Предимства и недостатъци на вятърни мелници за дома

За да изберете най-оптималната версия на вятърна мелница за вашия дом, трябва да знаете някои характеристики на устройството и работата на вятърните мелници, техните предимства и недостатъци, както и метеорологичните особености на района.

Необходимостта от инсталиране на вятърна мелница в близост до частна къща може да възникне в два случая - ако изобщо няма централизирано захранване или оставя много да се желае, или решите значително да спестите от сметките за електроенергия. Изграждането на вятърен генератор е доста мащабно събитие както по отношение на средствата, така и по отношение на разходите за труд, поради което изисква предварителни изчисления и изясняване на много фактори.

Вятърът е екологично чист, неизчерпаем източник на енергия, който се използва от човечеството от хиляди години. Започва да се използва за генериране на електроенергия преди около век, но не навсякъде вятърът има достатъчно показатели, за да е изгодно да се инсталира вятърен генератор.

Търсене в специализирани сайтове с метеорологична статистика, посещение на местна метеорологична станция, събиране и проверка на данни за силата и посоката на вятъра със собствените си ръце на мястото на планираната инсталация, например с помощта на анемометър с рекордер, издигнат над земята до нивото на ротора на бъдещия генератор, ще бъде първи приоритет.

Ако средната годишна скорост на вятъра във вашия район е по-малка от 4-4,5 m/s (14,4-16,2 km/h), вятърната мелница най-вероятно ще бъде нерентабилна. Най-добре е да инсталирате вятърни мелници на хълмове, крайбрежия, в степта - където постоянно духа силен вятър и няма естествени или изкуствени препятствия пред него.

Ако има вятърна сянка от хълм или високи дървета, ще трябва или да увеличите височината на местоположението на вятърния генератор, което значително увеличава цената на конструкцията, или да преминете към други алтернативни източници за захранване на къщата с топлина и електричество .

към съдържанието?

Някои формалности

Трябва да се свържете с местните власти и да изясните списъка с изисквания и разрешителни, които трябва да получите. Максималната височина на конструкцията, която няма да пречи на полетите на малки самолети, липсата на смущения в радиокомуникациите и телевизионното излъчване, създадени от вятърен генератор с метални перки, максималното безопасно ниво на шум, както и съгласието на съседи да инсталират вятърна турбина недалеч от къщите си.

Съгласете се, ще бъде жалко, когато вятърна мелница, построена със собствените си ръце и вече работеща, ще трябва да бъде демонтирана или преработена със съдебно решение. Следователно, колкото повече разрешителни можете да съберете, толкова по-добре. Много проблеми могат да бъдат избегнати, ако фирмата, която ще инсталира вятърната турбина, се занимава с обработката на разрешителни - но това също са допълнителни разходи.

към съдържанието?

Компоненти и изчисления

Цената на конструкцията варира в широки граници в зависимост от избрания дизайн на вятърната мелница и използваните компоненти. Има два основни вида ветрогенератори – с хоризонтална ос на въртене (задължително се поставят на височина, оптимално 25-35 м) и с вертикална ос, които могат да се поставят на нивото на земята.

В допълнение към самия генератор, вятърните мелници с хоризонтална ос на въртене изискват ротор с лопатки, скоростна кутия и въртяща се опашка, както и защитен капак. Всичко това обикновено се инсталира на висока мачта. Тъй като мачтата по правило е доста масивна и висока конструкция, под нея ще трябва да се постави основа и да се закрепи с допълнителни опъващи кабели.

Към общата цена на конструкцията се добавя и стойността на монтажа с помощта на кран. За да се избегне изграждането на висока и скъпа мачта, за малките вятърни турбини все по-често се използват конструктивни варианти с вертикална ос на въртене на ротора, които могатработа на по-ниска надморска височина със скорост на вятъра 1 m/s или повече. Но такива системи са сравнително нови, така че все още не е натрупана недвусмислена статистика за тяхната работа. Те дават по-малко електричество, но са значително по-евтини и не толкова шумни, те са по-лесни за правене със собствените си ръце.

На земята, в помещението, има инвертор за преобразуване на постоянен ток от генератора в променлив ток, комплект батерии, разединители и автоматични превключватели, които са необходими за преразпределяне на получената електроенергия и изключване на устройството в аварийни ситуации или за ремонт.

Приблизителното количество енергия, произведено през годината от вятърна турбина с хоризонтална ос на въртене, може да се изчисли с помощта на следната емпирична формула: E = 1,64 * D*D * V*V*V Където: E е електроенергия на година (kWh /година), D — диаметър на ротора (в метри), V — средна скорост на вятъра (m/s). След това изчисляваме количеството и цената на електроенергията, консумирана от вашата къща за една година, и след това умножаваме получените числа по 25-30 години - прогнозния експлоатационен живот на вятърната мелница. Въз основа на това изчисляваме необходимия размер на лопатките и приблизителната обща цена на конструкцията в зависимост от цената на компонентите.

Ако мачтата може да бъде изградена самостоятелно, тогава е препоръчително да закупите електрическото оборудване и самата вятърна мелница в сериен, фабричен монтаж. Въпреки че народните занаятчии повече от веднъж са демонстрирали примери за самостоятелно изграждане на вятърни генератори за дома на базата на компоненти от други устройства (електрически генератори на автомобили, промишлено оборудване, те дори успяват да използват рециклирани електродвигатели от домакински уреди), използват самостоятелни направени роторни перки и опашни перки.

Схеми, техники и съвети са лесни за намиране в интернет или специализирани технически списания, но в този случай цялата отговорност запроизводителността и безопасността на вградения вятърен генератор ще зависи само от вас.

Очевидно е, че с увеличаване на диаметъра на лопатките на ротора и височината на мачтата и съответно събирането на повече вятърна енергия, генериращата мощност се увеличава, но крайната цена на конструкцията нараства пропорционално.

Според различни оценки цената на изграждането на малък вятърен генератор за къща е между 2000 и 8000 долара за 1 kW електроенергия. Ако нямате централизирано електрозахранване у дома, вятърната мелница вероятно ще струва по-малко от пускането на собствен електропровод или гориво за дизелов генератор.

Ако е замислен като средство за спестяване - помислете и направете изводи за необходимостта му за дома. Между другото, вече електроенергията, получена от големи индустриални вятърни генератори, е по-евтина за 1 kW от електроенергията, произведена в класическите топлоелектрически централи. Цената на електроенергията за малки вятърни генератори е малко по-висока, но през последните години непрекъснато намалява.

Във всеки случай, ако днес вятърната мелница се окаже нерентабилна, не изхвърляйте изчисленията, направени сами - след известно време появата на нови модели генератори с високи показатели за ефективност, промените в тарифите за електроенергия могат радикално да променят предишното ви решение .

Вижте и ситуацията със зелената тарифа, която се прилага в много страни. Съгласно тази тарифа електроенергията, генерирана у дома с помощта на алтернативни източници, включително вятърна енергия, може да бъде върната обратно в мрежата, като получава допълнителна такса за това. Появата на зелена тарифа в страната или промяна в нейната ставка може значително да повлияе на времето за изплащане на вятърната турбина и спестяванията, които носи за дома.

към съдържанието?

Оптимални режими на употреба

Вятърът духа неравномерно иповишеното производство на електроенергия с негова помощ рядко ще съвпада с периоди на максимално потребление в къщата. Затова е желателно да имате възможност да осигурите необходимото натоварване и да използвате цялата излишна електроенергия, генерирана от ветрогенератора - за загряване на вода в котела, който допълва отоплителната система с електрически нагреватели вътре в къщата, помпа в кладенец, който изпомпва вода в резервоар на покрива, или за още по-екзотични задачи като презареждане на батериите на електрически автомобил — всички те трябва да се включват автоматично при силен вятър и с ниска обща консумация.

Като цяло, в условията на руския климат с дълга студена зима и относително ниска скорост на вятъра, най-енергийно ефективната и евтина схема е вятърен генератор с вертикална ос на въртене, инсталиран на нивото на земята или на малка мачта 5 -10 м височина, което го издига над покрива на къщата и увенчава овощни дървета Вятърната мелница е директно свързана към отделен електрически нагревател и котел в помещението, без преобразуватели на ток и батерии.

Напълно възможно е да приложите такава схема със собствените си ръце, без да включвате инсталатори. В този случай вятърният генератор по същество произвежда топлина за отопление на къщата, което от своя страна служи като безразмерен топлинен акумулатор и ви позволява да не се тревожите твърде много за неравномерни колебания на вятърната мощност, като използвате напълно цялото електричество, генерирано от вятърния генератор . Освен това такава система се оказва саморегулираща се - силен вятър охлажда къщата по-бързо, но в същото време позволява тандем от вятърен генератор и електрически нагревател да я загрява по-добре отвътре.

към съдържанието?

Проблеми на етапа на проектиране

Шум от порядъка на 40-60 dB, който може да безпокои не само съседите, но и вас.Ако е възможно, ако конфигурацията на земята позволява, вятърната мелница трябва да бъде възможно най-далеч от къщата. Оптимално за 200-300м.

При някои режими на работа на вятърния генератор или неуспешен дизайн на мачтата, вятърната мелница може да излъчва инфразвук, причинявайки чувство на страх и дискомфорт;

Високата мачта изисква задължително заземяване и наличие на гръмоотвод, както и наличие на сигнална лампа в горната част за безопасността на полетите на малки самолети;

Когато роторът работи, възникват вибрации, така че мачтата на вятърната мелница трябва да бъде разположена отделно, без да докосва стените и таваните на къщата или други сгради;

Необходимостта от редовна поддръжка на частите на генератора, инспекции и промени в смазването, които трябва да се извършват на височина. Приблизително веднъж на всеки 10 години ножовете и лагерите изискват подмяна, независимо дали са направени сами или не. Такива ремонти не винаги могат да се извършват със собствените си ръце и е необходимо да се включат специалисти. Мачтата също ще трябва редовно да се боядисва и проверява, за да се избегне корозия;

Възможността за повреда на мачтата, лопатките и генератора в случай на ураганен вятър или обледеняване;

Батериите също изискват редовна подмяна на всеки няколко години, те трябва да бъдат поставени вътре в къщата;

Когато избирате готови серийни ветрогенератори, трябва много внимателно да прочетете техническите им характеристики - в различните страни и от различни производители, изходната мощност, посочена в описанието на продукта и неговия технически лист, се изчислява по различни методи и силно зависи от основна сила на вятъра;

Малки дървета, разположени в близост до мястото на инсталиране на вятърния генератор, в крайна сметка ще растат и ще започнат да създават пречки за вятъра;

Ако сте решили да направите вятърна мелница със собствените си ръце, това е много трудно напредпредвиди и изчисли крайното производство на електроенергия и степента на ефективност.

Тенденциите в развитието на технологиите ясно показват перспективите за използване на различни алтернативни източници за пълно или частично снабдяване на къщата с електричество и топлина: слънчеви панели, вятърни генератори, топлинни конвектори, нови ефективни материали за топлоизолация. Една евтина и ефективна система за създаване на напълно енергийно независимо жилище от научната фантастика постепенно се превръща в доста често срещано техническо решение, а вятърната мелница може да бъде един от нейните важни елементи.