Ветровые электростанции для дома: плюсы и минусы самодельных и фирменных устройств, принцип работы ветряков, монтаж

Ветряные устройства, с помощью которых можно получить электричество для домашнего пользования, являются перспективным видом альтернативной энергетики. Ветряки принимают на себя кинетическую энергию ветра, вращающую ротор механического двигателя, которая в генераторе преобразовывается в электрическую.

Ветряные электростанции для дома представляют собой хороший вариант независимого и экономного источника энергии, позволяющего получать электрический ток вдалеке от линий проводных передач.

Причины приобретения ветряка

Изначально ветряные электростанции были необходимы для обслуживания выработанной на месте энергией удаленных поселений, которые находились вдалеке от основных магистралей ЛЭП. Поэтому существуют единичные ветровые станции, мощность которых может составлять несколько мегаватт.

• Такие станции вырабатывают энергию для нескольких потребителей, располагают собственной инфраструктурой и устанавливаются обычно на горных возвышенностях, берегах морей или рек, а также в пустынях.
• Но в последнее время все большее распространение получает установка ветряной электростанции для автономного снабжения частных построек, объектов дорожной службы, вышек телекомуникационной связи, а также освещения улиц.

Агрегат, работающий от силы ветра, часто дополняется дизельным генератором и солнечной батареей, а основной причиной его установки в частных загородных домах является значительная экономия средств на потребляемой электроэнергии. Подобные экологически чистые установки можно видеть в дачных поселках.

Составные элементы ветряного генератора

В процессе получения, преобразования и передаче электрической энергии участвует комплекс из нескольких составляющих общее устройство ветряных электростанций:

• Ротор представляет собой колесо, которое приводится в движение силой и давлением воздушных потоков в вертикальных или горизонтальных ветряных конструкциях.
• Мачта ветровой вышки необходима для установки ротора на возвышенности. Бывает гидравлической, секционной и установленной на растяжках.
• Редуктор повышает количество оборотов ротора, им комплектуются усиленные модели.
• Генератор представляет собой трехфазовый агрегат, в котором, при вращении ротора, на обмотку статора поступает переменный электрический ток.
• Контроллер – это диодный мост, преобразующий переменный вид тока в постоянный. Его роль заключается также в регулировании поступления кинетической энергии, так как он может притормозить колесо вращения, в тех случаях, когда заряд аккумуляторов полностью завершен.
• Инвертор служит для переработки электрического тока мощностью 12 вольт в обычное, для подключения большинства электроприборов, 220-вольтное.
• Кабели, провода, распределительные щитки, розетки и выключатели входят в необходимый набор оборудования для пользования потребителей, проживающих в доме.

Без инвертора пользоваться электрической энергией ветра невозможно, так как она крайне нестабильна, что может сказаться на нормальной работе бытовых приборов и даже вывести их из строя.

Выбор генератора по мощности

Для приобретения автономной установки необходимо правильно рассчитать мощность ветряной электростанции, которой будет достаточно для обеспечения всех хозяйственных нужд одного частного дома.

Портативные или бытовые устройства вырабатывают около 15 кВт, что бывает достаточно для среднего строения, в котором проживает одна семья.

Если от одной станции предполагается снабжение собственной фермы, хозяйства с небольшим производством или торговой точкой, то надо выбирать более эффективные ветряки, мощностью от 15 до 100 кВт.

Основные технические характеристики

Одним из главных критериев, влияющих на всю работу ветряного агрегата, является направление вращения роторной оси. Одна разновидность относится к устройствам с горизонтальной осью, которые бывают быстрого хода, 2-х или 3-х лопастные.

Чем быстрее вращение колеса под действием ветра, тем более упрощенная модель генератора может справляться с выработкой необходимого количества энергии. Они отличаются высоким показателем КПД и конструктивной простотой, но работают с шумом и на большой высоте.

• В физике известно множество изобретений ветровых генераторов с вертикальной осью вращения колеса, но они имеют усложненную конструкцию и вырабатывают почти в 2,5 раза меньше энергии, чем ветряки с горизонтальной осью.
• Среди их преимуществ можно назвать низкий рабочий шум и установку на небольшой высоте. Малолопастные ветряные устройства с количеством лопастей до 4-х штук могут обладать быстрым ходом.
• В то же время многолопастные агрегаты относятся к тихоходным, так как большое количество лопастей создает большее сопротивление при вращении и производят меньше оборотов в единицу времени.

Правила установки ветряков

Законами Российской Федерации не запрещено устанавливать автономные ветровые электростанции частным лицам, если мощность генератора не превышает 75 кВт.

Бытовые ветряки, не превышающие данный показатель, не облагаются государственным налогом.

Но существуют некоторые технические правила, которые надо соблюдать, чтобы избежать аварийных ситуаций и нареканий соседей.

• При решении перейти на автономное получение электричества, необходимо выяснить максимальную высоту мачты ветряной станции для конкретной местности, определенную нормативными документами.
• Превышение допустимой высоты может вызвать помехи в эфирных трансляциях. Нельзя устанавливать высокий ветряк рядом с линиями кабельных электропередач, так как он может создать опасное положение при нарушениях целостности конструкции мачты.
• В слишком густо заселенном жилом секторе работающий генератор может превысить допустимый уровень шума, действующий на жителей окрестных домов.

На фото ветряных электростанций всегда можно заметить, что они находятся в местах, свободных от деревьев и высотных домов. Выбрать место установки мачты надо таким образом, чтобы она находилась на небольшом возвышении и ей не мешали ветви высоких деревьев.

Производители обычно сопровождают комплекты ветряных станций подробными инструкциями по их установке и эксплуатации, но было бы правильно обратиться к квалифицированной помощи специалистов.

Фото ветровых электростанций для дома