Официальный сайт МАП Энергия - ветрогенераторы: советы

Советы

1. Альтернативная электроэнергия пока дороже промышленной, но технологии не стоят на месте. Применять ветряки и солнечные батареи стоит в случае отсутствия сети 220В и трудностью (дороговизной) её подведения, а так же из соображений заботы о сохранении природной среды и желания гарантировать наличие 220В даже в случае природных или техногенных катаклизмов. Солнечные батареи в средней полосе России особенно эффективны полгода (а значит только для весенне-летней эксплуатации, можно поставить совсем небольшую мощность порядка 300 - 600 Вт, на южной крыше здания), а для круглогодичной эксплуатации, при постоянном проживании, лучше ориентироваться на общую мощность около 2000 Вт солнечных панелей. И устанавливать их в средней полосе России, при круглогодичном использовании, правильней на южную стену, почти вертикально, с углом 70-80 град. к горизонту.

Ветряки имеет смысл устанавливать в регионах со среднегодовой скоростью ветра 5м/с (в крайнем случае 4м/с) и выше или, если в данном конкретном месте особые условия - возвышенность, большой водоем и т.п. Конечно, при отсутствии электричества, ветряк может стать важным подспорьем для солнечных панелей и в районах с малыми ветрами.

2. Расположение ветрогенератора очень важно. Помните что если соседние здания, деревья, линии и т.п. экранируют полную силу ветра от ветряка, он не сможет выработать большую энергию. Также помните следующее: Скорости ветра всегда выше наверху холма, на береговой линии, и в местах, свободных от деревьев и других структур.
От границы участка мачту следует располагать на расстоянии не менее чем её высота. При необходимости, согласовывайте с соседями. Установка мачт выше 40 м требует дополнительных согласований и установки заградительных огней (мигающих маяков красного цвета).

3. Чтобы максимально увеличить отдачу энергии от ВЭУ необходимо поместить его на максимально возможную высоту (это будет энергетически более эффективно чем, например, покупка более мощного ветряка, но установка его на меньшей высоте). Так например, энергия ветра на высоте 10 м в два раза выше, чем на высоте 2 м (а если сделать мачту высотой 15 - 18 м, количество вырабатываемой ветряком энергии утроится)! Правда и тросовые растяжки удерживающие такую высокую стальную мачту, займут ещё большую площадь участка (ориентировочно – если смотреть сверху, квадрат со стороной 11 м). Кроме того, при высокой мачте экранирующее влияние деревьев и построек уменьшается. Подробные инструкции по самостоятельному изготовлению мачты 16 м приводятся на нашем сайте.

4. Существует два типа мачт для ветряков:

А) Мачты с поддержкой тросами. Они наименее дороги, но тросовые растяжки занимают много места. Они могут быть легко подняты и опущены для легкого обслуживания и ремонта. Достичь максимальной высоты наиболее легко именно с таким типом мачты.
Б) Независимые мачты-башни, у которых нет тросов. Эти башни имеют тенденцию быть самыми тяжелыми и самыми дорогими, но т.к. они не требуют тросов, они не занимают так много места. Обычно, для установки такой мачты потребуется кран. Но предлагаемые нами новые оригинальные мачты, устроенные по принципу колодезного «журавля», позволяют обойтись без крана.

5. Помните, энергия которую можно получить от ветра прямо пропорциональна скорости ветра в кубе (!), помноженной на площадь ветроколеса (диаметр образуемый вращающимися лопастями). Именно поэтому, на средних ветрах менее 3 м/с любые конструкции ветряков не эффективны.

О "парусных" ветрогенераторах и немного теории.

В последнее время интернет заполнен интенсивной рекламой «парусных» ветрогенераторов от gravio (гравио). За немалые деньги, неким «изобретателем» предлагаются к продаже чертежи или комплекты для самостоятельного изготовления «парусных» ветрогенераторов. Однако действующей более 2 лет модели по всей России найти невозможно (их вообще найти затруднительно). Вероятно, это связано с низкой надёжностью данной конструкции («парусность» то большая) и при изредка бывающих в любом регионе сильных ветрах они ломаются.
Необходимо так же отметить, что делающийся в их рекламе упор на якобы хорошую работу этих ветряков при малом ветре (в отличии от трёхлопастных ветрогенераторов) является лишь рекламной уловкой.

Например, утверждается, что при ветре 1.5 м/с - происходит старт ветряка, а 3 м/с – это уже «рабочая» скорость ветра.
Допустим, что всё это на самом деле так, оставим вопросы надёжности и прочего - в стороне...
Энергия ветра приходящаяся на 1 м. кв. (плотность воздуха приблизительно возьмём за килограмм на кубометр) это скорость ветра в кубе, делённая на два (получаем результат в Вт на кв.м). Т.е. при скорости ветра 1.5 м/с мощность ветра на квадратный метр ~ (1.53)/2 = 1.7 Вт. При диаметре ветряка 6 м его площадь = π×R2 = 28.3 м. кв, мощность ветра, который проходит через ветроколесо – 1.7*28.3 = 47 Вт.

КИЭВ («коэффициент использования энергии ветра», проще говоря, КПД) паруса - где-то 0.2. Получается, что при скорости ветра 1.5 м/с реальная мощность шестиметрового парусного ветряка при идеальной работе механики – 10 Вт. Вот и вопрос: а надо ли это?
При трёх метрах в секунду мощность уже около 80 Вт, но это всё равно весьма немного. При 6 м/с мощность уже 0.7 кВт, и это уже ощутимо. Но при 6 м/с у предлагаемых нами недорогих небольших надёжных ветряках 2 KW-48V (диаметр ветроколеса 3.8 м) вырабатывается мощность 1 кВт (а при 3 м/с – 200 Вт). Ведь у современных высокотехнологичных трёхлопастных ветряков КИЭВ (условный КПД) не 0.2, а не менее 0.4.

Здесь необходимо заметить ещё и следующее – известно, что чем выше расположен ветряк, тем более сильные ветра на него дуют (см. выше п.2). А так как «парусный» ветряк с диаметром 6 м рекомендуется располагать на высоте 6 м (центр оси вращения), и установить его выше проблематично, а трёхлопастной на высоте 9 – 16 м, соответственно энергия ветра приходящийся на последний, пусть даже диаметр его ветроколеса меньше, будет относительно больше. В итоге, реальная выработка энергии небольшого трехлопастного ветрогенератора оказывается существенно выше чем у огромного 6-и метрового «парусника».

Зачем предлагать ветряк, который делает вид, что работает при малом ветре? Ведь энергии в таком ветре всё равно почти нет, и забрать то, чего нет - попросту невозможно. Эти самые 10 Вт уйдут только на вращение самого ветряка. И не случайно предлагаются «парусные» ветрогенераторы лишь в виде конструкций для самостоятельного изготовления.

6. Для запасания вырабатываемой энергии, мы рекомендуем использовать долговечные тяговые или стационарные OPzS/V аккумуляторы. Они, ориентировочно, в два раза дороже обычных, но служат в 4 раза больше. Для преобразования постоянного напряжения 24В или 48В аккумуляторов в переменное напряжение 220 В, мы рекомендуем использование инвертора МАП "Энергия", мощностью от 3 кВт (лучше от 4,5 кВт).

7. Весьма рекомендуется кроме ветрогенератора, установить и солнечные батареи, а также автоматическую мини-электростанцию (при полной автономии, лучше инверторного типа). Это выгодно как по использованию денежных средств, так и по реальному получению электроэнергии. Ведь коэффициент использования оборудования, при этом, существенно вырастет (ведь для них нужны те же самые АКБ и инвертор). К тому же, весной-летом, солнечные панели обычно дают энергии намного больше ветряка.
Поскольку солнечные панели более дороги, чем ветрогенератор (на 1 Вт мощности), желательно использовать как можно больше ветровой энергии. Однако ветровой потенциал конкретной местности накладывает ограничения.
Поэтому, для средней скорости ветра меньше чем 4 м/с, рекомендуется 90% установленной мощности на солнечные батареи и 10% на ветряк. Для скорости ветра больше чем 4 м/с, но меньше чем 5,36 м/с, 60% - на солнечные батареи и 40% - на ветрогенератор.
Для скорости ветра больше чем 5,36 м/с, 40% - на солнечные батареи и 60% - на ветрогенератор.
Если речь идёт о северных широтах, процент установленной мощности солнечных батарей по отношении к ветрогенератору, следует уменьшить.

Эти пропорции учитывают, что 1 Вт установленной мощности солнечных батарей обычно в 2 раза дороже 1 Ватт мощности ветряка.

Для районов с малыми ветрами, чтобы получить хоть какую-то энергию, следует выбирать ветряк имеющий лучшую отдачу на них и имеющий большую мощность.

8. Сравнивая различные ветрогенераторы одинаковой мощности, кроме значения расчётной номинальной скорости ветра (чем она меньше, тем лучше), присмотритесь к диаметру ротора турбины. Скромное увеличение диаметра ротора приведет к существенным увеличениям и охваченной рабочей области ветротурбины и количества электричества, которое ветряк может произвести. Пожалуйста, отметьте, что диаметры турбин для производства мощности, показанные на иллюстрации, являются теоретическими, и предназначены только для иллюстрации. Производство фактической мощности от ветрогенератора будет находиться под влиянием многих других факторов, таких как: эффективность конструкции ветрогенератора; возвышение, на котором расположена турбина; и др.

9. Ветрогенератор требует периодического обслуживания, желательно раз в год, такого как смазка. Так же необходимы периодические осмотры мачты и тросовых растяжек. Проверяйте натяжение тросов как минимум два раза в год; натягивайте их ближе к лету и отпускайте зимой (компенсируя температурные сжатия/растяжения), а так же в случае необходимости. Один раз в год проверяйте мачту и тросы на коррозию (особенно если они не оцинкованные). Осматривайте лопасти ежегодно, и при необходимости ремонтируйте (можно использовать стеклоткань с эпоксидной смолой, но недопустима разбалансировка лопастей – количество и место намотки материала на одну лопасть, должно соответствовать другим, даже если они бы не требовали ремонта).
После 10 лет лопасти, возможно, должны быть полностью заменены. С надлежащей установкой и обслуживанием, ваш ветрогенератор может эксплуатироваться 20-30 лет или дольше. Надлежащее обслуживание также минимизирует количество механического шума, производимого ветрогенератором.

10. О проблемах безопасности. У большинства ветрогенераторов есть максимальная скорость ветра, на которой они не будут производить энергию (буревые ветра). Когда ветер достигает этого максимума (в зависимости от конструкции, это от 20 до 60 м/с), у них есть внутренний или внешний автоматический электрический тормоз и часто, автоматически складывающаяся конструкция, чтобы препятствовать тому, чтобы они раскручивались быстрее, чем эта скорость выживания.

11. Установка турбин на крышах не рекомендуется, если ветряк не очень маленький (менее 1 кВт номинальной мощности). Ветрогенераторы имеют тенденцию вибрировать и передавать вибрацию на структуру, на которой они установлены. В результате турбины, установленные на крыше, могли бы привести и к шумовым и структурным проблемам со зданием и крышей.

При условии наличия ветро и гелио - ресурсов, идеальная система для полностью автономного элеткроснабжения удаленного от промышленных электросетей хозяйства может состоять из следующих компонентов:

бензо/дизель/газогенератор 3-6 кВт со стартером и с системой автоматического пуска (САП "Энергия")
МАП "Энергия" 3-18 кВт 48-220В со встроенным солнечным контроллером, с 4-8 шт. аккумуляторами по 200АЧ, соединенных на 48В (для автономии лучше тяговые АКБ).
комплект из четного количества солнечных батарей соединенных на 48В, желательно мощностью от 2000 Вт, с отдельным МРРТ солнечным контроллером (при общей мощности солнечных панелей до 600 Вт можно использовать солнечный контроллер имеющийся в контроллере ветрогенератора). Рекомендуем наш солнечный контроллер ECO Энергия МРРТ Pro (сравнение разных контроллеров см. здесь).
ветрогенератор 2 или 3 KW-48V с прилагаемым контроллером заряда аккумуляторов на 48В

Все оборудование лучше установить внутри каменного гаража (для шумоизоляции), стоящего в стороне от основного дома (электрические кабели от него в дом прокладываются в трубах, под землей). Но помните – аккумуляторы служат гораздо меньше при повышенных температурах (при +35С в 2 раза меньше чем при +25С), генератор может нагреть гараж до _50С, поэтому их лучше отделить друг от друга.
Об отводе выхлопных газов из помещения, вентиляции и глушении шума, читайте на страничке посвящённой электростанциям.
Солнечные батареи устанавливаются на его крыше под углом 40-60 град. к горизонту, направлением на юг (или на его южную стену, вертикально). Ветрогенератор устанавливается на стальную мачту высотой 10-18м, в непосредственной близости от гаража (его электропроводка проходит внутри мачты и далее, под землей попадает в гараж). Полная стоимость подобного комплекса оборудования, в зависимости от выбранной модификации может составлять 200-500 тыс. руб. и даже выше.

Советы

НОВОСТИ