В последнее время проблема обеспечения электроэнергией становится действительно актуальной. Ученые всего мира прилагают усилия для решения задачи. Благодаря разработкам сегодня активно используются генераторы, вырабатывающие электрический ток, достаточный для дома. Особо мощные установки могут обеспечить электроэнергией большой коттедж и даже предприятие.
Принцип работы
Домашний ветряк отличается простотой конструкции. Так, на металлической мачте установлен хвостовик с несколькими лопастями, при вращении которых осуществляется включение ротора, что приводит к выработке тока. Он подается на батареи, снабжающие жилье электричеством при отсутствии ветра. Предварительно ток пропускается через преобразователь, что делает его не переменным, а постоянным. Электричество поступает в инвертор, где напряжение становится 220 В. Благодаря наличию аккумуляторных батарей ветряк питает жилище даже при слабом ветре или полном штиле.
Принцип работы ветряного генератора соответствует принципу работы автомобиля. Разница состоит лишь в том, что в последнем случае ротор вращает колеса.
Следует отметить, что для современных ветровых генераторов сильный ветер не нужен. Работа ветряка стала возможной благодаря наличию соответствующих металлов. Такая конструкция обеспечивает дом электроэнергией, даже если скорость ветра составляет всего 4 м/с.
Преимущества ветровых электростанций
Ветряки для дома пользуются огромной популярностью. Цена подобной не слишком мощной установки составляет примерно 2 тыс. долларов, однако вы будете экономить на электричестве в течение всей жизни. Естественно, это не единственное преимущество ветровой электростанции.
- Подобная конструкция считается наиболее экологически чистой. Соответственно, во время ее эксплуатации выброс ядовитых паров в атмосферу не производится. Более того, нет никакого вреда для окружающей среды.
- Домашние ветряные генераторы не нуждаются в топливе. Чтобы осуществлялась выработка электроэнергии, достаточно порывов ветра.
- Такие электростанции считаются долговечными, поскольку для их производства используются только современные материалы, не подвергающиеся коррозии.
- Отдельно стоит упомянуть простоту установки ветрогенератора, ведь это можно сделать самостоятельно, используя подходящие генераторы и несколько аккумуляторных батарей. Нужно помнить о том, что самодельные изделия могут работать хуже, чем заводские электростанции. Соответственно, очень важно подобрать генератор с определенными техническими параметрами, который действительно сможет обеспечить дом электроэнергией.
- Еще одно преимущество ветровых электростанций – это высокий КПД. Естественно, ветрогенераторы не являются вечными двигателями, но они близки к этому понятию. Так, для получения тока дополнительные затраты не нужны.
- Современные модели ветрогенераторов значительно превосходят своих предшественников. При их функционировании нет ощутимой вибрации или сильного шума. Несмотря на огромный размах лопастей, колебаний практически нет.
- При установке простого ветряного генератора не нужно получать соответствующее разрешение. Естественно, это касается лишь бытовых устройств, у которых мачта невысокая, а размах лопастей средний.
Недостатки ветряных электростанций
Изучив преимущества подобных устройств, многие люди задаются вопросом, почему электростанции не установлены повсеместно. Естественно, это объясняется рядом важных недостатков.
- Главный минус – отсутствие гарантии выработки необходимого количества электроэнергии, чтобы отопить жилье зимой. Наверняка решить эту проблему можно, установив несколько ветрогенераторов либо одну действительно мощную конструкцию, однако это обойдется довольно дорого, что в итоге окажется невыгодно.
- Другой недостаток касается необходимости наличия большой площади. Если речь идет о коттедже, который стоит на участке размером в 30–50 соток, то это не проблема. На скромном дачном участке поставить ветрогенератор сможет не каждый. Более того, считается, что устанавливать конструкцию можно минимум в 20 м от ближайшей постройки. В противном случае из-за электромагнитного поля домашние приборы будут плохо работать.
- Распространение ветряков сдерживается их ценой. Подобное изделие средней производительности обойдется в 5–10 тыс. долларов. Стоимость самых дешевых разновидностей начинается с 1–2 тыс. Естественно, качественная электростанция этого стоит, а значит, такая цена не должна смущать.
Применение ветрогенераторов
Подобные установки отличаются по своей мощности. Соответственно, они способны обеспечить электроэнергией один небольшой дом либо целый поселок. Стоит отметить, что ветровые генераторы устанавливаются не только для того, чтобы питать жилище энергией, но и для экономии. Другими словами, люди используют электроэнергию из общей сети и ту, которая вырабатывается ветрогенератором.
Если говорить об установке конструкции, то согласно требованиям безопасности ветрогенератор мачтового типа монтируют на приличном расстоянии от жилища. Сегодня в продаже встречаются мини-генераторы с незначительной мощностью. Такую конструкцию можно поставить на крышу жилища.
Разновидности ветряных электростанций
Домашние генераторы бывают двух- или трехлопастными. Количество лопастей не оказывает непосредственное влияние на КПД или общее качество работы электростанции. Если у конструкции много лопастей, то генератор будет быстрее крутиться, но в результате из-за количества оборотов лопасти станут преградой для воздушного потока, а значит, быстрее они не разгонятся.- Генераторы делятся на несколько видов в зависимости от материала лопастей. У некоторых моделей эта деталь довольно жесткая, а у других парусная.
- Существует еще одна классификация, согласно которой электроустановки могут быть горизонтальными и вертикальными. Первый вариант встречается довольно часто, хотя второй более устойчив к негативным внешним факторам и коррозии.
Выбор ветрогенератора
При выборе подобной конструкции необходимо обратить внимание на 3 важных фактора:
- средняя скорость ветра;
- средний уровень потребления электроэнергии в течение месяца;
- пиковая нагрузка.
Специалисты напоминают, что чем выше мачта, тем меньше необходимая скорость ветра для раскрутки вертушки. Соответственно, цена на такую конструкцию будет очень высокой.
Оптимальная высота должна превышать самую высокую постройку, расположенную в радиусе 100 м, примерно на 10 м.
Посчитать среднее потребление электроэнергии за месяц можно самостоятельно. Для этого достаточно подготовить таблицу, указав там электроприборы с их энергоемкостью и временем работы.
Действительно ли ветрогенератор выгоден?
Многие люди говорят о том, что в случае, когда средняя скорость ветра составляет 4 м/с, электроэнергия, полученная посредством ветряного генератора, будет довольно дорогой. Чтобы убедиться в этом или опровергнуть, необходимо посчитать выработку оборудования за год и 20 лет. При этом нужно учесть, что стоимость ветрогенератора составляет минимум 150 тыс. рублей. Соответственно, использование ветряка будет действительно оправданным при отсутствии сетевой электроэнергии. Если жилище подключено к сети, ставить мощную электростанцию с целью экономии не следует.
Если электроэнергия не была подведена, а средняя скорость ветра превышает 4–5 м/с, следует задуматься об установке ветрогенератора. Особенно это актуально при учете постоянного увеличения цены на электроэнергию. При желании можно объединиться с соседями и приобрести действительно мощную электростанцию. В таком случае стоимость установки будет не слишком высокой, и вы действительно обеспечите жилье электроэнергией.
Люди с древних времен использовали энергию ветра. Так и сегодня для получения электроэнергии применяются специальные ветряные установки. Подобные электростанции особенно эффективны в тех областях, где постоянно наблюдается сильный ветер.
