Ветрогенераторы: экзотика или необходимость?

Ветрогенератор – дань моде или жизненная необходимость

Экология потребления. Усадьба: Учитывая постоянное удорожание энергоносителей, все больше начинают поговаривать об альтернативных источниках энергии, причем получать собственную энергию можно, проживая не только на собственном участке, но и в квартире.

Учитывая постоянное удорожание энергоносителей, все больше начинают поговаривать об альтернативных источниках энергии, причем получать собственную энергию можно, проживая не только на собственном участке, но и в квартире. Исключением является ветряной генератор, которые сегодня все чаще устанавливаются на дачах и загородных участках. Это один из самых распространенных видов альтернативной энергии в европейских странах. На вопросы, как сделать ветрогенератор, и можно ли это сделать самостоятельно, мы ответтим в этой статье.

Виды ветрогенераторов, устройство, преимущества и недостатки

Некоторое время в использовании альтернативных источников энергии не было особой необходимости и те же самые ветряные мельницы устанавливали «кулибины», получающие от этого истинное наслаждение. Сегодня установка таких устройств – жизненная необходимость, связанная с высокой стоимостью энергоносителей, при этом не стоит забывать, что чаще всего альтернативные источники энергии, включая ветряный генератор, используются как дополнительный источник. С их помощью можно освещать помещения, обеспечивать бесперебойную работу бытовых приборов малой мощности, включая телевизоры и оргтехнику.

Это важно! Говорить о полном обеспечении электроэнергией при помощи ветряных генераторов и других альтернативных источников можно, если вы имеете возможность установить несколько устройств.

Виды на скопление ветрогенераторов, преобразующих силу ветра в электрическую энергию, — обычное явление для Европы, но все чаще эти загадочные устройства можно встретить в России, и вопрос, как сделать ветрогенератор своими руками беспокоит сегодня многих владельцев земельных участков. При этом стоит знать, что существует два основных вида ветрогенераторов:

  • Ветрогенератор парусного типа, где рабочая поверхность выполнена в виде паруса.
  • Пропеллерный ветряной генератор.

Все ветрогенераторы, несмотря на внешние различия, работают по одной схеме и состоят из определенных элементов, наличие которых обязательно. Главной движущей силой является ветряное колесо (парус или пропеллер), для преобразования энергии ветра и передачи крутящего момента устанавливается редуктор, полученная энергия накапливается при помощи аккумулятора, а преобразуется постоянный ток в переменный посредством инвертора. Вероятней всего, вам предстоит сделать вертикальный ветрогенератор, КПД, которого является максимальным. Несложно понять, как работает ветрогенератор: воздух, попадая на ветряное колесо, посредством редуктора передается на вал генератора, а полученная энергия накапливается в аккумуляторе.

Ветрогенератор своими руками, что для этого понадобится

Если вы собрались изготовить ветряной источник питания, но не знаете, как самому сделать ветрогенератор, следует знать, что для этого понадобится. Ветряной генератор для дома собрать несложно, но вам придется купить или найти на участке:

  • Генератор, причем лучше использовать генераторы, выдерживающие максимальное количество разрядов. Чаще используют кислотные генераторы.

Это важно! Не стоит использовать автомобильный генератор, выдерживающий не более 100 разрядов, чего будет недостаточно для организации полноценной работы ветрогенератора.

  • Вам понадобятся лопасти от промышленного вентилятора или бочка для изготовления лопастей для парусного ветрогенератора.
  • Редуктор большого размера – от 1,5 до 2 метров в диаметре.
  • Понадобятся также электрические приборы: два реле (для зарядки аккумулятора и питания лампы накаливания), выключатель, распределительная коробка, и вольтметр.
  • Придется также купить электрические многожильные провода и проволоку из нержавеющей стали, также надо запастись метизами для крепления устройства.

Ветряной генератор для дома крепится на мачту, изготавливаемую из металлической трубы, но можно также использовать для этого пластиковую трубопроводную трубу диаметром не менее 160 мм. Высота такой мачты должна составлять 10 метров.

Порядок сборки ветрогенератора

Ветряной генератор своими руками собрать не сложно, и в этом вы сейчас убедитесь сами. Для начала надо собрать сам ротор, для чего понадобится листовой металл, изогнутый в виде дуги. К нижней и верхней поверхности ротора крепятся лопасти, для чего используются уголки и заклепки. Лопасти крепятся к ротору посредством фланца, закрепленного в нижней части устройства. Для изготовления лопастей можно использовать старое ведро, разрезанное на 4 части (не до конца!). В нижней части надо просверлить отверстия для крепления к ротору.

Это важно! Лопасти изгибаются под определенным углом, и чем больше вы их загибаете, тем мощнее будет устройство, но и из строя оно выйдет быстрее.

Крепить самодельные лопасти надо правильно, чтобы затем не переделывать, так как на уже собранном ветрогенераторе сделать это будет сложно. Вы должны, прежде всего, учесть направление ветра. Ветряной генератор для частного дома будет работать безотказно, если правильно соберете цепь, но для этого надо иметь определенные познания в электротехнике. Генератор крепится к мачте и включается в цепь, куда затем подключается аккумулятор. Особое внимание следует также уделить установке мачты – для этого выкапывают яму большего диаметра, после чего в нее вставляется мачта и бетонируется.

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Ветрогенераторы — энергия ветра на службе человечеству

Источники энергии — это предмет постоянных поисков человека. Нам постоянно необходимо электричество, работающая на нас тепловая и механическая энергия. И за все время своего существования человечество научилось использовать полезные ископаемые, энергию воды, Солнца и атома. Не удивительно, что ветер тоже поставили на учет.

Существенным преимуществом энергии ветра перед всеми остальными является то, что она возобновляема, так как является одним из следствий работы Солнца. Изучением данного направления занимается ветроэнергетика. Специалисты ищут наиболее практичные и удобные способы преобразования кинетической энергии ветра (точнее, атмосферных воздушных масс) в тепловую, электрическую, механическую для использования в народном хозяйстве.

История обуздания ветра в разных странах

История сражения с ветром началась еще в античные времена. Уже в 200 году на нашей эры персы научились строить ветряные мельницы для перемола муки. Эта технология перебралась в Европу в XIII веке.

В XVI веке в Европе совместили ветряную мельницу с гидродвигателем, что позволяло осушать территории, отвоевывая их у моря, а также снабжать водой засушливые земли.

Но самым важным стал 1890 год, когда в Дании изобрели ветроэлектростанцию. Так человечество научилось получать необходимую электроэнергию практически из воздуха. Она стала предшественницей ветроэлектростанций с горизонтальной осью, производимых в 30-х годах.

Но первоначально люди слабо оценили потенциал изобретения, массовое использование началось только в 80-х. Зато сегодня масштабы использования энергии ветра впечатляют.

Первыми оценили мощь ветроэлектростанций в США, но локально — в Калифорнии. Именно здесь находятся самые большие по площади ветряные фермы, которые нередко попадают в кадры фильмов. Зрелище действительно масштабное и завораживающее — гигантские ветряки мерно крутятся в пустыне. Но эта техногенная красота еще и невероятно полезна, одной такой ВЭС достаточно для полного снабжения электроэнергией небольшого населенного пункта.

Только в XXI веке Европа начала перегонять США по количеству используемых ВЭС и объемам вырабатываемой с их помощью энергии. Лидером производства считается Дания, здесь около 30% всей электроэнергии производится с помощью современных ветряков. На втором месте Португалия — 19%, немного отстала от нее Испания — 16%, затем идет Ирландия — 14% и Германия — 8%.

В России все еще мало применяются ВЭС, так как большая часть энергии вырабатывается АЭС и ГЭС. Но доля ветрогенераторов постепенно возрастает. Медленные темпы роста связаны с недостатком финансирования.

Принцип действия и структура ветрогенератора

Ветрогенератор, который также называют ветряком или ветротурбиной — это устройство на штанге, снабженное вращающимися лопастями. Распространение получили ветряки с вертикальной и горизонтальной осями вращения. Первые бывают роторными и лопастными, вторые — крыльчатыми.

Любой ветряк состоит из таких элементов:

  • Ветротурбина на мачте, раскручиваемая лопастями или ротором.
  • Электрогенератор.
  • Аккумулятор.
  • Котроллер заряда аккумулятора.
  • Инвертор.

При этом промышленная установка намного более масштабна, имеет еще массу дополнительных элементов.

Принцип действия достаточно прост: энергия ветра раскручивает лопасти, передается сначала электрическому мотору, а следом за ним — генератору. Вращение генератора способствует выработке электрического тока, который, в свою очередь, скапливается в аккумуляторах. Преобразователь включается в цикл последним, создавая необходимый уровень напряжения.

Отопление ветром


Хотя выработка электроэнергии с помощью ветряков выгодна только в больших масштабах, приближенных промышленным, из-за высокой стоимости оборудования. Одного ветрогенератора вполне достаточно для обогрева одного дома. Эта технология постепенно приобретает все большую популярность.

К аккумуляторам, которые заряжаются за счет энергии ветра, подключаются ТЭНы системы отопления и горячего водоснабжения. При этом владелец может выбирать любой тип отопительной системы, которая запитывается от электрической сети.

Эксперименты доказывают, что ветряк может поддерживать температуру теплоносителя на уровне 65-75 градусов, если его объем в системе составляет 200 литров, чего вполне достаточно для бытовых целей. Проблема отопления и водоснабжения дома площадью до 200 квадратных метров полностью решается.

Преимущества ветрогенераторов

  • Основным преимуществом ветроэнергетики является то, что ветер является восполняемым источником энергии.
  • В отличие от других видов электростанций, ВЭС являются экологически чистыми, они не делают никаких выбросов в атмосферу, что особенно актуально в разрезе борьбы за чистоту окружающей среды.
  • Стоимость электроэнергии, получаемая от больших ветряных ферм, является очень низкой, в Европе показатель держится на уровне 4-6 центов за киловатт. Только АЭС позволяют получать более дешевую энергию, но при этом они гораздо более опасны.
  • Известная интересная особенность: энергия, вырабатывая ТЭС, замещается энергией ветра, что уменьшает выбросы парниковых газов.
  • Энергия ветра снижает необходимость в энергии АЭС и продуктов нефтяных компаний, что в планетарном масштабе положительно влияет на состояние окружающей среды.
  • Ветряки можно устанавливать в местах, куда невозможно доставить электроэнергию.

Недостатки ветрогенераторов


Несмотря на многочисленные достоинства ВЭС, недостатков у них также достаточно:

  • Быстрая окупаемость только в больших масштабах.
  • Необходимость в больших площадях для создания ветряных ферм.
  • Возможно работы только на территориях, где достаточно ветрено.
  • Необходимость внедрения интеллектуальных систем для борьбы с переменчивостью ветряных масс.
  • Высокая стоимость оборудования и его обслуживания.
  • Воздействие на силу, скорость и маршруты ветряных масс (еще мало изучено, но негативное влияние уже отмечено).
  • Негативное воздействие на птиц и летучих животных (в первую очередь, летучих мышей).
  • Высокий уровень шума (сравнимый с шумом работающего автомобиля).
  • Сильные радиопомехи.

Перспективы использования энергии ветра очень широки и еще не до конца изучены. Очевидно, что недостатки с лихвой перекрываются достоинствами, но высокая стоимость и необходимость сложного обслуживания не позволяет пока в полной мере использовать ВЭС на всей планете.

Ветрогенераторы, проблемы использования

Сегодня мы находимся в Австрии, а значит самое время поговорить о ветроэнергетике.

Во-первых, многих людей это интересует, во-вторых, въезжая в Австрию со стороны ее равнинной части, например из Чехии, вы не проедете мимо огромных ветропарков. Сотни генераторов будут встречаться вам на пути. И вы наверняка сделаете вывод о том, что использование ветра для получения электроэнергии весьма перспективное и прибыльное занятие. Однако при движении на запад количество ветряков начинает уменьшаться и в какой-то момент они исчезают вовсе. Ни в Зальцбургер Ланд, ни в Тироле, ни в Фор Альберге вы не увидите ни одной установки. И тогда вы наверняка сделаете другой вывод – использование ветрогенераторов бывает оправдано, а бывает нет. Потому что в противном случае мачтами с ветряками была бы утыкана вся страна. Вот сейчас мы и поговорим о том, когда, где, при каких условиях ветрогенератор использовать надо, а когда без него можно обойтись. Рассуждать мы будем на примере Австрии, а потом поговорим о наших условиях, когда в нашей стране ветрогенератор необходим, а когда не нужен. Рассуждения эти будут полезны прежде всего тем людям, которые предполагают, что, поставив себе ветряк они смогут, обеспечить себя электроэнергией и таким образом обрести независимость от электросетей. К сожалению, нам придется разрушить эти мечты

Читайте также:  Теоретические знания о том, как соорудить комфортный мангал для беседки

Итак, ветрогенератор в большинстве случаев – это вложение средств. Когда вложения выгодны? Ответ очевиден, когда окупаются, а окупаются они когда прибыль в процентах к вложенным деньгам получается больше чем ставка рефинансирования. Но это сложно и это для больших экономических структур. Для нас с вами прибыль от вложений должна быть больше, чем мы можем получить, просто положив деньги в банк, плюс еще что-то сверху, что будет вознаграждать наши усилия по внедрению. Потому, что если прибыль будет равна банковскому проценту или только не намного выше, возникает вопрос зачем возиться со всеми этими ветряками. Все это называется экономическая эффективность. Выражается она отношением стоимости полученной от работы агрегата энергии, к его собственной стоимости, стоимости его монтажа, и величине эксплуатационных расходов. Если в приемлемый срок удастся добиться этого отношения больше чем единица, то есть когда числитель станет больше знаменателя, агрегат применять выгодно, нет – он не нужен.

Стоимость выработанной ветряком энергии

Ст оборуд+ Ст монтажа+ Ст эксплуатации

Чем быстрее растет числитель этой дроби, тем быстрее мы окупим наши вложения. Что влияет на величину числителя – главное это скорость ветра. На равнинах скорость выше чем в местности, окруженной горами. Второе – стоимость энергии, получаемой традиционными способами – если стоимость киловатт часа 30 центов, то наши затраты окупятся в три раза быстрее, чем, когда киловатт будет стоить 10 центов. Где электричество дорого, использовать энергию ветра выгоднее. И неисчисляемый внеэкономический показатель – необходимость обеспечения энергобезопасности, или энергонезависимости. В стране, не добывающей ископаемое топливо ветроэнергетика скорее всего развиваться будет, именно это мы и наблюдаем сейчас в развитых европейских странах. Норвегию в этой связи надо рассматривать как отдельный феномен, несмотря на то что эта страна добывает нефть, здесь велика средняя скорость ветра около 7м/с потому и ветропарки здесь большие. Для анализа Норвегию удобно сравнить с Финляндией страны соседи, очень схожие по климату, но экономические условия разные. И добычей нефти Финляндия не занимается, и скорость ветра в два с лишним раза меньше, около 3 м/с. Поэтому и ветропарки представлены всего двумя десятками ветряков. Но надо учитывать что в Финляндии, обладающей значительными водными ресурсами хорошо развита гидроэнергетика, и очень велика доля атомной энергии около 30% потому они и обходятся без ветропарков.

Знаменатель нашей дроби тоже зависим от нескольких факторов. Стоимость оборудования ни как на него не влияет она одинакова для всех стран и любых частей одной страны. А вот стоимость монтажа и эксплуатационных расходов может быть разная. Одно дело смонтировать оборудование на равнине, другое на склоне горы, стоимость участка земли на равнине много меньше чем стоимость пригодной площадки земли в горах. Прокладка коммуникаций на равнине и в горах тоже сильно отличаются по стоимости. И внеэкономический фактор, он здесь тоже имеется – участие в проекте владельца земли. Отсутствие желания у собственника земельного участка иметь на своей земле мачту ветрогенератора – серьезное препятствие для установки. В горах земля чаще всего принадлежит мелким собственникам, которым мощный ветряк не нужен, а делить прибыль от этого агрегата с кем-то, чаще всего невозможно по причине ее отсутствия.

Вот поэтому мы и не видим ветряков по всей Австрии. Страна вроде бы и одна, а условия разные.

Ну а теперь перейдем к нашим реалиям. Почему голосов в пользу применения ветряков раздается много, но самих ветряков мы нигде не видим, разве только в огородах у немногих любителей экзотики. Здесь все просто – голоса раздаются от неверных представлений о возможностях ветрогенератора, а не видим мы их от того, что на практике получить хоть какую-то экономическую выгоду от использования даровой энергии ветра невозможно пока еще. И много говорят о ветрогенераторах те, кто не брался за карандаш с целью посчитать плюсы минусы этих машин. Кто всерьез задумывается об установке ветрогенератора, оставляет эту мысль после пары тройки несложных арифметических вычислений

До сих пор стоимость ветрогенераторов несопоставима со стоимостью получаемой при их помощи энергии. Я разговаривал со специалистом, который занимается проблемами ветроэнергетики. Он считает, что у нас уже наступил момент для внедрения ветрогенераторов в промышленных масштабах. Это его работа по-другому он считать не может. Отправной точкой начала внедрения он полагает достижение равенства в стоимости электроэнергии полученной от использования ветра и добытой путем сжигания угля. Почему угля, потому что больше всего энергии у нас получают на тэс именно угольных. Не буду приводить всех его вычислений они не бесспорны и малопонятны, когда речь идет о промышленных масштабах, налогах, отношениях с собственниками земель, линий электропередач и так далее.

Вот самые интересные выдержки из его расчетов: самая распространенная сейчас турбина мощностью 3,5 МгВт обходится в 3,5млн долларов то есть доллар за ватт. Кроме этого полтора-два миллиона долларов уйдет на проектирование, монтаж установки и инфраструктуру. Иными словами, поставить один ветряк мощностью 3,5 мегаватта обойдется в 5,5 миллионов долларов. Я его спрашиваю сколько уже поставил – ответ такой – планируем. Чего же только планируете, а не ставите? Ищем инвестора. Один ветряк ставить невыгодно не окупится никогда, нужен ветропарк на 50-100 установок общий объем вложений сотни млн долларов. Расчетная окупаемость вложений 10-15 лет. И это очень хороший показатель. Но желающих инвестировать в такой проект все же нет. Большого секрета в отсутствии инвесторов нет, слишком велики затраты, слишком низка рентабельность, только на уровне государственной программы возможно движение в этом направлении, причем и в промышленном масштабе и в индивидуальном. Почему такая низкая рентабельность – возвращаемся к нашей дроби – числитель ее мал -себестоимость энергии, получаемой от сжигания угля у нас невысока, следовательно продать дорого энергию, выработанную нашим ветрогенератором, мы не можем, топливо для выработки элэнергии добываем сами, потребность в альтернативных источниках незначительна. Знаменатель дроби велик – стоимость оборудования одинаковая хоть для нас, хоть для европы и она в наших условиях слишком высока, сами мы турбины ветрогенераторов не производим, следовательно, их надо покупать и при этом зависеть от запчастей и расходников. Знаменатель велик, числитель растет медленно. Дробь не получается больше единицы в течении долгого времени.

Теперь перейдем к тому, что нам ближе – индивидуальный ветрогенератор и представления некоторых мечтателей о том, что установка ветряка позволит владельцу обрести независимость от электросетей. Так вот! В области индивидуальной добычи энергии при помощи ветра ситуация намного печальнее, чем в промышленной. Никакой независимости от электросетей вы не обретете, и никакой прибыли никогда не получите. Только затраты, хлопоты и разочарования. Причин этому несколько:

Первая – недостаточная скорость ветра. У нас в стране очень мало регионов где скорость ветра достигает 5-7ми м/с в среднегодовом исчислении. Причем больше всего регионов где скорость ветра составляет всего 2-3м/с. Что это значит, это значит, что ветрогенератор большую часть времени будет простаивать. Потому что для большинства моделей номинальная скорость ветра составляет 10м/с. При 7ми метрах производительность генератора упадет больше чем на 50%, а при двух метрах не превысит пяти. Это значит, что двухкиловаттный генератор будет выкручивать в час в среднем около 100 ватт.

Кроме этого у ветра есть еще одна неприятная особенность – в приземных воздушных слоях его скорость меньше чем на высоте 20-30 метров, высоте промышленной установки. А это значит, что установив генератор на мачте высотой 7-10 метров вы будете ловить ветер среднегодовая скорость которого меньше чем указана для вашего региона, и она может быть недостаточна для того чтобы вообще прокрутить вал ветрогенератора.

Вторая причина – в отличии от промышленной турбины, имеющей возможность отдавать энергию сразу в сеть, вы будете вынуждены приобретать аккумуляторы для возможности запасать энергию. Напрямую получить энергию от еле вращающегося ветряка вы не сможете. Ее просто не будет хватать даже для работы телевизора или холодильника. А работа энергосберегающих ламп освещения будет зависеть от порывов ветра и даже они не смогут гореть постоянно. Без аккумуляторов вам не обойтись никак. За 15 лет работы установки вы смените три-четыре комплекта аккумуляторов, вдвое увеличив начальные затраты на ветроустановку. и это в лучшем случае, при условии что вам удастся при эксплуатации сохранять глубину разрядки аккумуляторов не более 50%. И не стоит искать дешевые аккумуляторы на каких ни будь китайских сайтах, хорошие аккумуляторы стоят дорого везде. Вы можете покупать дешевые, но затраты ваши не станут меньше, просто вместо четырех комплектов вы замените восемь.

Третья причина – установка ветряка требует немалой площади, причем не только для самой его установки, но и свободной площади вокруг мачты на сотню метров во все стороны чтобы ветер мог добраться до лопастей генератора. Это значит, что ваш генератор должен устанавливаться в степи или на берегу моря, и у вас не должно быть соседей. Ведь даже если одному из соседей в вашем снт или деревне придет на ум вырастить у себя на участке яблоневый сад, а это случится обязательно, все ваши усилия пойдут прахом. Даже в промышленной установке соседние агрегаты в ветропарках располагают уступом, по диагонали, так чтобы они минимально закрывали друг друга от ветра в разных его направлениях. А деревья и дома на участках ваших соседей могут полностью перекрыть ветру дорогу к вашему генератору. И сделать с этим вы не сможете ничего.

Четвертая причина – полная стоимость комплекта. Не стоит ориентироваться на цены, указанные на сайтах продавцами оборудования, в них учтены не все затраты. Когда вы подсчитаете все что забыли указать в стоимости оборудования, цена окажется в два раза больше указанной. Поэтому любую цену для покупки комплекта вы можете смело умножать на два, и прибавить к полученной стоимости еще 50-70% – эксплуатационных расходов, состоящих из технического обслуживания очень не дешевого, производимого на высоте или с демонтажем мачты и замены аккумуляторов. Не рассчитывайте, что ветряк обойдется вам в доллар за ватт. Когда вы подсчитаете все, окажется что ватт мощности генератора обошелся вам в 4-5 долларов.

Пятая причина – она есть следствие первых четырех. Срок окупаемости затрат. Выразить этот срок можно одним словом – никогда.

Для примера возьмем двухкиловаттный генератор в полном комплекте недорого исполнения. цена с мачтой и всем комплектом 190 тыс рублей (данные взяты с одного из общедоступных сайтов). Производительность, указанная продавцом 100-150 кВтЧ/ месяц. Данные представляются завышенными, но возьмем то что предложено. на 100 кВт.ч. в месяц вы сэкономили 500 рублей, при стоимости энергии 5 рублей за кВт.ч. За год экономия составит 6 тыс руб.

190 тысяч вложенных в покупку при возврате 6 тысяч рублей в год вернутся вам через 32 года. И это без эксплуатационных расходов. С учетом того, что срок службы генератора указывается в 15-20 лет, он сломается окончательно еще до того, как выйдет на окупаемость. Двухкиловаттный агрегат будет покрывать только 25-30% потребностей в электроэнергии среднестатистической семьи, расходующей 300-400кВт.ч. в месяц, поскольку коэффициент использования установленной мощности для малых машин составляет в среднем не более 5%. Если вы захотите, чтобы установка покрывала ваши потребности в энергии полностью, вам понадобится 10ти киловаттная машина. Сроки окупаемости с увеличением мощности останутся такими же, поскольку пропорционально возрастет, и стоимость полученной энергии, и первоначальные затраты.

Читайте также:  Квартира в сером цвете

Я уже знаю, что найдутся желающие возразить, мол электричество дорожает все время. Да. за последние десять лет электричество подорожало процентов на 70. Давайте посмотрим во что обойдется сейчас киловатт электроэнергии, полученной от генератора, рассмотренного только что, в перспективе к будущему подорожанию электроэнергии.

Полная стоимость двухкиловаттного генератора с учетом эксплуатационных расходов составит минимум 400 тыс руб срок службы 20 лет. Значит стоимость годового использования 20 тыс руб. настоящая выработка, а не заявленная продавцом составит 900 киловатт часов в год. Коэффициент использования установленной мощности для малых машин не превышает 5% это значит, что в месяц больше75 кВт.ч двухкиловаттный генератор при скорости ветра 3м/с не выкрутит никак. Пусть это будет 1000кВтчасов в год простоты подсчета. Тогда стоимость одного киловатт часа от ветряка составит 20 рублей. Даже если электричество и подорожает на 400%, случится это не завтра и не через пять лет, а значит стоимость электроэнергии от ветряка все равно будет выше. И опять как в примере с тепловым насосом я советую простую вещь, если вам некуда девать деньги – положите ваши 190 тыс рублей в банк под 6%. С 200 тысяч — это будет 12 тысяч рублей – что в два раза больше чем 6 тысяч которые выработает вам генератор. И при этом ваши 200 тысяч останутся вашими. И вы не потратите еще 200 на ремонт и обслуживание ненужного агрегата. Вот и вся экономика.

Можно перейти к выводу –

Ветрогенератор в наших условиях устройство убыточное во всех смыслах. Чтобы его применение было хоть как-то экономически обосновано, стоимость электроэнергии для потребителей должна составлять не менее тридцати рублей за киловатт, а до этого еще очень далеко. Использование ветряка обосновано только при сочетании следующих условий – нет никакой возможности подключиться к сети электроснабжения, доставка топлива в место потребления энергии затруднена или невозможна в разное время года поэтому использование бензо или дизельного генератора исключается, устанавливаться ветряк будет в районе с высокой среднегодовой скоростью ветра не менее 5-6 метров/сек. В этом случае ветрогенератор будет лучшей из всех альтернатив. Но это тот случай, когда нам не до размышлений об экономической выгоде. В этой ситуации нам просто некуда деваться и из всех зол мы выбираем меньшее.

И напоследок информация для тех, кто продолжает верить во всякого рода глупости, вроде бестопливных генераторов и в заговор нефтяных компаний, которые скупают перспективные разработки и препятствуют их продвижению на рынок. Нет никакого заговора, нет никаких волшебных генераторов, не стоит искать решения задачи в моделях вертикальных, тороидальных, шарообразных, на обычных магнитах, на ниодимовых. На любых магнитах и при любой форме рабочих лопастей результат будет всегда одинаков. Потому что энергия, вырабатываемая генератором, зависит только от скорости ветра и площади, описываемой лопастями вентилятора.

Поэтому я желаю тем, кто подключен к электросетям, не тратить время на поиски выгоды там, где ее нет и быть не может. По крайней мере сейчас. Ну а тем, кому не посчастливилось оказаться рядом с электросетью, советую при выборе ветрогенератора покупать самый мощный который только вы сможете себе позволить, помнить что от указанной номинальной мощности вы возьмете не больше 10-15%, и не мечтать о том, что от ветряка вы будете получать энергию на отопление дома. Все что вам сможет дать ветер – это свет в энергосберегающем варианте, компьютер, телевизор и холодильник категории А, и электрочайник в лучшем случае. Правда этот совет может оказаться подходящим не всем, задачи у вас могут быть очень специфические, а вот рекомендация взять карандаш и просчитать все перед покупкой агрегата, поискать действительных пользователей ветроустановок и воспользоваться их опытом, не верить слепо тому, что предлагают продавцы оборудования, лишней точно не будет никогда.

Ветрогенераторы: экзотика или необходимость?

Опала листва.
Весь мир одноцветен.
Лишь ветер гудит. (Мацуо Басё, 1644-1694)

да, ветер гудит, но так ли уж нужен в РОССИИ ветрогенератор?

В последнее время набирает обороты тенденция оснащать коттеджи и прочие объекты загородного строительства тем или иным автономным источником энергии. Ветрогенератор, в таком случае, — один из наиболее популярных вариантов. Он – экологически чистый, не требует сырья в явном виде и не образует отходов. Многие обращающиеся к нам за помощью в деле автономного электроснабжения искренне считают, что на участке, где нет электричества совсем, либо оно есть, но вырабатывается с большими перебоями и часто отключается, то ветряк, несомненно, всегда и всякому пригодится. Давайте рассмотрим не само модное течение, а некоторые весомые контраргументы.

Первая и самая главная, принципиальная проблема заключена в кубической зависимости мощности практически любого современного ветрогенератора от скорости ветра. При скорости ветра в 2 раза меньше номинальной (указанной в паспорте) , ветрогенератор будет выдавать энергии в 8 раз меньше, а если скорость меньше номинальной в 3 раза, то энергии будет меньше в уже 27 раз!

Но это только полбеды. Во-вторых, камнем преткновения в использовании ветрогенератора именно в России является то, что ветер, в большинстве мест России, если и дует, то слишком уж слабо: скажем, в Подмосковье это 3-5 м/c. При этом номинальная мощность ветрогенератора (та , что в паспорте на девайс) обычно указывается для скорости ветра 10,5-13 м/с Поэтому для получения необходимого количества электроэнергии потребуется довольно большой ветряк на мачте высотой 18-30 м. Вряд ли продавцы ветрогенераторов расскажут это будущему покупателю.

Оно и понятно: лопасти у ветрогенератора крутится будут, но на выходе заказчик получит не больше 5-20% от оплаченной паспортной мощности . Конечно,
продавцы скажут, что ветер дует сильнее на высоте, особенно начиная с высот в 50-60 метров. Но мачта такой высоты сама по себе является достаточно капиталоёмким инженерным сооружением и зачастую стоит даже больше самого ветряка.

Вот пары только этих бед уже достаточно, чтобы сильно засомневаться в необходимости покупки ветряка. Но продолжим список проблем.

В-третьих, когда требуется электричество, ветер обычно не дует, а значит, затраты не ограничатся сомнительным источником электроэнергии, придется вкладываться не только в сам ветрогенератор, контроллер заряда и ветрогенераторную мачту, но и так же как и в случае с солнечными батареями, в систему накопления и хранения электроэнергии.

В-четвертых, ветрогенератор, как и бензогенератор, как любой генератор, в отличие от солнечных батерей, содержит движущиеся элементы: подшипники, редукторы и прочее. Из-за этого, обычно не реже раза-двух в году, ветрогенератор обязательно нужно опускать с мачты для технического обслуживания и контроля, иначе он просто не прослужит заявленного производителем срока. Заметим, что при высокой мачте это трудно делать на небольших участках. Стоимость же хорошего малообслуживаемого ветрогенератора на 5-10кВт с мачтой около 30 метров и контроллером заряда составит около 4-5 млн.рублей. Дороговато, не так ли? А если добавить стоимость ежегодного обслуживания? А стоимость капремонта?

В-пятых, еще одним серьёзным минусом ветрогенераторов является низкочастотный шум, который весьма неприятен для людей, животных и даже для растений. А более эффективные, более быстроходные и меньше шумящие ветряки с горизонтальной осью часто становятся настоящим кладбищем для птицы и летучих мышей.

В заключение заметим, что на сегодня каких-либо серьезных прорывов в решений перечисленных проблем, ни на Западе, ни на Востоке, ни в самой России, пока не видно. Все эти обстоятельства, увы, делают ветряные генераторы в средней полосе России, с ее низкими среднегодовыми скоростями ветра, крайне невыгодными с точки зрения разумного вложения средств в этот тип альтернативного энергоснабжения. По крайней мере при современном уровне развития технологий.

Ветроэнергетика не экологична и совсем не делает мир лучше — обозреватель Spectator

Почему ветряки не так хороши, как принято считать — в статье на Spectator рассказывает журналист Мэтт Ридли.

В своем последнем докладе Глобальный совет по ветроэнергетике восторженно расписывал, что «доля ветроэнергетики на глобальном энергетическом рынке растет бешеными темпами после публикации данных о том, что более 54 гигаватт экологически чистой возобновляемой энергии ветра было поставлено на мировой рынок в прошлом году».

Благодаря подобным заявлениям и непременным фотографиям ветряков в каждом репортаже BBC и на рекламных баннерах в аэропортах у вас могло возникнуть впечатление, что сегодня ветроэнергетика вносит большой вклад в общемировой объем вырабатываемой энергии. Вы будете неправы. До сих пор ее вклад после десятилетий — нет, даже столетий — развития пренебрежимо мал.

Угадайте ближайшее целое число к тому, какой процент в общемировом потреблении энергии составила энергия ветра в 2014 году — последнем году, для которого существуют надежные данные? 20 процентов, 10 процентов или 5 процентов? Ничего из этого. Н-О-Л-Ь процентов.

То есть, если брать ближайшее целое число, то энергии, получаемой из ветра, на Земле фактически не существует.

Ветер и солнечные батареи дают менее одного процента общемировой потребности в энергии, даже если сложить их вместе. Из экспертного анализа Международного энергетического агентства «Ключевые тренды возобновляемых источников энергии 2016» мы видим, что ветроэнергетика покрыла 0,46% глобального потребления энергии в 2014 году, а солнечная энергия и энергия приливов вместе составили 0,35%. Помните: это совокупная энергия, а не только электричество, которое составляет менее пятой части всей энергии; остальное составляют твердое, жидкое и газообразное топливо, принимающие на себя основную нагрузку в отоплении, транспорте и промышленности.

Эти цифры нетрудно найти, но они не фигурируют в отчетах по энергетике, полученных от не заслуживающих доверия лобби (солнечной энергии и ветроэнергетики). Их хитрость в том, чтобы прятаться за утверждением, что около 14% энергии в мире добывается из возобновляемых источников, подразумевая, что это энергия солнца и ветра. В действительности же бóльшая ее часть — три четверти — это энергия из биомассы (в основном древесины), и очень большую долю в этом составляет «традиционная биомасса»: хворост, дрова, навоз, которые сжигают бедняки для приготовления пищи. Бедным людям необходима эта энергия, но они дорого за нее расплачиваются, получая проблемы со здоровьем от вдыхания дыма.

Даже в богатых странах, заигрывающих с субсидируемой энергией ветра и солнца, огромная часть возобновляемой энергии приходится на надежные возобновляемые источники энергии — воду и древесину.

Тем временем мировая потребность в энергии растет примерно на 2% в год уже на протяжении почти 40 лет. Между 2013 и 2014 годами, снова согласно данным Международного энергетического агентства, она выросла почти на 2000 ТВт·ч.

Сколько ветряков требовалось бы строить каждый год, если бы они обеспечивали энергетическую потребность только в объеме этого роста и не более? Ответ: около 350 тысяч штук, так как двухмегаваттная турбина может производить около 0,005 ТВт·ч энергии в год. Это в полтора раза больше, чем было построено во всем мире с тех пор, как правительства начали вливать деньги налогоплательщиков в эту так называемую отрасль промышленности в начале 2000-х.

Читайте также:  Выбираем практичную мебель и оборудование для кафе

При типичной для ветроферм плотности — очень грубо — 50 акров (

20 гектаров — прим. пер.) на мегаватт для такого количества ветряков потребуется площадь больше, чем занимают Британские острова вместе с Ирландией. Каждый год. Если бы мы продолжали в том же духе в течение 50 лет, то застроили бы ветрофермами каждую квадратную милю суши, равную по площади территории России. И это только для того, чтобы покрыть новую потребность, а не заместить весь громадный объем энергии, получаемой из ископаемого топлива, которое сейчас обеспечивает 80% общемировой потребности.

Не тешьте себя надеждой, что турбины ветрогенераторов со временем могут стать эффективнее. Существует предел того, сколько энергии можно извлечь из двигающихся жидкостей — предел Бетца, и турбины ветряков уже близки к нему. Их эффективность (фактор нагрузки, если использовать инженерный термин) определяется дующими ветрами, которые меняются по своему собственному желанию от секунды к секунде, изо дня в день, из года в год.

Так как механизмы, турбины ветрогенераторов уже достаточно совершенны, проблема в самом ветре, и это мы изменить не можем. Ветер — это изменяющийся поток энергии низкой плотности, человечество уже давно по разумным причинам перестало его использовать для критически важных транспортных и механических мощностей. Он просто недостаточно хорош.

Что касается затрат ресурсов и влияния на экологию. Прямые следствия строительства ветряков — смерть птиц и летучих мышей, проседание бетонных оснований вглубь почвы — это уже достаточно плохо. Вне поля зрения и внимания остается загрязнение окружающей среды, например, в Монголии. Добыча редкоземельных металлов для производства магнитов турбин порождает токсические и радиоактивные отходы в эпических масштабах, поэтому фраза «чистая энергия» — это настолько жестокая шутка, что министрам должно быть стыдно всякий раз, когда она вылетает из их уст.

Дальше — хуже. Ветрогенераторы, кроме стекловолоконных лопастей, состоят в основном из стали и бетонных оснований. Им требуется в 200 раз больше материала на единицу мощности по сравнению с современной газотурбинной установкой комбинированного цикла. Сталь производится с использованием каменного угля — не только для выплавки руды, но и для добавления углерода в сплав. Цемент тоже часто производится с использованием каменного угля. Механизмы «экологически чистой» возобновляемой энергии — это продукты экономики ископаемого топлива, в основном угольной экономики.

Двухмегаваттный ветряк весит около 250 тонн, включая башню, гондолу, ротор и лопасти. Во всем мире для выплавления одной тонны стали требуется около полутонны каменного угля. Добавьте еще 25 тонн угля для производства цемента – и мы получим 150 тонн угля на один ветряк. Итак, если нам нужно строить 350 тысяч ветрогенераторов в год (или несколько меньшее количество больших ветряков) только для того, чтобы покрыть растущие потребности в энергии, потребуется 50 миллионов тонн каменного угля в год. Это около половины всей добычи Европейского союза.

Простите, если вы уже слышали об этом раньше, но у меня в каменном угле есть коммерческий интерес. И теперь получается, что благодаря ему же у меня появляются коммерческие интересы в «экологически чистой» зеленой ветроэнергетике.

Смысл рассмотрения всех этих цифр — показать, что априори абсолютно бессмысленно даже думать, что ветроэнергетика может внести какой-то существенный вклад в мировое производство энергии, не говоря уже о сокращении вредных выбросов, без разрушения планеты. Как много лет назад отметил ныне покойный Дэвид Маккей, арифметика против таких ненадежных возобновляемых источников энергии.

Правда в том, что если вы хотите запитать энергией цивилизацию с меньшим выбросом парниковых газов, нужно сфокусироваться на переводе производства энергии, обогрева и транспорта на природный газ, извлекаемые запасы которого — благодаря горизонтальному бурению и гидроразрыву породы — гораздо богаче, чем мы могли когда-либо мечтать.

Также из всего ископаемого топлива газ производит наименьшее количество вредных выбросов, поэтому интенсивность загрязнения окружающей среды при создании материальных ценностей может даже уменьшиться в то время, как наше богатство продолжит расти. Здорово.

И давайте вложим некоторую часть нашего растущего богатства в атомную энергию и термоядерный синтез, чтобы они могли заменить газ во второй половине этого века. Вот это конструируемое, экологически чистое будущее. Все прочее — политические манипуляции, контрпродуктивные, как и климатическая политика, и, что еще хуже, приводящие ко все большему бессовестному ограблению бедных, чтобы сделать богатых еще богаче.

Преимущества ветрогенераторов

Количество природных ресурсов, которые веками играли роль ключевых источников энергии, продолжает неуклонно снижаться. При параллельном повышении их стоимости это вынуждает человечество активно обращаться к поиску альтернативных решений. Ученые и инженеры всего мира десятилетиями пытаются извлечь максимум энергии из солнечных лучей, естественного движения водных массивов рек и каналов, а также порывов ветра.

Одним из наиболее удачных вариантов, позволяющих обеспечить необходимую эффективность на протяжении всего года и практически во всех уголках планеты, являются ветрогенераторы. Они дают возможность обустроить комфортный быт в частном доме, организовать технологические циклы предприятия и даже питание током целого города. Принцип работы этих энергоустановок и их преимущества на фоне других альтернативных источников энергии рассмотрим ниже.

Особенности конструкции ветряной электростанции

Конструкция устройств, использующих безвозмездный источник энергии, достаточно проста. Ветряная электростанция состоит из лопастей, мачты, электрогенератора и дополнительных приборов, обеспечивающих преобразование, накопление и передачу к потребителям электроэнергии.

Размер и конфигурация лопастей определяют эффективность их вращения по соотношению к силе ветра. Турбина играет роль преобразователя механического движения (вращения) в электрическую энергию. Существуют модификации ветровых генераторов, которые предусматривают возможность складывания мачт, что упрощает обслуживание оборудования.

Принцип работы ветряных электрогенераторов

Работа ветряков основана на принципе преобразования механической энергии в электрическое напряжение. При вращении лопастей под воздействием потоков ветра вырабатывается кинетическая энергия, которая приводит в движение элементы генератора, состоящего из подвижной (ротор) и неподвижной (статор) частей. В процессе раскручивания ротора вокруг него формируется магнитное поле, обеспечивающее выработку электрического тока в обмотке статора. Далее напряжение подается на преобразователь, а затем в накопительные батареи или в потребительскую сеть.

Вышеописанный принцип работы лежит в основе практически на всех моделей ветровых генераторов. Наличие в системе АКБ обеспечивает электроснабжение при штиле или недостаточной для воздействия на лопасти силе ветра. Разработчики конструкций стремятся предусмотреть различные эксплуатационные ситуации, чтобы системы работали в максимальном диапазоне непредсказуемых погодных условий.

Ключевые преимущества ветровых генераторов

  • Абсолютная безопасность. Традиционные источники энергии, которые сейчас питают 98% всех городов мира, в качестве побочного эффекта вырабатывают миллиарды кубометров токсичных газов и прочих отходов, которые наносят колоссальный вред экологической обстановке планеты. Ветряк в процессе эксплуатации не выделяет никаких вредных веществ, что делает его абсолютно чистым источником энергии. Его работа остается практически незаметной, он не изменяет силу или направление потоков ветра, аккуратно подстраиваясь под их течение.
  • Максимальная эффективность. Ветряной генератор практически не расходует ресурсы, если не считать затрат на периодическое техобслуживание. Ему не нужно топливо, как и прочие иссекаемые запасы. Агрегат генерирует электрическую энергию буквально из воздуха, не используя его при этом как любой другой традиционный ресурс. Благодаря такой особенности ветряки считаются одними из самых перспективных направлений в коммерческой энергетике.
  • Надежность. Ветряные электростанции разрабатываются так, чтобы их конструкция могла прослужить десятки и более лет. Для достижения таких целей используются современные сплавы, высокопрочные полимерные композиты, а также комбинации различных износостойких материалов, не поддающихся воздействию коррозии, кислот, солей и прочих агрессивных сред.
  • Экономичность. Ветрогенераторы обладают высокими показателями КПД, так как их работа требует минимальных расходов. Сочетание низкой стоимости получаемой энергии и возможных доходов от ее реализации полностью объясняет целесообразность использования этих альтернативных источников.
  • Простота сборки и монтажа. Установка бытовых моделей может осуществляться самостоятельно при условии наличия соответствующих знаний и навыков по работе с электросетями и оборудованием. Немаловажным фактором является то, что ветряную электростанцию можно в любое время модернизировать, изменить количество батарей, расширить систему, увеличить число потребителей и скорректировать другие параметры. При этом все работы могут выполняться силами 1–2 квалифицированных специалистов.
  • Удобство. Существенным недостатком первых ветрогенераторов была сильная вибрация и шумы, которые они создавали при выработке электрической энергии. Использование современных технических решений позволило свести эти недостатки к минимуму. Современные ветряки отличаются минимальными колебаниями и уровнем помех.
  • Отсутствие жестких требований. В отличие от прочего оборудования, вырабатывающего электроэнергию, ветровые генераторы могут устанавливаться на любых открытых частных участках при условии отсутствия помех для воздушных потоков. Для расположения на частной территории вовсе не нужны какие-либо разрешения, исключением являются только слишком крупные конструкции.

Производственная мощность

Современным ветрякам для выработки энергии, достаточной для обеспечения небольшого дома, не нужен сильный ветер. Использование высокопрочных и легких материалов, а также современных наработок в области конструкции лопастей позволили обеспечивать их работоспособность в условиях минимальных воздушных потоков. Для вращения инновационных моделей, соответственно и выработки энергии, достаточно скорости ветра в 1,5–2 м/с. С полной уверенностью можно утверждать, что ветрогенераторы смогут быть эффективными на всей территории России на протяжении всего года.

Характеристики ветряных электростанций непрерывно повышаются, при этом современные модели можно использовать в самых различных целях. Для бытовых нужд чаще всего заказывают генераторы производительностью до 100 кВт. Устройства для промышленных объектов и коммерческой деятельностью способны вырабатывать более 5 МВт. Как правило, это массивные конструкции, размах лопастей которых можете составлять 10 и более метров. Если рассматривать ветровой генератор для индивидуального дома, где присутствует только бытовое оборудование, оптимальным решением будет установка с напряжением 220 В и мощностью порядка 2–10 кВт.

Разновидности ветряных электростанций

По траектории вращения лопастей ветряные электростанции делятся на два вида

  1. Горизонтальные ветряные электростанцииобладают классической конструкцией, которую можно наблюдать у самолетов или обычных домашних вентиляторов. Большинство моделей оснащается тремя лопастями. Эта разновидность пользуется наибольшей популярностью благодаря оптимальному соотношению цена/производительность. При самой низкой стоимости ветряки этого типа позволяют получить максимальную отдачу от воздушных потоков. Быстроходность конструкций зависит от формы лопастей и материала, из которого они изготовлены. Чем выше этот показатель, тем дешевле требуется генератор. В результате существенно снижаются общая стоимость и затраты на обслуживание.
  2. Вертикальные ветряки представляют собой необычные строения, крылья которых размещаются параллельно оси мачты. Преимуществом ветряных электростанций данной разновидности является экономия воздушного пространства. Однако по эффективности они значительно уступают горизонтальным установкам. В то же время существует большое разнообразие модификаций, характеристики которых максимально приближены к конкурентным версиям. При высоких показателях КПД этот вид значительно проигрывает в размерах. Для получения аналогичной мощности требуется установка в 2-3 раза больше по сравнению с горизонтальной версией, что существенно повышает их стоимость.

При возникновении каких-либо вопросов касательно приобретения и эксплуатации этих установок вы всегда можете рассчитывать на поддержку наших экспертов. Опытные специалисты помогут с выбором и расчетами оптимального комплекта техники. При необходимости мастера также выполнят монтажные работы и технические обслуживание. Приобретая у нас ветрогенераторы, вы гарантированно получаете максимальную выгоду и высокое качество.

Ссылка на основную публикацию