В условиях, когда расходы на электроэнергию повышаются, многие начинают задумываться об альтернативных источниках энергии для обогрева и освещения домов. Такими источниками является ветер, солнечная энергия, гидротермальные источники, вода, переработка бытовых отходов, внедрение биогазовых технологий. И конечно же, ветрогенератор станет отличным источником электроэнергии в той местности, где постоянно дуют ветра.
Принцип работы ветрогенератора
Научившись использовать ветер для мельниц, люди пошли дальше, и на сегодняшний день существуют научные методы для определения силы ветра на любых территориях. А ветрогенератор для частного дома стал обычной вещью. При помощи воздушного потока, который вращает лопасти ротора, прикреплённого к валу генератора создаётся переменный ток. Далее контроллер преобразует трехфазный переменный ток в постоянный. Электроэнергия накапливается в аккумуляторах и расходуется по мере необходимости бытовой техникой и приборами. Специальный инвертор выполняет обратную функцию для бытовых приборов, которые не могут постоянно питаться от постоянного тока. Превращая постоянный ток в бытовой переменный (220 Вольт), он немного забирает «исходной» энергии — около 20%.
Читайте также Как сделать собственный ветрогенератор, чтобы экономить на электричестве
Чтобы мощность ветрогенератора была на максимальном уровне, его устанавливают вдоль ветрового потока, закрепляя на противоположном конце генератора лопасть, которая будет его разворачивать навстречу ветру. В простых системах — принцип флюгера. В более сложных используют поворотный электромотор, управляемый датчиком управления.
Виды ветрогенераторов
Существует большое количество ветрогенераторов, различающихся по своем строению и внешнему виду. Но все их можно разделить на две большие группы — вертикальные и горизонтальные. Их различие в разном направлении вращения турбин.
- У горизонтальных ось вращения параллельна земле. Это самый распространённый тип ветрогенератора в виде ветряной мельницы. Устанавливают такие генераторы на больших пространствах или используя высокую мачту — от 5-6 метров. Обладают высоким КПД, но создают шум и вибрацию. Запускаются от силы ветра в 3,5 м/с. Если ветер начинает дуть в другую сторону — то турбина с лопастями меняет своё направление.
- Вертикальные ветрогенераторы надёжны и легки при установке на уровне земли, в отличие от горизонтальных. На их движение не влияет направление ветра, но эффективность их использования значительно ниже, чем на горизонтальных, почти в 3 раза. Запускаются от слабого ветра, и не боятся сильных порывов ветра и обледенения.
Ветрогенераторы также делятся на промышленные (мощностью в несколько Мегаватт) и бытовые, имеющие мощность, которой хватит для снабжения нужд частого дома. Самый простой ветрогенератор с тремя лопастями бывает мощностью в 200 Ватт с выходным напряжением в 24 Вольта. Чтобы его установить достаточно 4 — 5 метров. Диаметр крыльчатки — 2 метра, высота — 6 метров. Начинает работать от 3,5 м/с, максимум — 40 м/с. Стоимость такого устройства около 15 тыс.руб.
Читайте также Как заработать на электроэнергии: изучаем новый закон вместе
Особенности установки ветрогенератора
Для правильного монтажа ветрогенератора необходимо выбрать открытый и свободный участок, лучше — возвышенность. Крыша или балкон для этого не подойдёт, так как будет создаваться вибрация и шум. Ветрогенератор можно сделать своими руками, или приобрести в магазине, предварительно оценив потенциал воздушной энергии в своём регионе. Для этого стоит определить среднегодовую силу ветра. Данные об этом показателе можно просто найти в интернете. Ветрогенератор рекомендуется ставить, если сила ветра от 4 м/с.
Далее стоит определиться с мощностью. Среднестатистическая семья расходует примерно 200 — 300 кВт/ч в месяц. Обеспечить такое потребление способен ветрогенератор с мощностью в 3-4 кВт. К примеру, ветрогенератор рассчитанный на 600 Ватт имеет 3 лопасти длиной 1, 4 метра. Работает от силы в 3 м/с. а максимальная производительность достигается при 25 м/с. Стоимость такого устройства около 30 тыс.руб.
Канадские ветрогенераторы зарекомендовали себя как надёжные устройства — они обладают небольшим весом и действуют от 2,5 м/с, достигая максимума при 10 м/с. Работают они более бесшумно, и поэтому их можно установить на балкон или крышу. Цена на них также в районе 30 тыс.руб.
В зимнее время средняя скорость ветра выше, следовательно, и производительность тоже.
Самостоятельное изготовление ветрогенератора возможно, но занимает определённое количество времени и сил. Нужен грамотный расчёт ветрового колеса, передаточного механизма, определение мощности. Для этого можно взять мотор — колёса для велосипеда или скутера. Винт делается из лёгких трубок, закреплённых на пластине. Ветрогенераторы с горизонтальной осью работают от пропеллерного винта. Материалов и вариантов для самостоятельного изготовления достаточно, и при желании можно сконструировать его.
