Вітрові електростанції для дому: переваги і недоліки. Вітрова електростанція: ціна
Отримання електроенергії за допомогою вітрових електростанцій завжди цікавило людство. Енергію вітру прийнято відносити до поновлюваних видів, так само як сонячну, внутрішніх вод, термальну та біомаси. Потенціал цієї енергії на земній кулі в 30 разів перекриває сьогоднішні потреби. Будівництво установок, які отримують електрику при перетворенні енергії потоку повітря, вважається перспективним напрямком у всьому світі, незважаючи на низький ККД - 20-30%.
Пристрій і основні види вітрогенераторів
Схема, за якою збирається вітрова електростанція для отримання електрики, достатня проста. Енергія вітру перетворюється за допомогою вітрогенератора і випрямно-зарядного пристрою (контролера) в постійний електричний струм, зазвичай 12/24/48 вольт. Струм йде на підзаряд акумуляторної батареї (за принципом автомобільної), потім подається на інвертор, де постійний струм перетворюється на змінний 220-230В.
На сьогоднішній день реально працюють три види вітрогенераторів:
- з вертикально-орієнтованої віссю обертання;
- з горизонтальною, орієнтованої перпендикулярно потоку повітря;
- з горизонтальною, орієнтованої паралельно потоку.
Вітрова електростанція з вертикальним вітрогенератором найбільш проста при виготовленні і монтажі: не потрібно орієнтуватися на напрям вітру, тому навантаження на конструкцію набагато менше. Лопаті у цих пристроїв випускаються у вигляді чаш, турбін або S-подібні.
При горизонтальній осі обертання енергія вітру перетворюється в силу опору або підйомну. Кількість лопатей у цих пристроїв може бути від однієї до п'ятдесяти.
У рамках основної класифікації існує багато різноманітних, конструктивно з'єднаних, або зовсім нових винаходів.
Вітрові електростанції для дому: доцільність вибору
Проект електропостачання будується (або реконструюється) будинку повинен вирішувати три проблеми:
- надійність отримання електроенергії;
- забезпечення необхідної потужності споживання;
- задіяння необхідної кількості джерел отримання електрики.
У міській межі, де розвинена електромережу, питання надійності отримання електрики варто тільки лише для віддалених районів, або районних міст і селищ. Вітрова електростанція для дому в цих випадках недоцільна: відключення відбуваються лише при аваріях в мережі і ліквідуються максимум за добу. Як додаткове джерело зазвичай вибирається дизельна (бензинова) чи газова міні електростанція.
При облаштуванні котеджу у віддаленому районі або будівництві ферми, де немає близько прокладеної ЛЕП, постає питання про стабільну схемі отримання електроенергії. Зазвичай проблема вирішується так: дизельна (або бензинова) електростанція, а в якості альтернативного джерела (з метою здешевлення вартості одиниці потужності) успішно реалізуються проекти застосування енергії вітру або сонця.
Вітрова електростанція повинна забезпечувати необхідний запас потужності для реального споживання. У цьому випадку не обійтися без потужної акумуляторної батареї і надійного інвертора. В якості альтернативного джерела використовується дизельний генератор.
Переваги та недоліки отримання електрики від вітроустановки
При середньостатистичному домовому споживанні (освітлення, опалення, побутова техніка) достатньо потужності від 500вт до 1000/1500 Вт При установці вітрогенератора необхідно пам'ятати, що чим вище виробляється їм потужність, тим більше розмір лопатей і, відповідно, вища ціна.
Перевагою установок прийнято вважати екологічність, незалежність від зовнішньої подачі енергії (або палива), простота в обслуговуванні.
Зазвичай виділяють наступні недоліки вітрових електростанцій:
- великі одноразові початкові вкладення, звідси порівняно висока вартість одиниці електроенергії;
- залежність установки від наявності днів, коли швидкість вітру оптимальна (шість - сім метрів в секунду), саме при таких показниках установка виходить на паспортну (проектну) потужність;
- автономна вітрова електростанція може працювати тільки при наявності акумуляторної батареї великої ємності і при потужному инверторе, а як доповнення в безвітряні дні потрібен дизель-генератор, що значно здорожує проект;
- великий термін окупності: в середньому від семи до десяти років.
Вимоги до вибору місця для монтажу щогли
Для роботи вітрогенератора будь-якої потужності необхідний вітер. Для Росії в середньому вважається, що вітер дме тільки лише протягом 270-280 днів на рік. Приморські і гірські ділянки мають іншу статистику, більш сприятливу. Саме там і йде основне освоєння сили вітру, як дармовий енергії.
Чим вище щогла, тим більшу швидкість розвиває повітряний потік. Зазвичай вітряки монтують на висоті не менше чотирьох метрів від рівня будинку (в середньому від чотирнадцяти до двадцяти чотирьох метрів). Майданчик для установки вибирається на відстані від будинку мінімально кратної трьом до висоти щогли. Пристрій монтується або на бетонну основу (що досить дорого і трудомістко), або за допомогою розтяжок.
Для монтажу вітрогенератора, виготовленого на виробництві, залучаються спеціалізовані організації. Зазвичай це або сам завод-виробник, або дистриб'ютори іноземних фірм. Фахівці пропонують схему вітрової електростанції, вибирають місце установки щогли, монтують обладнання і виробляють запуск.
Вітрова електростанція своїми руками
Останнім часом, коли подорожчання електроенергії відбувається з лякаючим населення постійністю, збільшується інтерес до вітровим електростанціям в Росії. Вітрова міні електростанція (вітряк) проектується, виготовляється народними умільцями і монтується без допомоги фахівців.
Найпростішою у виготовленні вважається вітрова електростанція з установкою, що має вертикальну обертальну вісь. Вона не вимагає посиленої щогли, легко розраховується, легко монтується і, найголовніше, низька в ціні. Подорожчання відбувається за рахунок акумуляторної батареї потрібної ємності і надійного інвертора.
Вітряк, виготовлений для обертання на горизонтальній осі, вимагає ретельного кріплення лопатей (їх центрування), але виглядає більш елегантно і вишукано. Його деталі дорожче у виготовленні, а додаткове обладнання таке ж, як і у вертикальної установки.
Вітрові електростанції своїми руками сьогоднішні умільці воліють робити повністю, з нуля. Генератор розробляється на основі асинхронного двигуна, плюс випрямляч і акумуляторна батарея з автомобіля. Якщо обмежитися таким набором, то вироблюваної електроенергією можна нагрівати воду в бойлері, живити водяний насос (погодивши напругу живлення).
З інвертором невеликої потужності можна навіть вмикати освітлення та інші нескладні електроприлади, які не потребують якісних характеристик струму (комп'ютер, телевізор підключати можна тільки з інвертором, які мають на виході необхідні характеристики по синусоидальности, частоті та ін.).
Основні зарубіжні виробники вітрових електростанцій: порівняльна вартість установок
Використання, а відповідно і виготовлення вітрогенераторів для отримання електрики було освоєно вперше в Данії ще в кінці дев'ятнадцятого століття. Відсутність своїх енергоносіїв змушує багато країн йти по шляху освоєння енергії повітряних потоків і зводити як потужні (сотні мегават) ВЕУ, так і вітрові електростанції для дому. Нижче наведено список найбільш відомих фірм, що постачають свою продукцію всьому світу.
Зарубіжні виробники вітрогенераторів:
- Данія Vestas - частка ринку 12,7%;
- Китай Sinovel, Goldwind, Guodian United Power, Ming Yang - частка ринку 28,7% в сукупності всіх фірм;
- Іспанія Gamesa - частка ринку 8%;
- Німеччина Enercon, Siemens - сукупна частка ринку 14,1%;
- США GE Energy - частка ринку 7,7%;
- Індія Suzion - частка ринку 7,6%.
Найдешевшими вважаються китайські установки. Залежно від потужності їх можна придбати за ціною від 18-20 тисяч рублів. Слід зазначити, що такі установки (потужність від 100-200 Вт) не підлягають ремонту і зазвичай не комплектуються щоглою. Вітроелектростанції середнього цінового сегмента з Китаю вважаються надійними, служать більше 15 років.
Датські, іспанські, німецькі установки більш якісні, їх монтаж і запуск давно освоїли спеціалізовані організації, але вони дорогі. Від 1000 $ до 2000-2500 $ при потужності від 200 Вт
Вітрові електростанції в Росії: ціни та виробники
В останні 20 років відзначений зрослий інтерес до виробництва устаткування для вітроелектростанцій. Вітчизняні виробники розробили і успішно поставляють споживачам недорогі пристрої. В середньому їх можна придбати від 40-45 тис. Руб. при потужності від 300 Вт.
Нижче наведено список вітчизняних виробників, що освоїли виробництво і випускають власні моделі вітрових електростанцій:
- "РесурсПромАльянс" в Челябінську;
- "Стройінжсервіс" в Рибінську;
- RKraft в Москві;
- «Енерго-Екологічні Системи» НПП в Москві;
- ЛМП «Вітроенергетика» в Хабаровську;
- «Сапсан-Енергія» в Москві;
- «ГРЦ Вертикаль» в Миассе;
- «СКБ Іскра» в Москві;
- «Вітро-Світло» в С-Петербурзі.
