Ветрогенераторы малой мощности для индивидуальных домов
В настоящей статье кратко рассказывается о системах электроснабжения, использующих энергию ветра и солнца. Первоначально они предназначались для домов приморских и высокогорных поселков, условий пустыни, фермерских хозяйств, экспедиций, в общем, такого типа условий, при которых строительство стационарной системы электроснабжения составляло бы значительно большие затраты, чем на создание автономной системы электроснабжения. При этом определяющее значение имело наличие в этой местности устойчивых ветров.
Что собой представляет установка, которую принято называть ветрогенератором, или ветроэнергетической установкой? Конструктивно она состоит из ветроколеса с лопастями, повышающего редуктора, ветрогенератора, установленного на мачте, инвертора, аккумуляторной батареи. Зачастую для большей надежности в состав такой автономной системы электроснабжения включают блоки солнечных батарей и бензиновый (дизельный) электроагрегат. Принцип действия ветрогенератора таков: сила ветра вращает ветроколесо с лопастями, передавая крутящий момент через редуктор на вал генератора. Таким образом, реализуется принцип превращения механической энергии в электрическую. Мощность ветрогенератора зависит от размеров ветроколеса, скорости ветра, а также высоты мачты. Выпускаемые в настоящий момент ветрогенераторы имеют диаметр лопастей от 0,75 до 60 и более метров. Инвертор представляет собой узел, который выполняет задачу преобразования электрического тока в синусоидальный и дополнительную стабилизацию напряжения. В буфере с инвертором работает аккумулятор, который подает напряжение в сеть нагрузки при отсутствии ветра.
Самым маленьким из ветрогенераторов является тип G60. При диаметре пятилопастного ротора 0,75 метра и скорости ветра 3-10 метров в секунду он вырабатывает мощность 60 Ватт напряжением 12/24 вольта, при этом весит 9 кг. Такой «малыш» легко умещается для транспортировки в любую машину или лодку. Он служит для зарядки батарей, работы средств связи и освещения. Ниже приведены характеристики других зарубежных ветрогенераторов, которые могут применяться для электроснабжения отдельных домов и других объектов.
Все модели комплектуются мачтами решетчатой или телескопической конструкции, некоторые модели комплектуются 4 тросовыми растяжками с анкерами. Каждый ветрогенератор снабжен системой ориентации по ветру и защитой от ураганных порывов.
Солнечные батареи, включаемые в состав ветроустановки, набираются из модулей в 10, 40, 50, 55, 60, 70, 75, 80, 100, 110, 120 Вт и могут составляться на любую мощность.
За последние несколько лет, ввиду все более обостряющегося топливноэнергетического кризиса, развитие альтернативной энергетики получило дополнительный толчок. В Западной Европе и странах Скандинавии, Америке и Японии уже созданы и уверенно развиваются при поддержке государства ассоциации альтернативной энергетики. Там разработаны и функционируют ветроэнергетические установки мощностью 1,5 и более МВт. Вырабатываемая этим сектором электроэнергия в Бельгии и Дании составляет значительную часть.
Страны СНГ также делают попытки развить аналогичный сектор энергетики. Это, в первую очередь, Украина, Кыргызстан, Белоруссия, Башкортостан. В России тоже растет интерес к ветроустановкам. Уже созданы и прошли испытания отечественные модели, такие как ВП-3,72 (Объединение «Ветромоторы») и ВЭУ-3, ВЭУ-10, мощностью соответственно 3 и 10 кВт. В настоящий момент в разных регионах России разрабатываются не только серьезные проекты создания целых систем ветровой энергетики, но и инвестиционные проекты по развертыванию производства ветроэнергетических установок 0,5-10 кВт, а также гелиоустановок.
Во многих странах уже много лет назад применялись так называемые кооперативные ветроэнергетические установки. Это тот самый пример, когда 10-15 семей совместно приобретают ветрогенератор и в течение дальнейших 15-20 лет экономят до 70% потребляемой электроэнергии (ведь установка автоматически, незаметно для ее владельца, переключает все нагрузки на себя).
Мало кто знает, что с помощью Интернета нами разворачивается обширная программа анализа дефицита электроэнергии по регионам, которая ставит целью определение групп потребителей, особо страдающих от отключений и низкой надежности централизованных электросетей, и ее главная задача - возмещение этого дефицита альтернативными источниками электроэнергии.