Ветрогенератор для частного: Ветрогенераторы для частного дома

Информация на сайте не является публичной офертой

Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) Гражданского кодекса Российской Федерации. Для получения подробной информации о наличии и стоимости указанных товаров и (или) услуг, пожалуйста, обращайтесь к менеджеру компании с помощью специальной формы связи или по телефону

2015-2020 © Управляющая компания «Петербургские просторы» Все права защищенны

8 (812) 509-60-44

Ветрогенератор для частного дома – как сделать, устройство, принцип работы, разновидности ветряных электростанций, выбор, установка

Зачастую у владельцев частных домов возникает идея о реализации системы резервного электропитания. Наиболее простой и доступный способ — это, естественно, бензиновый или дизельный генератор, однако многие люди обращают свой взгляд на более сложные способы преобразования так называемой даровой энергии (солнечного излучения, энергии текущей воды или ветра) в электричество.

Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки. Если с использованием течения воды (мини-ГЭС) все понятно — это доступно только в непосредственной близости от достаточно быстротекущей реки, то солнечный свет или ветер можно использовать практически везде. Оба этих метода будут иметь и общий минус — если водяная турбина может работать круглосуточно, то солнечная батарея или ветрогенератор эффективны только некоторое время, что делает необходимым включение аккумуляторов в структуру домашней электросети.

Поскольку условия в России (малая длительность светового дня большую часть года, частые осадки) делают применение солнечных батарей неэффективным при их современных стоимости и КПД, наиболее выгодным становится конструирование ветрового генератора. Рассмотрим его принцип действия и возможные варианты конструкции.

Так как ни одно самодельное устройство не похоже на другое, эта
статья — не пошаговая инструкция, а описание базовых основ конструирования ветрогенератора.

Ветрогенератор: устройство, принцип работы, плюсы и минусы

При наличии в местности проживания постоянных ветров покупка и установка ветрогенератора вполне целесообразна. Однако прежде чем приобретать его, необходимо понять его устройство, принцип действия и основные достоинства и недостатки. Разберем эти аспекты более детально.

Главные компоненты

Устройство ветрогенератора базируется на превращении кинетической силы ветровой нагрузки в механическую энергии с последующим преобразованием ее в электроэнергию. Для воплощения последовательных действия данной переходной цепочки прибор оснащается следующими основными узлами:

• Лопастный пропеллер. Количество лопастей может варьироваться в широком диапазоне от модели к модели – от двух и трех до десяти и более.
• Ротор. Элемент турбины, вращающийся под действием лопастей.
• Редуктор. Передает и регулирует частоту вращения от ротора к генератору.
• Генератор. Преобразуется механическую силу в электроэнергию.
• Инвертор – преобразователь тока из переменного значения в постоянное.

Состав ветрового генератора Источник odnastroyka.ru

• Аккумуляторная батарея. Запасает электроэнергию на случай отключения и экономной работы ветрогенератора, а также простоя в случае безветрия.
• Защитный корпус. Предохраняет оборудование от различного рода внешних факторов.
• Аэро-компоненты. Крылья, хвост – для лучшего улавливания и подстройки пропеллера под ветровой поток.

Обратите внимание! Современные производители выпускают ветровые домашние генераторы, не нуждающиеся в сильном ветровом потоке. Они способны продуктивно функционировать при силе ветра всего в 4 м/сек.

Принцип действия

Механизм работы ветрогенератора напрямую связан с особенностями его конструкции – на одной оси установлены пропеллер и хвостовик с точкой противовеса, приходящейся на место крепления к вертикальной мачте. Действие происходит по следующему алгоритму:

• Установленные на одной оси пропеллер и хвостовик улавливают потоки ветра и передают лопастям.
• Начинаясь вращаться, лопасти передают момент движения генераторной турбине.
• Вращение ротора приводит к образованию индукционного магнитного поля и образованию переменного электрического тока.

Ветрогенератор на своем загородном участке Источник moe-online.ru

• Далее проходя через инвертор напряжение меняет переменные характеристики на постоянные.
• Ток питает АКБ, которая в свою очередь распределяет энергию на потребительские мощности в доме.

Полезная информация! Ветрогенератор может играть роль как основного, так и дополнительного источника электроэнергии. В первом случае жила от прибора питает часть каких-либо приборов для экономии или пополнения нехватки мощности основной сети и используется на случай аварийного отключения последней. Во втором случае он может быть самостоятельным источником или входить в состав автономной системы, включающей гидротурбины, солнечные батареи и проч. оборудование.

Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на инженерных системах (отоплении, водоснабжении, канализации и прочих) и сопутствующих работах

Достоинства и недостатки

Автономная ветряная электростанция для частного дома имеет следующий ряд плюсов:

• Прибор работает за счет фактически неисчерпаемого и возобновляемого вида энергетического ресурса.
• Существенные затраты связаны только с покупкой, доставкой, установкой и подключением. На обслуживание средства практически затрачиваются. Поэтому на ветряк требуются единократные вложения средств, которые быстро окупаются в последующем применении.

Ветрогенератор – источник тока для частного дома Источник ytimg.com

• Получаемый вид энергии и применяемая для этой цели техника полностью экологически безопасны.
• Генераторы приспособлены ко всем климатическим зонам и защищены от негативных погодных факторов.
• Оборудование не требует настроек, регулировок и доработок в ходе эксплуатации.

К недостаткам ветрогенераторов относятся:

1. Зависимость производительности от наличия ветра.
2. В ходе работы оборудование создает электромагнитные помехи, что может негативно сказаться на ТВ, радио, интернете и связи.
3. При чрезвычайных погодных проявлениях существует риск повреждения техники.
4. Требуется обязательное заземление – для защиты прибора и конструкции или здания, на котором он установлен, от ударов молнии.
5. Неправильный монтаж, нарушение инструкции или эксплуатация неисправного экземпляра может приводить к возникновению шума.

Совет! Чтобы определить, будет ли выгодна установка ветровой станции по выработке тока, необходимо учесть ряд факторов – вариант энергоснабжения с участием прибора, разнообразие доступных моделей, их характеристики, производительность и стоимость.

Ветрогенератор во дворе дома Источник pechiexpert.ru

Дополнительное электрооборудование

Как уже было сказано выше, неотъемлемой частью ветряной электростанции является аккумулятор, берущий на себя питание потребителей. при его выборе нужно помнить, что чем больше его емкость, тем дольше он сможет поддерживать напряжение в сети, но при этом и дольше будет заряжаться. Приблизительное время работы можно определить как то время, за которое исчерпается половина емкости аккумулятора (после этого падение напряжения станет уже ощутимым, кроме того, глубокий разряд снижает ресурс свинцово-кислотных батарей).

Пример: Так, аккумулятор емкостью 65 А*ч условно сможет отдавать в нагрузку 30-35 ампер-часов энергии. Много это или мало? Обычная лампа освещения мощностью 60 ватт потребует, с учетом наличия инвертора, преобразующего 12 В постоянного тока в 220 В переменного и имеющего собственный КПД в пределах 70%, тока в 7 ампер — это чуть больше четырех часов работы. Восстанавливать же растраченную энергию наш ветряк с условной мощностью 90 ватт даже в лучшем случае, при постоянном сильном ветре, будет не менее пяти часов. Как вы видите, при использовании ветрогенератора исключительно как автономного источника энергии электричество в вашем доме будет доступным лишь на несколько часов в день.

Вторым узлом системы электроснабжения становится инвертор. В нашем случае можно использовать как готовый автомобильный, так и извлеченный из источника бесперебойного питания. В любом случае важно не перегружать его потреблением тока, учитывая, что реальная эксплуатационная мощность его в 1,2-1,5 раза меньше указываемой максимальной мощности.

Как вы можете видеть, привлекательность использования даровой энергии упирается во многочисленные ограничения, и даже единственный эффективный в средней полосе России вариант — ветрогенератор — неспособен обеспечивать длительную автономность.

Но вместе с тем эта идея неплоха и как источник аварийного электропитания и, особенно, как конструкторская задача — удовольствие от создания своими руками ветрогенераторной установки может в разы превосходить ее мощность.

Законные требования

Чтобы ветровой генератор, установленный на частном доме или прилежащей территории, согласовывался с законодательной базой, он должен отвечать следующему ряду требований:

• Мощность не выше 5 кВт. Оборудование с таким показателем относится к бытовым устройствам, не требующим контроля со стороны энергонадзорных учреждений.
• Отсутствие муниципально-территориальных и технических ограничений на занимаемой площади. Некоторые частные территории могут находится внутри особо охраняемых, редких природных и иного статуса объектов, внутри которых запрещено размещение тех или иных технических средств.
• Согласование с соседями (помехи, шум, падающая тень и т. д.). Все виды помех, которые возникают от установки, могут стать причиной жалобы не только соседей, но и рядом размещенных предприятий, передающих центров.
• Высота мачты, отвечающая местным и федеральным требованиям. Высота мачты не превышает обычно 15 метров, но могут быть и исключения. Поэтому прежде чем сооружать высокую конструкцию, нужно убедиться, что она отвечает всем необходимым требованиям – отсутствие ЛЭП, вдали от аэропосадочной линии и т. д.

Ветряк на фасаде частного дома Источник more-el. com

• Отсутствие помех для местных и мигрирующих биологических видов. Птицы часто попадают в лопасти энергетических установок. Поэтому выбор места установки мачты с пропеллером должен исключать заранее известные пути их перелета.

Рекомендация! Чтобы исключить все возможные предъявления со стороны соседей или контролирующих органов, лучшее заранее собрать весь необходимый пакет документов, техпаспортов и сертификатов, подтверждающих, что ветряк для частного дома безопасен и безвреден. Кроме того, заводскую модель лучше устанавливать в полном соответствии с рекомендованными в технической документации параметров.

Как относится законодательство к установке ветрогенератора у себя на участке?

1. По закону всех стран бывшего СССР, законодательство по энергоресурсам не сертифицирует ветряки, поэтому при установке ветряка у себя на участке, вам не нужно брать какие-либо сертификаты у должностных учреждений.
2. Если ваш ветряк мощностью до 75 кВт, то он приравнивается к бытовым электроприборам, то есть как дизельный или бензиновый генератор.
3. В том случае, если ваш агрегат не превышает высоту 30 метров и мощность 75 кВт, то при его установке, вам не понадобится никаких документов, связанных с законодательными органами.
4. Вся конструкция ветрогенератора экологически чиста для окружающей среды и для здоровья человека, поэтому никакие экологические фанатики не предъявят вам свои требования.

Видео по установке генератора своими руками:

Разновидности

Для того чтобы правильно подобрать ветряной генератор, необходимо прежде всего учесть его технические параметры. Современные модели различаются по следующему ряду признаков:

• Количеству лопастей пропеллера. Большое количество элементов винта усложняет конструкцию. Однако чем больше лопастей, тем меньшая скорость ветра нужна для запуска механизма.
• Типу материала лопастей. Модели с жесткими пропеллерами более прочны и долговечны, но и значительно дороже парусных аналогов.

Многолопастный ветрогенератор для своего дома Источник ytimg.com

• Расположению направляющей вращения. Разделяются на вертикальные и горизонтальные. Первые прочнее и чувствительнее, вторые – отличаются лучшей производительностью.
• Возможности изменения шаговых характеристик. Различаются на модели с изменяемым и неизменным шагом. Изделия с переменными шаговыми параметрами позволяют увеличивать скорость, а значит, и продуктивность. Однако они более сложны, громоздки и дороги.

Полезно знать! Доступные сегодня в широкой продаже заводские модели достаточно дороги. Поэтому нередко у желающих установить подобную автономную электростанцию возникает вопрос о том, как сделать ветрогенератор. Самодельные аналоги нередко изготавливают из автомобильных генераторов, соединяемых по схеме с аналогичным АКБ на 12 вольт.

Мачта

Мачта, на которой крепится ветрогенератор — это один из самых важных его узлов.
Она не только обеспечивает безопасность эксплуатации ветряка (нижняя точка круга, описываемого лопастями, должна быть не ближе 2 метров к земле), но и позволяет ему максимально эффективно использовать энергию ветра, поток которого вблизи от земли становится более турбулентным.

Большая высота приводит к низкой жесткости мачты ветрогенератора и делает ее прочностной расчет достаточно сложным не только для мастера-любителя, но и для инженера. Можно перечислить лишь основные моменты:

• Размещайте мачту возможно дальше от дома и деревьев, затеняющих воздушный поток. Кроме того, при сильном ветре возможно падение ветрогенератора на здание либо его повреждение деревьями;
• Оптимальная конструкция мачты — это ажурная сварная ферма наподобие вышек электропередач, но в изготовлении она сложна и дорога. Простейший, но достаточно эффективный вариант — это несколько параллельных труб диаметром 80-100 мм, сваренных короткими швами между собой и забетонированных на глубину не менее метра в земле. Конструкцию из одной трубы крайне желательно усилить тросовыми растяжками, которые также крепятся к залитым в бетон опорам.
• Для упрощения обслуживания ветряка его мачту можно сделать переломной: в этом случае при ослаблении растяжки, идущей в направлении перелома, мачту можно будет наклонить к земле.

Рассказ об очень простом ветрогенераторе из домашнего вентилятора

Критерии выбора

При выборе ветрогенератора помимо технических характеристик, необходимо также правильно установить требуемую мощность. Задается она таким параметром, как диаметр ротора, рассчитать который можно по следующей формуле:

Эгод = 1,64 * Д2 *О3

Эгод – суммарная электроэнергия, потребляемые приборами дома за год, кВт,

Д – диаметр ротора, обозначаемый в метрах,

О – среднегодовое значение скорости ветра, метр/в секунду.

Подставляя известные параметры в эту форму, можно рассчитать, какого диаметра ротором должна быть оснащена ветряная электростанция для дома в конкретном случае.

Правила размещения

При монтаже устройства необходимо учесть следующий ряд требований:

• Вблизи генератора не должно располагаться сооружений, кустов, деревьев и прочих препятствий на пути свободного прохождения ветровых потоков.
• Чтобы шум и помехи от работы не оказывали негативного влияния на окружающих, ветряки для дома лучше располагать минимум на 30 метров вдали от жилища.
• Во избежание возникновения ослабления ветровых потоков устанавливать механизм лучше на 2-3 метра выше окружающих преград, даже если они находятся на расстоянии до 200 метров.

Особенности установки

Промышленно изготовленный или самодельный ветряк необходимо устанавливать с соблюдением следующего минимума требований:

1. Место установки лучше подбирать на возвышенности, вдали от препятствий, прибор располагать на высоте не менее 10 метров от поверхности земли.
2. Мачта должна иметь надежное основание – лучше всего бетонное.
3. Над ветряком необходимо расположить небольшой навес для защиты от осадков.
4. При необходимости замены, ремонта или обслуживания облегчить доступ к оборудованию позволит складная конструкция мачты.

На заметку! При решении вопроса, как сделать ветряк, чтобы он отличался долговечностью и неприхотливостью в обслуживании, необходимо уделить внимание количеству фаз, генерируемых устройством. Так, трехфазные модели по сравнению с однофазными аналогами не гудят, не вибрируют и характеризуются лучшим сроком службы.

Расчет мультипликатора

Генераторная установка имеет наклонную токоскоростную характеристику: с ростом оборотов ротора увеличивается максимальная отдаваемая им мощность. Следовательно, чтобы обеспечить наибольшую эффективность тихоходного ветрогенератора, нам понадобится мультипликатор с большим коэффициентом повышения.

Для самодельной конструкции наиболее оптимальное решение — это ременной мультипликатор: он прост в изготовлении и требует минимума станочных работ. Коэффициент повышения оборотов у него будет равен отношению диаметра ведущего шкива, связанного с осью винта, к диаметру ведомого шкива генератора. При необходимости передаточное число будет легко скорректировать заменой одного из шкивов.

При проектировании мультипликатора нужно учитывать как средние обороты лопастного узла, так и токоскоростную характеристику генератора. Если мы используем серийный автомобильный генератор, то ее без труда можно найти в Интернете, с самодельными же конструкциями, скорее всего, придется идти методом проб и ошибок.

Для примера возьмем распространенный тракторный генератор, о котором уже писали выше.

Взяв расчетную мощность нашей ветроустановки в 90 ватт, найдем точку на графике, соответствующую выходу генератора на эту мощность. При номинальном напряжении 14 В нам потребуется токоотдача не менее 6,5 А — согласно графику, это произойдет при оборотах чуть выше 1000 об/мин. Пусть винт нашей конструкции вращается ветром со скоростью 60 об/мин (ветер средней силы). Значит, нам потребуется как минимум двадцатикратное соотношение диаметров шкивов — для 70-миллиметрового шкива генератора шкив ветряка должен будет иметь диаметр почти полтора метра, что неприемлемо. Это недвусмысленно намекает, насколько мала эффективность ветрогенераторов такого типа — без сложного многоступенчатого редуктора, который сам по себе приведет к большим потерям мощности, вывести автомобильный генератор на рабочий режим практически невозможно.

Коротко о главном

Ветряной генератор для дома является одним из лучших альтернативных источников электроэнергии. Принцип его действия основа на преобразовании кинетической энергии ветра в механическую, а затем с помощью ротора – в электрическую. Среди главных его плюсов выделяются:

• Работа за счет неисчерпаемого источника энергии – ветра.
• Затраты связаны только с покупкой и установкой, оборудование долговечно и не требует особого обслуживания.
• Приспособленность для любого климата.
• Экологически чистый тип энергоресурса.

К недостаткам относятся – зависимость от силы ветра, помехи, возможность разрушения при стихийных погодных проявлениях. Установка ветряного генератора должна соответствовать требованиям закона – мощности, высоте, ограничениях, согласовании с соседями и отсутствию биологического вреда. Модели различаются по техническим параметрам – количеству лопастей, типу их материала, направлении оси вращения и изменчивости шага. При выборе нужно учитывать диаметр ротора, определяющий мощность. Монтаж прибора должен соответствовать правилам размещения и практическим рекомендациям.

Оценок 0

Прочитать позже

Какой лучше

Во-первых, мастеру придется решить сделать ли горизонтальный или вертикальный ветрогенератор своими руками. Оптимальным будет изготовление второго, поскольку это проще в домашней обстановке. На ось вращения здесь не влияет факт поддува с конкретной стороны. К тому же механизмы для периодического техобслуживания располагаются в нижней части и нет потребности подниматься наверх.

В качестве генератора для ветряка хорошо подходит асинхронный двигатель. Переделка будет вполне доступной.

Схема для ветрогенератора своими руками. Действия поэтапно:

1. Проточить ротор под магниты.
2. Наклеить их к ротору и залить «эпоксидкой» для закрепления.
3. Перемотать статор толстым проводом для сокращения напряжения и поднятия токовой силы.
4. Собранный генератор искусственно прокрутить и для проверки подключить какие-нибудь приборы.
5. Лопасти сделать из пластиковых труб 16-тисантиметровым диаметром.
6. Сварить стойку с поворотной осью. Конструкция делается по схеме ветряка с отводом головки от ветра посредством складывания хвоста (генератор смещается от осевого центра).
7. Собрать контроллер, через который подключиться к аккумулятору.

В качестве донора использовать трехфазный асинхронный двигатель. Главный принцип это получение напряжения через преобразование кинетического момента в электрический ток. Лучше пользоваться четкими чертежами на бумаге для достижения хорошего результата работы.

Энергия ветра для домовладельцев, фермеров и малых предприятий Колорадо — 10.623

Распечатать этот информационный бюллетень

И. Шонле и Р. Кантвелл ваш сайт должен быть как минимум класса 2 (годовая скорость ветра в среднем от 9,8 до 11,5 миль в час на высоте 50 метров над уровнем земли), чтобы быть подходящим для ветрогенерации.

1. Пригодна ли мне энергия ветра?

Небольшая ветровая энергетическая установка может обеспечить вас экономичным источником электроэнергии, если вы живете в районе с довольно устойчивыми сильными ветрами и площадью не менее половины акра открытой земли.

Личные впечатления от ветрености участка часто недостоверны – лучше использовать объективную меру. Наиболее точную информацию можно получить, разместив на своем участке анемометр (прибор, измеряющий скорость ветра) хотя бы на один год. Вы можете воспользоваться бесплатной программой кредитования анемометров в Колорадо http://projects-web.engr.colostate.edu/ALP/index.htm.

Более быстрый способ — найти данные о ветре на карте ветровых ресурсов Колорадо и в программе кредитования анемометра. Ветры на вашем участке должны быть не ниже 2 класса (среднегодовая скорость ветра 9от 0,8 до 11,5 миль в час на высоте 50 метров над уровнем земли), чтобы быть пригодным для ветрогенерации. У Министерства энергетики США есть дополнительная информация о размещении турбин, а Американская ассоциация ветроэнергетики
предлагает подробное руководство по размещению.

Вы также должны убедиться, что ваши местные нормы зонирования или соглашения разрешают использование ветряных турбин и довольно высоких башен, которые позволяют им улавливать достаточно ветра для производства электроэнергии. Вам также необходимо провести достаточно исследований, чтобы узнать, окупится ли турбина достаточно быстро, чтобы удовлетворить ваши финансовые потребности.

Несмотря на то, что стоимость ветряной турбины высока, ветряная энергетическая система не потребует дополнительных закупок электроэнергии примерно в течение 20 лет. Это позволяет вам избежать непредсказуемых будущих расходов на другие виды топлива, оплачивая энергию ветра авансом.

2. Как работает ветряная турбина?

Энергия ветра вырабатывает электроэнергию в соответствии с этим уравнением:

Мощность = 0,5 x Охватываемая площадь x Плотность воздуха x Скорость ветра ³

Практические выводы из этого уравнения:

1. Размещение вашей турбины в районе с хорошим ветром является наиболее важным соображением, поскольку мощность увеличивается со скоростью в кубе. Это означает, что небольшое увеличение скорости ветра резко увеличит выходную мощность.
2. Чем больше лопасти турбины (охватываемая площадь), тем больше энергии она сможет захватить. Очень маленькие турбины не смогут производить много энергии, независимо от того, насколько они эффективны.

Ветряная турбина улавливает энергию ветра, использует ее для вращения лопастей и преобразует энергию в электричество с помощью генератора в части турбины, называемой гондолой. Однако турбина является лишь частью системы. Башня поднимает лопасти высоко в воздух, где ветер сильнее. Поскольку выше над землей ветер более мощный и менее турбулентный, более высокие башни значительно увеличивают выработку энергии турбиной. Кроме того, ветровому ресурсу мешает наличие деревьев и построек. Одно эмпирическое правило заключается в том, что нижняя часть области, охватываемой лопастями турбины, должна быть как минимум на 30 футов выше любых деревьев или зданий в пределах 300 футов. Однако, поскольку увеличение высоты градирни резко увеличивает выходную мощность, рассмотрите возможность инвестирования в максимально высокую градирню; окупаемость вложений того стоит.

Инвертор преобразует электроэнергию постоянного тока (DC) в переменный ток (AC). Для ветряных машин, которые используют батареи для хранения энергии, контроллер управляет подачей электроэнергии на батареи, турбины, подключенные к сети, не требуют батарей .

3. В чем разница между сетевым и автономным?

До недавнего времени большинство небольших ветряных турбин в Колорадо устанавливались людьми, которые жили «вне сети», то есть вдали от энергетической компании, поставлявшей им электроэнергию. Они полагались на свою собственную способность производить энергию с помощью ветряной турбины и, возможно, солнечных батарей с резервными батареями для хранения энергии. Но это меняется.

Закон штата, принятый в 2008 году, требует, чтобы все коммунальные службы разрешали бытовым и коммерческим пользователям до определенного размера подключаться к сети. Сеть выполняет ту же функцию, что и аккумуляторная система хранения. Энергия, произведенная сверх суточного потребления, возвращается потребителю по розничному тарифу. Этот кредит идет на мощность, потребляемую в спокойные периоды, когда электроэнергия не вырабатывается. Закон штата Колорадо разработан для того, чтобы люди компенсировали собственное потребление энергии, а не продавали ее обратно для получения общей прибыли. Это позволяет бытовым турбинам до 10 кВт номинальной производительности и коммерческим турбинам до 25 кВт. Чистый учет разрешен только для систем, размер которых не превышает 120 процентов среднегодового потребления потребителя. В конце года любая электроэнергия, вырабатываемая сверх потребления, покупается коммунальным предприятием, как правило, по очень низким ценам. Следовательно, не имеет финансового смысла увеличивать размер вашей системы.

Этот закон о «чистых измерениях» вызвал гораздо больший интерес к небольшим ветряным турбинам, которые подключаются к энергосистеме. Поскольку эти турбины подключены непосредственно к системе электроснабжения, они не будут работать при отключении электричества, если только не будет резервной системы с батареями.

4. Насколько большая система мне нужна?

Большинство малых ветряных турбин имеют мощность или размер, основанные на максимальной электроэнергии, которую они могут генерировать, например, 1,8 кВт или 5 кВт. Но это не очень полезное число для большинства потребителей, поскольку номинальная мощность не является сравнением яблок с яблоками. Лучше использовать сертифицированные рейтинги Совета по сертификации малых ветров (http://smallwindcertification.org) (SWCC). Рейтинг SWCC показывает мощность, вырабатываемую турбиной в кВтч (киловатт-час) при номинальной скорости ветра, что дает турбине ее «номинальную мощность»9.0005

Однако важным фактором при принятии решения является выходная мощность при средней скорости ветра. Если номинальная скорость ветра (11,2 мили в час) не соответствует средней скорости ветра в вашем регионе, используйте кривую мощности, предоставленную производителем, показывающую, сколько электроэнергии машина производит при данной скорости ветра. Используйте это, чтобы оценить, сколько электроэнергии (кВтч) турбина будет производить каждый месяц или год при средней скорости ветра, которую вы ожидаете или измеряете на своем участке. Сопоставьте этот результат с вашим годовым потреблением энергии. Чтобы определить это число, проверьте свои ежемесячные счета, чтобы узнать общее годовое количество киловатт-часов электроэнергии, которое вы используете.

После того, как вы определили свое годовое потребление электроэнергии, вы можете решить, сколько электроэнергии вы хотите компенсировать с помощью турбины, исходя из бюджета и других соображений. Например, если вы хотите компенсировать почти все потребление электроэнергии и определили, что годовое потребление составляет 10 000 кВтч, выберите турбину, которая будет производить столько энергии в течение года при вашей средней скорости ветра.

5. Сколько это будет стоить?

Стоимость бытовых ветряных турбин варьируется в зависимости от того, сколько энергии они могут производить, и других факторов. Примерный диапазон составляет от 4000 до 8000 долларов за номинальный киловатт. Система, которая компенсирует большую часть потребления электроэнергии в среднем доме (10 000 кВтч в год), будет стоить примерно 50 000 долларов без учета льгот.

6. Как рассчитать окупаемость?

Перед установкой системы определите сумму, которую вы платите за электроэнергию, или, если вы планируете автономную систему, определите, сколько электроэнергии, по вашему мнению, вы будете использовать ежегодно. Если ваша система компенсирует всю вашу электроэнергию, вы можете разделить ее стоимость на годовой счет, чтобы определить, за сколько лет она окупится. Если вы компенсируете только часть своего использования, вам необходимо соответствующим образом скорректировать расчет

В Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии есть калькулятор и документ по экономике малых ветряков, подключенных к сети.

7. Шок от наклейки?

Независимо от того, какую электроэнергию вы используете, лучший способ сократить расходы — меньше потреблять. Это означает сделать ваш дом более эффективным и найти способы сократить потребление, например, открывать окна в прохладные ночи и закрывать их, когда днем ​​становится жарко. Выключение света и отключение приборов от электросети, когда они не используются, действительно может добавить денег. Для получения дополнительной информации см. информационный бюллетень 10.610, Энергосбережение в доме .

Для дальнейшего снижения затрат ищите скидки и налоговые льготы. База данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и эффективности содержит список федеральных и государственных скидок и стимулов.

8. С какими проблемами зонирования я могу столкнуться?

Правила зонирования существенно различаются в зависимости от штата, округа и муниципалитета. Прежде чем продолжить, проконсультируйтесь с окружным отделом планирования и зонирования. Во многих городских округах ограничения по высоте могут исключить установку ветряной башни. Всегда полезно обсудить идею с соседями, так как они могут внести свой вклад в размещение.

9. Какое техническое обслуживание?

Техническое обслуживание зависит от системы, поэтому спрашивайте о требованиях, когда вы решаете, какой тип турбины купить, и когда вы просматриваете литературу от разных производителей. Ветряные турбины требуют регулярного обслуживания, которое обычно состоит из периодических проверок и регулировок; если выполнение такого рода обслуживания, иногда на вершине высокой башни, не является чем-то, что вы либо хотите делать, либо платить за это, энергия ветра вам не подходит. Представители производителей могут дать вам представление об ожидаемом графике технического обслуживания и помочь организовать техническое обслуживание. Эмпирическое правило состоит в том, чтобы выделять около 1 процента стоимости установки ветровой системы на расходы по эксплуатации и техническому обслуживанию в течение срока службы системы.

10. Как долго прослужит система?

При рассмотрении вопроса о покупке системы спросите о ее ожидаемом сроке службы. Большинство авторитетных небольших турбин должны хорошо работать в течение многих лет, при этом требуется только периодическое техническое обслуживание. Купите турбину с хорошей репутацией и хорошей гарантией — желательно не менее пяти лет. Гарантия является одним из показателей уверенности производителя в продукте. В общем, от правильно обслуживаемой турбины от известного производителя можно ожидать 20 лет.

11. Нужно ли мне думать о страховке?

Вы захотите застраховать свою турбину от возможных повреждений и претензий по ответственности, а в некоторых округах требуется страховка. Спросите в своей страховой компании, застрахуют ли они турбину. Как правило, наиболее экономичный способ застраховать ветровую систему — это существующий страховой полис домовладельца на ваш дом; его часто страхуют как «сопутствующее строение» (нежилое строение).

12. Как это повлияет на стоимость моего дома/ранчо/фермы?

Небольшой ветряк, как и другие капитальные вложения, должен увеличить стоимость вашего имущества. Если вы можете сказать потенциальному покупателю, что ваши счета за электроэнергию почти ничтожны, стоимость установленной турбины может стать привлекательным стимулом.

13. Каково воздействие на окружающую среду?

Небольшие ветряные турбины не загрязняют окружающую среду и не нуждаются в воде. Они также уменьшают количество загрязняющих веществ, которые выбрасывает ваша коммунальная служба, если вы полагаетесь, например, на электроэнергию от сжигания угля. По данным Американской ассоциации ветроэнергетики, за свой срок службы небольшой жилой ветряк может компенсировать примерно 1,2 тонны загрязнителей воздуха и 200 тонн парниковых газов (углекислого газа и других газов, вызывающих глобальное потепление). Хотя воздействие ветряных турбин на диких животных, особенно птиц, вызывает озабоченность у многих людей, исследования показали, что столкновения с небольшими неосвещенными турбинами птиц случаются довольно редко. Гораздо большее негативное влияние оказывают окна домов и уличные кошки. У Национального координационного совета по ветру (https://nationalwind.org/) есть список публикаций о взаимодействии дикой природы и ветра для получения дополнительной информации.

Большинство современных турбин в жилых домах довольно тихие — уровень шума такой же, как при обычном ветре.

14. О каких других возобновляемых источниках энергии следует подумать?

Прежде чем рассматривать вопрос об использовании возобновляемых источников энергии в вашем доме, ранчо или ферме, эксперты советуют вам сделать все возможное, чтобы сократить потребление энергии за счет экономии и повышения эффективности. После этого добавление возобновляемых источников энергии зависит от вашего местоположения и бюджета.

Солнечные фотоэлектрические панели могут иметь больше смысла, чем небольшие ветряные турбины в большинстве городских районов. Их сочетание, возможно, с резервным дизельным генератором, часто имеет смысл для людей, которые хотят жить полностью независимо от энергетической компании.

Геотермальный тепловой насос, использующий преимущества относительно однородной температуры земли, подходит для отопления и охлаждения, особенно в новом строительстве. И если у вас есть вода, стекающая вниз по вашей собственности, микро-гидрогенератор может быть хорошим вариантом для рассмотрения.

^* Ирен Шонле, директор и агент по развитию Университета штата Колорадо, округ Гилпин; и Ребекка Кантуэлл, Colorado Solar Energy Industries. 09.10. Отредактировано 15 мая.

Перейти к началу этой страницы.

будет стоить миллион долларов в 2022 году?

Автор Дэн Блюэтт

Сколько будет стоить ветряная турбина в 2022 году? Какими бы большими они ни были, ни для кого не секрет, что эти ветряные монстры стоят дорого.

В сегодняшней статье мы углубимся в цифры: сколько стоит ветряная турбина, окупаются ли они со временем и стоят ли большие первоначальные инвестиции? Оффшорные ветряные электростанции набирают обороты благодаря администрации Байдена в Соединенных Штатах и ​​во всем мире, однако оценить затраты на оффшорные ветряные электростанции труднее, чем на наземные ветряные электростанции.

Энергия ветра становится слишком дешевой?

Некоторые производители ветряных турбин, такие как Siemens Gamesa, выразили обеспокоенность тем, что стоимость энергии ветра становится слишком низкой для поддержания развития и роста рынка. Мы обсуждали это в недавнем выпуске подкаста Uptime.

Чтобы увидеть больше эпизодов, перейдите на нашу страницу подкастов.

Сколько стоит ветряная турбина в 2022 году?

Для коммерческих ветряных турбин ответ составляет миллионов долларов за турбину.

Стоимость ветряных турбин составляет лотов , поэтому инвестиции должны окупиться в течение длительного периода времени.

Турбины производят значительное количество электроэнергии и продают ее обратно местным энергетическим компаниям, где она поступает в энергосистему, используемую домами и предприятиями.

Разбивка первоначальных затрат на ветряные турбины

• 2,6–4 миллиона долларов за среднюю коммерческую ветровую турбину
  • Типичная стоимость 1,3 миллиона долларов за мегаватт (МВт) мощности по производству электроэнергии
  • Большинство коммерческих ветряных турбин имеют мощность 2-3 МВт, но морские турбины могут достигать 12 МВт
  • Стоимость увеличивается с увеличением размера турбины, хотя использование меньшего количества , более крупные турбины — сложность и конструкция фермы в целом значительно снижается за счет меньшего количества турбин большего размера.

Заинтересованы в энергии ветра? Ознакомьтесь с нашим подкастом об энергии ветра: Uptime

Слушайте Uptime на любой платформе подкастов

• Слушайте сейчас в iTunes
• или Spotify
• или смотрите на YouTube

Расходы на техническое обслуживание ветряной турбины

После постройки обслуживание является постоянным расходом.

• 1-2 цента за произведенный киловатт-час, или
• 42 000 – 48 000 долларов в год

Затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание могут быть значительными, но все эти машины являются долгосрочными инвестициями и продолжают (надеюсь) окупать себя со временем.

Исследование ветряных турбин с использованием немецких данных показало, что эти затраты могут быть 1-2 евроцента за киловатт-час (кВтч) произведено в среднем .

В этой статье утверждается, что типичные затраты на эксплуатацию и обслуживание составляют 42 000–48 000 долларов в год в США, но эта цифра также снижается по мере совершенствования технологий.

Это число увеличивается по мере старения турбины, что неудивительно, учитывая износ и суровые условия, в которых работают эти машины.

Из чего состоит эксплуатация и техническое обслуживание?

Эксплуатация и техническое обслуживание (ЭиТО) состоит из следующего:

• Страхование
• Аренда земли
• Обслуживание, ремонт и запасные части
• Административные задачи
• Электроэнергия (требуется электричество для работы)
• Разное

значительно превышают затраты на техническое обслуживание.

Ремонт может значительно снизить мощность (подробнее об этом позже), а удары молнии в ветряные турбины могут стать настоящей проблемой.

Хотя лопасти турбины покидают фактор с системой молниезащиты, часто они неадекватны.

Особенно важны дополнительные уровни молниезащиты для морских ветряных турбин, где транспортировка рабочих для ремонта является дорогостоящей и трудоемкой.

Такие изделия, как сегментированные молниеотводы, могут обеспечить дополнительную защиту ветряных турбин от повреждения ударом молнии.

Сколько электроэнергии производит ветряная турбина?

Мы покрыли расходы, а теперь давайте обратимся к большому вопросу: сколько электроэнергии производит ветряная турбина?

Мощность ветряных турбин измеряется в мегаваттах (МВт), что указывает на их способность вырабатывать электричество.

Один мегаватт = 1 000 000 ватт мощности.

Один мегаватт может питать около 1000 домов в месяц, но в действительности ветряные турбины не достигают своей номинальной мощности из-за меняющихся скоростей ветра.

Размер ветряной турбины влияет на мощность производства электроэнергии

Ветряные турбины стоят тем больше, чем больше они становятся, но они производят больше электроэнергии с большими гондолами и лопастями турбины.

В 2019 году сообщалось, что средний диаметр ротора увеличился до 129 метров (423 фута).

Обычные размеры коммерческих ветряных турбин в мегаваттах:

• 1,5 МВт (береговые или наземные)
• 2,5 МВт (береговые)
• 4 МВт (береговые) 90-08014 90-014
• До 15 МВт (GE Haliade-X производит 12 МВт, а Siemens Gamesa SG 14-222DD — турбина мощностью 15 МВт)

Морские ветряные электростанции выбирают более крупные ветряные турбины отчасти из-за высокой стоимости их установки и транспортировки электричества, а также повышенную эффективность, которую они получают при постоянной, более высокой скорости ветра.

Предпочтительнее построить одну турбину, чем множество более мелких, потому что нужно построить меньше башен и систем крепления к земле, что упрощает все.

Скорость и направление ветра влияют на «коэффициент мощности» при производстве электроэнергии

При полной скорости ветра турбина может производить на полную мощность. Если турбина рассчитана на 2,5 МВт, то при максимальной скорости ветра она будет выдавать 2,5 МВт мощности.

Тем не менее, все мы знаем, что ветер никогда не бывает постоянным.

Поскольку ветер стихает, меняет направление и т. д., общие средние значения будут намного ниже, обычно в диапазоне 30-40% для береговых ветряных турбин и до 65% (иногда выше в редких случаях) для морских турбин.

Самая большая ветряная турбина: турбина GE Haliade-X мощностью 12 МВт

GE Haliade-X… безумна.

Эта огромная ветряная турбина является первой мощностью 12 МВт, с лопастями длиной 107 м (351 фут) и общей площадью основания, достигающей 260 м (853 фута) в небе.

Турбины такого размера обычно используются на шельфе, где скорость ветра постоянно намного выше, а подача энергии затруднена. Меньше турбин большего размера = более легкая передача энергии, меньше кабелей на большие расстояния и более простая система в целом.

Если вам интересно, как эти турбины остаются в вертикальном положении на сумасшедших волнах и уносятся в море, ознакомьтесь с этой статьей с великолепными иллюстрациями.

Сколько денег приносит ветряная турбина за счет вырабатываемой ею электроэнергии?

Помните, что ветряная турбина имеет максимальную номинальную мощность (например, 4 мегаватта), но она будет производить электроэнергию только при «коэффициенте мощности» или «коэффициенте нагрузки», который составляет процент от этого максимума.

В приведенной ниже таблице вы найдете некоторые цифры, основанные на типичной продажной цене (данные за 2019 г.) электроэнергии, вырабатываемой ветряными турбинами. Эта энергия продается обратно в электрические сети коммунальных предприятий, и цена падает по мере совершенствования технологии турбин.

Благодаря продаже электроэнергии ветряные турбины окупают себя и создают возобновляемую энергию.

Мы хотим, чтобы эта энергия была дешевой, и она движется в правильном направлении.

Цель состоит в том, чтобы турбины работали с более высоким коэффициентом мощности, что означает, что они производят больше электроэнергии за время работы.

Нужна молниезащита для ветряной турбины?

Наши сегментные молниеотводы StrikeTape для ветряных турбин являются самым прочным и высокопроизводительным продуктом в мире. Затраты на техническое обслуживание ветряных турбин резко возрастают, когда они постоянно повреждаются ударами молнии, поэтому защитите свои турбины с помощью самого лучшего.

Используйте молниезащиту StrikeTape на своей ветровой электростанции.

Дополнительные вопросы и ответы по ветряным турбинам

Ознакомьтесь с нашими общими вопросами о ветряных турбинах ниже, включая многие вопросы о стоимости ветряных турбин, технических характеристиках и многом другом.

Если у вас есть вопрос, оставьте его ниже, и мы обновим эту статью с нашим ответом!

Какой высоты ветряк?

Башни большинства коммерческих ветряных турбин имеют высоту от 200 до 260 футов. Лопасти, часто более 100 футов в длину, при подсчете общей высоты увеличивают число до 300. Лопасти ветряной турбины модели Gamesa G87 достигают высоты 399 футов.

С какой скоростью вращается ветряк?

Скорость кончиков лопастей ветряных турбин обычно колеблется в пределах 120-180 миль в час, хотя она может варьироваться в зависимости от ветровых условий. Из-за их огромных размеров (с лопастями более 100 футов) кажется, что они вращаются медленно, хотя на самом деле скорость кончиков лопастей очень и очень высока.

Сколько будет стоить ветряк в 2021 году?

1 300 000 долларов США за мегаватт. Типичная ветряная турбина имеет мощность 2-3 МВт, поэтому стоимость большинства турбин составляет 2-4 миллиона долларов. Согласно исследованию эксплуатационных расходов ветряных турбин, эксплуатация и техническое обслуживание обходятся дополнительно в 42 000–48 000 долларов в год.

Делают ли они небольшие ветряные турбины для индивидуальных домов?

Да, и эти меньшие турбины теперь могут стоить менее 1000 долларов. Производство энергии будет сильно различаться в зависимости от размера, характеристик и ветровых условий дома человека, а некоторые дома могут вообще не подходить для турбины. Есть причина, по которой ветряные электростанции тщательно размещаются в очень ветреных, часто суровых условиях — сильные ветры возникают в местах, где люди часто не хотят жить. Если в вашем доме не бывает постоянного сильного ветра, установка ветряной турбины любого типа может быть нецелесообразна с финансовой точки зрения.

Попадают ли лопасти ветряных турбин в птиц?

К сожалению, иногда бывают, но это не самая большая угроза для популяции птиц. Эта статья проливает свет на этот вопрос: https://www.usatoday.com/story/money/business/2014/09/15/wind-turbines-kill-fewer-birds-than-cell-towers-cats/15683843/ и важно отметить, что кошки и вышки сотовой связи представляют гораздо более высокую смертность для птиц.

Сколько домов может питать один ветряк?

Хотя это число может сильно варьироваться в зависимости от таких факторов, как размер, ветровые условия, ремонт и длина лопастей, типичная ветряная турбина может питать 1000-2000 домов в год.