Вітрогенератор для дому особливості, які потрібно обов’язково знати власнику приватної
Зростання цін на електроенергію змушує багатьох користувачів задуматися – як можна заощадити, і чи є розумна альтернатива споживанню енергії із загальної мережі? Для багатьох виходом із стану стає покупка або будівництво власними руками вітряка для дому. Тим більше, що сучасні вітрогенератори є не лише ефективним методом забезпечення електроенергією віддалених від центральних мереж населених пунктів, а й способом суттєво знизити витрати на комунальні послуги та зробити своє домогосподарство енергонезалежнішим.
Давайте розглянемо, який вітрогенератор краще підібрати для будинку, на який обсяг енергії ми можемо розраховувати і що потрібно знати для його встановлення.
Різновиди вітряків
Вітрогенератори (ще їх називають вітрогенераторними установками, вітровими електрогенераторами, вітростанціями, просто ВЕУ, вітряними станціями тощо) — це, по суті, вітрові електростанції (ВЕС). Так називають вітрову електроустановку, обладнання та споруди якої функціонально пов'язані між собою та утворюють єдиний комплекс, який виробляє електроенергію з кінетичної енергії рухомих повітряних мас. Простіше кажучи, це системи, які дозволяють використовувати вітер як джерело відновлюваної енергії.
Вітрогенератори бувають різних видів, але ті, що отримали найбільш широке застосування системи, мають горизонтальну вісь обертання ротора. Це зумовлено їх високим ККД, легким регулюванням потужності, більш ефективним захистом від ураганів, високими показниками запуску ротора в умовах слабкого вітру і порівняно невисокою ціною.
Вітрякам іншого типу, які мають вертикальну вісьобертання ротора, вдається працювати навіть за слабкого вітру будь-якого напрямку, їх досить легко монтувати, і вони викликають менше шуму, порівняно з горизонтальними вітрогенераторами.
Разом з тим, такі пристрої мають меншу ефективність, оскільки їх доводиться встановлювати на невеликій висоті через особливості конструкції. Завдяки низькому рівню шуму турбіни з вертикальною віссю найчастіше використовують у домашніх енергосистемах.
Генератори також розрізняються за конструкцією вітроколеса. У пропелерних (або як їх ще називають «крильчастими») воно має лопаті, розташовані перпендикулярно до валу, що несе. У карусельних (тобто роторних) вал вітроколеса — вертикальний. Також він розташований і в барабанних вітрогенераторах.
Вітрогенератори з вертикальною віссю обертання
У сучасній вітроенергетичній галузі зазвичай використовуються крильчасті вітроагрегати, оскільки роторні та барабанні є громіздкими та недостатньо ефективними механізмами.
Вітроустановки поділяються також на типи, до комплектації яких входить спеціальний редуктор (мультиплікатор) та без нього. Якщо редуктор у систему не входить, то шумність такої установки набагато менша, ніж у пристроях, що включають його. Тому, як показує багаторічна практика, використання безредукторних вітряків, особливо в домашніх умовах, є найдоцільнішим рішенням.
Що потрібно знати перед встановленням вітрогенератора для дому
Якщо ви вирішили встановити вітряк для господарських потреб потужністю понад 10 кВт, важливо знати про зміни вітру протягом доби та залежність від пори року у місці його розташування, швидкість вітру на різних висотах над землею, частоту поривів вітру, отримати у метеослужбі статистичні дані проповедінці вітру у цій території за останні 20 років. Взагалі виміри та подібні дослідження рекомендується проводити протягом усього року. Але є й корисні послуги, які допоможуть зібрати необхідну інформацію.
Серед них можна виділити Earth Wind Map – це глобальна мапа вітрів у режимі реального часу. Дуже зручний інтерактивний сайт: дані про певний регіон можна отримати натиснувши відповідну точку на карті Землі, а рухом коліщатка миші можна змінювати масштаб зображення. Також можна скористатися будь-яким з пошукових систем, наприклад, Google або Яндекс . Убивши в пошуковому рядку запит «карта вітрів», ви отримаєте на вибір масу сайтів, де можна знайти цікаві для вас статистичні дані.
Для монтажу малопотужних вітроустановок цілком вистачить спостережень у межах одного сезону, проте не зайвою буде консультація спеціаліста з урахуванням особливостей місцевого рельєфу, а також отримання в метеослужбі орієнтовних даних щодо поведінки вітру у вашій області.
Вітряки з горизонтальною віссю обертання
Щодо промислових ВЕС, то їх установкою зазвичай займаються державні підприємства або великі енергетичні компанії, що спеціалізуються на цьому. Найчастіше такі пристрої об'єднані у мережу. Для встановлення домашніх вітронераторів не потрібні жодні дозволи державних органів.
Потужні вітрогенератори вимагають великих площ для розміщення. Важливо пам'ятати, що мінімальна відстань між ними має бути втричі більшою за висоту однієї конструкції, інакше сусідні вітротурбіни захоплюватимуть «чужий» вітер.
Вплинути на вартість установки може потреба в акумуляторі, який здатний зберігати надлишки електроенергії та віддавати їх у безвітряну погоду, а для перетворення напруги наконтактах батареї у відповідне для використання в домашній мережі може знадобитися інвертор, який також позначиться на підсумковому кошторисі.
Вітрогенератор рекомендується монтувати на досить відкритій місцевості, оскільки високі перешкоди затримають потоки повітря або зменшать його швидкість. Крім того, вони можуть створити повітряні ями або так звані "мертві" вітрові зони. Вітроагрегат повинен встановлюватися, як мінімум, на 3-4 метри вище за будь-яку перешкоду, причому вона повинна бути не ближче 150 метрів (відстань може залежати від висоти конструкції вітряка).
Його також рекомендується розташувати якнайближче до акумуляторних модулів для того, щоб максимально знизити можливість втрат енергії при її транспортуванні. Таке розміщення має ще одну позитивну сторону – це дозволить заощадити на вартості силового кабелю, адже чим ближче відстань, тим менший перетин дроту можна використовувати.
Необхідно пам'ятати, що розрідженість повітря також впливає на роботу вітроустановки, проте при дії постійних вітрів, наприклад, на морському узбережжі цей недолік не є суттєвим. Важливо мати на увазі, що робота домашніх вітряків впливає на телевізійну мережу і може спричинити перешкоди для приймальної антени.
Влаштування вітряка та склад обладнання вітрової електростанції, зображення ataba.com.ua
Якщо в районі розташування ВЕС переважають слабкі вітри, оптимальним рішенням стане об'єднання кількох установок у мережу із загальним акумуляторним вузлом. В іншому випадку, необхідно налаштувати роботу вітряків так, щоб кожен окремий пристрій обслуговував свою частку навантаження, а для економії електроенергії, слід розподілити споживачів у будинку: різній групі побутових приладів повинна відповідати певнасилова лінія.
Як підказує досвід багатьох європейських країн, для багатоквартирних будинків доцільніше встановити кілька вітряків (приклад цікавого варіанта) невеликої продуктивності, які генеруватимуть електроенергію та зберігатимуть її в загальний акумулятор, ніж купуватимуть одну великогабаритну вітроустановку.
Як підрахувати потужність вітрогератора для будинку
Для орієнтовного розрахунку потужності домашньої ВЕС необхідно обчислити середньомісячне споживання електроенергії, враховуючи список всіх використовуваних побутових електроприладів, їх потужність і час роботи (таблиця, яка показує середнє споживання побутової техніки, знаходиться тут). Найчастіше в магазинах продаються вітрові електростанції для приватного користування потужністю від 2 до 10 кВт.
На багатьох інформаційних ресурсах зазначається, що для повноцінного забезпечення побутових потреб сім'ї з 3 — 4-х осіб знадобиться потужність вітрогенератора не менш як 10 кВт. Однак у кожному конкретному випадку потрібно виходити з певних енергопотреб, які можуть бути досить індивідуальним показником.
Одним із додаткових позитивних моментів використання вітряків у домашніх умовах є також можливість продажу надлишків електроенергії державі. Про те, як постачати «зайву» електрику до центральної електромережі та докладну інформацію про актуальні на сьогодні «зелені» тарифи можна знайти в цьому розділі.
Не варто забувати про безпеку: удари блискавок, результатом попадання яких може стати спалах вітряка, зледеніння лопатей, недостатня міцність несучих конструкцій або фундаменту вітроустановки - можуть завдати шкоди не тільки самому пристрою, а й завдати шкоди здоров'ю людини. Тому, не зайвим будеподбати про оснащення генератора різними захисними системами.