Ветрогенераторы для дома — виды, примерные цены, изготовление своими руками
Неиссякаемая энергия воздушных масс всегда привлекала внимание людей. Наши прадеды научились использовать ветер, чтобы приводить в движение паруса и колеса ветряных мельниц, и затем ветер продолжал бесцельно гонять по просторам нашей планеты в течение двух столетий.
Сегодня он снова нашел прибыльную работу. Ветрогенераторы для частных домов из технологической новинки превратились в настоящий элемент нашей повседневной жизни.
Давайте подробнее рассмотрим ветряные электростанции, оценим условия их выгодного использования и рассмотрим существующие типы. В нашей статье домашние мастера получат информацию для размышления по теме самостоятельной сборки ветряка и оборудования, необходимого для его эффективной работы.
Что такое ветрогенератор?
Принцип работы отечественной ветроэлектростанции прост. Поток воздуха вращает лопасти ротора, закрепленные на валу генератора, создавая переменный ток в его обмотках. Выработанная электроэнергия сохраняется в аккумуляторах и используется в бытовой технике по мере необходимости. Конечно, это упрощенная схема работы домашнего ветряка. На практике его дополняют устройства, преобразующие электроэнергию.
Сразу за генератором в энергетической цепи находится контроллер. Преобразует трехфазный переменный ток в постоянный и направляет зарядку на аккумулятор. Поскольку большинство бытовой техники не может работать от постоянной мощности, за аккумулятором устанавливают еще одно устройство – инвертор. Выполните противоположное действие. Преобразует постоянный ток в бытовой переменный напряжением 220 Вольт. Понятно, что эти превращения не проходят бесследно и забирают значительную часть первоначальной энергии (15-20%).
Если ветряк совмещен с солнечными батареями или другими генераторами (бензиновыми, дизельными), в схему добавляется автоматический выключатель (АВР). Когда основной источник тока выключается, резервный источник тока становится активным.
Для получения максимальной мощности ветрогенераторы следует размещать по направлению потока ветра. Простая система реализует принцип флюгера. Для этого прикрепите вертикальную лопасть к противоположному концу генератора и вращайте ее навстречу ветру.
Более мощная техника имеет вращающийся электродвигатель, управляемый датчиком направления.
Основные виды ветрогенераторов и их особенности
Существует два типа ветрогенераторов:
- С горизонтальным ротором.
- С вертикальным ротором.
Первый тип является наиболее распространенным. Характеризуется высоким КПД (40-50%), но за счет повышенного уровня шума и вибрации. Кроме того, для его установки требуется большое открытое пространство (100 метров) или высокая мачта (более 6 метров).
Генераторы с вертикальными роторами менее энергоэффективны (КПД почти треть от КПД горизонтальных роторов).
к преимуществам можно отнести простоту установки и надежную конструкцию. Низкий уровень шума также дает возможность устанавливать вертикальные генераторы на крыше дома или на земле. Этим объектам не страшны ни гололед, ни ураганы. ВЭУ запускаются при слабом ветре (1,0-2,0 м/с), а горизонтальные ВЭУ требуют воздушного потока умеренной силы (3,5 м/с и более). Вертикальные ветрогенераторы бывают самых разных форм крыльчаток (роторов.
роторное колесо вертикальной ветряной турбины
благодаря низкой частоте вращения ротора (до 200 об/мин) механический ресурс таких установок значительно превышает ресурс горизонтальных ВЭУ.
Как рассчитать и подобрать ветрогенератор?
Ветер – это не природный газ, перекачиваемый по трубам, или электричество, бесперебойно поступающее в ваш дом по линиям электропередачи. Он капризен и капризен. Сегодня ураган сносит крыши и ломает деревья, а завтра будет полный штиль. Поэтому, прежде чем покупать или строить собственную ветряную мельницу, следует оценить потенциал воздушной энергетики вашего региона. Для этого необходимо определить среднегодовую мощность ветра. Это значение можно найти в Интернете по запросу.
Получив такую таблицу, находим площадь нашего проживания, смотрим на интенсивность ее цвета и сравниваем со шкалой оценок. Если среднегодовая скорость ветра менее 4,0 метров в секунду, устанавливать ветряк нет смысла. Он не дает необходимого количества энергии.
Если мощности ветра достаточно для установки ветряной электростанции, можно переходить к следующему шагу, выбирая мощность генератора.
если речь идет об автономном энергоснабжении дома, то учитывается среднестатистическое потребление электроэнергии одной семьей. Она колеблется от 100 до 300 кВтч в месяц. В районах с низким годовым ветроэнергетическим потенциалом (5-8 м/с) такое количество электроэнергии могут вырабатывать ветряные турбины мощностью 2-3 кВт. Следует отметить, что зимой средняя скорость ветра выше, поэтому выработка энергии в этот период выше, чем летом.
Выбор ветрогенератора. Ориентировочные цены
При сравнении вариантов рекомендуем обратить внимание не только на качественное оборудование китайского производства, но и на ветрогенераторы российского производства. Он существенно дешевле своего европейского аналога.
цена вертикальных домашних ветрогенераторов мощностью 1,5-2,0 кВт колеблется от 90 000 до 110 000 рублей. В данный ценовой пакет не входит мачта и дополнительное оборудование (контроллер, инвертор, кабели, аккумуляторы), только генератор с лопастями. Стоимость полной электростанции с монтажом на 40-60% выше%.
стоимость более мощных ветряков (3-5 кВт) колеблется от 350 000 до 450 000 рублей (с учетом дополнительного оборудования и монтажных работ).
Ветряк своими руками. Забава или реальная экономия?
Скажем сразу, сделать полноценный и эффективный ветрогенератор своими руками непросто. Правильный расчет выбора подходящего для ветряка генератора, механизма передачи, мощности и скорости – это отдельная тема. Мы предлагаем лишь краткие рекомендации по основным этапам этого процесса.
Генератор
Автомобильные генераторы и электродвигатели стиральных машин с прямым приводом для этой цели не подходят. Хотя ветряные мельницы могут генерировать энергию, она незначительна. Для эффективной работы частным генераторам требуются очень высокие скорости, которых не могут достичь ветряные мельницы.
Есть еще одна проблема с мотором стиральной машины. Существуют ферритовые магниты, но для ветрогенераторов нужно что-то более эффективное — неодимовые магниты. Процесс самостоятельной установки и намотки токоведущих обмоток требует терпения и высокой точности.
Мощность устройства, собранного своими руками, как правило, не превышает 100-200 Вт.
В последнее время среди любителей DIY стали популярны мотор-колеса для велосипедов и самокатов. С точки зрения ветроэнергетики, это мощные неодимовые генераторы, идеально подходящие для работы вертикальных ветряных турбин и зарядки аккумуляторов. Из такого генератора можно извлечь до 1 кВт энергии ветра.
Мотор-колеса – готовые генераторы для самодельных ветряных электростанций
Винт
Самыми простыми в изготовлении являются парусные и роторные гребные винты. Первый состоит из легкой изогнутой трубки, прикрепленной к центральной пластине. Через каждую трубку протягивается лопасть из прочной ткани. Из-за большой парусности винтов лопасти должны быть шарнирно закреплены, чтобы предотвратить их разрушение и деформацию во время урагана.
Парусный пропеллер ветряной турбины
Вращающиеся конструкции ветряков используются для вертикальных генераторов. Он прост в изготовлении и надежен в эксплуатации.
самодельный ветрогенератор с горизонтальной осью вращения приводится в движение пропеллером. Собирается домашними мастерами из труб ПВХ диаметром 160-250 мм. Лопасти прикреплены к круглой стальной пластине с отверстиями для крепления вала генератора.
Состав лезвия пластиковой трубы
