Вітрогенератор для приватного будинку: види агрегатів та їх особливості, правила вибору, розрахунки окупності + огляд кращих брендів

Вітрогенератори для приватного використання вже не позиціонуються як технічні новинки на ринку альтернативної енергетики. Сьогодні вітряки швидше розглядаються як один з можливих варіантів економії.

Повітряні потоки над земною поверхнею несуть в собі величезну кількість енергії, яку в даний час успішно застосовують в промислових ветротурбинах і малих вітрових установках для домашнього використання.

І оскільки ключовими показниками для побутових споживачів залишаються надійність, а також стабільність електропостачання, багато власників земельних ділянок вирішують придбати і встановити вітрогенератор для приватного будинку.

Зміст статті:

  • Конструкція і принцип роботи вітротурбін
  • Види вітряних електростанцій
  • Доцільність встановлення вітрогенератора
    • Правила вибору обладнання
    • Приблизні ціни і окупність вітрогенераторів
  • Огляд кращих брендів і установок
    • №1 — вітрогенератори Condor Home (Росія)
    • №2 — міні-електростанції Falcon Euro (Росія)
    • №3 — вітряні агрегати Sokol Air Vertical (Росія)
    • №4 — вітрогенератори Energy Wind (Росія)
    • №5 — вітряки Altek EW (Китай)
  • Корисне відео по темі

Конструкція і принцип роботи вітротурбін

Вітрові генератори являють собою спецпристрої, які трансформують кінетичну енергію вітру в електричну.

Це незалежні джерела електроенергії, які відмінно підходять для установки в приватних житлових будинках, на невеликих і середніх фермерських господарствах, виробничих базах.

Конструкція стандартної міні-електростанції для побутового використання включає такі функціональні елементи:

  • Лопаті аеродинамічної форми для уловлювання вітру.
  • Генератор для продукування змінного струму.
  • Контролер для автоматичного управління вітряної станцією. Дозволяє регулювати підзарядку акумуляторів, розподіляє потоки енергії між пристроями.
  • Накопичувач. Спеціальні акумуляторні батареї для накопичення згенерованого електрики.
  • Інвертор для приведення параметрів виробленої енергії до мережевим стандартам.
  • Щогла, приподнимающая лопаті на певну висоту над рівнем землі.
  • Щогли бувають різними: вільностоячі без розтяжок, жорстко зафіксовані і поворотні на розтяжках. Останні можуть підніматися і опускатися для обслуговування, а також проведення ремонтно-відновлювальних робіт.

    Вітрогенератор для приватного будинку: види агрегатів та їх особливості, правила вибору, розрахунки окупності + огляд кращих брендівПід впливом вітру лопаті, насаджені на генераторний вал, починають обертатися, сприяючи запуску ротора. В результаті відбувається перетворення кінетичної енергії повітряних потоків в механічну, а потім в електричну енергію. Так виглядає сильно спрощена схема роботи вітряка

    Насправді енергія від вітряної електростанції безпосередньо до споживача не надходить. У системі обов’язково повинні бути підключені спеціальні прилади для перетворення електроструму.

    У ланцюзі після генератора розміщується контролер. Він перетворює змінний струм в постійний. У такому вигляді електрика акумулюється і зберігається у батареях, а потім від них через інвертор, який перетворює постійний струм у змінний, енергія подається в приватну електромережу.

    Така схема дає можливість згладити нестабільність напруги, а також накопичувати енергію в періоди повної відсутності споживання. А це, в свою чергу, дозволяє задіяти вітряні генератори меншої потужності, ніж сумарна потужність побутових електроприладів.

    Вітрогенератор для приватного будинку: види агрегатів та їх особливості, правила вибору, розрахунки окупності + огляд кращих брендівВ ході конвертації електроструму за схемою змінний-постійний, змінний відбуваються певні втрати енергії, які складають приблизно 20%

    Разом з автономної вітряної станцією можна встановлювати і сонячні модулі, і паливні генератори.

    Якщо задіяно відразу кілька пристроїв для отримання електрики, схему доповнюють ще одним елементом – автоматичним вимикачем (ABP). Він необхідний, щоб при відключенні одного джерела альтернативної енергії запускався інший – резервний.

    У складі сучасних вітряків використовуються різні конструкції роторів – обертових частин. Вони мають свої переваги і недоліки, різну ефективність і функціональні можливості.

    В даний час існує багато розробок автономних систем, здатних взаємодіяти з вітрами різної швидкості і сили.

    Види вітряних електростанцій

    За типом споживачів розрізняють автономні вітрогенератори та встановлення мережевого призначення. Перші здійснюють енергопостачання віддалених від центральних електричних мереж споживачів.

    Другі – можуть нараховувати кілька десятків/сотень вітряків, які утворюють єдину систему і віддають енергію в загальну мережу.

    Потужність автономних агрегатів рідко перевищує 75 кВт, у той час як потужність мережних установок стартує з позначки 100 кВт.

    В залежності від типу конструкції розрізняють вітряні генератори:

    • з вертикальною віссю обертання;
    • з горизонтальною віссю обертання.

    Ці пристрої використовуються для різних умов експлуатації, але найчастіше зустрічаються моделі з горизонтальною віссю. Вони працюють як звичайні флюгери і мають схожу будову. Вісь ротора обертається паралельно земної поверхні.

    Такі агрегати відрізняються високими показниками ККД (близько 40%), простий регулюванням потужності і більш доступною ціною, але також характеризуються високим рівнем створюваного шуму і вібрацій. Крім цього, їх необхідно орієнтувати на напрямок вітру.

    Вітрогенератор для приватного будинку: види агрегатів та їх особливості, правила вибору, розрахунки окупності + огляд кращих брендівДля монтажу вітряка з горизонтальним розташуванням ротора потрібно приблизно 120 м вільного простору і щогла висотою не менше 8 м

    Вітряні генератори з вертикальною віссю обертання мають більш компактну конструкцію, вони менш сприйнятливі до впливу факторів навколишнього середовища.

    В пристроях цього типу турбіна розташована перпендикулярно по відношенню до площини Землі. Подібні конструкції запускаються навіть від слабкого вітру і не залежать від напряму руху повітряних потоків.

    Вітрогенератор для приватного будинку: види агрегатів та їх особливості, правила вибору, розрахунки окупності + огляд кращих брендівНизький рівень створюваного шуму до 30 дБ) дає можливість встановлювати вертикальні вітротурбіни на дахах будівель

    Однак є й істотний мінус – ККД таких генераторів становить всього 15%. Крім того, вони коштують дорожче, ніж моделі з горизонтальною віссю обертання.

    Моделі вітрогенераторів розрізняються між собою не тільки розташуванням обертальної осі, але й:

    • кількістю лопатей – бувають вітряки з двома і трьома лопатями, зустрічаються і багатолопатеву модифікації;
    • матеріалами виготовлення функціональних деталей – з вітрильними і жорсткими лопастями;
    • кроком гвинта – регульований або фіксований.

    Слід зазначити, що обертання багатолопатеве стаціонарних вітряків починається навіть при слабкому вітрі, а от для роботи двох – і трилопатевих пристроїв потрібен більш сильний вітер.

    У той же час кожна додаткова лопать в конструкції створює більший опір колеса, в результаті чого стає складніше досягти стандартних робочих обертів генератора.

    Залежно від матеріалу виготовлення лопатей для вітроустановки, можуть виникнути певні складнощі у роботі. Вітрильні елементи простіше у виготовленні, тому і коштують дешевше.

    Але якщо необхідно забезпечити надійне функціонування вітротурбіни для автономного електропостачання, варто віддавати перевагу конструкціям з жорсткими лопастями, виготовленими з металу або армованого склопластику.

    Що стосується кроку гвинта, то тут також не все так просто. Змінний крок дає змогу помітно розширити діапазон ефективних швидкостей для роботи вітряної станції і це великий плюс.

    Але в той же час такий механізм знижує загальну надійність стаціонарної установки і значно ускладнює вітроколесо, ускладнюючи експлуатацію агрегату.

    Доцільність встановлення вітрогенератора

    Малі вітряні електростанції сьогодні широко застосовуються в якості альтернативних джерел електроенергії, які дозволяють досягти реальної економії.

    Подібні пристрої, як правило, встановлюють на дачних ділянках, в зонах, віддалених від основних електромереж. Але це не єдина причина, чому люди все частіше віддають перевагу конструкцій такого типу.

    Вітрогенератор для приватного будинку: види агрегатів та їх особливості, правила вибору, розрахунки окупності + огляд кращих брендівВласники земельних ділянок успішно використовують вітряні генератори, щоб домогтися повної автономності та істотної економії електроенергії

    Проте не кожна зона підходить для установки вітротурбіни. Щоб міні-електростанція повноцінно функціонувала протягом заявленого виробником терміну експлуатації, кліматичні умови місцевості повинні відповідати вимогам спецобладнання.

    Середня швидкість вітру не повинна бути менше позначки 4,5-5 м/с. Лише в цьому випадку монтаж конструкції з вітряком буде економічно виправданий.

    Щоб дізнатися приблизні дані про середньорічній швидкості вітру по регіонах, необхідно переглянути спеціальну карту вітрів. Більш точну інформацію можна отримати, використовуючи анемометр і пристрій для зчитування сигналів.

    Вимірювальну систему потрібно встановити на великій висоті, щоб близько розташовані будівлі і дерева не спотворювали результатів.

    Якщо ви вирішили встановити вітряну міні-електростанцію для дому, також слід подумати про наявність вільного простору. При цьому потрібно врахувати, що вітер повинен абсолютно вільно «гуляти» по лопат, ну і без перешкод на своєму шляху досягати їх з різних сторін.

    Саме тому ідеальним місцем для установки вітротурбіни вважаються вершини пагорбів, де повітряні маси ущільнюються з відповідним збільшенням тиску і швидкості вітру. Також придатними вважаються морські регіони і степова зона.

    Вітрогенератор для приватного будинку: види агрегатів та їх особливості, правила вибору, розрахунки окупності + огляд кращих брендівЩоб отримати повну віддачу від вітряка, його потрібно встановити в місці, де немає дерев і високих будівель

    Будь-які перешкоди в радіусі 250 м будуть впливати на роботу вітрогенератора. Для отримання максимальних показників ККД необхідно встановити вісь турбіни вище рівня перешкод як мінімум на 4-5 м.

    Правила вибору обладнання

    До підбору вітряного генератора для будинку слід підійти відповідально. Заздалегідь потрібно зібрати базову інформацію:

  • Розрахувати номінальну і максимальну кількість електроенергії для забезпечення потреб будинку.
  • Переглянути дані про середньорічній швидкості вітру в зоні проживання, щоб визначити періоди, коли вітряк буде бездіяльним.
  • Врахувати кліматичні особливості місцевості. Якщо в зимовий час року відзначаються сильні морози, установка вітряної станції себе не виправдає.
  • З’ясувати інтенсивність створюваного шуму при роботі вітрогенераторів.
  • Провести порівняння технічних характеристик пристроїв від різних виробників.
  • Підбір комплектуючих функціональних елементів для вітроенергетичної установки виробляють за номінальним значенням потужності.

    При цьому відіграє роль і номінальна швидкість вітру – значення, при яких вітрогенератор виробляє розрахункова кількість електричної енергії.

    Вітрогенератор для приватного будинку: види агрегатів та їх особливості, правила вибору, розрахунки окупності + огляд кращих брендівЯкщо максимальну потужність установка видає при швидкості вітру 11 м/с, а у вашій місцевості середній показник досягає позначки 4,5 м/с, вітряк не буде виробляти заявлене виробником кількість енергії

    Акцентувати увагу потрібно і на те, що потужність вітряного генератора залежить від діаметра колеса, сформованого лопатями. При збільшенні розмірів в 2 рази вітряк при тій же швидкості вітру буде виробляти 4 рази більше електрики.

    Також важлива ємність акумуляторних батарей. На випадок безвітря в них повинно бути достатньо енергії, щоб забезпечити будинок.

    Вітрогенератор для приватного будинку: види агрегатів та їх особливості, правила вибору, розрахунки окупності + огляд кращих брендівМонтаж приватної вітряної міні-електростанції краще довірити компанії, яка спеціалізується на виконанні такого роду робіт. Головна мета – забезпечити максимальну безпеку. Габаритна конструкція вітряка повинна гарантовано зберігати стійкість навіть у випадку екстремальних погодних умов

    Малопотужні моделі вітрогенераторів з легкими невисокими щоглами можна встановити самостійно. Центральну опору обов’язково монтують укріпленому на залізобетонному фундаменті. Для бічної стійкості конструкції використовують 3-4 розтяжки.

    Приблизні ціни і окупність вітрогенераторів

    Популярність вітряних агрегатів зростає з кожним днем. Ними вигідно обладнати великі і дорогі котеджі, на утримання яких потрібно багато електричної енергії.

    Доцільно встановлювати вітряки і в населених пунктах, де відсутнє централізоване електропостачання або подача електроенергії виробляється з постійними перебоями.

    Саме в таких випадках на допомогу прийдуть вітрогенератори, використання яких має ряд переваг:

    • трансформація енергії повітряних потоків в безкоштовне електрику;
    • екологічна безпека вітротурбін;
    • відсутність сировини та відходів при виробництві електроенергії;
    • мінімальний знос функціональних деталей;
    • тривалий термін експлуатації – 25-30 років;
    • немає необхідності постійно контролювати роботу вітростанції.

    До недоліків відносять мінливість і непередбачуваність сили вітру. Щоб мінімізувати втрати, потрібно дублювання джерела або ж монтаж додаткового буфера для накопичення енергії. Також обертається вітроколесо представляє потенційну загрозу для летять птахів.

    Вітрогенератор для приватного будинку: види агрегатів та їх особливості, правила вибору, розрахунки окупності + огляд кращих брендівВітряні електростанції створюють шум, який можна порівняти з шумом автотранспорту при русі зі швидкістю близько 70 км/год. Підвищений рівень шуму не тільки відлякує тварин, але і доставляє дискомфорт людям

    Ще один істотний мінус вітроустановок для побутового використання – висока вартість. Ці громіздкі конструкції виготовляються з дорогих матеріалів, в комплекті мають контролер, акумулятори, інверторне установку і щоглу.

    Слід зазначити, що побутові вітрогенератори від російських виробників, а також якісні вітряні установки, що випускаються в Китаї, коштують набагато дешевше, ніж європейські аналоги.

    Вартість вітчизняних вітряків з вертикальною віссю номінальною потужністю до 2 кВт варіюється в діапазоні 1300-2500$.

    Але при такій ціні комплектація включає лише генератор з лопатями. Інше обладнання доведеться придбати окремо. Повнокомплектні установки коштують дорожче приблизно на 40-50%.

    Ціна вітряних станцій для домашнього використання потужністю від 3 кВт до 7 кВт набагато вище. Такі генератори з супутнім обладнанням обійдуться покупцеві в 5000-12000$.

    Вітрогенератор для приватного будинку: види агрегатів та їх особливості, правила вибору, розрахунки окупності + огляд кращих брендівВ даний час застосування вітряних установок в якості альтернативи централізованого електропостачання нерентабельно з-за високої вартості обладнання

    І навіть коли присутні перебої в подачі мережного електрики, встановлювати вітрогенератор доцільно не завжди. Простіше і дешевше обійдеться змонтувати систему безперебійного живлення на базі промислових акумуляторів в поєднанні з ДБЖ.

    Є сенс монтувати вітроенергетичну установку в місцях, де доступ до централізованої энергоподаче повністю відсутня. Період окупності в цьому випадку становить 25 років.

    Огляд кращих брендів і установок

    На російському ринку вітряних генераторів представлені як надійні та відносно недорогі пристрої вітчизняних брендів, так і різні по функціональності моделі вітряків від зарубіжних виробників.

    Щоб визначитися з вибором установки для дому, потрібно порівняти характеристики різних агрегатів.

    №1 — вітрогенератори Condor Home (Росія)

    Серія вітряків для домашнього використання включає пристрої потужністю 0,5-5 кВт. Вони можуть служити основним джерелом електрики або додатковим.

    Станції Condor Home адаптовані для експлуатації в умовах низьких температур, що здатні продукувати енергію навіть при слабкому вітрі.

    Залежно від моделі, корпус генератора виготовлений з пластику або литого алюмінію, лопаті – з склопластика. Присутній ефективна подвійна система гальмування. Щогла складова, на розтяжках, має висоту 8-12 м.

    Для установки цих агрегатів потрібен пальовий або бетонний фундамент.

    Вітрогенератор для приватного будинку: види агрегатів та їх особливості, правила вибору, розрахунки окупності + огляд кращих брендівДомашні вітряні генератори Condor Home – повністю готові продукти, для роботи з якими не потрібні спеціальні знання або технічні навички. Пристрої призначені для електрифікації як окремо розташованих будівель, так і маленьких населених пунктів у складі вітряних електростанцій

    Базова комплектація включає щоглу і розтяжки, генератор, ротор і лопаті, контролер заряду, кріпильні елементи.

    №2 — міні-електростанції Falcon Euro (Росія)

    Являють собою високотехнологічні вертикально-осьові вітряні генератори потужністю 1-15 кВт. Застосовуються для основного/резервного живлення споживачів, віддалених від ліній електропередач.

    Можуть бути використані в складі комплексу з сонячними панелями і паливним генератором.

    Вітряки оснащені потужними неодимовими магнітами. Стартова швидкість вітру для запуску установки становить 1,5 м/с, номінальна швидкість – 11 м/с.

    Встановлений аеродинамічний гальма сприяє обмеженню обертів колеса. Заявлений термін експлуатації від виробника – 20 років, заводська гарантія на міні-електростанції – 36 місяців.

    Вітрогенератор для приватного будинку: види агрегатів та їх особливості, правила вибору, розрахунки окупності + огляд кращих брендівВітрогенератори Falcon Euro відрізняються надійністю в експлуатації і невибагливістю в обслуговуванні. З допомогою пристроїв цієї серії легко вирішити проблеми електропостачання локальних, а також острівних об’єктів

    У базовий комплект установки Falcon Euro включені кілька функціональних елементів: вітроколесо, генератор і контролер, щогла, закладні деталі. Інверторна встановлення та акумуляторні батареї підбираються окремо.

    №3 — вітряні агрегати Sokol Air Vertical (Росія)

    Малі вітроенергетичні установки даного бренду можуть забезпечити електрикою і невеликі котеджі, і середні підприємства. Для побутового використання випускаються пристрої SAV потужністю 0,5-15 кВт.

    Вони характеризуються високою ефективністю при слабких вітрах, безперебійно функціонують при низьких і високих температурах в діапазоні від -50 °C до +50 °C, відрізняються низьким рівнем створюваного шуму і стійкістю до зовнішніх впливів.

    Генерація електроенергії агрегатами Sokol Air Vertical не залежить від напрямку вітру. Вертикально-осьові установки працюють в автоматичному режимі без обслуговуючого персоналу.

    В конструкції передбачена електромагнітна і аеродинамічна система гальмування для обмеження обертів вітроколеса.

    Лопаті виготовлені з армованого поліефіру або авіаційного алюмінію (залежно від моделі), мають самораскручивающийся профіль. Генератор – многополюсный трифазний з збудженням від постійних магнітів.

    Вітрогенератор для приватного будинку: види агрегатів та їх особливості, правила вибору, розрахунки окупності + огляд кращих брендівВітряки Sokol Air Vertical видають номінальну потужність при показниках 7-8 м/c, що дозволяє використовувати їх у регіонах з низькою середньорічною швидкістю вітру

    У базову комплектацію вітряної електростанції входять: вітроустановка з контролером заряду акумуляторів, щогла з розтяжками, монтажний набір. Інвертор і акумулятори підбираються за технічним завданням окремо.

    №4 — вітрогенератори Energy Wind (Росія)

    Покупцям доступні одно – і трилопатеві моделі продуктів універсального застосування потужністю 1-10 кВт. Ці вітряки чудово підходять для створення проектів забезпечення електрикою приватних житлових будинків і котеджів.

    Основу установок Energy Wind складають міцні лопаті з армованого скловолокна, пофарбовані автоэмалью, і надійна система виведення з повітряного потоку. Ці агрегати з горизонтальною віссю обертання стабільно працюють при температурах від -40 до +40 градусів за шкалою Цельсія.

    Мінімальна робоча швидкість вітру – 2 м/с, при деяких положеннях лопаті – 3 м/с, висота щогли – 8-20 м. Середній термін експлуатації установок російського бренду становить 25 років, офіційна гарантія від виробника – 3 роки.

    Вітрогенератор для приватного будинку: види агрегатів та їх особливості, правила вибору, розрахунки окупності + огляд кращих брендівВітрогенератори Energy Wind не вимагають постійного догляду або техобслуговування, що сприяє швидкому реінвестування вкладених фінансових коштів

    Базова комплектація установок включає електрогенератор на постійних магнітах з вузлом кріплення до щогли і поворотним механізмом, лопаті, комплект кріпильних елементів для складання вітроустановки.

    Щоглу, а також контролер, інвертор і батареї для накопичення електроенергії потрібно придбати окремо.

    №5 — вітряки Altek EW (Китай)

    Вид вітротурбін – з горизонтальною віссю обертання. Пристрої номінальною потужністю від 1 кВт до 10 кВт відмінно підходять для вирішення завдань електрозабезпечення заміських житлових будинків і дач.

    Захисний кожух вітряків Altek EW виготовлений з алюмінієвого сплаву, що істотно полегшує конструкцію. Функціональні металеві частини генератора покриті кремнієм для термостійкості.

    Лопаті виготовлені з фиброармированного пластику. Стартова швидкість вітру для запуску побутових агрегатів китайського бренду становить 2,5 м/с, номінальна швидкість – 12 м/с.

    Вітрогенератор для приватного будинку: види агрегатів та їх особливості, правила вибору, розрахунки окупності + огляд кращих брендівВітрогенератори Altek EW – одні з найбільш доступних пристроїв для вироблення електрики, які представлені на сучасному ринку альтернативної енергетики

    До складу базової комплектації включені лопаті, генератор і контролер. Інші функціональні елементи для вітряка необхідно докупити.

    Корисне відео по темі

    Перспективи використання вітроенергетичних установок:

    Принцип функціонування сучасних вітрових турбін. Як енергія вітру перетворюється в електрику:

    Навіть сьогодні використання вітрогенераторів вимагає постійного розвитку. Можливості та довгострокові перспективи цього альтернативного способу вироблення електроенергії багатообіцяючі.

    Однак потрібні певні заходи як з боку виробників обладнання, так і від адміністрацій населених пунктів.

    Установка малих вітрових генераторів для приватних домогосподарств проблему енергопостачання в регіонах повністю не вирішить. Але для окремих власників ділянок даний варіант може стати виходом з положення.

    Поділитися з друзями
    Ремонт та вироби своїми руками
    eskort - gobahis.click - vdcasino1.com - supertotobet.pro -
    goldenbahis.pro
    -
    skybetgiris.club
    - monobahis giriş -

    handikapgiris.club