Бытовые ветрогенераторы: эффективное решение для автономного энергоснабжения дома — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как работают бытовые ветрогенераторы. Какие преимущества дает использование ветряных турбин для дома. Какие факторы нужно учитывать при выборе ветрогенератора. Каковы основные компоненты ветроэнергетической системы. Как рассчитать окупаемость ветряной электростанции.

Содержание

Принцип работы бытовых ветрогенераторов

Бытовые ветрогенераторы представляют собой устройства, преобразующие кинетическую энергию ветра в электрическую энергию для использования в домашних условиях. Их принцип работы достаточно прост:

Ветер вращает лопасти ротора ветрогенератора
Вращение ротора передается на вал генератора
Генератор преобразует механическую энергию вращения в электрическую
Выработанное электричество поступает на контроллер заряда
Контроллер регулирует зарядку аккумуляторных батарей
Инвертор преобразует постоянный ток в переменный для питания бытовых приборов

Таким образом, ветрогенератор позволяет получать экологически чистую электроэнергию, используя только силу ветра.

Преимущества использования ветрогенераторов для дома

Установка ветрогенератора для частного дома имеет ряд существенных преимуществ:

Экономия на оплате электроэнергии. Ветрогенератор позволяет существенно снизить или полностью исключить затраты на покупку электричества из сети.
Автономность энергоснабжения. Дом с ветрогенератором не зависит от централизованных электросетей и перебоев в их работе.
Экологичность. Ветроэнергетика не загрязняет окружающую среду и не истощает природные ресурсы.
Низкие эксплуатационные расходы. После установки ветрогенератор требует минимального обслуживания.
Долговечность. Срок службы качественных ветрогенераторов достигает 20-25 лет.

При правильном подборе и грамотной установке ветрогенератор может обеспечить дом недорогой и надежной электроэнергией на долгие годы.

Ключевые факторы при выборе ветрогенератора

Чтобы ветрогенератор эффективно работал, при его выборе необходимо учитывать следующие важные факторы:

Средняя скорость ветра в месте установки. Для эффективной работы бытового ветрогенератора нужна скорость ветра не менее 3-4 м/с.
Потребности дома в электроэнергии. От этого зависит требуемая мощность ветрогенератора.
Особенности участка. Необходимо учитывать наличие препятствий для ветра — деревьев, зданий и т.д.
Законодательные ограничения. В некоторых регионах есть ограничения по высоте мачт и уровню шума.
Бюджет. Стоимость ветрогенератора зависит от его мощности и комплектации.

Тщательный анализ этих факторов поможет подобрать оптимальный ветрогенератор для конкретных условий.

Основные компоненты ветроэнергетической системы

Бытовая ветроэнергетическая система включает следующие ключевые компоненты:

Ветрогенератор — преобразует энергию ветра в электрическую
Мачта — обеспечивает нужную высоту установки ветрогенератора
Контроллер заряда — регулирует зарядку аккумуляторов
Аккумуляторные батареи — накапливают выработанную энергию
Инвертор — преобразует постоянный ток в переменный
Система защиты и автоматики

Правильный подбор и согласование всех компонентов системы обеспечивает ее эффективную и надежную работу.

Расчет окупаемости ветряной электростанции

Окупаемость ветрогенератора зависит от нескольких ключевых факторов:

Стоимость оборудования и монтажа
Среднегодовая выработка электроэнергии
Тарифы на электроэнергию в регионе
Наличие государственных субсидий

В среднем срок окупаемости бытовых ветрогенераторов составляет 5-7 лет. Для точного расчета необходимо учесть все индивидуальные параметры. Например, при стоимости системы 300 000 рублей, среднегодовой выработке 5000 кВт*ч и тарифе 5 руб/кВт*ч годовая экономия составит 25 000 рублей. В этом случае простой срок окупаемости — 12 лет.

Типы ветрогенераторов для частного дома

Для использования в частных домах применяются два основных типа ветрогенераторов:

Горизонтально-осевые

Это классический тип ветрогенераторов с горизонтальным расположением оси вращения. Их основные особенности:

Высокий КПД (до 50%)
Хорошая производительность при сильном ветре
Требуют высокой мачты (от 10-15 м)
Шумность при работе

Вертикально-осевые

Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения. Их ключевые характеристики:

Низкий уровень шума
Не требуют ориентации на ветер
Эффективны при слабом ветре
Более низкий КПД (до 30%)

Выбор типа ветрогенератора зависит от конкретных условий эксплуатации и предпочтений владельца.

Законодательное регулирование использования ветрогенераторов

При установке ветрогенератора необходимо учитывать ряд законодательных аспектов:

Ограничения по высоте мачты (обычно не более 30-50 м)
Требования по уровню шума (не более 45-55 дБ)
Необходимость согласования с соседями
Получение разрешения на строительство (для мощных установок)
Соблюдение норм безопасности

Перед установкой ветрогенератора рекомендуется изучить местное законодательство и получить необходимые разрешения. Это поможет избежать проблем в будущем.

Ветрогенераторы для дома от 750 вт до 5 квт. Низкие цены.

Ветрогенераторы Эксморк (Zonhan) соответствуют соотношению цена-качество, качественные комплектующие и фабричная сборка избавят вас от риска постоянных проблем при эксплуатации.

Ветровые установки Эксморк одобрены правительством Республики Алтай в программе президента России по энергосбережению.

Декларация о соответствии позволяет нашим покупателям отличить качественные заводские изделия произведённые серийно, на крупном заводе, от многочисленных самодельных ветряков. Ветровые электростанции Эксморк являются самыми популярными на территории РФ, каждый второй ветрогенератор эксплуатируемый в России — производства компании Zonhan New Energy.

Наши ветряки эксплуатируются во всех регионах РФ: от Камчатки и Якутии до Краснодарского края: на предприятиях, дачах, частных домах — для бытовых и коммерческих нужд. Поставки ветровых генераторов Эксморк мы осуществляем с 2009 года, более 10-ти лет.

Декларация о соответствии ветрогенератора: смотреть

Контроллеры для ветрогенераторов 6 товаров

Лопасти для ветрогенератора 1 товар

Мачта для ветрогенератора 1 товар

Ветрогенераторы 2 товара

Фильтр

Сортировка

По цене (возрастание)

Розничная цена

1 300

34 700

68 100

101 500

134 900

Мощность, Вт

1000

1125

1250

1375

1500

Напряжение

12 В (1)

24 В (1)

48 В (1)

Exmork (1)

Микроарт (2)

Страна

Китай (1)

Россия (1)

В наличии (9)

Ветрогенераторы для дома от 750 вт до 5 квт.

Низкие цены.

Россия Смольная, дом 34А второй этаж, склад №6 Москва

+7(495)989-16-65 [email protected] https://invertory.ru/logo.png от 1000RUB до 1000000RUB

Ветрогенераторы бытовые

Каталог

Принцип работы бытовой ветряной электростанции прост: воздушный поток вращает лопасти ротора, насаженного на вал генератора и создает в его обмотках переменный ток. Полученное электричество запасается в аккумуляторах и по мере необходимости расходуется бытовыми приборами. Конечно, это упрощенная схема работы домашнего ветряка. В практическом плане он дополняется устройствами, выполняющими преобразование электричества.

Сразу за генератором в энергоцепочке стоит контроллер. Он преобразует трехфазный переменный ток в постоянный и направляет его на зарядку аккумуляторов. Большинство бытовых приборов не может работать от постоянного тока, поэтому за аккумуляторами ставится другое инвертор для преобразования в переменный ток.

Он выполняет обратную операцию: превращает постоянный ток в бытовой переменный напряжением 220 Вольт. Понятно, что эти преобразования не проходят бесследно и забирают от исходной энергии довольно приличную часть (15-20%). Если ветряк работает в паре с солнечной батареей или другим генератором электричества (бензиновым, дизельным), то схема дополняется автоматическим выключателем (АВР). При отключении основного источника тока, он активирует резервный.

Для получения максимальной мощности ветряной генератор должен располагаться вдоль ветрового потока. В простых системах реализуется принцип флюгера. Для этого на противоположном конце генератора закрепляется вертикальная лопасть, разворачивающая его навстречу ветру. В более мощных установках стоит поворотный электромотор, управляемый датчиком направления.

Существует две разновидности ветрогенераторов:

С горизонтальным расположением ротора.
С вертикальным ротором.

Первый тип – самый распространенный. Он характеризуется высоким КПД (40-50%), но имеет повышенный уровень шума и вибрации. Кроме этого, для его установки требуется большое свободное пространство (100 метров) или высокая мачта (от 6 метров).

Генераторы с вертикальным ротором энергетически менее эффективны (КПД почти в 3 раза ниже, чем у горизонтальных).

К их преимуществам можно отнести простой монтаж и надежность конструкции. Низкая шумность позволяет ставить вертикальные генераторы на крышах домов и даже на уровне земли. Эти установки не боятся обледенения и ураганов. Они запускаются от слабого ветра (от 1,0-2,0 м/с) в то время, как горизонтальному ветряку нужен воздушный поток средней силы (3,5 м/с и выше). По форме рабочего колеса (ротора) вертикальные ветрогенераторы весьма разнообразны.

Роторные колеса вертикальных ветряков

Благодаря малой частоте вращения ротора (до 200 об/мин), механический ресурс таких установок существенно превышает показатели горизонтальных ветрогенераторов.

Как рассчитать и подобрать ветрогенератор?

Ветер это не природный газ, качаемый по трубам и не электроэнергия, бесперебойно поступающая по проводам в наш дом. Он капризен и непостоянен. Сегодня ураган срывает крыши и ломает деревья, а завтра сменяется полным штилем. Поэтому перед покупкой или самостоятельным изготовлением ветряка нужно оценить потенциал воздушной энергии в своем районе. Для этого следует определить среднегодовую силу ветра. Эту величину можно узнать в интернете по соответствующему запросу.

Получив вот такую таблицу, находим район своего проживания и смотрим на интенсивность его окраски, сравнивая ее с оценочной шкалой. Если среднегодовая скорость ветра получится меньше 4,0 метров в секунду, то ветряную электростанцию ставить нет смысла.

Если сила ветра достаточна для установки ветряной электростанции, то можно переходить к следующему шагу: подбору мощности генератора.

Если речь идет об автономном энергоснабжении дома, то в расчет берут среднестатистическое потребление электроэнергии 1 семьей. Оно находится в диапазоне от 100 до 300 кВт*ч в месяц. В регионах с низким годовым ветропотенциалом (5-8 м/сек) такое количество электричества способен сгенерировать ветряк мощностью 2-3 кВт. При этом следует учитывать, что зимой средняя скорость ветра выше, поэтому выработка энергии в этот период будет больше, чем летом.

Энергия ветра на вашем заднем дворе

Возможно, вы думаете, что хотите производить электроэнергию самостоятельно. В конце концов, кому действительно нравится платить за коммунальные услуги? Энергия малого ветра возобновляема, не загрязняет окружающую среду и может сэкономить ваши деньги. Но подходит ли вам домашняя ветровая энергия? Удивительно, но на самом деле вам не обязательно жить в ветреной местности, чтобы это работало! На самом деле, многие свойства не подходят для установки ветряной турбины, даже если они имеют сильный ветер. Просто примечание: эксперты по возобновляемым источникам энергии предлагают устанавливать гибридные системы ветровой и солнечной энергии для автономной жизни. Эти системы работают хорошо, потому что энергия ветра и солнца наиболее доступна в разное время.

Автономная ветряная электростанция для жилых помещений

Чтобы домашняя ветряная турбина окупила ваши инвестиции, вам действительно нужно жить на акре или более , по данным Министерства энергетики США.

Проживание в сельской местности помогает, потому что, если вы находитесь в жилом районе, вы, вероятно, столкнетесь с конфликтами с зонированием и местными ассоциациями домовладельцев. Более того, вы, скорее всего, обнаружите высокую среднюю скорость ветра на широких открытых пространствах вдали от ветрозащитных полос от зданий и деревьев.

Хотя установка небольшого ветряка в городе или пригороде, безусловно, возможна, у вас, скорее всего, будут подходящие условия для домашней ветровой энергии, если вы живете за чертой города.

Домашняя ветровая электростанция, подключенная к сети

Если вашей главной целью является самодостаточность энергии, вы можете отказаться от сети. Но если вы просто заинтересованы в производстве собственной ветровой энергии для жилых помещений, система, подключенная к сети, может иметь большой смысл. Каждый раз, когда ваша ветряная турбина производит больше энергии, чем нужно вашему дому, эта энергия поступает в местную коммунальную сеть. Когда вам нужно больше энергии, чем вы производите, вы черпаете энергию из сети. Системы, подключенные к сети, дешевле, потому что вы можете установить меньшую и менее дорогую систему; без ответственности за производство всего собственного электричества. Если вы постоянно вырабатываете больше электроэнергии, чем вам нужно, вы можете получить наличные обратно от коммунальной службы.

Общая стоимость ветряной турбины мощностью 1 киловатт составляет около 9000 долларов США, без учета аккумуляторов. При средней скорости ветра 9 миль в час предполагаемая годовая выработка составляет около 1800 кВтч. Для системы, достаточно большой, чтобы обеспечить всю вашу собственную энергию, скажем, около 960 кВтч в месяц для среднего дома в США, затраты могут быть значительно выше.

Налоговые льготы для ветроэнергетики

В Соединенных Штатах небольшие ветряные турбины в настоящее время имеют право на получение федерального налогового кредита в размере 30 процентов.

Другие финансовые поощрения могут быть доступны в вашем штате или через отдельные коммунальные службы. Посмотрите Базу данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и эффективности.

Руководство по ветру Министерства энергетики рекомендует в качестве минимальной средней скорости ветра 10 миль в час, если вы хотите рассмотреть возможность установки турбины, подключенной к сети.

Вы можете узнать о ветровых условиях вблизи вашего дома, изучив карты ветровых ресурсов или запросив в ближайшем аэропорту данные о средней скорости ветра.

Что нужно знать домовладельцам о ветроэнергетике?

Высота башни. Вам действительно нужна эта высокая башня, потому что средняя скорость ветра существенно увеличивается с высотой. Для небольшой турбины жилого размера она должна быть не менее 80-100 футов в высоту.

Ветряные турбины, установленные на более коротких башнях, могут производить некоторое количество электроэнергии, но не столько, сколько вам нужно, и заставить работать финансовую сторону ветра сложно, если вы не производите достаточно энергии.

Монтаж на крыше. Никогда не ставьте ветряк на крышу . Это небезопасно, неэкономично и неразумно. Большая часть расходов на турбину приходится на башню, и люди ищут способы немного сэкономить. Это не способ сделать это.

Если вы хотите, чтобы ветряная турбина была продуктивной, она должна быть значительно выше уровня крыши, чтобы иметь возможность генерировать много электроэнергии.

Сертификация. Не поддавайтесь соблазну новой конструкции ветряной турбины, которая звучит прекрасно, но не проверена. Ищите признанных производителей с проверенной репутацией и сертифицированными результатами испытаний, которые показывают, сколько электроэнергии вы сможете производить.

НЕ покупайте ничего, что не было опробовано, не проверено или не было сертифицировано Советом по сертификации малых ветров, и точка.

Безопасность. Убедитесь, что турбину можно безопасно обслуживать и эксплуатировать. Убедитесь, что башню можно безопасно опустить на землю. Рассмотрите наклонную башню, а не ту, которая требует, чтобы вы работали с ветряной турбиной на высоте 100 футов в воздухе.

Что делать, если домашняя энергия ветра вам не подходит?

Все готово для использования возобновляемых источников энергии в домашних условиях, но вы понимаете, что установка домашней ветряной турбины на заднем дворе не имеет особого смысла. Каковы ваши альтернативы?

Попробуйте солнечной энергии . Многие участки, которые не подходят для ветряных турбин, сильно подвержены воздействию солнечных лучей, а стоимость солнечных электрических панелей аналогична стоимости ветряной турбины.

Вы можете купить вариант ветровой энергии в коммунальной службе или попробовать ветряные электростанции. Узнайте, что доступно там, где вы живете, с помощью Green Power Resource Агентства по охране окружающей среды.

Бытовые ветряные турбины: практичны ли они для вас?

Если вы являетесь домовладельцем, рассматривающим возможность использования жилых ветряных турбин для электроснабжения своего дома, необходимо учитывать ряд соображений. К счастью, есть также ряд источников информации, которые могут вам помочь. Следующее поможет вам решить, подходит ли вам ветровая система.

Какие преимущества дает домовладельцам использование ветряных турбин?
Подходит ли вам энергия ветра?
Ваш сайт подходит?
Дополнительные соображения
Потенциальные юридические и экологические препятствия
Экономика ветровой энергии для домашнего использования
Основы ветровой системы
Гибридные ветровые системы

Каковы преимущества использования бытовых ветряных турбин?

Ветроэнергетические системы обеспечивают защиту от роста цен на электроэнергию. Ветроэнергетические системы снижают нашу зависимость от ископаемого топлива и не выделяют парниковых газов. Если вы строите дом в отдаленном месте, небольшая ветровая энергетическая система может помочь вам избежать высоких затрат на продление линий электропередач до вашего участка.

Несмотря на то, что системы ветроэнергетики требуют значительных первоначальных инвестиций, они могут конкурировать с традиционными источниками энергии, если учесть снижение или полное отсутствие затрат на коммунальные услуги в течение всего срока службы. Продолжительность периода окупаемости (время до того, как экономия, полученная в результате использования вашей системы, сравняется со стоимостью системы) зависит от выбранной вами системы, ветрового ресурса на вашем участке, тарифов на электроэнергию в вашем районе и того, как вы используете свою ветровую систему.

Практична ли для вас энергия ветра?

Малые ветроэнергетические системы могут использоваться в сочетании с системой передачи и распределения электроэнергии (так называемые системы, подключенные к сети) или в автономных приложениях, не подключенных к коммунальной сети. Ветряная турбина, подключенная к сети, может снизить потребление электроэнергии, поставляемой коммунальными службами, для освещения, бытовых приборов и электрического отопления. Если турбина не может обеспечить необходимое вам количество энергии, коммунальное предприятие компенсирует разницу. Когда ветровая система производит больше электроэнергии, чем требуется домохозяйству, излишки можно продать коммунальным предприятиям. С доступными сегодня соединениями переключение происходит автоматически. Автономные ветроэнергетические системы могут подойти для домов, ферм или даже целых населенных пунктов (например, проект совместного проживания), которые находятся далеко от ближайших инженерных сетей. Любой тип системы может быть практичным, если существуют следующие условия.

Условия для автономных ветроэнергетических систем:

Вы живете в районе со среднегодовой скоростью ветра не менее 4,0 метра в секунду (9 миль в час)
Подключение к сети недоступно или может быть выполнено только через дорогостоящее расширение. Стоимость прокладки линии электропередач к удаленному участку для подключения к коммунальной сети может быть непомерно высокой и варьироваться от 15 000 до более 50 000 долларов за милю, в зависимости от местности.
Вы заинтересованы в получении энергетической независимости от коммунального предприятия
Вы хотите уменьшить воздействие производства электроэнергии на окружающую среду
Вы признаете прерывистый характер энергии ветра и имеете стратегию использования прерывистых ресурсов для удовлетворения ваших потребностей в энергии

Условия для подключенных к сети ветроэнергетических систем:

Вы живете в районе со среднегодовой скоростью ветра не менее 4,5 метров в секунду (10 миль в час).
Электричество, поставляемое коммунальными службами, дорогое в вашем районе (около 10–15 центов за киловатт-час).
Требования коммунальных служб по подключению вашей системы к сети не являются непомерно высокими.
Местные строительные нормы и правила позволяют вам на законных основаниях установить ветряную турбину на своей территории.
Вам комфортно делать долгосрочные инвестиции.

Подходит ли ваш участок для ветроэнергетики?

Чтобы получить общее представление о наличии хороших ветровых ресурсов в вашем регионе, ознакомьтесь с картами WINDExchange Министерства энергетики и климатологическими картами ветра NOAA. Из этих карт вы можете узнать, достаточно ли сильна скорость ветра в вашем районе, чтобы продолжить изучение ветрового ресурса. Конечно, карты — это только отправная точка — фактические ветровые ресурсы на вашем участке будут варьироваться в зависимости от топографии и структурных помех. А локализованный участок с хорошим ветром, например вершина хребта, может не отображаться на картах.

Вам потребуются данные по конкретному месту, чтобы определить ветровой ресурс в вашем точном местоположении. Если у вас нет данных на месте и вы хотите получить более четкую и предсказуемую картину ваших ветровых ресурсов, вы можете измерить скорость ветра в вашем местоположении за год. Вы можете сделать это с помощью записывающего анемометра, который обычно стоит от 500 до 1500 долларов. Наиболее точные показания получаются на «высоте ступицы» (т. е. на высоте верхней части башни ветряной турбины). Для этого необходимо разместить анемометр достаточно высоко, чтобы избежать турбулентности, создаваемой деревьями, зданиями и другими препятствиями. Стандартная высота датчика ветра, используемая для получения данных для карт Министерства энергетики США, составляет 10 метров (33 фута).

Вы можете иметь разные ветровые ресурсы в одном и том же доме. Если вы живете в сложной местности, будьте внимательны при выборе места установки. Например, если вы разместите ветряную турбину на вершине или на ветреной стороне холма, у вас будет больше доступа к преобладающему ветру, чем в овраге или на подветренной (защищенной) стороне холма на том же участке. Учитывайте существующие препятствия и планируйте будущие препятствия, включая деревья и здания, которые могут блокировать ветер. Также поймите, что мощность ветра пропорциональна его скорости (скорости) в кубе.

Дополнительные соображения

В дополнение к факторам, перечисленным выше, вы также должны

Исследовать потенциальные юридические и экологические препятствия
Получить информацию о стоимости и производительности от производителей
Провести полный экономический анализ с учетом множества факторов
Понимание основ небольшой ветроустановки
Рассмотрите возможности объединения вашей системы с другими источниками энергии, резервными копиями и улучшениями энергоэффективности.

Вы должны составить бюджет энергии, чтобы помочь определить размер необходимой турбины. Поскольку энергоэффективность обычно дешевле, чем производство энергии, повышение энергоэффективности вашего дома в первую очередь, вероятно, приведет к тому, что вы сможете тратить меньше денег, поскольку вам может понадобиться ветряная турбина меньшего размера для удовлетворения ваших потребностей.

Потенциальные юридические и экологические препятствия

Прежде чем вкладывать время и деньги, изучите потенциальные юридические и экологические препятствия для установки ветровой системы. Некоторые юрисдикции, например, ограничивают высоту конструкций, разрешенных в жилых зонах, хотя часто возможны отклонения. Ваши соседи могут возражать против ветровой машины, закрывающей им обзор, или их может беспокоить шум. Подумайте о препятствиях, которые могут блокировать ветер в будущем (к примеру, крупные запланированные застройки или саженцы). Если вы планируете подключить ветрогенератор к сети вашей местной коммунальной компании, узнайте ее требования к межсетевым соединениям и покупке электроэнергии у небольших независимых производителей электроэнергии.

Экономика жилых ветряных турбин

Жилая ветровая энергетическая система может быть хорошей долгосрочной инвестицией. Однако, поскольку такие обстоятельства, как тарифы на электроэнергию и процентные ставки, различаются, вам необходимо решить, является ли покупка ветряной системы разумным финансовым шагом для вас. Убедитесь, что вы или ваш финансовый консультант провели тщательный анализ, прежде чем купить ветроэнергетическую систему.

Владельцы систем, подключенных к сети, могут иметь право на получение небольшого налогового кредита за электроэнергию, которую они продают коммунальному предприятию. Для 1996, она составляла 1,6 цента за киловатт-час. Закон о национальной энергетической политике 1992 г. и Закон о политике регулирования коммунальных предприятий 1978 г. (PURPA) представляют собой две программы, применимые к малым независимым производителям электроэнергии. PURPA также требует, чтобы утилита продавала вам электроэнергию, когда она вам нужна. Обязательно проконсультируйтесь с местным коммунальным предприятием или государственным энергетическим управлением, прежде чем брать на себя какую-либо ставку обратного выкупа. Некоторые тарифы Среднего Запада очень низкие (менее 0,02 доллара за кВтч), но в некоторых штатах действуют поддерживаемые государством тарифы обратного выкупа, которые поощряют производство возобновляемой энергии. Кроме того, в некоторых штатах существует «чистый биллинг», когда коммунальные предприятия покупают излишки электроэнергии по той же цене, по которой они ее продают.

Кроме того, некоторые штаты предлагают налоговые льготы, а некоторые коммунальные службы предлагают скидки или другие льготы, которые могут компенсировать затраты на покупку и установку ветряных систем. Обратитесь за информацией в налоговый департамент вашего штата, в местную коммунальную службу, комиссию по коммунальным предприятиям или в местное управление энергетики.

Основы ветровой системы

Все ветровые системы состоят из ветряной турбины, мачты, электропроводки и компонентов «баланса системы»: контроллеров, инверторов и/или батарей.

Ветряные турбины Домашние ветряные турбины состоят из ротора, генератора, установленного на раме, и (обычно) хвостовой части. Через вращающиеся лопасти ротор улавливает кинетическую энергию ветра и преобразует ее во вращательное движение для привода генератора. Роторы могут иметь две или три лопасти, чаще три. Лучшим показателем того, сколько энергии будет производить турбина, является диаметр ротора, который определяет ее «охватываемую площадь» или количество ветра, перехватываемого турбиной. Рама представляет собой прочный стержень с центральной осью, на котором крепятся несущий винт, генератор и хвостовое оперение. Хвост удерживает турбину лицом к ветру.

Ветряная турбина мощностью 1,5 киловатт (кВт) удовлетворит потребности дома, требующего 300 киловатт-часов (кВтч) в месяц, для местоположения с 6,26 метра в секунду (14 миль в час) среднегодовая скорость ветра. Производитель предоставит вам ожидаемую годовую выработку энергии турбины в зависимости от среднегодовой скорости ветра. Производитель также предоставит информацию о максимальной скорости ветра, при которой турбина рассчитана на безопасную работу. Большинство турбин имеют автоматические системы регулирования скорости, чтобы предотвратить неконтролируемое вращение ротора при очень сильном ветре. Этой информации, наряду с вашим местным распределением скорости ветра и вашим энергетическим балансом, достаточно, чтобы вы могли указать размер турбины.

Башни – Перефразируя известного автора ветроэнергетики, «хороший ветер дует высоко». Поскольку скорость ветра увеличивается с высотой на равнинной местности, турбина установлена на башне. Вообще говоря, чем выше башня, тем больше энергии может производить ветровая система. Башня также поднимает турбину над турбулентностью воздуха, которая может возникать близко к земле. Общее эмпирическое правило заключается в том, чтобы установить ветряк на башне с основанием лопастей ротора не менее 9метров (30 футов) над любым препятствием, которое находится в пределах 90 метров (300 футов) от башни.

Эксперименты показали, что относительно небольшие инвестиции в увеличение высоты градирни могут дать очень высокую отдачу от производства электроэнергии. Например, подъем генератора мощностью 10 кВт с высоты башни 18 метров (60 футов) до башни высотой 30 метров (100 футов) требует 10-процентного увеличения общей стоимости системы, но он может производить на 25% больше. сила.

Существует два основных типа мачт: самонесущие (отдельно стоящие) и с оттяжками. В большинстве домашних ветроэнергетических систем используется башня с оттяжками. Решетчатые башни с оттяжками являются наименее дорогим вариантом. Они состоят из простого и недорогого каркаса из металлических полос, поддерживаемых растяжками и заземляющими анкерами.

Однако, поскольку радиус оттяжек должен составлять от половины до трех четвертей высоты башни, для решетчатых башен с оттяжками требуется достаточно места для их размещения. Башни с оттяжками можно прикрепить к основанию, чтобы их можно было опустить на землю для обслуживания, ремонта или во время неблагоприятных погодных условий, таких как ураганы. Алюминиевые башни склонны к растрескиванию, и их следует избегать.

Баланс системы – Автономным системам требуются батареи для хранения избыточной энергии, вырабатываемой для использования при спокойном ветре. Им также нужен контроллер заряда, чтобы аккумуляторы не перезаряжались. Аккумуляторы глубокого цикла, например те, которые используются для питания гольф-каров, могут сотни раз разряжаться и перезаряжаться на 80% своей емкости, что делает их хорошим вариантом для удаленных систем возобновляемой энергии. Автомобильные аккумуляторы представляют собой батареи с неглубоким циклом и не должны использоваться в системах возобновляемой энергии из-за их короткого срока службы в условиях глубокого цикла.

В очень небольших системах приборы постоянного тока (DC) работают напрямую от батарей. Однако, если вы хотите использовать стандартные приборы, которым требуется обычный бытовой переменный ток (AC), вы должны установить инвертор для преобразования постоянного тока в переменный. Хотя инвертор немного снижает общую эффективность системы, он позволяет подключить дом к сети переменного тока, что является несомненным плюсом для кредиторов, должностных лиц, отвечающих за электротехническое законодательство, и будущих покупателей жилья.

В целях безопасности батареи следует изолировать от жилых помещений и электроники, поскольку они содержат коррозионно-активные и взрывоопасные вещества. Свинцово-кислотные аккумуляторы также требуют защиты от перепадов температур.

В системах, подключенных к сети, единственным дополнительным оборудованием является блок стабилизации мощности (инвертор), который делает выходную мощность турбины электрически совместимой с коммунальной сетью. Батарейки не нужны. Работайте над этим с производителем и местной коммунальной службой.

Гибридные ветровые системы

Автономная «гибридная» система, сочетающая ветровую и фотоэлектрическую (PV) технологии, имеет ряд преимуществ по сравнению с любой отдельной системой.

На большей части территории Соединенных Штатов летом скорость ветра низка, когда солнце светит ярче всего и дольше всего. Ветер сильный зимой, когда мало солнечного света. Поскольку пиковое время работы ветровой и фотоэлектрической энергии приходится на разное время дня и года, гибридные системы с большей вероятностью будут производить энергию, когда она вам нужна.

В то время, когда ни ветрогенератор, ни фотоэлектрические модули не производят электроэнергию (например, ночью, когда ветер не дует), большинство автономных систем обеспечивают питание от батарей и/или двигателя-генератора, работающего от ископаемого топлива.