Необходим ли ветроэлектрогенератор для дома? Ответить на этот вопрос весьма сложно. Нужно учитывать ветровой потенциал местности, а также соотносить понесенные затраты с возможной выгодой в будущем.
Ветроэлектрогенераторы – дорогостоящее оборудование. Срок их окупаемости в среднем около 10 лет.
Но окупаемость, все же, имеется. И после определенного периода времени ветроэлектрогенератор (ВЭГ) будет давать чистую прибыль, получаемую из воздуха (ветра). Правда, из нее все равно придется вычесть суммы на техническое обслуживание установки 1 или 2 раза в год и на возможный ремонт.
Скорость ветра – решающий фактор.
Но решающим фактором, для целесообразности установки ВЭГ является ветровой потенциал местности. А точнее конкретного места, где может быть установлен ВЭГ. Нужно отметить, что энергия ветра прямо пропорциональна его скорости возведенной в 3 степень. Например, при 3 м/с – это 27 Вт, при 4 м/с – 64 Вт….
Также, энергия, получаемая от ветряка, прямо пропорциональна высоте его установки. Оптимально устанавливать ветрогенератор на высоте не менее 24 метров.
Существуют специальные карты ветрового потенциала местности. Подробней об этом можно узнать на таких источниках – na.uner.net, firstlook.3tier.com.
Узнать, чуть точнее о ветрах в своем районе можно в ближайшей гидрометеостанции или в аэропорту. Они ведут измерения на высоте 10 метров, знают розу ветров, среднемесячную и среднегодовую скорости ветра и продолжительность штилевых периодов в сутках (если продолжительность штиля более 50% времени суток, то ВЭГ обычно не целесообразен).
Чаще экономическая целесообразность применения ВЭГ имеется, если среднегодовая скорость ветра более 4 м/с. Большинство территорий отвечает этому требованию. В горах, на побережье, и в отдельных районах, среднегодовая скорость ветра может составлять 5 м/с и больше, — это как раз те регионы, где строительство ветряных электрогенерирующих установок наиболее целесообразно.
Но что бы правильно решить вопрос о ветре придется вести измерения в течении года на конкретной точке. Ведь скорость ветра на ней может значительно отличаться от характерной для региона. Лучше произвести измерения с помощью компактной метеорологической станции, с привлечением специалистов к ее обслуживанию и анализу результатов. Но можно измерять и самостоятельно с помощью анемометра. Важно произвести измерения на достаточной высоте (высоте генератора) что бы избежать затенения ветра деревьями, холмами… Конечно, это долго и возможно не дешево. Но зато можно будет произвести точные инженерные расчеты, определить целесообразность установки ветрогенератора, а также подобрать модель и мощность под конкретную силу и устойчивость ветра.
Подбор ветряка по производительности.
Все ветрогенераторы оптимизированы под конкретную скорость ветра. На этой скорости у них максимальный КПД.
Расчетная скорость ветра – ключевая характеристики генератора. При определенной скорости ветра, рассчитанный на нее, маломощный генератор выдаст больше электроэнергии, чем значительно более мощный, но подходящий для другой скорости.
Подбирать генератор по признаку, — «чем больше мощность, тем лучше» – нет смысла. Заявленную мощность генератор может и не развивать.
Количество получаемой электроэнергии будет напрямую зависеть от диаметра лопастей и скорости ветра. Подбор ВЭГ ведут в первую очередь по сочетанию этих двух факторов, которые в итоге указывают на мощность которую можно получить в реальных условиях.
Возможная получаемая мощность от ВЭГ в зависимости от диаметра лопастей и скорости ветра приведена в таблице.
Таблица подбора генератора
Количество электроэнергии произведенной ВЭГ за год (кВт-час в год) будет прямо пропорциональна кубу скорости ветра и квадрату диаметра лопастей. Эту энергию можно приблизительно подсчитать по следующей формуле:
А=1.64*V*V*V*D*D
Так ветрогенератор с диаметром лопастей 1 метр при скорости ветра 5 м/с выдаст в год около 205кВт. При среднемесячном потреблении «обычного» дома в 100 кВт, это составит около 17% от всей потребленной электроэнергии за год.
Что бы подобрать ВЭГ, нужно знать потребляемую годовую мощность дома (12*А-месяц). Но при этом нужно учитывать, что стоимость генератора стартует от 2000$ за 1 кВт, а с полной комплектацией стоимость ветряной электроустановки будет начинаться от 5 — 6 $ за 1 кВт, и это самое скромное оборудование…. Так, что зная скорость ветра в месте установки, остается найти компромисс между % вырабатываемой электроэнергии к общему энергопотреблению и $ потраченными одномоментно. Оптимальный по техническим характеристикам ветрогенератор для данных условий помогут подобрать специалисты.
Несколько иная ситуация, когда централизованное электроснабжение отсутствует. Тут ветроэлектрогенератор почти всегда будет целесообразным и выгодным приобретением. Если объект (дом) снабжается электричеством от дизель-генератора, и его электропотребление – среднестатистическое, то применение ВЭГ даст экономию на солярке до 70%.
Если дом имеет минимальное электропотребление, то он может и полностью питаться от генератора.
Для обычного дома с мощными потребителями (нагреватели) – оптимальный по цене генератор всего лишь подспорье (20 – 70% электроэнергии), а также — резервный источник питания на случай поломки электросети. Для питания такого дома только лишь от энергии ветра, понадобилась бы мощная ветровая электростанция, с несколькими ветряками и аккумуляторной станцией повышенного объема. Она стоит астрономических денег и не целесообразна к применению.
Какие неудобства создает ветряк
- 1. В доме будет находиться сложное оборудование, которое требует периодического технического обслуживания, и частого контроля за своей работой.
- 2. Ветроэлектрогенератор создает небольшой шум (подобный кондиционеру), а также мелькающую тень от вращения лопастей. Вопрос решается правильным выбором места установки, — подальше от дома, с тыльной стороны дома, по солнцу.
- Повышенное электрополе – вымысел. Оно не больше чем от дрели или от компьютера.
Составляющие ветряной электрогенерирующей установки.
Основные составляющие ветроэлектроустановки следующие:
- 1. Собственно ветряк – мачта, на вершине которой, установлена вращающаяся в горизонтальной плоскости площадка. Площадка поворачивается по ветру либо с помощью киля, либо аппаратурой. На площадке смонтирован электрогенератор, на валу которого, установлены большие лопасти вращающиеся ветром. Это конструкция генератора с горизонтальной осью, таких устройств большинство (90%). Но существуют и ветрогенераторы с вертикальной осью. У них нет поворотной горизонтальной площадки, а имеются вертикально-установленные лопасти, которые вращаются при любом направлении ветра.
- 2. Преобразователь электроэнергии поступающей от генератора для зарядки аккумуляторов (зарядное устройство (контроллер)).
- 3. Аккумуляторная станция. Она накапливает энергию в ветреную погоду и отдает ее в безветрие, или когда в этом есть необходимость.
- 4. Инвертор, который преобразует постоянное напряжение от аккумуляторов в переменное, такое, которое нужно для питания объекта.
- 5. Переключающе-контролирующее устройство, которое регулирует количество отдаваемой от установки энергии на потребителя. В безветрие оно отключает ВЭГ, и включает дизель-генератор, при сильном ветре, может полностью отключить дом от электросети (дизеля) и переключиться на электроснабжение только от ветряка…
- Установка также комплектуется дополнительными устройствами – датчиком направления ветра, системой аварийной остановки при штормовой погоде, аппаратурой контроля и др.
Нужно заметить, что ветроэлектрогенератор – самый экологически-чистый источник электроснабжения. Для людей, которые заботятся об экологии, вопроса о целесообразности применения ветряка не существует.
