Делаем для дачи вертикальный ветрогенератор своими руками
Пожалуй, ни один дачник не будет спорить с тем, что сегодня необходимо иметь какой-либо альтернативный источник электроэнергии, ведь свет могут отключить в любую минуту. Большую популярность, как источник бесплатной энергии, сегодня получили самодельные ветрогенераторы. Разнообразные модели таких устройств предлагаются на рынке, а в интернете можно увидеть схемы, чертежи и видео, позволяющие собрать их своими руками.
Стоит отметить, что самодельный ветрогенератор будет очень полезен даже при его небольшой мощности. Уже одно то, что среди кромешной тьмы дача будет освещена, и можно будет без проблем посмотреть телевизор или зарядить мобильное устройство, подстрахует от неприятностей и поднимет престиж перед соседями.
Три маленьких секрета
Первый секрет заключается в том, на какую высоту будет установлен самодельный ветрогенератор. Понятно, что проще смонтировать его на высоте нескольких метров от земли, но и толку от него тогда будет не особенно много. Следует учитывать, что чем выше ветрогенератор, тем сильнее ветер, быстрее крутятся его лопасти, и тем больше энергии можно получить от сделанной своими руками электростанции.
Второй секрет заключается в выборе АКБ. В интернете советуют не мудрить и ставить автомобильный аккумулятор. Да, это проще и, на первый взгляд, дешевле. Но, необходимо знать, что автомобильные аккумуляторы следует устанавливать в хорошо проветриваемом помещении, они требуют ухода, а их срок службы не превышает 3-х лет. Будет лучше приобрести специальный аккумулятор. Хотя он и стоит дороже, но это себя оправдает.
Третий секрет, какой ветрогенератор лучше подходит для изготовления своими руками — горизонтальный или вертикальный? У каждого варианта свои достоинства и недостатки. Мы рассмотрим ветрогенераторы вертикального типа, принцип работы которых показан на рис.2.
Сначала о недостатках: вертикальный ветрогенератор имеет низкий КПД по сравнению с горизонтальными моделями, на его сборку уходит больше материалов, что, соответственно, ведёт к удорожанию конструкции. С другой стороны, вертикальные ветряки могут работать при более слабом ветре, чем их горизонтальные аналоги, что компенсирует их невысокий КПД. Их не требуется поднимать на слишком большую высоту, они проще и дешевле при монтаже и установке, что сводит на нет разницу в стоимости материалов.
Немаловажным фактором является и то, что вертикальный ветрогенератор надёжнее при резких порывах ветра и ураганах, так как его устойчивость растёт с повышением скорости вращения. Кроме того, вертикальные конструкции практически бесшумны, что позволяет устанавливать их в любом месте, вплоть до крыши жилого дома. Всё вышеперечисленное ведёт к тому, что эти установки пользуются растущим спросом и выпускаются в различных модификациях, применительно к требуемой мощности и ветрам, преобладающим в определённых регионах, с чем, кстати, можно ознакомиться на видео ниже.
Простейшая конструкция
Маломощный вертикальный ветрогенератор нетрудно собрать своими руками из, без преувеличения, бросовых материалов: большой пластиковой бутылки или жестяной банки, стальной оси и старого электромотора. Достаточно пополам разрезать банку или бутылку и закрепить эти половины на связанной с генератором оси вращения (рис.3). Такой вертикальный ветряк несложно сделать разборным и брать его с собой на рыбалку или в поход, где он не только осветит место ночлега, но и позволит подзарядить телефон или другое мобильное устройство.
Собственная электростанция для дачи
А вот изготовление более мощного ветрогенератора придётся начать с покупки ведра и это не розыгрыш. Да, для начала, придётся купить обычное оцинкованное ведро. Это, конечно, в том случае, если такое прохудившееся ведро не завалялось где-либо в сарае. Размечаем его на четыре части и делаем ножницами по металлу прорези, так, как это показано на рис.4.
Ведро крепится за днище к шкиву генератора. Крепить следует четырьмя болтами, расположив их строго симметрично и на одном расстоянии от оси вращения, что позволит избежать дисбаланса.
Итак, практически всё готово, осталось выполнить следующие действия:
- Соединить все необходимые приборы (кроме генератора) так, как это показано на рис.5;
- Закрепить генератор с идущими от него проводами на мачте;
- Укрепить мачту;
- Подсоединить провода, идущие от генератора, к контроллеру.
Всё. Изготовленный своими руками ветрогенератор готов к работе.
Электрическая схема
Рассмотрим подробнее электрическую схему. Понятно, что ветер может в любую минуту прекратиться. Поэтому ветрогенераторы не подключают напрямую к бытовым приборам, а вначале заряжают от них аккумуляторные батареи, для обеспечения сохранности которых, применяется контроллер заряда. Далее, учитывая то, что АКБ дают постоянный ток малого напряжения, в то время как практически все бытовые приборы потребляют переменный ток напряжением 220 вольт, устанавливается преобразователь напряжения или, как его ещё называют, инвертор и только потом подключают всех потребителей.
Для того чтобы ветрогенератор обеспечивал работу персонального компьютера, телевизора, сигнализации и нескольких энергосберегающих ламп достаточно установить аккумулятор ёмкостью 75 ампер/час, преобразователь напряжения (инвертор) мощностью 1,0 кВт, плюс генератор соответствующей мощности. А что ещё нужно, когда отдыхаешь на даче?
Подведём итоги
Вертикальный ветрогенератор, который можно сделать по приведённым выше инструкциям, может работать при довольно слабом ветре и независимо от его направления. Его конструкция упрощается за счёт того, что в ней отсутствует флюгер, разворачивающий по ветру винт горизонтального ветрогенератора.
Основным недостатком вертикально-осевых ветряных турбин является небольшой КПД, но это искупается рядом других преимуществ:
- Скорость и простота сборки;
- Отсутствие ультразвуковой вибрации, характерной для горизонтальных ветрогенераторов;
- Нетребовательность к техническому обслуживанию;
- Достаточно тихая работа, позволяющая установить вертикальный ветряк практически в любом месте.
Конечно, сделанный своими руками ветряк может не выдержать излишне сильного ветра, который окажется способным сорвать ведро. Но это не проблема, просто придётся купить новое или приберечь где-либо в сарае отслужившее свой срок старое.
На видео ниже можно посмотреть как запитываются бытовые приборы на даче. Правда, ветрогенератор здесь сделан не из ведра, но тоже своими руками.
Бытовые ветрогенераторы для дачи — своими руками
Схема собственной электростанции для дачи
Как «обналичить» электроэнергию на даче? Вопрос без всякого подвоха. В самом деле, как вы себе представляете такую простую схему: установлены бытовые ветрогенераторы, которые дают электроток. Вдруг ветер прекратился, ток исчез в самый неподходящий момент. Поэтому, ветряные установки никогда не подключены к потребителям электроэнергии напрямую. Чтобы «обналичить» ток, то есть, получить от установки реальную пользу (чтобы на даче всё светилось, радио говорило, музыка играла), надо пропустить электроток через ряд агрегатов.
Полученная от установки, сделанной своими руками, электроэнергия идёт вначале на зарядку аккумулятора (смотрите схему), а для его сохранности устанавливается контроллер, который предохраняет от перезарядки. Но поскольку аккумулятор даёт постоянный ток, а бытовые приборы обычно принимают переменный, то далее по схеме установлен так называемый инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный. После этого приборчика провода ведут напрямую к потребителям (к лампочке, к радиоприёмнику и т.д.). Электроэнергия, считайте, «обналичена».
Два небольших дачных секрета
Ветрогенератор, как таковой, не что иное, как частичная возможность замены сетевой подачи тока. Как сейчас стало модным употреблять слово французского происхождения — это альтернатива основного источника электропитания. Свет на даче в любую минуту может исчезнуть. Вот тут-то и пригодится запасная электроэнергия, выработанная ветрогенератором и сохранённая в аккумуляторе.
Ветряная установка, конечно же, невелика, возможности её тоже не ахти какие, но лампочка возле вашей дачи будет освещать территорию, тогда как у соседей при отсутствии электроэнергии наступит полная темнота. И радиоприёмник с телевизором вы можете смотреть и слушать, и аккумулятор телефона зарядить. Приятно, не правда ли, при кромешной всеобщей темноте у вас все необходимые приборы функционируют и окна ночью светятся. Это не только престиж перед гостями, соседями по даче, но и надёжная страховка от всяких неожиданностей.
Чтобы достичь такого преимущества и соорудить своими руками ветрогенератор, есть два маленьких секрета. Первый – на какую высоту устанавливать ветряк? Конечно же, спокойнее и проще установить его, скажем, метрах в двух от земли. Но тогда проку от такой установки будет мало. А подними его на 15-16 метров вверх – сразу веселее закрутятся винты и «пошла светить губерния». Электростанция вступит в работу.
Второй секрет: какой аккумулятор поставить, чтобы полностью сохранить выработанную энергию? Некоторые знатоки советуют использовать обыкновенный автомобильный. Казалось бы, чего проще – снял с машины и поставил на даче. Опять же, где? Ему нужно хорошо проветриваемое помещение, в духоте и тесноте может взорваться. Да и срок службы не более трёх лет. Уход за собой требует: то электролит ему подавай, то дистиллированную воду. Не поедешь же из города на дачу специально из-за аккумулятора. Нет уж, лучше купить специальный для ветряка, хоть подороже обойдётся, зато надёжнее.
Такие вот два чисто мужских секрета при установке ветрогенератора своими руками.
Купите ведро и начинайте делать ветрогенератор
Заголовок далёк от шутки и розыгрыша. Сейчас узнаете почему. Если вы спите и видите свою дачу освещённой, хотя она находится на отшибе, вдали от линий электропередач, то вы вполне можете своими руками превратить сон в реальную быль. Рассказываем, как это сделать и с чего начинать.
С покупки ведра. Да-да, обыкновенного, оцинкованного, цилиндрического ведра. У вас уже есть старенький, но надёжный генератор, есть аккумулятор, не хватает только ведра. Теперь всё есть, начинаем делать свою электростанцию.
Делаем ротор, то есть подвижную часть нашего ветрогенератора. Ведро (повторяем, оно должно быть цилиндрическим) делим разметкой строго на четыре части, вырезаем на боковых стенках ножницами по металлу так, чтобы, чуть отогнув стенки, получить лопасти. Днищем крепим его четырьмя болтами к шкиву генератора. Следите за симметрией, чтобы болты находились на равном расстоянии от центра шкива и от центра днища ведра. Это нужно для избегания дисбаланса при вращении.
Прикрепили ведро по всем правилам. Теперь осталось совсем немного: выполнить всего 6 пунктов и своими руками сделанный ветрогенератор будет готов к работе. Итак, начали:
- Отгибаем прорези на ведре и делаем лопасти. Сильно не отгибайте, их потом можно отрегулировать. Если ветер всегда сильный в вашей местности, то достаточно чуть отогнуть бока ведра. Если слабый – то посильнее отгибаем для большего захвата воздуха.
- Подсоединяем провода и собираем электроцепь (вспомните уроки физики в школе).
- Крепим генератор к мачте и подсоединяем провода к контроллеру и аккумулятору.
- Затем подсоединяем инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный.
- Подключаем лампочки, радиоприёмник, телевизор (не всё сразу, а то не потянет).
- Укрепляем вертикальную мачту.
Всё. Ваша электростанция, сделанная своими руками, готова к работе.
Заметьте, ветрогенератор получился с вертикальной осью вращения. То есть, роторного типа. На нём при инверторе в 1000 ватт и аккумуляторе 75 ампер будут гореть энергосберегающие лампы по 11-15 ватт, работать охранная сигнализация, видеонаблюдение, телевизор и персональный компьютер. Что вам ещё надо для полного счастья, находясь на отдыхе на даче!
Мы сделали вертикально-осевую турбину. Такой вид работает при слабых ветрах и любых его направлениях. Здесь не надо флюгера, чтобы поворачивать винт по направлению ветра, но такие установки грешат низковатым КПД. Зато выгодно отличаются от своих горизонтальных собратьев тем, что спокойно улавливают ветер любого направления. Ветряки вертикального типа с виду похожи на бочку, в нашем случае это обыкновенное ведро.
Главные плюсы такого ветрогенератора, сделанного своими руками:
- быстрота сборки,
- экономичность,
- при работе нет ультразвуковой вибрации, как при лопастном ветряке,
- тишина при вращении,
- неприхотливость в обслуживании.
Есть и недостаток — он не может выдержать ураганный ветер: ведро может сорвать и придётся раскошелиться на покупку нового. Вот и всё!
В.Ильин, http://vvk3.pichu.com.ua
Следующее видео — о том, что и без подключения к обычным электрическим сетям можно запитать лампочки, насос и телевизор на даче. Ветряк, правда, не из ведра, но это нюансы.
Ветрогенератор отзывы владельцев, которые либо купили или сами сделали, и пользуются им
к содержанию ↑Использование ветра
Для тех, кто хочет стать энергонезависимым возникает вопрос насколько оправдывают себя ветрогенераторы, их преимущество, какие они имеют недостатки. Речь идет о довольно интересных конструкциях внешним видом напоминающих мельницы, которые очень часто стали встречаться во дворах многих частных домов. Стоимость этого агрегата вовсе не копеечная, и окупаемость не быстрая. Однако увеличивающийся спрос говорит о востребованности и заставляет многих задуматься о приобретении такой энергосберегающей установки.
к содержанию ↑Что говорят владельцы ветряков
Многие люди стали использовать природную энергию ветра и солнца: одни от безысходности (невозможности подключиться к электросетям), другие ради интереса (энтузиасты). Для тех, кто смутно представляет себе эту систему, предлагаем для ознакомления некоторые реальные отзывы людей, уже использующих ветрогенератор для своих нужд.
Игорь Штогрин из Беларуси считает, что ветрогенератор выгоден только тогда, когда мастеришь его сам. На своем участке он установил вертикальный ветряк, работает он абсолютно бесшумно, равномерно, ему не страшны порывы ветра. Для инвертора Игорь использовал два обычных бесперебойника от компьютера, а для контроллера два аккумулятора от грузовых автомобилей. Больше всего финансов потянули неодимовые магниты, а также провод, которые он заказывал из Москвы. Ветер здесь редко превышает 5 м/с, но установка даже при 3 м/с работает нормально. Поставленные на выходе счетчики показывают 110 кВт за месяц. Игорь хочет дополнить ветрогенератор солнечной панелью, которую также мастерит сам. Он считает, что если у него дома неполная автономия, то уж точно экономия.
Развернутый отзыв с Петрозаводска оставил пользователь suhir на сайте http://fermer.ru/forum/samodelkin-ratsionalizator/57046. Построив три года назад дом в деревне, он изначально отказался от промышленных электросетей. Ветрогенератор 3 кВт работает уже два года на его участке. Укомплектованный солнечными батареями 800W он производит энергию, которой хватает, чтобы содержать дом с небольшим энергопотреблением в нормальном состоянии. Ему нравится энергонезависимость, а ветрогенератор считает полезным приобретением.
Андрей из Калининградской области пишет, что их администрация одно время также увлеклась этой идеей. Вдоль побережья были установлены несколько импортных ветряков, которые давали положительный результат, а также успешно эксплуатируются по сегодняшний день. Этому примеру последовали некоторые физические лица. Однако помимо плюстов использования есть такой момент как распространение инфразвука по грунту от несущей конструкции. Некоторые соседи тех счастливых обладателей ветряков подали в суд жалобы. Одним из доказательств превышения показателя по инфразвуку послужило отсутствие поблизости кротов, которых там раньше было в изобилии. Андрей считает, что сама идея заслуживает внимания, но рекомендует перед покупкой обратить внимание на этот фактор.
Отзыв пользователя из Алма-Аты: Из Китая привезли два ветряка мощностью 10 и 15 кВт. Последний работает лучше, стабильней. Радиус турбин 15 кВт 4,8 метра, 10 кВт 3 метра. Скорость ветра от 5 до 50 м/с, чаще всего 10-15 м/с. Очень редко когда порывы достигают 50 м/с, мачты останавливаются, разворачиваются поперек ветра, включается тормоз. Автоматически у них работает только функция регулирования напряжения генератора, а также защита аккумуляторных батарей от перенапряжения. Мощность переключается на балластную нагрузку. Установка сама ловит ветер, ограничивает разворот генератора на 360 градусов. Китайская идея, заложенная в проект, изначально не продумана. Пришлось заменить китайскую программу с их контроллером и установить свое. Программа собственная, все под контролем в любой момент. Китайские элементы выходят из строя один за другим, поэтому теперь установки на 80% наши.
Свои впечатления про ветрогенератор 500 Ватт оставила Елена на сайте http://www.pickupclub.ru/forum/archive/index.php/t-24133.html. Вот ее наблюдения:
- Шум: ожидаемого шума лопастей не оказалось;
- Вибрация: ее нет совсем;
- Зарядка: хватает на 8 часов, но планируется купить более мощные аккумуляторы, инвертор;
- Когда идет зарядка, мощности хватает на 6 ламп, телевизор, уличный прожектор.
Покупкой Елена довольна, но планирует покупать более мощный ветрогенератор.
Еще один подробный отзыв про ветрогенератор 300 Ватт можно прочитать на сайте http://dom.ngs.ru/forum/board/build/flat/1943159927/?fpart=1&per-page=50. Участок, где расположен агрегат, находится в южном районе города Бердск. С подводкой электричества возникли проблемы, поэтому было решено приобрести ветряк производства США, заряжающий аккумулятор 12 V. Эксплуатировался он три года, мощности хватало для света, ноутбука, насоса угольного котла. Вывод владельца — если нет вариантов по электричеству, можно ставить. Только аккумуляторы подобрать правильные, чтобы дольше служили. Если есть вариант обычного электричества, заморачиваться не стоит, так как вся система очень дорогая, даже при самостоятельном монтаже.
По словам Сергея из Москвы, эта техника ему нужна не как единственный выход из ситуации, а как элемент всего комплекса жизнеобеспечения загородного дома, который он запланировал себе сделать по возможности максимально автономным. Ветер во многих местах дует порывами достаточно длительной продолжительности. Делая замеры на своем участке, Сергей получил, что при объявленной метеоцентром скорости 3-4 м/сек, у него до 30% времени было 7-8 м/сек. То есть 7-8 часов непрерывной работы с отдачей 350-400 Вт. Поэтому ветер и солнце Сергей намерен постепенно всячески приспосабливать для своих нужд. По его мнению, поставить ветрогенератор будет интересно и небесполезно.
Проанализировав отзывы и изучив достаточное количество литературы, можно сделать вывод, что имея определенный уровень знаний, практически на профессиональном уровне, вполне реально используя ветрогенераторы отказаться от государственного энергоснабжения. Одно из достоинств установки этой конструкции — он производит энергию тогда, когда это больше всего необходимо. Чаще всего сильные ветра дуют в осенне-зимний период, как раз тогда возникает повышенная необходимость в свете, тепле. А для затишных солнечных летних дней есть множество других способов аккумулировать энергию.
Если собрать отзывы потребителей, то насчет эффективности ветрогенератора нет никаких сомнений. Есть объекты, где они работают уже по 15 лет, при этом не имеют никаких нареканий по поводу своей непродуктивности.
к содержанию ↑Наиболее частые ошибки при покупке
Бывает встречаются среди владельцев ветроустановок недовольные. Это потому что к вопросу о приобретении ветрогенератора следует подходить грамотно. Для начала стоит внимательно изучить предлагаемые виды, сравнить их технические характеристики, особенности работы.
Недовольные отзывы потребителей также можно объяснить желанием получить высококачественный продукт практически задаром, сэкономить на услугах, работах по монтажу. Поэтому многие приобретают сравнительно дешевое оборудование, не особо занимаясь изучением технических характеристик и других нюансов.
Так как все виды альтернативной энергетики имеют довольно высокую стоимость, и ветрогенератор не исключение, продавцы всеми силами пытаются всучить этот товар покупателю. Когда менеджер компании объясняет своему клиенту, что при диаметре лопастей 4 метра он сможет получить мощность 7 кВт, почему-то не уточняет при каком ветре. Мощность ветрогенератора будет пропорциональна кубу скорости ветра и диаметру ветроколеса. То есть для регионов со средней скоростью ветра 6 м/с мощность получится W6=4*(6*6*6)= 864 Вт. Довольный клиент не подозревает, что мощность его системы в действительности будет в 8 раз меньше обещанной.
Таким образом, при выборе ветрогенератора следует обращать внимание: на его мощность, номинальную скорость ветра, диаметр лопастей, грамотно выбрать инвертор (с максимальным КПД и минимальным током холостого хода). к содержанию ↑
Есть ли выгода в использовании?
Многие остерегаются приобретать ветрогенератор, считая, что в их районе низкий ветропотенциал. Прочитав отзывы людей, которые покупали и устанавливали данную систему лет 5 назад, у большинства возникает боязнь напрасно потратить большие деньги, при этом не получить желаемой отдачи. Но тогда эти агрегаты в доступной ценовой категории были менее качественными и надежными, чем теперь.
Благодаря современным технологиям развитие альтернативной энергетики отечественными производителями достигло неплохих результатов. Можно с уверенностью сказать, что они стали более мощными, надежными, имеют сравнительно невысокую стоимость. Если предоставить человеку, установившему 4 года назад китайский ветрогенератор мощностью 1,5 кВт, продукцию отечественного производителя мощностью 3 кВт, он уже не был бы разочарован.
Для широкого использования энергии ветра существует два препятствия: непостоянство его направления и силы, а также необходимость аккумулирования энергии при отсутствии ветра или малой его мощности. Прежде всего, видимо, надо рассматривать ветрогенератор как один из путей получения дополнительной энергии, позволяющей сократить расход органического топлива.
Выгодно или нет использовать ветрогенератор во многом, конечно, зависит от КПД оборудования. Затраты средств, времени, сил для подключения следует рассчитывать каждому индивидуально.
Ветряки для дома: достоинства и недостатки
Для того, чтобы подобрать наиболее оптимальный вариант ветряка для своего дома, необходимо знать некоторые особенности устройства и работы ветряков их достоинства и недостатки, а также метеорологические особенности местности.
Потребность установить ветряк возле частного дома может возникнуть в двух случаях — если централизованного электроснабжения нет совсем или оно оставляет желать лучшего либо же вы решили существенно сэкономить на оплате за электроэнергию. Строительство ветрогенератора — довольно масштабное мероприятие и по средствам, и по трудозатратам, поэтому требует предварительных расчетов и уточнения множества факторов.
Ветер — экологически чистый бесконечный источник энергии, которым человечество пользуется уже тысячи лет. Для получения электроэнергии его начали использовать около века назад, но не везде ветер имеет достаточные показатели, чтобы было выгодно устанавливать ветрогенератор.
Поиск по специализированным сайтам с метеорологической статистикой, визит на местную метеостанцию, сбор и проверка данных по силе и направлению ветра своими руками на месте планируемой установки, например, при помощи анемометра с самописцем, поднятого над землей на уровень ротора будущего генератора будет первоочередной задачей.
Если в вашей местности ветер имеет среднегодовую скорость меньше чем 4—4,5 м/с (14,4—16,2 км/ч), ветряк скорее всего окажется нерентабельным. Лучше всего устанавливать ветрогенераторы на возвышенностях, побережьях, в степи — там, где постоянно дует сильный ветер и нет никаких природных или искусственных препятствий для него.
Если присутствует ветровая тень от холма, высоких деревьев, придется либо увеличивать высоту расположения ветрогенератора, что существенно удорожает конструкцию, либо переключиться на другие альтернативные источники для снабжения дома теплом и электроэнергией.
к содержанию ↑Некоторые формальности
Следует обратиться к местным властям и уточнить перечень требований и разрешений, которые нужно получить. Максимальная высота конструкции, которая не будет мешать полетам малой авиации, отсутствие помех для радиосвязи и телевещания, создаваемых ветрогенератором с металлическими лопастями, предельный безопасный уровень шума, а также согласие соседей на установку ветряка неподалеку от их домов.
Согласитесь — обидно будет, когда построенный своими руками и уже действующий ветряк придется демонтировать или переделывать по решению суда. Поэтому чем больше разрешений удастся собрать — тем лучше. Многих проблем удастся избежать, если оформлением разрешений на ветряк будет заниматься фирма, которая его и будет устанавливать — но это также дополнительные затраты.
к содержанию ↑Компоненты и расчеты
Стоимость постройки варьируется в самых широких пределах, в зависимости от выбранной конструкции ветряка и использованных компонентов. Есть два основных типа ветрогенераторов — с горизонтальной осью вращения (обязательно располагать на высоте, оптимально 25-35 м) и с вертикальной осью, которые допустимо размещать просто на уровне земли.
Кроме самого генератора для ветряков с горизонтальной осью вращения необходим ротор с лопастями, редуктор и поворотный хвост, а также защитный кожух. Все это, обычно, устанавливается на высокую мачту. Поскольку мачта, как правило, довольно массивное и высокое сооружение, под него придется закладывать фундамент, а также закреплять ее дополнительными тросами-растяжками.
Дополнительно к суммарной цене конструкции добавляется стоимость монтажа при помощи крана. Чтобы избежать строительства высокой и дорогой мачты, для небольших ветряков все чаще используют варианты конструкции с вертикальной осью вращения ротора, которые способны работать на меньшей высоте при скоростях ветра от 1 м/с. Но такие системы относительно новые, поэтому однозначной статистики их эксплуатации еще не накоплено. Они дают меньше электроэнергии, зато существенно дешевле и не такие шумные, их проще изготовить своими руками.
На земле, в помещении располагается инвертор для превращения постоянного тока от генератора в переменный, комплект аккумуляторов, разъединители и автоматические выключатели, нужные для перераспределения полученной электроэнергии и отключения устройства при аварийных ситуациях либо для ремонта.
Примерное количество энергии, вырабатываемое на протяжении года ветряком с горизонтальной осью вращения можно подсчитать по такой эмпирической формуле: E = 1.64 * D*D * V*V*V. Где: E — электроэнергия за год (кВт*ч/год), D — диаметр ротора (в метрах), V — среднегодовая скорость ветра (м/сек). После этого подсчитываем количество и стоимость потребляемой вашим домом за год электроэнергии, а затем множим полученные цифры на 25-30 лет — оценочный срок службы ветряка. Исходя из этого, рассчитываем необходимый размер лопастей и примерную общую стоимость конструкции, в зависимости от стоимости компонентов.
Если мачту можно построить самостоятельно, то электрооборудование и сам ветряк целесообразно покупать серийные, заводской сборки. Хотя, народные умельцы не раз демонстрировали примеры самостоятельной постройки ветрогенераторов для дома на основе компонентов из других устройств (электрогенераторов автомобилей, промышленного оборудования, даже умудряются пускать в дело переделанные электродвигатели от бытовой техники), использовать самодельные лопасти ротора и хвостовое оперение.
Схемы, методики и советы несложно найти в интернете или специализированных технических журналах, но в таком случае вся ответственность за работоспособность и безопасность построенного ветрогенератора будет лежать только на вас.
Очевидно, что с увеличением диаметра лопастей ротора и высоты мачты и соответственно большей собираемой энергии ветра возрастает генерируемая мощность, но пропорционально растет окончательная стоимость конструкции.
По разным оценкам стоимость постройки небольшого ветрогенератора для дома составляет в пределах 2-8 тыс. долларов за 1 кВт электроэнергии. Если у вас дома нет централизованного электроснабжения, ветряк, скорее всего, будет стоить дешевле самостоятельной прокладки линии электропередач или топлива для дизель-генератора.
Если же он задумывался как средство экономии — считайте и делайте выводы о его необходимости для дома. Кстати, уже сейчас полученная на крупных промышленных ветрогенераторах электроэнергия за 1 кВт получается дешевле, чем электроэнергия, выработанная на классических тепловых электростанциях. Себестоимость электроэнергии на малых ветрогенераторах немного выше, но все последние годы она неуклонно снижается.
В любом случае, если сегодня ветряк окажется нерентабельным, не выбрасывайте сделанные своими руками расчеты — через некоторое время появление новых моделей генераторов с большими показателями КПД, изменение тарифов на электроэнергию могут кардинально изменить ваше предыдущее решение.
Также наблюдайте за ситуацией с зеленым тарифом, который применяется во многих странах. По этому тарифу электроэнергию, сгенерированную дома при помощи альтернативных источников, в том числе энергии ветра, можно возвращать в электросеть, получая за нее доплату. Появление в стране зеленого тарифа или изменение его ставки может существенно повлиять на время окупаемости ветряка и проносимую им экономию для дома.
к содержанию ↑Оптимальные режимы использования
Ветер дует неравномерно, и повышенная генерация электроэнергии с его помощью редко будет совпадать с периодами максимального потребления в доме. Поэтому желательно чтобы у вас была возможность обеспечить необходимую нагрузку и использовать всю лишнюю наработанную ветрогенератором электроэнергию — на подогрев воды в бойлере, дополняющие систему отопления электронагреватели внутри дома, насос в колодце, качающий воду в бак на крыше, или же на еще более экзотичные задачи вроде подзарядки аккумуляторов электромобиля — все они должны включаться автоматически при сильном ветре и при маленьком общем потреблении.
Вообще, в условиях российского климата с длинной холодной зимой и относительно небольшими скоростями ветра наиболее энергоэффективной и дешевой представляется схема из ветрогенератора с вертикальной осью вращения, установленного на уровне грунта либо на небольшой мачте в 5-10 м высотой, поднимающей его над крышей дома и кронами плодовых деревьев. Ветряк напрямую подключается к отдельному электронагревателю и бойлеру внутри помещения, без преобразователей тока и аккумуляторов.
Такую схему вполне реально реализовать своими руками, не привлекая монтажников. В этом случае ветрогенератор вырабатывает по сути тепло для обогрева дома, который, в свою очередь, служит безразмерным тепловым аккумулятором и позволяет не слишком беспокоиться из-за нерегулярных перепадов силы ветра, полностью используя всю наработанную ветрогенератором электроэнергию. Причем такая система получается саморегулируемой — сильный ветер быстрее охлаждает дом, но одновременно он же дает возможность тандему из ветрогенератора и электронагревателя лучше его отапливать изнутри.
к содержанию ↑Проблемы на этапе проектирования
Шум в пределах 40-60 Дб, который может мешать не только соседям, но и вам. При возможности, если позволяет конфигурация земельного участка, ветряк стоит максимально отдалить от дома. Оптимально на 200-300 м.
- При некоторых режимах работы ветрогенератора или неудачной конструкции мачты ветряк может издавать инфразвук, вызывающий ощущение страха и дискомфорта;
- Высокая мачта, требующая обязательного заземления и наличия молниеотвода, а также наличия сигнальной лампы на вершине для безопасности полетов малой авиации;
- При работе ротора возникает вибрация, поэтому мачта ветряка должна располагаться отдельно, не соприкасаясь со стенами и перекрытиями дома или с другими строениями;
- Необходимость регулярного техобслуживания частей генератора, осмотров и замены смазки, которые нужно проводить на высоте. Примерно раз в 10 лет требуют замены лопасти и подшипники, независимо от того самодельные они или нет. Такие ремонты не всегда возможно выполнить своими руками и возникает необходимость привлекать специалистов. Мачту также придется регулярно красить и осматривать, чтобы избежать коррозии;
- Возможность повреждения мачты, лопастей и генератора в случае ураганного ветра или при обледенении;
- Аккумуляторы также требуют регулярной замены раз в несколько лет, располагать их нужно внутри дома;
- При подборе готовых серийных ветрогенераторов нужно очень внимательно вычитывать их технические характеристики — в разных странах и у разных производителей выходная мощность, указанная в описании изделия и в его техпаспорте вычисляются по различным методикам, сильно зависящих от принятой за базовую силы ветра;
- Расположенные неподалеку от места установки ветрогенератора маленькие деревья со временем вырастут и начнут создавать помехи для ветра;
- Если вы решились изготавливать ветряк своими руками, очень сложно наперед предсказать и рассчитать его итоговую выработку электроэнергии и его степень эффективности.
Тенденции развития техники однозначно указывают на перспективность использования для полного или частичного снабжения дома электроэнергией и теплом разнообразных альтернативных источников: солнечных панелей, ветровых генераторов, тепловых конвекторов, новых эффективных материалов для термоизоляции. Недорогая и эффективная система для создания полностью энергонезависимого жилища из научной фантастики постепенно превращается в довольно распространенное техническое решение, и ветряк может оказаться в нем одним из значимых элементов.