Ветрогенератор за частна къща: устройство, видове, преглед на най-добрите оферти

Вятърните мелници отдавна престават да бъдат екзотична новост, сега те се считат за един от възможните варианти за спестяване. Въздушните потоци над земната повърхност носят огромно количество енергия, която в момента успешно се използва в промишлени вятърни турбини и малки вятърни турбини за частна употреба.

Ще ви кажем как да изберете правилния и технически правилно да инсталирате ветрогенератор за частна къща. Предлаганата от нас статия описва правилата за сглобяване и експлоатация на мини електроцентрали. На заинтересованите купувачи се дават препоръки за избор, като се има предвид рейтингът на популярните модели.

Конструкция и принцип на работа на вятърните турбини

Вятърните генератори са специални устройства, които трансформират кинетичната енергия на вятъра в електрическа енергия. Това са независими източници на електроенергия, които са отлични за монтаж в частни жилищни сгради, в малки и средни стопанства и производствени бази.

Дизайнът на стандартна мини електроцентрала за битова употреба включва следните функционални елементи:

1. остриета аеродинамична форма за улавяне на вятъра.
2. генератор за производство на променлив ток.
3. контрольор за автоматично управление на вятърна станция. Позволява ви да регулирате презареждането на батериите, разпределя потока на енергия между устройствата.
4. път, Специални батерии за акумулиране на генерирана електроенергия.
5. инвертор за привеждане на параметрите на генерираната енергия до мрежовите стандарти.
6. мачта, повдигане на остриетата до определена височина над нивото на земята.

Мачтите са различни: самоносещи се без стрии, неподвижно фиксирани и въртящи се върху стрии.Последните могат да се спускат и повдигат за поддръжка, както и за ремонтни и реставрационни работи.

Под въздействието на вятъра лопатките, монтирани на вала на генератора, започват да се въртят, помагайки за стартирането на ротора. В резултат на това кинетичната енергия на въздушните потоци се превръща в механична, а след това в електрическа. Изглежда много опростена схема на вятърната мелница

Всъщност енергията от вятърната централа не се доставя директно на потребителя. В системата трябва да бъдат свързани специални устройства за преобразуване на електрическия ток.

Контролерът е разположен във веригата след генератора. Преобразува променлив ток в постоянен ток. В тази форма електричеството се натрупва и съхранява в батериите, а след това от тях чрез инвертора, който преобразува постоянен ток в променлив ток, енергията се подава в частна захранваща мрежа.

Подобна схема дава възможност за изглаждане на нестабилността на напрежението, както и за натрупване на енергия в периоди на пълно отсъствие на консумация. А това от своя страна позволява използването на ветрогенератори с по-ниска мощност от общата мощност на домакинските електрически уреди.

По време на преобразуването на електрически ток по схемата на променливата-постоянна променлива възникват определени загуби на енергия, които възлизат на приблизително 20%

Заедно с автономна вятърна станция е възможно да се инсталират както соларни модули, така и горивни генератори.

Ако няколко устройства за генериране на електричество участват наведнъж, веригата се допълва с друг елемент - прекъсвач (ABP). Необходимо е, когато изключите един източник на алтернативна енергия, стартира друг, резервен.

Като част от съвременните вятърни централи се използват различни дизайни на ротори - въртящи се части. Те имат своите предимства и недостатъци, различна ефективност и функционалност. В момента има много разработки на автономни системи, които могат да взаимодействат с ветрове с различна скорост и сила.

Видове вятърни паркове

По тип потребители се разграничават автономни вятърни генератори и мрежови инсталации. Първите осигуряват захранване на потребителите, отдалечени от централните електрически мрежи.

Вторият - може да наброява няколко десетки / стотици вятърни мелници, които образуват единна система и прехвърлят енергия в обща мрежа. Мощността на автономните блокове рядко надвишава 75 kW, докато мощността на мрежовите инсталации започва от 100 kW.

В зависимост от вида на конструкцията се разграничават ветрогенераторите:

• с вертикален ос на въртене;
• с хоризонтален ос на въртене.

Тези устройства се използват за различни работни условия, но най-често има модели с хоризонтална ос. Те работят като обикновени метеорологични коки и имат подобна структура. Оста на ротора се върти успоредно на земната повърхност.

Такива единици се характеризират с висока ефективност (около 40%), просто управление на мощността и по-достъпна цена, но те се характеризират и с високо ниво на генериран шум и вибрации. Освен това те трябва да са ориентирани към посоката на вятъра.

За да инсталирате вятърна турбина с хоризонтален ротор, се нуждаете от около 120 м свободно пространство и мачта с височина поне 8 м

Вятърните генератори с вертикална ос на въртене имат по-компактен дизайн, те са по-малко податливи на фактори на околната среда.

В устройства от този тип турбината е перпендикулярна на равнината на Земята. Такива конструкции се пускат дори от леки ветрове и не зависят от посоката на въздушния поток.

Ниското ниво на шум (до 30 dB) прави възможно инсталирането на вертикални вятърни турбини на покривите на сградите

Съществува обаче съществен минус - ефективността на такива генератори е само 15%. В допълнение, те са по-скъпи от моделите с хоризонтална ос на въртене.

Моделите на ветрогенераторите се различават помежду си не само по местоположението на въртящата се ос, но и:

• брой остриета - има вятърни мелници с две и три остриета, има и многоостриеви модификации;
• материали за производство на функционални части - с ветроходни и твърди остриета;
• стъпка на винта - регулируема или фиксирана.

Въртенето на многопозиционните стационарни вятърни мелници започва дори със слаб вятър, но за работата на устройства с две и три остриета е необходим по-силен вятър. В същото време всяко допълнително острие в конструкцията създава по-голямо съпротивление на колелата, което затруднява постигането на стандартни работни скорости на генератора.

В зависимост от материала на производство лопатки за вятърна турбина, може да има определени трудности в работата. Плавателните елементи са по-лесни за производство, поради което са по-евтини.

Но ако е необходимо да се гарантира надеждна работа на вятърната турбина за автономно захранване, струва си да се даде предпочитание на дизайни с твърди остриета, направени от метал или подсилени с фибростъкло.

Що се отнася до стъпката на винта, тя също не е толкова проста. Променливата стъпка ви позволява значително да разширите обхвата на ефективните скорости за работа на вятърната станция и това е голям плюс. Но в същото време такъв механизъм намалява общата надеждност на стационарна инсталация и значително усложнява вятърното колело, усложнявайки работата на устройството.

Възможност за инсталиране на ветрогенератор

Малките вятърни централи днес се използват широко като алтернативни източници на електроенергия, което може да постигне реални икономии.

Такива устройства, като правило, се инсталират в летни къщи, в райони, отдалечени от основните захранващи мрежи. Но това не е единствената причина хората все повече да предпочитат конструкции от този тип.

Собствениците на земя успешно използват вятърни генератори, за да постигнат пълна автономност и значителни икономии на енергия

Не всяка зона обаче е подходяща за инсталиране на вятърна турбина. За да може мини-централата да функционира напълно през периода на работа, обявен от производителя, климатичните условия в района трябва да отговарят на изискванията на специално оборудване.

Средната скорост на вятъра не трябва да бъде по-малка от 4,5-5 m / s. Само в този случай инсталирането на конструкция с вятърна турбина ще бъде икономически оправдано.

За да намерите приблизителни данни за средната годишна скорост на вятъра по региони, трябва да видите специална карта на вятъра. По-точна информация може да бъде получена с помощта на анемометър и устройство за четене на сигнали.

Измервателната система трябва да бъде инсталирана на голяма надморска височина, така че сградите и дърветата наблизо да не изкривяват резултатите.

Ако решите да инсталирате мини вятърна ферма за вашия дом, трябва да помислите и за наличието на свободно пространство. Трябва да се има предвид, че вятърът трябва абсолютно да "върви" по лопатките, добре и без препятствия по пътя си, за да ги достигне от различни посоки.

Ето защо върховете на хълмовете се считат за идеалното място за инсталиране на вятърна турбина, където въздушните маси се кондензират със съответно увеличение на налягането и скоростта на вятъра. Морските райони и степната зона също се считат за подходящи.

За да извлечете максимума от вятърната мелница, трябва да я инсталирате на място, където няма дървета и високи сгради

Всички препятствия в радиус от 250 м ще засегнат ветрогенератор, За да се получат максимални показатели за ефективност, е необходимо оста на турбината да се постави над нивото на препятствия най-малко 4-5 m.

Правила за избор на оборудване

Изборът на ветрогенератор за дома трябва да се подхожда отговорно.

Необходимо е да съберете основна информация предварително:

1. Изчислете номиналното и максималното количество електроенергия, за да задоволите нуждите на къщата.
2. Преглеждайте данни за средната годишна скорост на вятъра в района на пребиваване, за да определите периодите, когато вятърната мелница ще бъде неактивна.
3. Вземете предвид климатичните особености на района. Ако се наблюдават силни студове през зимния сезон, инсталирането на вятърна станция няма да се оправдае.
4. Разберете интензивността на генерирания шум по време на работа на ветрогенераторите.
5. Сравнете техническите спецификации на устройства от различни производители.

Изборът на компоненти на функционални елементи за ветроенергийна инсталация се извършва според номиналната стойност на мощността. В този случай играе роля номиналната скорост на вятъра - стойностите, при които вятърният генератор генерира изчислено количество електрическа енергия.

Ако инсталацията произвежда максимална мощност при скорост на вятъра от 11 m / s, а във вашия район средният индикатор достига 4,5 m / s, вятърната турбина няма да генерира количеството енергия, декларирано от производителя

Необходимо е също така да се съсредоточи върху факта, че силата на вятърния генератор зависи от диаметъра на колелото, образуван от лопатките. Ако увеличите размера с 2 пъти, вятърната мелница със същата скорост на вятъра ще произведе 4 пъти повече електроенергия.

Капацитетът на батерията също е важен. В случай на спокойствие те трябва да имат достатъчно енергия, за да осигурят дом.

Монтажът на частна мини-централа за вятърни мелници е най-добре поверен на компания, специализирана в извършването на този вид работа. Основната цел е да се осигури максимална сигурност. Цялостният дизайн на вятърната турбина трябва да бъде гарантиран, за да остане стабилен дори при екстремни метеорологични условия.

Моделите с ниска мощност на ветрогенератори със светлина, ниски мачти могат да бъдат инсталирани независимо. Централната опора трябва да бъде монтирана върху стоманобетонна основа. За странична стабилност на конструкцията се използват 3-4 стрии.

Приблизителни цени и изплащане на ветрогенераторите

Популярността на вятърните турбини расте с всеки изминал ден. За тях е изгодно да оборудват големи и скъпи вили, чието съдържание изисква много електрическа енергия.

Препоръчително е да инсталирате вятърни мелници в населени места, където няма централизирано електрозахранване или електричеството се прекъсва периодично.

В такива случаи на помощ се прибират ветрогенератори, използването на които има няколко предимства:

• превръщане на енергията на въздушните течения в безплатно електричество;
• екологична безопасност на вятърните турбини;
• липса на суровини и отпадъци при производството на електроенергия;
• минимално износване на функционални части;
• дълъг срок на експлоатация - 25-30 години;
• не е необходимо постоянно да се следи работата на вятърната централа.

Недостатъците включват променливостта и непредсказуемостта на вятърната енергия. За да сведете до минимум загубите, трябва да дублирате източника или да инсталирате допълнителен буфер за съхранение на енергия. Също така въртящото се вятърно колело представлява потенциална заплаха за летящите птици.

Вятърните електроцентрали издават шум, съпоставим с шума на превозните средства, когато шофират със скорост от около 70 км / ч. Повишеното ниво на шум не само отблъсква животните, но и причинява дискомфорт на хората

Друг важен минус на вятърните турбини за битова употреба е високата цена. Тези обемисти дизайни са направени от скъпи материали, идват с контролер, батерии, монтаж на инвертор и мачта.

Трябва да се отбележи, че вътрешните вятърни генератори от руските производители, както и висококачествените вятърни турбини, произведени в Китай, са много по-евтини от европейските колеги. Цената на домашните вятърни турбини с вертикална ос с номинална мощност до 2 кВт варира в диапазона от 1300-2500 долара.

Но на тази цена пакетът включва само генератор с остриета. Останалата част от оборудването ще трябва да бъде закупена отделно или направете го сами, Пълните растения са с около 40-50% по-скъпи.

Цената на вятърните станции за домашно ползване с мощност от 3 kW до 7 kW е много по-висока. Такива генератори със свързано оборудване ще струват на купувача 5000-12 000 долара.

Понастоящем използването на вятърни турбини като алтернатива на централизираното захранване е нерентабилно поради високата цена на оборудването

И дори когато има прекъсвания в доставката на електрическа мрежа, не винаги е препоръчително да инсталирате генератор на вятър. По-лесно и по-евтино е да инсталирате система за непрекъсваемо захранване на базата на индустриални батерии в комбинация с UPS.

Има смисъл да се монтира вятърна инсталация на места, където достъпът до централизирано захранване е напълно отсъстващ. Периодът на изплащане в този случай е 25 години.

Преди да закупите компоненти за сглобяване и инсталиране на генератор на вятърна енергия, е препоръчително да изчисления по формулидадени в нашата препоръчана статия. Тук ще намерите процедурата и правилата за извършване на изчисления.

Преглед на най-добрите марки и инсталации

На руския пазар на ветрогенератори са представени както надеждни, сравнително евтини устройства на местни марки, така и различни модели вятърни турбини от чуждестранни производители. За да определите избора на инсталация за дома, трябва да сравните характеристиките на различните единици.

№ 1 - вятърни турбини Condor Home (Русия)

Серия вятърни мелници за домашна употреба включва устройства с мощност 0,5-5 кВт. Те могат да служат като основен източник на електричество или допълнителен. Станциите на Condor Home са пригодени за работа при ниски температури, способни да произвеждат енергия дори при леки ветрове.

В зависимост от модела корпусът на генератора е направен от пластмаса или от лят алуминий, остриетата са от фибростъкло. Има ефективна система за двойно спиране. Мачтата е сложна, на разширения има височина 8-12 м. За да инсталирате тези единици, се нуждаете от купчина или бетонна основа.

Вятърните турбини Condor Home са напълно готови продукти, които не изискват специални знания или технически умения. Устройствата са предназначени за електрификация както на самостоятелни сгради, така и на малки населени места като част от вятърни централи

Основното оборудване включва мачта и разширения, генератор, ротор и лопатки, контролер за заряд и крепежни елементи.

№ 2 - мини електроцентрали Falcon Euro (Русия)

Те са високотехнологични ветрогенератори с вертикална ос с мощност 1-15 kW. Те се използват за главно / резервно захранване на потребители, отдалечени от електропроводи. Те могат да се използват като част от комплекс със слънчеви панели и горивен генератор.

Вятърните мелници са оборудвани с мощни неодимови магнити. Началната скорост на вятъра за стартиране на инсталацията е 1,5 m / s, номиналната скорост е 11 m / s. Инсталираната аеродинамична спирачка помага да се ограничи скоростта на колелото. Обявеният експлоатационен живот от производителя е 20 години, фабричната гаранция за мини електроцентралите е 36 месеца.

Вятърните турбини Falcon Euro са надеждни при работа и ниска поддръжка. С помощта на устройства от тази серия е лесно да се решат проблемите с електрозахранването на местни и островни съоръжения

Основният комплект Falcon Euro включва няколко функционални елемента: вятърно колело, генератор и контролер, мачта, вградени части. Инверторната инсталация и батериите се избират отделно.

№ 3 - Вятърни турбини Sokol Air Vertical (Русия)

Малки вятърни централи от тази марка могат да осигурят електричество както на малки вили, така и на средни предприятия. За домашна употреба се предлагат устройства SAV с мощност 0,5-15 кВт.

Те се характеризират с висока ефективност при леки ветрове, работят безпроблемно при ниски и високи температури в диапазона от -50 ° C до +50 ° C, характеризират се с нисък шум и устойчивост на външни влияния.

Генерирането на енергия от вертикалните агрегати на Sokol Air не зависи от посоката на вятъра. Елементите с вертикална ос работят автоматично без персонал за поддръжка. Дизайнът осигурява електромагнитна и аеродинамична спирачна система за ограничаване на скоростта на ветровото колело.

Остриетата са изработени от подсилен полиестер или авиационен алуминий (в зависимост от модела), имат саморазвиващ се профил. Генераторът е многополюсно трифазно възбуждане от постоянни магнити.

Вертикалните вятърни турбини Sokol Air дават номинална мощност от 7-8 m / s, което им позволява да се използват в региони с ниска средна годишна скорост на вятъра

Основното оборудване на вятърна електроцентрала включва: вятърна турбина с контролер на заряда на акумулатора, мачта с разширения, монтажен комплект. Инверторът и батериите се избират според техническите спецификации отделно.

№ 4 - вятърни генератори Energy Wind (Русия)

Клиентите се предлагат с модели с едно и три лопатки на продукти с универсално приложение с мощност 1-10 кВт. Тези вятърни мелници са чудесни за създаване на проекти за осигуряване на електричество на частни къщи и вили.

Енергийните блокове Energy Wind са базирани на здрави подсилени остриета от фибростъкло, боядисани с автоматичен емайл и надеждна система за отстраняване на въздушния поток. Тези единици с хоризонтална ос на въртене работят стабилно при температури от -40 до +40 градуса по Целзий.

Минималната работна скорост на вятъра е 2 m / s, при някои позиции на острието 3 m / s, препоръчителната височина на мачтата е 8-20 м. Средният експлоатационен живот на блоковете от руската марка е 25 години, официалната гаранция от производителя е 3 години.

Генераторите на енергиен вятър не изискват постоянна грижа или поддръжка, което допринася за бързото реинвестиране на инвестирани средства

Основното оборудване на инсталациите включва електрически генератор с постоянен магнит с монтиране към мачтата и въртящ механизъм, лопатки, комплект крепежни елементи за сглобяване на вятърна турбина. Мачтата, както и контролерът, инвертора и батериите за съхранение на енергия, трябва да бъдат закупени отделно.

№ 5 - Вятърни мелници Altek EW (Китай)

Тип вятърни турбини - с хоризонтална ос на въртене. Устройствата с номинална мощност от 1 kW до 10 kW са отлични за решаване на проблемите с електрозахранването на крайградски жилищни сгради и вили.

Защитният корпус на вятърните мелници Altek EW е изработен от алуминиева сплав, което значително опростява дизайна. Функционалните метални части на генератора са покрити със силиций за устойчивост на топлина.

Остриетата са изработени от подсилена с влакна пластмаса. Стартовата скорост на вятъра за изстрелване на домакински единици на китайската марка е 2,5 m / s, номиналната скорост - 12 m / s.

Вятърните генератори Altek EW са едно от най-достъпните устройства за производство на електроенергия, които са представени на съвременния пазар на алтернативна енергия

Основното оборудване включва лопатки, генератор и контролер. Останалите функционални елементи за вятърната мелница трябва да бъдат закупени.

Ако цената на фабрично произведен комплект изглежда ненужно висока, има смисъл да се изгради направете сами ветрогенератор, Статията, препоръчана от нас, описва производството на уред, полезен в домакинството от пералня.

Изводи и полезно видео по темата

Перспективи за използване на вятърни електроцентрали:

Принципът на работа на съвременните вятърни турбини. Как вятърната енергия се преобразува в електричество:

И до днес използването на ветрогенератори изисква постоянно развитие. Възможностите и дългосрочните перспективи на този алтернативен начин за производство на електроенергия са обещаващи.Необходими са обаче определени мерки както от страна на производителите на оборудване, така и от администрациите на населените места.

Инсталирането на малки вятърни генератори за частни домакинства няма да реши напълно проблема с енергийното снабдяване в регионите. Но за отделните собственици на сайтове тази опция може да бъде изход.

Разкажете ни за вашия опит с избора или инсталирането на вятърна турбина в крайградски район. Моля, пишете коментари, публикувайте снимка и задавайте въпроси в блока по-долу. Споделете технологични тънкости и полезна информация, която ще бъде полезна за посетителите на сайта.