Ветряные генераторы – экологические изобретения

Использование ветряного генератора для дома: преимущества и недостатки ветровой электростанции, цена готовых решений

В последнее время проблема обеспечения электроэнергией становится действительно актуальной. Ученые всего мира прилагают усилия для решения задачи. Благодаря разработкам сегодня активно используются генераторы, вырабатывающие электрический ток, достаточный для дома. Особо мощные установки могут обеспечить электроэнергией большой коттедж и даже предприятие.

Принцип работы

Домашний ветряк отличается простотой конструкции. Так, на металлической мачте установлен хвостовик с несколькими лопастями, при вращении которых осуществляется включение ротора, что приводит к выработке тока.

Он подается на батареи, снабжающие жилье электричеством при отсутствии ветра. Предварительно ток пропускается через преобразователь, что делает его не переменным, а постоянным. Электричество поступает в инвертор, где напряжение становится 220 В.

Благодаря наличию аккумуляторных батарей ветряк питает жилище даже при слабом ветре или полном штиле.

Принцип работы ветряного генератора соответствует принципу работы автомобиля. Разница состоит лишь в том, что в последнем случае ротор вращает колеса.

Следует отметить, что для современных ветровых генераторов сильный ветер не нужен. Работа ветряка стала возможной благодаря наличию соответствующих металлов. Такая конструкция обеспечивает дом электроэнергией, даже если скорость ветра составляет всего 4 м/с.

Преимущества ветровых электростанций

Ветряки для дома пользуются огромной популярностью. Цена подобной не слишком мощной установки составляет примерно 2 тыс. долларов, однако вы будете экономить на электричестве в течение всей жизни. Естественно, это не единственное преимущество ветровой электростанции.

  • Подобная конструкция считается наиболее экологически чистой. Соответственно, во время ее эксплуатации выброс ядовитых паров в атмосферу не производится. Более того, нет никакого вреда для окружающей среды.
  • Домашние ветряные генераторы не нуждаются в топливе. Чтобы осуществлялась выработка электроэнергии, достаточно порывов ветра.
  • Такие электростанции считаются долговечными, поскольку для их производства используются только современные материалы, не подвергающиеся коррозии.
  • Отдельно стоит упомянуть простоту установки ветрогенератора, ведь это можно сделать самостоятельно, используя подходящие генераторы и несколько аккумуляторных батарей. Нужно помнить о том, что самодельные изделия могут работать хуже, чем заводские электростанции. Соответственно, очень важно подобрать генератор с определенными техническими параметрами, который действительно сможет обеспечить дом электроэнергией.
  • Еще одно преимущество ветровых электростанций – это высокий КПД. Естественно, ветрогенераторы не являются вечными двигателями, но они близки к этому понятию. Так, для получения тока дополнительные затраты не нужны.
  • Современные модели ветрогенераторов значительно превосходят своих предшественников. При их функционировании нет ощутимой вибрации или сильного шума. Несмотря на огромный размах лопастей, колебаний практически нет.
  • При установке простого ветряного генератора не нужно получать соответствующее разрешение. Естественно, это касается лишь бытовых устройств, у которых мачта невысокая, а размах лопастей средний.

Недостатки ветряных электростанций

Изучив преимущества подобных устройств, многие люди задаются вопросом, почему электростанции не установлены повсеместно. Естественно, это объясняется рядом важных недостатков.

  • Главный минус – отсутствие гарантии выработки необходимого количества электроэнергии, чтобы отопить жилье зимой. Наверняка решить эту проблему можно, установив несколько ветрогенераторов либо одну действительно мощную конструкцию, однако это обойдется довольно дорого, что в итоге окажется невыгодно.
  • Другой недостаток касается необходимости наличия большой площади. Если речь идет о коттедже, который стоит на участке размером в 30–50 соток, то это не проблема. На скромном дачном участке поставить ветрогенератор сможет не каждый. Более того, считается, что устанавливать конструкцию можно минимум в 20 м от ближайшей постройки. В противном случае из-за электромагнитного поля домашние приборы будут плохо работать.
  • Распространение ветряков сдерживается их ценой. Подобное изделие средней производительности обойдется в 5–10 тыс. долларов. Стоимость самых дешевых разновидностей начинается с 1–2 тыс. Естественно, качественная электростанция этого стоит, а значит, такая цена не должна смущать.

Применение ветрогенераторов

Подобные установки отличаются по своей мощности. Соответственно, они способны обеспечить электроэнергией один небольшой дом либо целый поселок.

Стоит отметить, что ветровые генераторы устанавливаются не только для того, чтобы питать жилище энергией, но и для экономии.

Другими словами, люди используют электроэнергию из общей сети и ту, которая вырабатывается ветрогенератором.

Если говорить об установке конструкции, то согласно требованиям безопасности ветрогенератор мачтового типа монтируют на приличном расстоянии от жилища. Сегодня в продаже встречаются мини-генераторы с незначительной мощностью. Такую конструкцию можно поставить на крышу жилища.

Разновидности ветряных электростанций

  • Домашние генераторы бывают двух- или трехлопастными. Количество лопастей не оказывает непосредственное влияние на КПД или общее качество работы электростанции. Если у конструкции много лопастей, то генератор будет быстрее крутиться, но в результате из-за количества оборотов лопасти станут преградой для воздушного потока, а значит, быстрее они не разгонятся.
  • Генераторы делятся на несколько видов в зависимости от материала лопастей. У некоторых моделей эта деталь довольно жесткая, а у других парусная.
  • Существует еще одна классификация, согласно которой электроустановки могут быть горизонтальными и вертикальными. Первый вариант встречается довольно часто, хотя второй более устойчив к негативным внешним факторам и коррозии.

Выбор ветрогенератора

При выборе подобной конструкции необходимо обратить внимание на 3 важных фактора:

  • средняя скорость ветра;
  • средний уровень потребления электроэнергии в течение месяца;
  • пиковая нагрузка.

Специалисты напоминают, что чем выше мачта, тем меньше необходимая скорость ветра для раскрутки вертушки. Соответственно, цена на такую конструкцию будет очень высокой.

Оптимальная высота должна превышать самую высокую постройку, расположенную в радиусе 100 м, примерно на 10 м.

Посчитать среднее потребление электроэнергии за месяц можно самостоятельно. Для этого достаточно подготовить таблицу, указав там электроприборы с их энергоемкостью и временем работы.

Действительно ли ветрогенератор выгоден?

Многие люди говорят о том, что в случае, когда средняя скорость ветра составляет 4 м/с, электроэнергия, полученная посредством ветряного генератора, будет довольно дорогой. Чтобы убедиться в этом или опровергнуть, необходимо посчитать выработку оборудования за год и 20 лет.

При этом нужно учесть, что стоимость ветрогенератора составляет минимум 150 тыс. рублей. Соответственно, использование ветряка будет действительно оправданным при отсутствии сетевой электроэнергии.

Если жилище подключено к сети, ставить мощную электростанцию с целью экономии не следует.

Если электроэнергия не была подведена, а средняя скорость ветра превышает 4–5 м/с, следует задуматься об установке ветрогенератора.

Особенно это актуально при учете постоянного увеличения цены на электроэнергию. При желании можно объединиться с соседями и приобрести действительно мощную электростанцию.

В таком случае стоимость установки будет не слишком высокой, и вы действительно обеспечите жилье электроэнергией.

Люди с древних времен использовали энергию ветра. Так и сегодня для получения электроэнергии применяются специальные ветряные установки. Подобные электростанции особенно эффективны в тех областях, где постоянно наблюдается сильный ветер.

Источник: https://elektro.guru/elektrooborudovanie/avtonomnoe-elektrichestvo/vetryanoy-generator-dlya-doma-preimuschestva-i-cena.html

Изобретен эффективный ветрогенератор

Ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) разработали горизонтальный ветрогенератор, который может быть в 10 раз мощнее традиционных ветряков. Особенность разработки — не только в выборе места установки генератора — на воде, но и в горизонтальном способе его размещения: авторы изобретения предложили положить ротор на воду.

Главная проблема всей современной ветроэнергетики — это ее себестоимость, которая не конкурентоспособна с традиционными источниками энергии — гидро-, тепло- и атомными электростанциями. Эта задача решается увеличением мощности ветрогенераторов.

Предел мощности разрабатываемых в Европе классических конструкций, напоминающих ветряные мельницы — около 10 МВт. Разработка ДВФУ позволяет повысить эффективность ветрогенераторов в разы за счет более высокой мощности установки.

Стоимость полученной электроэнергии при этом снизится в 2−3 раза.

Ученые спроектировали уникальные ветроэнергетические морские установки с вертикальной осью вращения.

Они представляют собой крупногабаритные конструкции, у которых в центре над водой находится невысокая башня, а вокруг медленно вращается ротор с лопастями. Энергия передается через тяги на центральную ступицу, связанную с генератором.

Вся ветроустановка держится на поверхности воды на понтоне. Горизонтальную стабильность конструкции обеспечивают якоря на морском дне.

«Это как свернутая в кольцо вереница яхт, где лопасти — это паруса.

Для нашей установки не существует технологических ограничений, чтобы создать ветрогенератор мощностью, к примеру, в 100 МВт (сейчас максимальная равна 8).

Диаметр типовой установки (10 МВт), как мы рассчитываем, составит около 200 метров, а размах лопастей около 40», — рассказал Виктор Чебоксаров, к.т.н., доцент кафедры технологий промышленного производства ДВФУ.

Одна такая установка могла бы обеспечить электроэнергией порядка 5000 домов. Изобретение подойдет для снабжения отдаленных прибрежных поселков, например в Магаданской области, на Курильских островах, Сахалине или Камчатке. Кроме того, особенность предложенной технологии решает проблему транспортировку — ветроэнергетическую установку можно буксировать по воде.

Проект сейчас находится в стадии научно-исследовательских разработок, над отдельными элементами ветроустановки проводятся опытно-конструкторские работы. В рамках проекта разработки ветряных и водяных турбин уже получено 17 патентов в России.

Подана заявка на международный патент, которая проходит сейчас экспертизу в нескольких странах мира.

По словам ученых, при появлении дополнительных инвесторов демонстрационно-экспериментальная установка (мощностью порядка 200−500 КВт) может быть создана примерно через 3 года.

По сообщению пресс-службы ДВФУ

Источник: https://www.PopMech.ru/made-in-russia/15745-izobreten-effektivnyy-vetrogenerator/

Ветряк, способный получать воду из воздуха

Общеизвестен тот факт, что при охлаждении воздуха находящийся в нем водяной пар превращается в жидкость – конденсат. Французский изобретатель и по совместительству основатель компании Eole, Марк Парент, решил обратиться к этому известному с давних пор физическому эффекту при создании уникальной ветряной турбины.

Конструктивные особенности разработанного изобретателем ветряка позволят помимо основной функции – генерация электрической энергии, реализовывать и дополнительную – сбор пресной воды из атмосферы.

Настоящая модель ветряной турбины является результатом многолетней работы и разносторонних исследований в этой области.

Не так давно турбина автора Eolwater была запущена в пустынной местности эмирата Абу Даби, где она поставляет около пятисот – восьмисот литров свежей воды в сутки, извлекая ее из сухого пустынного воздуха. И одновременно с этим получает электрический ток из энергии ветра.

Изобретатель также отметил, что ветряные турбины типа Eolewater могут быть с успехом применены не только в пустынной местности.

Полная автономность делает возможным их применение в удаленных от очагов цивилизации регионах, где создание полноценной инфраструктуры энергоснабжения и водоснабжения не представляется возможным либо экономически нецелесообразно.

Турбины этого типа могут с успехом быть установлены в районах стихийных бедствий, на островах и так далее.

В ветряке Eolewater применяет водно-конденсаторная система пятого поколения – WMS1000, которая размещается в гондоле ветряной турбины, длина которой составляет шесть метров, а ширина два метра.

Сама гондола размещается в двадцати четырех метрах от поверхности земли и несет на себе ротор диаметром тринадцать метров.

Ветродвигатель обладает мощностью в 30 кВт и минимальная скорость ветра, необходимая для его запуска, составляет двадцать четыре километра в час.

Читайте также:  Природа в поэзии м. ю. лермонтова

По словам изобретателя, в земной атмосфере сконцентрировано колоссальное количество влаги, причем не только на увлажненных территориях, но и в пустыне Сахара, ведь относительная влажность там составляет двадцать пять процентов.

Часть производимой ветряной установкой энергии используется для питания интегрированного устройства для охлаждения воздуха, в котором и происходит сбор конденсата. Собранная вода подвергается фильтрованию и направляется в специальный резервуар, выполненный из нержавеющей стали, для хранения.

Расчетный срок службы одной такой турбины при условии соблюдения планового технического обслуживания составляет тридцать лет.

Для повышения эффективности установки компании Eole также интегрирует в установку фотоэлектрические элементы.{odnaknopka}

Источник: http://energycraft.org/vetroenergetika/vetrak-sposobnyj-poluat-vodu-iz-vozduha.html

В россии изобрели безопасный ветрогенератор

Российская компания AeroGlobe разработала круглый ветрогенератор, который не создает инфразвуковых колебаний, отрицательно влияющих на человека и природу. Прототип устройства представили на Startup Village 2018 в «Сколково».

Небольшой, но безопасный для человека

AeroGlobe создала компания ООО «Аэроглоуб», 90% которой у Максима Коробова, а 10% – у Юрия Криулина (данные сервиса Контур.Фокус).

Прототип ветряка, представленный в «Сколково», помогла изготовить компания «Инновакс», которая входит в нижегородскую «Икс Групп». Диаметр рабочего колеса ветряка AeroGlobe – 1 м, на скорости 10 м/сек он вырабатывает 700 ватт.

Что интересно, устройство изготовлено на 3D-принтере.

Существующие в мире ветрогенераторы – с горизонтальной осью вращения, как обычные ветряные мельницы; они крепятся на башнях и бывают трех-, четырех-, пятилопастные. Их часто можно увидеть в Испании, Германии, Нидерландах и других странах, где развита зеленая энергетика.

Россия пока к числу таких стран не относится: у нас не существует рынка для продажи возобновляемых источников энергии. У AeroGlobe – иная конструкция, лопасти располагаются параллельно земле, а ось вращения вертикальна.

Горизонтальные ветрогенераторы мощнее AeroGlobe: так, мощность энергоустановки Enercon E-126 производства немецкой компании Enercon составляет 7,58 МВт. Но такие ветряки вырабатывают инфразвуковые колебания, которые плохо влияют на психику человека, отпугивают птиц, и в городах их устанавливать запрещено.

Ветрогенератор AeroGlobe менее мощный: у него вместо лопастей небольшие лопатки, они защищены сферической конструкцией. Так ветряк не издает шума, поэтому его можно ставить около дома.

Туда, где очень сильный ветер

На Курильских островах скорость ветра достигает 40 м/сек, AeroGlobe может работать и на скорости в 60 м/сек, то есть практически при урагане. Но такая высокая скорость ветра бывает крайне редко.

AeroGlobe может заменить дизельную энергоустановку, которая применяется в экспедициях, при выездах на Дальний Восток и Север. Но чтобы обеспечить электроэнергией  даже  частный дом,  мощности AeroGlobe мало.

  На скорости 3 м/сек устройство вырабатывает 200 ватт, которые могут обеспечить энергией 20 светодиодных лампочек по 10 ватт, – этого хватит, чтобы хорошо осветить 4-хкомнатную квартиру.

Но если использовать литий-ионные аккумуляторы компании WATTS Battery, которые выдают энергию в 1,3 кВт, то этого достаточно, чтобы обеспечить электроэнергией даже небольшой частный дом с электроприборами. А ветряк AeroGlobe будет постоянно заряжать этот аккумулятор.

Заказчиками ветрогенератора AeroGlobe является ООО «Институт вулканологии и геодинамики» из Южно-Сахалинска, который организует экспедиции на Курильские острова, а также занимается производством концентрата рения и редких металлов из вулканического газа.

Здесь существует единственное разведанное в мире месторождения рения – металла, необходимого для производства самолетов и космических ракет. Учредителями ООО «Институт вулканологии и геодинамики» являются Максим Коробов (75%) и ООО «Институт вулканологии» (25%), по данным Контур.Фокус.

Руководит институтом академик РАЕН Генрих Штейнберг. Таким образом, разработчик и заказчик в AeroGlobe контролируются одним лицом.

Ветряк с солнечными панелями

Этим летом будет закончено тестирование ветрогенератора AeroGlobe, и компания начнет завоевывать рынки. У ветряка AeroGlobe – довольно большая поверхность; в компании намерены покрыть ее гибкими солнечными панелями, что в совокупности увеличит мощность устройства.

В планах – увеличение мощности ветрогенератора до одного мегаватта в будущем (и до 15 кВт к концу года). Цена генератора пока не определена, на рынке цены на них падают. Аналоги мощностью от нескольких киловатт стоят от 500 тыс. руб.

AeroGlobe пока ориентируется на цену 2-киловаттной установки в размере от $10 тысяч. Объем инвестиций не раскрывается.

Ветрогенераторов с вертикальной осью вращения на российском рынке нет.

Похожие на ветрогенераторы AeroGlobe разработала российская компания AeroGreen, главным конструктором которой является Юрий Криулин, он же соучредитель ООО «Аэроглоуб».

В настоящее время, как сказано на сайте компании, AeroGreen ищет стратегического инвестора. В основном в мире производятся (немецкими и китайскими компаниями) мощные горизонтальные ветрогенераторы с 3-5 лопастями.

Источник: https://www.if24.ru/v-rossii-izobreli-bezopasnyj-vetrogenerator/

Самые удивительные проекты ветрогенераторов в мире (часть 1)

ПодробностиОпубликовано 24.09.2014 01:28

Ветровые турбины плавают в воздухе, некоторые вращаются горизонтально, другие вертикально.

Некоторые из них легче чем воздух, а другие величественно интегрированы в небоскреб зданий. Разнообразие конструкций ветровых турбин вокруг нас просто захватывает дух.

Везде, где дует ветер, может быть установлен ветрогенератор с уникальной конструкцией, который будет генерировать электроэнергию.

С конструкцией традиционной ветряной турбины можно ознакомится здесь.

Ниже представлена подборка фотографий самых зрелищных и действительно амбициозных проектов ветровых турбин третьего тысячелетия.

MagLev – ветротурбина на магнитной подвеске

 MadLev является ветрогенератором на магнитной подвеске, который может генерировать один гигаватт мощности (достаточно для питания 750000 домов) и обеспечивать чистую энергию по цене одного цента за киловатт-час.

 Магнитная левитация является очень эффективным методом захвата энергии ветра. Лопасти турбины подвешены на воздушной подушке, а энергия направлена к линейным генераторам с минимальными потерями.

Большое преимуществом магнитной подвески в том, что это снижает затраты на обслуживание и повышает срок службы генератора. Производитель утверждает, что он требует меньше земельного пространства, чем сотни обычных турбин.

  Ветрогенератор MagLev был изобретен Эдом Мазуром в 1981 году. Есть уже несколько MagLev ветряных турбин в в Китае.

M.A.R.S

M.A.R.S является интересным устройством, которое способно использовать энергию ветра (в значительной степени как ветряная мельница) для выработки электроэнергии. Электроэнергия передается на землю по проводу на стальном тросе.

Поскольку М.A.R.S наполняется гелием, он способен летать гораздо выше, чем расположены другие ветровые турбины, чтобы получить доступ к более высоким скоростям ветра. Производство аппарата, мощностью 4,0 кВт уже началось.

Винтовая ветротурбина

Спиральные структурированные ветряные турбины – современная технология ветряных мельниц. Эти удивительные устройства заменят привычные длинные лопасти. Новые ветряные мельницы работают так же, как  и старые, но имеют уникальную конструкцию, которая поможет эффективней преобразовывать энергию ветра.

 LoopWing

LoopWing –  экспериментальный ветрогенератор, разработанный в Японии. Впервые представлен на выставке в 2006 году. Модель Е1500 работает с низким уровнем вибрации, при скорости ветра 16 м/c.

Городские турбины – “Тихая революция”

Многие люди думают, ветряные турбины портят ландшафт.  Обычные турбины лучше всего подходят для широких открытых пространств, где есть много ветра. Турбины на вертикальной оси, винтовой конструкции, гораздо лучше подходят для городских условий.

Британская компания подала заявку на разрешение планировочных работ, чтобы построить одну из ветротурбин возле Букингемского дворца.

Турбина “Тихая революция” имеет 5-метровые лопасти, которые могут генерировать 10 кВт-часов энергии, при скорости ветра всего 5,8 метра в секунду. Встроенные светодиоды в каждой S-образных лезвий используются для создания изображений, когда турбина вращается.

Медуза

При высоте всего 36 см, медузы могут генерировать около 40 киловатт-часов в месяц.

Медуза состоит из следующих частей:

Вертикальная ось ветровой турбины

Контроллер

Асинхронный генератор с регулируемой скоростью

Медузы могут работать в самых отдаленных районах, сократив затраты на строительство дорогостоящих линий электропередач. Хотя в использовании микро ветряков нет ничего нового, цена в 400 долларов и простота дизайна делают медузы перспективными.

Шоссейные турбины

Это новый способ захвата части энергии, затрачиваемой транспортными средствами, которые движутся на высоких скоростях по магистралям.  Проект разработан в университете штата Аризона.  Движение транспортных средств, особенно грузовиков, будут вызывать турбулентность воздуха, поток которого будет приводить в движения турбины.

Анализ показывает, что при скорости движения транспортного средства в 110 км в час каждая турбина может производить 9600 кВт-ч в год.

Эти ветряные турбины имеют бесшумную конструкцию. Во многих населенных пунктах имеется достаточно постоянное движение, чтобы поддерживать устойчивый поток воздуха большую часть дня.

Broadstar AeroCam

 Конструкция устройства разработана авиационным инженером Жоржем Жан Мари Дарье (1888-1979), который изобрел ветровую турбину, способную работать с любого направления и при любых погодных условиях. Машины Дарье, как правило, имеют вертикальную ось, в то время как дизайн AeroCam имеет горизонтальную ось с несколькими лезвиями, придающие ему внешний вид водяного колеса.

Главным нововведением является способность автоматически и интерактивно настроить высоту или угол атаки аэродинамических лопаток, тем самым оптимизируя его производительность, как птицы меняет форму своего крыла в полете.

 Продолжение статьи здесь.

Источник: http://myelectro.com.ua/95-vetroenergetika/148-1

Ветрянные электростанции – альтернатива топливу

Использовать силу ветра в своих интересах человечество научилось давно. Если на заре прогресса люди не имели представления о массовом перемещении воздуха по земной поверхности, то использовать силу ветра в качестве тягловой силы научились сразу же с появлением первых кораблей. Логичным продолжением дела использования ветра на благо человека стали ветряные мельницы.

Следующий виток заинтересованности в контроле над воздушными массами и приспособлении их к служению человеку произошел на стыке XIX и XX веков.

Тогда появился инструмент, преобразующий силу ветра в энергию, то есть ветряная электростанция. Как и во все времена, поводом к ее созданию послужило стремление экономить.

В данном случае традиционные топливные ресурсы, которые, оставаясь популярными, постоянно росли в цене.

С расцветом промышленности ветряные мельницы постоянно модифицировались и к XXI веку приобрели тот узнаваемый вид, который безошибочно отличит от прочих агрегатов даже ребенок.

Но узнать что-либо по внешнему виду – это одно, а понять, как это работает, – совсем другое. Восполним этот пробел.

Принцип действия ветряной электростанции

Ветряная электростанция, или инвертор, имеет принцип действия, идентичный с другими ветровыми установками: сила ветра вращаетлопасти ветряного колеса, которое передает крутящий момент на вал генератора посредством системы передач.

В зависимости от конструкции энергия ветра передается также на электрогенератор или водяной насос.

Знакомый с основами физики человек без труда сообразит, что количество вырабатываемой энергии прямо пропорционально величине диаметра ветрового колеса и размеру его лопастей.

Читайте также:  Как правильно писать эссе?

Чем больше ветра одновременно будет воздействовать на лопасть, тем сильнее происходит отдача в виде электроэнергии.

Одними размерами решение вопроса получения максимальной отдачи не ограничивается. Воздушные потоки на разной высоте ведут себя неодинаково. Вблизи земли их сила снижается, и скорость замедляется из-за с ландшафта, тормозящего перемещение ветра. Чем выше находится ветряное колесо, тем мощнее поток воздуха, попадающий на него.

Конструкция ветровых электростанций

Ошибочно было бы полагать, что внешне инвертор выглядит исключительно как ветряная мельница на менее обширном основании. В настоящее время различают три основных типа конструкции ВЭС:

  1. пропеллерные. Вращающийся вал в данном случае расположен горизонтально относительно направления ветра. Лопасть-стабилизатор с обратной стороны ветрового колеса позволяет всей конструкции перемещать его по направлению ветра. Самый экономичный из всех разновидностей ВЭС. Скорость вращения таких агрегатов обратно пропорциональна количеству лопастей, поэтому оптимальное их число – три штуки. Имеют самый высокий КПД (0,48) энергии ветра;
  2. барабанные;
  3. карусельные.

В обоих случаях вал, вращающий лопасти, расположен вертикально. Данный тип инверторов монтируется в местах, где направление ветра не имеет большого значения (например, в горах).

У таких электростанций вращающий момент существенно выше пропеллерных. КПД колеблется в диапазоне от 0,10 до 0,15.

Массовое применение инверторов в настоящее время является панацеей сразу от нескольких современных болезней цивилизации (о них чуть ниже). В то же время работа ветряных электростанций зависит от множества факторов, на которые человек повлиять не в состоянии.

Проблемы, связанные с работой ветровых электростанций

Главная проблема – нерегулярность работы поставщика энергии, то есть самого ветра.

Ветряные электростанции напрямую зависят от этого фактора, и работа узлов, получающих электроэнергию подобным способом, не может быть непрерывной.

Положение усугубляется еще и тем, что сила ветра может служить как на пользу, так и во вред – нарастание силы ветра способно вывести инверторы из строя.

Вывод можно сделать только один: за достижение колоссального экономического эффекта от использования воздушных потоков человечество платит зависимостью от их капризов, труднопрогнозируемых и совершенно непредсказуемых по времени.

Напрашивается вопрос о целесообразности их использования и монтажа вообще. Зачем людям такой недобросовестный и непунктуальный помощник, к тому же еще и дикий? Ответ заключен в истории цивилизации, которая уже давно просчитала все.

Выгоды и недостатки ветряных электростанций

Достоинства ВЭС

  • Простота конструкции.Несложный по строению агрегат способен эксплуатироваться людьми без специального образования. Принцип действия понятен всем освоившим курс физики на уровне школы. Вопросов по работе не возникнет.
  • Возобновляемость (неиссякаемость) источника энергии.Получение электроэнергии посредством использования био- или синтетического топлива зависит от наличия этого самого топлива. Малейшие перебои с поставками делают все ТЭЦ бесполезными. Ветер же повсеместно и постоянно напоминает о своем присутствии. Он исчезнет только вместе с воздухом.
  • Экономичность.Получение электроэнергии подобным способом является наглядным пособием мечты каждого бизнесмена – получение максимальной прибыли с минимальными вложениями. Мощность одной ВЭС колеблется в диапазоне от 10 до 1000 Вт и эти параметры зависят только от делового чутья ее собственника.
  • Безальтернативность в особенных случаях.Районов, не освоенных человеком, на планете практически не осталось, чего нельзя сказать о снабжении этих мест всем необходимым (в первую очередь – энергией). Труднопроходимые горные участки, тайга, Заполярье или пустыня – всюду доставка электроэнергии обычными способами растянется на месяцы, если не годы. Наличие ветряных электростанций решает эту проблему раз и навсегда.
  • Экологичность.Любое производство, основанное на переработке топлива в энергию, выбрасывает в атмосферу огромные объемы вредных здоровью примесей. Бичом нашей планеты на протяжении многих лет является возникновение парниковых зон, уничтожающих все живое. Инверторы же не ухудшают экологию и способствуют поддержанию климата и здоровья человека.
  • Доступность.Ветер дует везде. Он может иметь разные величины значения относительно уровня моря или иных параметров. Но одно остается неизменным — он есть.
  • Компактность.Инверторы имеют небольшой вес. Их легко транспортировать и монтировать как вдали от цивилизации, так и буквально среди урбанистических центров крупнейших мегаполисов, где идет яростная борьба за каждый свободный квадратный метр площади.
  • Независимость внешняя и внутренняя.Как бы смешно ни звучало на первый взгляд, наличие развитой сети ветряных электростанций служит снижению зависимости небольших государств от монополистов нефтегазового рынка. Если спроецировать ситуацию на меньший масштаб, то при эксплуатации ВЭС для собственных бытовых нужд хозяин такой ветроустановки менее подвержен риску изменения своего бюджета из-за роста цен на топливо.

Недостатки ВЭС

Недостатки ветровых электростанций носят больше субъективный, нежели объективный характер, тем не менее их нужно учитывать вкаждом конкретном случае монтажа установок.

  • Зависимость от ветра.Ветер иногда может отсутствовать, или его сила будет недостаточна. Это приведет к полной остановке подачи электричества и к связанным с этим проблемам.
  • Стартовая стоимость.Оборудование ВЭС стоит денег, и одномоментная перестройка хозяйства под получение электричества из воздуха затратна. Помимо самих станций, требуются накопители энергии – аккумуляторы, которые имеют ограниченный срок эксплуатации.
  • Шум вблизи жилых объектов.Шум присутствует вблизи домов, но он создает дискомфорт только в случае одновременной работы большого количества ВЭС. В основном шумят мощные электростанции.
  • Изменение природного ландшафта.С точки зрения эстетики, конечно, обилие мачт с вращающимися лопастями не добавляет красоты окружающей природе. Вопрос в том, что внешне уродует природу сильнее.
  • Радио- и телепомехи.Случаи препятствий работе теле- и радиоприемников зафиксированы, их статистика постоянно изучается.
  • Большие площади.Если установка компактных ВЭС выгодна в городе, полностью заменить биотопливо в сельской местности возможно лишь в случае массового использования инверторов. Для этого необходима их установка в больших количествах, что приводит к использованию больших площадей.

Как видно из предоставленной информации, существенных достоинств ветровые электростанции имеют гораздо больше, чем недостатков. Взвесив все, произведя все необходимые расчеты и убедившись в необходимости использования ВЭС, задаешься вопросом, где же взять эти самые ветроустановки.

Производители ветряных электростанций

Основные игроки на этом рынке из Европы. Это Германия (Repower, Siemens, Nordex, Enercon – эта компания занимает второе место в мире), Дания (Vestas – мировой лидер рынка), Испания (Ecotechnia, Gamesa).

В число мировых лидеров также входят США (GeneralElectric) Япония (Mitsubishi), Индия (Suzlon).

Все эти компании производят оборудование, имеющее мощность от 0,5 до 6 000 кВт.

В России одними из крупных частных производителей ВЭС являются ООО «Ветро Свет», ООО «Сапсан-Энергия», «ЛМВ Ветроэнергетика», ООО «СКБ Искра», ООО «ЭнерджиВинд» и др. Также их производство ведется и на промышленных мощностях предприятий ВПК.

География применения ветряных электростанций

Как и среди производителей, лидер по строительству ВЭС – Германия. Европа вообще переживает бум строительства ветроустановок, их числорастет в скандинавских странах и Греции.

В Азии наибольший практический интерес испытывается со стороны Китая. Программа строительства предусматривает обязательный монтаж таких установок при возведении новых зданий.

Северная и Южная Америка повсеместно использует энергию ветра на протяжении десятилетий и в сфере фермерского хозяйства активно вытесняет традиционные виды получения электричества. В США сосредоточена пятая часть всей энергии мира, получаемой из ветра.

В последние годы Россия активно включилась в процесс сооружения ВЭС, и на сегодняшний момент можно говорить о запуске таких заслуживающих внимания объектов, как:

  • Тюлкильды (Башкортостан).
  • Калмыцкая ВЭС (Калмыкия).
  • Зеленоградская ВЭУ (Калининградская область).
  • Крым. На Крымском полуострове находятся 5 (3 из них – крупнейшие в стране) ВЭС.
  • Достойны упоминания ВЭС, установленные в Мурманске и Республике Саха.

Выводы, полученные на основании обработки данных, позволяют прогнозировать активный рост использования ВЭС в нашей стране.

Тенденция последних лет по наращиванию мощностей ВЭС неопровержимо наводит на следующие выводы: энергия ветра будет востребована в еще большем объеме, и к этому нужно быть готовым заранее.

Именно поэтому страны мира тратят все больше бюджетных средств. Вложение денег в эту отрасль – гарантия того, что в мире не остановится производство, когда иссякнут природные ресурсы. При использовании ВЕУ отсутствует загрязнение биосферы продуктами распада, что очень важно.

К этому надо быть готовым сейчас. Что и поняло человечество.

Источник: http://greenologia.ru/eko-zhizn/texnologii/vetrjanye-jelektrostancii.html

Ветряные электростанции для дома – обзор цен на популярные модели

Ветряные электростанции — это наиболее альтернативный вариант экономии электрической энергии на сегодняшний день.

Очень часто, такие установки можно встретить на дачных участках.

Люди используют их в тех местах, где загородные участки удалены от основных электрических сетей. Но это не единственная причина. Большинство людей используют ветроэлектростанции в целях экономии и автономности.

Ветряные электростанции имеют свои особенности, которые необходимо знать потенциальным покупателям, иак как от их компетентности зависит продуктивность работы ветрогенератора.

Главный стимул приобретения ветряного генератора — это, несомненно, его целесообразность. Одним из главных критериев при достижении данной цели являются требования к ветру.

Известно, что среднегодовая скорость ветра около 4.0-4.5 м/с.

, этого показателя более чем достаточно для того, чтобы домашняя ветряная электростанция была выгодна в использовании, то есть давала возможность экономить электроэнергию.

Для того, чтобы оценить скорость ветра в вашем регионе, вы можете воспользоваться картой ветров. Если у вас возникло желание измерить скорость ветра с максимальной точностью, вам стоит приобрести специальный прибор, который вам в этом поможет.

В состав этого изобретения входит деталь, которая носит название анемометр. С помощью неё к вам поступает сигнал равносильный скорости ветра. Также, вам пригодится прибор, который считывает сигналы, которые подаёт анемометр.

Существуют и другие приспособления этого типа.

Для того, чтобы данные получились как можно точными, такие приборы нужно устанавливать высоко, чтобы внешние факторы, такие как деревья, различные постройки и прочее, не искажали результаты прибора.

Компоненты устройства

Очень важно при покупке домашних ветроэлектростанций знать её компоненты, это вам даст возможность быть более компетентными в этом вопросе и подобрать наилучшую модель для своего дома.

В состав ветряной электростанции входит:

  1. Ротор с лопастями (в зависимости от модели, ветрогенераторы делятся на двухлопастные, трёхлопастные и многолопастные).
  2. Редуктор, проще говоря, коробка передач. Его задача заключается в регулировании скорости между ротором и генератором.
  3. Защитный кожух — его название говорит само за себя, он предназначен для защиты всех составляющих деталей ветряной электростанции от внешнего воздействия.
  4. «Хвост» ветряной установки — нужен для поворота конструкции по направлению ветра.
  5. Аккумуляторная батарея – её основной целью является накопление электроэнергии. Связано с тем, что погодные условия не всегда благоприятны для ветряной электростанции, а с помощью этой составляющей сохраняется определённый запас энергии.
  6. Инверторная установка – предназначена для преобразования постоянного тока в переменный. Это нужно для обеспечения работы домашних электроприборов.
Читайте также:  Календарь природы: лето, июль

Типы и принцип работы

Ветряные электростанции делят на типы по следующим четырём критериям:

  1. По направлению оси вращения лопастей (делят на горизонтальные и вертикальные. Вертикальные более устойчивы к внешним условиям, но у них меньшая выработка электроэнергии) .
  2. По количеству лопастей (в этом случае ветрогенераторы бывают двух-, трёх- и многолопастные).
  3. По использованному материалу (выделяют с жёсткими и парусными лопастями. Основное отличие в том, что парусные стоят дешевле, но они менее прочны);
  4. По способу управления лопастями (существуют с фиксированным и изменяемым шагом лопастей. Специалисты рекомендуют фиксированный шаг лопастей, так как изменяемый вызывает затруднения в использовании).

При выборе электростанци,й целесообразно было бы знать, в чём заключается принцип работы ветрогенератора. Принцип действия установки предельно прост. Конструкция состоит из хвостовика с лопастями, закреплёнными на металлической мачте, которые вращаются при помощи ветра и крутят ротор генератора.

Перед подачей тока в аккумуляторный отсек, он проходит через преобразователь, где происходит преобразование переменного тока в постоянный до напряжения в 220 Вольт с частотой в 50 герц и снабжает дом электричеством в безветренную погоду.

Современному ветрогенератору нет необходимости в сильном ветре. Его конструкция столько продумана, что для частного дома достаточно скорости ветра до 4 – 5 м/c.

Преимущества и недостатки

Основные преимущества ветрогенераторов:

  1. Затраты уходят на установку и профилактику прибора. Больше расходов не требуется, так как конструкция не нуждается в топливе для работы.
  2. Вам не нужно контролировать и вмешиваться в работу ветряка, так как выработка энергии происходит всегда, когда есть ветер.
  3. В зависимости от типа генератора, он не будет производить лишний шум.
  4. Приспособлению подходит большинству климатических условий.
  5. Износ деталей незначителен.

Основные недостатки ветряной электростанции:

  1. В определенных режимах или при неправильной установке мачты, ветрогенератор может издавать инфразвук.
  2. Высокая мачта обязательно требует заземления.
  3. Необходимость регулярной профилактики.
  4. Вероятность повреждения приспособления при ураганах и т.д.

Выбор размера и места для размещения

Размер ветряной электростанции является очень важным вопросом для потенциальных покупателей. Для того, чтобы определиться с размерами, вам нужно внимательно изучить — сколько энергии вы потребляете в течение одного месяца? Полученную цифру необходимо умножить на 12 месяцев.

Затем, вам нужно воспользоваться формулой: AEO = 1.64 * D*D * V*V*V.

Она даст возможность рассчитать приблизительное количество электроэнергии, которую вы сможете получить с помощью домашней установки.

Обозначения, которые необходимо знать при использовании формулы:

  1. AEO — электроэнергия, которую вы используете за год.
  2. D — диаметр ротора, который обозначается в метрах.
  3. V — среднегодовая скорость ветра, обозначается в м/сек.

Таким образом, эти подсчёты помогут определить, какой размер генератора вам нужен, в зависимости от вашего расхода электроэнергии.

Задумываясь о приобретении ветряной электростанции для дома, нужно максимально точно изучить все детали связанные с конструкцией, так как от этого зависит то, насколько ваша цель будет удовлетворена.

При размещении ветрогенератора, вам стоит учитывать следующие факторы:

  1. Вблизи вашей установки не должно быть деревьев, разнообразных построек и прочего, что могло бы помешать максимальной продуктивности работы вашего генератора.
  2. Лучше всего установить ветрогенератор на специально сооружённую конструкцию, которая должна быть на пару метров выше, чем преграды расположенные на расстоянии как минимум 200 метров.
  3. Рекомендуется размещать ветроэлектростанции на расстоянии около 30-40 метров от жилых домов, так как они создают определённый шум, который приносит дискомфорт.

Также, вы должны учитывать, что вы не сможете постоянно получать одинаковый результат от вашей ветряной электростанции, так как природные условия меняются,  в одном и том же месте могут быть разные порывы ветра, соответственно, и количество получаемой вами энергии будет динамично.

Обзор цен

В большинстве случаев, цена на ветряные электростанции зависит от их мощности. В бытовых условиях вполне достаточно генераторов с мощностью от 5 до 50 кВт.

Более детально о соотношении цен и видах генераторов:

  1. Ветрогенераторы с мощностью 3 кВт /48V – примерная стоимость 93 000,00р. Подобные могут быть использованы не только в качестве дополнительного источника электроснабжения, но и основного. Такие модели в состоянии обеспечить электроэнергией коттедж.
  2. Ветрогенераторы с мощностью 5 кВт /120V – приблизительно 220 100,00 р. Такая конструкция сможет обеспечить энергией целый дом. Вы сможете одновременно включать достаточно большое количество бытовых электрических приборов.
  3. Ветрогенераторы с мощностью 10 кВт/240V – цены в пределах 414 000,00 р. Его достаточно для обеспечения энергией фермерского хозяйства или нескольких домов. Помимо бытовых приборов вы без проблем сможете использовать, к примеру, электрические строительные инструменты весь день. Такие электрогенераторы часто используются для супермаркетов, чтобы обеспечить постоянную работу отделов и видеонаблюдения.
  4. Ветрогенераторы с мощностью 20 кВт/240V — цена такого устройства 743 700,00р. Электростанции такого типа являются очень мощными. Они в состоянии обеспечить электроэнергией целую водонапорную систему. В бытовых условиях он сможет более чем полностью обеспечить энергией огромный дом.
  5. Ветрогенераторы с мощностью 30 кВт/240V — стоимость в пределах 961 800,00 р. Эта модель является настолько мощной, что сможет обеспечить электрической энергией пятиэтажный дом.
  6. Ветрогенераторы с мощностью 50 кВт/380V — приблизительная цена около 3 107 000,00р. Эта модель не рациональна для использования в бытовых условиях, так как она настолько мощна, что сможет с лихвой обеспечить энергией несколько многоэтажных домов.

При покупке домашней электростанции, стоит знать о том, что в большинстве случаев цены указаны за полную комплектацию, но вы можете самостоятельно добавить или исключить определённые составляющие. Это подлежит вашему личному усмотрению.

Эффективность и окупаемость

Ветряные электростанции для дома являются альтернативным решением при экономии электроэнергии. Они получили достаточно широкое распространение.

Для того, чтобы обеспечить энергией целый дом, достаточно использовать один ветрогенератор и при этом не ограничивать себя, экономя на электроэнергии.

Выгодно и то, что для получения такого эффекта достаточно минимальной скорости ветра от 1,8 до 4,5 метра в секунду.

Но погодные условия не всегда подходят для ветрогенератора, поэтому вам нужно приобрести резервный генератор, который обеспечит запас энергии. Это даст возможность повысить продуктивность вашей домашней ветряной электростанции.

Среди положительных сторон установки стоит отметить следующие:

  1. Потратив большую сумму на электрогенератор, вам больше не потребуется тратить денежные средства, так как топливо для работы прибора не нужно. То есть уже за несколько лет ваше приобретение сможет окупиться.
  2. Производительность ветрогенератора не зависит от времени года или других погодных условий, его работа не прекращается даже зимой, что несомненно является плюсом, так как в зимнее время года расход энергии больше чем в другие. Этот факт несомненно свидетельствует о его эффективности и окупаемости.
  3. Износ деталей генератора незначительный, учитывая регулярную профилактику ветрогенератора, которая является необходимой. При правильной и грамотной установке, а также эксплуатации ветряной электростанции для дома, она сможет прослужить вам более тридцати лет, что несомненно является значительным плюсом.

Срок полной окупаемости ветряных электростанций составляет приблизительно 5-7 лет, а далее вы сможете использовать электроэнергии абсолютно бесплатно.

Отзывы пользователей

В большинстве, пользователи отмечают, что они довольны ветряной электростанцией для дома:

0,00, (оценок: 0)Загрузка…

Источник: http://slarkenergy.ru/vetrogenerator/vetryanye-elektrostancii-dlya-doma.html

Турбинный принцип

В день Космонавтики в Иркутске разыгралась пыльная буря с резким разнонаправленным ветром. Скорость ветра достигала буревых значений – 25 м/с и выше, при этом ветроколесо ВСУ “AeroGreen”, выполненное из легких полимерных материалов, обеспечило надежную и равномерную выработку электроэнергии.

Администрация города Иркутска предложила разметить Ветро-солнечную энергетическую установку «AeroGreen» разместить в 130 квартале. Именно в центре города изобретение будет как нельзя лучше служить популяризации научной деятельности.

Любой житель или гость Иркутска сможет своими глазами увидеть, что представляет собой новое направление в ветроэнергетике, которое разработали ученые и предлагают к использованию. Сейчас ведутся переговоры с различными промышленными группами по организации производства. По словам автора проекта Ю.

Криулина, уже есть много заказов на подобные системы возобновляемых источников энергии.

В ноябре 2013 года в Технопарке Национального Исследовательского Иркутского государственного технического университета проведены пробные испытания ветро-солнечной установки Aerogreen мощностью 500 Вт. Полученные результаты подтвердили теоретические расчеты.

Скорость страгивания ветроустановки составила 1,5 м/с.

Место проведения Третьего Международного молодежного промышленного форума «Инженеры будущего 2013»: Иркутский район, поселок Большое Голоустное, зона Прибайкальского Национального парка.

Организаторы форума: Союз машиностроителей России и Правительство Иркутской области при поддержке Общественного совета Министерства промышленности и торговли Российской Федерации. Генеральный партнер проведения форума – Госкорпорация «Ростех».

Успешно пройден квалификационный отбор по направлению энергоэффективность и альтернативные источники энергии, получено финансирование Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере по программе СТАРТ.

Целью программы является поддержка малых инновационных предприятий, стремящихся разработать и освоить производство нового товара, изделия, технологии с использованием результатов своих научно-технических и технологических исследований, находящихся на начальной стадии развития и имеющих большой потенциал коммерциализации.

Первая конференция Startup Village прошла 26-28 мая 2013 г. в Гиперкубе Сколково, привлекла более 3000 участников, среди них 2000 стартап-компаний и команд из российских регионов и из-за рубежа, 320 инвесторов, 260 партнеров, 150 журналистов.

28 мая 2013г. в рамках международного мероприятия Startup VILLAGE компании ЗАО «Аэрогрин» по проекту ветро-солнечная установка “AeroGreen”, выдано Свидетельство и присвоен статус резидента Сколково в Кластере энергоэффективных технологий.

Опытно-демонстрационный образец ветро-солнечной установки AeroGreen установлен для испытаний на аэродинамическом стенде технопарка Национального исследовательского иркутского государственного технического университета….

Испытания проводились вблизи озера Байкал. Установка «AeroGreen» с диаметром ветротурбины 1 метр продемонстрировала устойчивую работу при средней скорости ветра 2 м/с. Проведены исследования по оптимизации основных аэродинамических элементов конструкции, их взаимовлияние на характер работы ветротурбины и определены тенденции, влияющие на повышение работоспособности установки.

КАЭС – технология на основе которой разработана «Комбинированная аэродинамическая энергосиловая установка» для транспортных средств и альтернативной энергетики.

Источник: http://aerogreen.info/

Ссылка на основную публикацию