1-3 кВт. Также потребуется инвертор небольшой мощности. Для частного дома такая модель не подойдет, особенно если в нем постоянно кто-то проживает. В таком случае лучше выбрать модель с аккумулятором большой емкости. Для его быстрой зарядки потребуется и генератор большой мощности. Оптимальный выбор – ветряк с дизельным генератором и солнечной батареей.
Широкое распространение получают коммерческие ветровые генераторы. Энергия с них подается на предприятия, в которых есть недостаток электроснабжения.
Сэкономить финансы можно, если сделать ветряки для выработки электроэнергии своими руками.
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:
- Основной источник электрической энергии.В этом случае, все потребители подключаются к устанавливаемому устройству и их электроснабжение полностью зависит от работы ветрового генератора.
- Дополнительный источник.
В этом случае, может быть два варианта:
- 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;
- 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:
- Энергия ветра – это неисчерпаемый и возобновляемый источник энергии;
- Экономичность установок. После первоначальных затрат на приобретение и монтаж, в последующем не приходится платить за потребляемую электрическую энергию;
- Энергия ветра — экологически «чистый» источник энергии;
- Несложная конструкция установок, позволяет самостоятельно выполнить монтаж и осуществлять техническое обслуживание в дальнейшем.
К минусам использования относятся:
- Зависимость производительности установок от погодных условий и наличия ветровых поток в регионе расположения агрегатов;
- Создание шума и различных помех (радио, связь, телевидение) в процессе работы установок;
- 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:
- КПД установок;
- 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.
Подводя итоги вышесказанного: выгоден ли ветрогенератор
Приведенные результаты наглядно доказывают окупаемость расходов на приобретение и запуск ветрогенератора. Тем более что:
- Стоимость киловатта постоянно растет вследствие инфляции.
- При использовании ветряка объект становится энергонезависимым.
- «Излишки» выработанной электроэнергии могут накапливаться и храниться на случай безветренной погоды благодаря системе бесперебойного питания.
- Немало объектов, удаленных от сети централизованного энергоснабжения, вынуждены существовать в условиях отсутствия электричества, поскольку их подключение нерентабельно.
Итак, ветрогенератор выгоден. Его приобретение для энергоемких потребителей без электроснабжения экономически целесообразно. Гостиница за городом, сельскохозяйственная ферма или животноводческое предприятие, коттеджный поселок – в любом случае расходы на подключение альтернативного источника электроснабжения будут оправданы. Остается только подобрать подходящую модель ветряка и установить ее, руководствуясь рекомендациями компании-производителя. Мощность устройства должна соответствовать средней скорости ветра в вашем регионе. Уточнить ее можно по специальной карте ветров или по данным местной метеостанции.
Обратите внимание: для ветрогенераторов китайских производителей номинальная мощность устройства рассчитана с учетом скорости ветра на уровне 50-70% от уровня земли. Установить ветряк на такой высоте проблематично
Слишком высокая мачта стоит дорого, а к ее прочности предъявляются строгие требования. Кроме того, на указанной высоте порывы ветра образуют сильные вихревые потоки. Они не только замедляют работу ветрогенератора, но и могут стать причиной поломки лопастей. Решение – установка устройства на высоте 30-35м, что обеспечит доступ к сильному ветру, но исключит поломку ветряка.
