Ветроэнергетика: путь к экономии на электричестве.

Повышение расходов на электричество заставляет многих искать альтернативные способы отопления и освещения жилищ. водаПереработка мусора, использование биогаза и ветрогенераторы могут стать мощными источниками энергии.

Принцип работы ветрогенератора

Изучив применение ветра для мельниц, люди достигли прогресса в научных методах определения силы ветра на любых территориях. Ветрогенератор для частного дома стал обычным явлением. Воздушный поток, вращающий лопасти ротора, прикреплённого к валу генератора, создаёт переменный ток. Контроллер преобразует трёхфазный переменный ток в постоянный. Электроэнергия накапливается в аккумуляторах и расходуется бытовой техникой и приборами по мере необходимости. Специальный инвертор выполняет обратную функцию для бытовых приборов, которые не могут постоянно питаться от постоянного тока. Превращая постоянный ток в бытовой переменный (220 Вольт), он забирает около 20% «исходной» энергии.

Для достижения максимальной мощности ветрогенератор устанавливают вдоль ветрового потока, фиксируя на противоположном конце лопасть, которая будет его поворачивать в сторону ветра. В простых системах принцип флюгера. В более сложных применяют поворотный электромотор под управлением датчика.

Виды ветрогенераторов

Многочисленные ветрогенераторы отличаются конструкцией и внешним видом. Все же их условно делят на две главные категории — вертикальные и горизонтальные. Разные направления вращения турбин определяют их отличие.

• У горизонтальных Ось вращения совпадает с поверхностью земли. Такой тип ветрогенератора, напоминающий мельницу, наиболее популярен. Устанавливают такие генераторы на обширных территориях или на высокой мачте — от пяти до шести метров. Характеризуются высоким КПД, но создают шум и вибрацию. В работу запускаются при скорости ветра 3,5 м/с. При изменении направления ветра лопасти турбины поворачиваются в нужную сторону.

• Вертикальные Ветрогенераторы устойчивы и просты в установке на поверхности земли, в отличие от горизонтальных. На их работу не влияет направление ветра, но эффективность использования заметно ниже, чем у горизонтальных, почти в три раза. Запускаются при слабом ветре и не боятся сильных порывов и обледенения.

Ветрогенераторы бывают промышленные (мощностью нескольких мегаватт) и бытовые (для снабжения потребностей обычного дома). Простейший ветрогенератор с тремя лопастями мощностью 200 ватт с напряжением 24 вольта устанавливается на высоте 4—5 метров. Его крыльчатка диаметром 2 метра и высотой 6 метров начинает работать при скорости ветра 3,5 м/с и максимум при 40 м/с. Стоимость такого устройства около 15 тысяч рублей.

Особенности установки ветрогенератора

Установка ветрогенератора требует выбора открытого и свободного места, предпочтительно возвышенности. Крыша или балкон не подходят из-за возникновения вибрации и шума. Ветрогенератор можно изготовить самостоятельно или купить в магазине после оценки потенциала воздушной энергии в данном регионе. Для этого необходимо определить среднегодовую силу ветра, данные о которой доступны в интернете. Установка ветрогенератора рекомендуется при силе ветра от 4 м/с.

Для начала нужно решить вопрос с мощностью. Семья обычно использует 200—300 кВт/ч в месяц. Такой расход энергии может покрыть ветрогенератор мощностью 3-4 кВт. Например, ветрогенератор на 600 Ватт имеет три лопасти длиной 1,4 метра. Он работает при скорости ветра 3 м/с, а максимальная производительность достигается при 25 м/с. Стоимость такого устройства около 30 тысяч рублей.

Канадские ветрогенераторы — надёжные устройства с малым весом.
Они начинают работать при скорости ветра 2,5 м/с и достигают максимума при 10 м/с. Ветрогенераторы работают почти бесшумно и поэтому подходят для установки на балконе или крыше. Стоимость таких устройств составляет примерно 30 тысяч рублей.

Зимой ветер дует сильнее, поэтому производительность также повышается.

Изготовление ветрогенератора самостоятельно возможно, но требует времени и усилий. Для этого необходимо рассчитать ветровое колесо, передаточный механизм и мощность. Можно использовать мотор — колёса от велосипеда или скутера. Винт изготавливается из лёгких трубок, закреплённых на пластине. Ветрогенераторы с горизонтальной осью работают от пропеллерного винта. При желании можно создать собственный ветрогенератор из доступных материалов и вариантов конструкции.