Вітряні електростанції. Домашні вітряні електростанції. Вітроенергетика

У пошуках альтернативних джерел енергії людство зробило крок далеко вперед. Наприклад, все частіше використовується сила сонця, створюються вітряні електростанції. Напевно, саме вітер може розглядатися як оптимальний спосіб отримання електричної енергії - ефективний, і при цьому досить економічний.

Вітер, вітер, ти могутній

Вітряна електростанція - це група спеціальних генераторів, які об'єднані в систему і використовують для створення енергії силу вітру. Особливість таких генераторів в їх безпеки для навколишнього середовища. Сьогодні найбільше вітряних станцій побудовано в Німеччині, Данії, при цьому в таких країнах не тільки нижче витрати на енергію, вони ще експортують установки і технології в інші держави. Працюють вітряні електростанції за наступним принципом: під впливом вітру обертаються лопаті конструкції, а завдяки редуктора приводиться в дію електрогенератор. Енергія, яка в результаті виходить, транспортується по кабелю.

Як правило, щогли в установках мають достатню висоту, а тому використовують силу природи по максимуму. При складанні проекту подібної конструкції спочатку ретельно досліджується місцевість, вивчаються сила вітру і його напрямок за допомогою ряду приладів. Уже на основі даних вирішується, чи окупиться встановлена вітряна електростанція.

Головне - правильний вибір

Сьогодні покупцям пропонуються різноманітні вітряні електростанції для дому. Вибирати їх слід в залежності від того, які потреби замовника. Наприклад, якщо потрібно забезпечити роботу техніки в сільському господарстві, то потужності потрібні невеликі. А ось для вирішення більш серйозних завдань, наприклад, електрифікації будівель і споруд або монтажу опалювальної системи в будинку потрібні більш потужні вітрогенератори. Займатися підготовкою місцевості та безпосередньо роботами по установці обов'язково повинні тільки фахівці.

Перш ніж купити вітрогенератор, потрібно врахувати ряд нюансів, включаючи навантаження в пікові моменти, середні показники споживання енергії, швидкість вітру. Також варто пам'ятати, що чим вище щогла, тим сильніше і могутніше вітер буде крутити лопаті турбіни. Правда, монтаж таких конструкцій дорогий. Оптимальне розташування - на 10 метрів вище будівлі або дерева, що знаходиться в радіусі приблизно 100 метрів.

Плюси

Вітряні електростанції сьогодні досить затребувані, що пов'язано з рядом причин.

• По-перше, це більш вигідно, якщо порівнювати з іншими джерелами енергії.
• По-друге, запаси сили вітру невичерпні.
• По-третє, такі млини мають простий пристрій, тому їх монтаж проводиться досить швидко. Головне - провести дослідження об'єкта, на якому вони будуть розташовуватися.
• По-четверте, виробництво електроенергії таким способом набагато дешевше, та й дозволяє економити багатства надр.
• По-п'яте, вітряні млини забезпечують електроенергією стабільно і надійно.
• По-шосте, такі пристрої абсолютно безпечні для навколишнього середовища, що теж дуже важливо.

Мінуси

З іншого боку, як і будь-який інший джерело енергії, вітряні електростанції (фото показують, наскільки прості їх конструкції) мають і мінуси.

• По-перше, вітер не постійний, тобто дме він по-різному - то сильно, то слабо. Відповідно, не скрізь можливо їх встановлювати.
• По-друге, вітряні конструкції працюють досить шумно, значить, розташовувати їх потрібно далеко від житлових об'єктів.
• По-третє, такі млини можуть стати перешкодою для радіо- і телепріборов. Правда, в тій же Європі з цим недоліком змирилися, і сьогодні тут вже діють більше 26 000 вітряних електростанцій.
• Ще один мінус - подібні установки можуть нашкодити летять птахам, тому зводити їх потрібно там, де немає місць їх міграції та гніздування.

Що купити?

Сучасні вітряні електростанції для дому представлені в широкому асортименті. Вони відрізняються продуктивністю і розраховані на різну силу і швидкість вітру. Наприклад, установки потужністю в 400-6400 Вт цілком достатньо для забезпечення енергією невеликих господарств, магазинів, ресторанів, які знаходяться у видаленні від основних джерел енергії. Якщо потрібно забезпечити електрикою кілька будинків або невелике селище, то потрібні станції більшої потужності, в середньому 18000-26 500 Вт. Такі ж установки доцільно монтувати поруч з великими виробництвами і комерційними об'єктами. На найпростіші вітряні електростанції для дому ціна починається від 700 000 рублів, дорожчі установки коштують близько трьох мільйонів рублів.

Альтернативні види

Як ми вже сказали, вітряк - досить гучна установка, однак зараз пропонуються генератори, які працюють не так потужно. Наприклад, безшумний вітрогенератор - це ідеальне рішення для невеликих і середніх за розмірами об'єктів, ферм, магазинів, якщо вони розташовуються у віддалених районах. Сьогодні великою популярністю користуються вертикальні установки зважаючи своїй ефективності і простоти монтажу. Переваги такої системи наступні:

• тиха робота без вібрацій;
• стійкість до сильного ветру;
• захист корпусу алюмінієвим покриттям від молніі;
• не має значення напрямок вітру.

Безшумні домашні вітряні електростанції прості у догляді, монтажі, оскільки тут немає дрібних деталей. Важливо, що і шкода птахам завдано не буде, оскільки дизайн установок такий, що ландшафт не буде порушено. Ще один цікавий варіант - вітрильний генератор. Звичайно, він не відрізняється привабливим дизайном, зате може виробити енергію навіть при слабкому вітрі. Подібні вітряні електростанції хороші тим, що завдяки вітрилу вони швидко підлаштовуються під рух сил природи, значить, і вироблення енергії відбувається стабільно. Конструкції абсолютно екологічні, мають низьку вартість, працюють без шуму і вібрацій, а це говорить про те, що у них є майбутнє.

Які перспективи?

В цілому, екологічна ситуація у світі така, що природні ресурси поступово виснажуються, і незабаром таке рішення, як вітряні млини, стане справжнісінькою реальністю в усьому світі. Не випадково жителі багатьох країн поступово приходять до того, щоб встановити подібні конструкції і на своїй ділянці. У Росії, на думку фахівців, досить потенційних можливостей для того, щоб активно розвивалася вітроенергетика. Правда, поки цей процес йде повільними темпами через відсутність достатнього фінансування. У разі якщо ситуація зміниться, а держава буде приділяти достатньо уваги цьому способу отримання енергії, незабаром і наша країна перейде на альтернативні рішення. На сьогоднішній день вітряні електростанції в Росії представлені в республіках Калмикія і Башкортостан, Чувашія, Комі, в Калінінградській, Саратовської, Оренбурзької, Ростовської, Мурманської, Астраханській областях, а також в Чукотському автономному окрузі. Однак фахівці стверджують: незабаром географія розташування вітряків стане значно ширше.

Як зробити вітряну електростанцію?

Прагнення заощадити на витратах на енергію і привнести щось нове призводить до того, що народні умільці починають робити вітряки своїми руками. У найпростішому вигляді він являє собою дві половинки циліндра, які розсунуті в сторону від центральної осі. Якщо збільшити кількість лопатей в конструкції до чотирьох, то потужність і тягові характеристики приладу стануть набагато вище. Вітряна електростанція своїми руками робиться за допомогою нижчеописаних матеріалів і складових.

1. Для створення барабана нам будуть потрібні фанера і дахове залізо (або листовий пластик відповідного розміру). Ротор повинен бути легким, тому не варто брати занадто товсті матеріали.
2. Для «щік» барабана нам будуть потрібні деревина і пластмаса (або легкий метал), при цьому місця стиків слід обробити олійною фарбою.
3. Для виготовлення хрестовин знадобляться сталеві смуги або деревина.
4. Вісь зробимо зі сталевої труби, діаметр якої становить 30 мм, а довжина - 2 м.
5. Для осі нам також потрібні шарикопідшипники однакового розміру.

Етапи монтажу

Отже, саморобна вітряна електростанція робиться так. Спочатку приварюють хрестовини ротора до осі (якщо використовується дерево, то його потрібно приклеїти або монтувати за допомогою штифтів). Лопаті з'єднуються за допомогою болтів, при цьому важливо, щоб до осі від них було однакове відстань. Після складання барабана місця стиків потрібно обробити за допомогою густий масляної фарби. Тепер створюємо станину: для цього нам потрібні металеві або дерев'яні куточки, на які потім ми монтуємо шарикопідшипники. Перекосів слід уникати, оскільки ротор буде повільно обертатися. Тепер ми вітряну станцію знову покриваємо фарбою, а на нижньому кінці осі кріпимо шківи різного діаметру. Перекидаємо ремінь через шків і приєднуємо його до генератора струму, наприклад, автомобільному. Подібна вітроенергетична установка розрахована на швидкість вітру приблизно 9-10 м / с при виробленні потужності в 800 Вт

Вітряк для дому

Щоб забезпечити побутові потреби в електричній енергії максимально повноцінно, потужність вітряка для середньої сім'ї з чотирьох осіб повинна становити не менше 10 кВт. У таких ситуаціях доцільно встановити цілу систему, до складу якої входять кілька вітряків, що виробляють невелику потужність. Енергія в них акумулюється на загальній батареї, при цьому, якщо необхідно, можна встановити ще додаткові генератори, а також збільшити кількість і ємність батарей.

Щоб енергопостачання об'єкту було стабільним і не залежало від зовнішніх причин, фахівці рекомендують створити автономний енергетичний комплекс. Він включатиме в себе вітряну електростанцію, а також резервні джерела енергопостачання у вигляді дизельного і бензинового генераторів, а також сонячних батарей. Якщо сила вітру буде достатньою, а енергія буде вироблятися в потрібній кількості, то дизельну установку можна і відключити. Якщо раптом сили, яка вироблятиметься вітряком, не буде вистачати, то автоматично запуститься резервне джерело електропостачання.

Як досягти ефективності?

Щоб встановлена вітряна станція була вмонтовувана правильно і приносила бажані плоди, потрібно дотримати кілька умов.

1. Вітер в місцевості повинен бути стабільним практично протягом усього року.
2. На об'єкті має бути достатньо місця, щоб встановити вітряк.
3. Дізнатися, чи дозволяють місцева влада подібні установки.

Крім того, доцільно використовувати подібні системи, якщо ви витрачаєте на електроенергію занадто багато коштів, а можливості підключитися до мережі живлення просто немає. Ще потрібно готуватися до того, що доведеться витратити на вітряну установку чимало коштів. Зате ви отримаєте екологічно чисту невичерпну енергію.