Ветряная электростанция часть 2. Ветрогенератор для дома

В первой части статьи был проведен краткий обзор различных конструкций ветроэнергетических установок с описанием их принципа действия и зависимости мощности ветрогенератора от силы ветра.

В следующем ниже продолжении речь идет о практических аспектах применения ветровых электрогенераторов для питания домашней сети или некоторых электроприборов.

Ниже будут приведены примеры самодельных конструкций ветрогенераторов, но, как было описано в первой части, осуществление сложных проектов малой ветроэнергетики является порой непосильной задачей для начинающих мастеров.

Недостаточность знаний, навыков и инструментов, а также требования безопасности вынуждают энтузиастов ветроэнергетики обратить внимание на готовые заводские ветрогенераторы.

Рекомендации по приобретению и установке ветрогенераторов для дома

Для автономного энергоснабжения рекомендуется использовать трехлопастной ветрогенератор с высотой мачты 10 м, диаметром винта 4,5 м, скоростью вращения около 500 об/мин.Генератор синхронный многополюсный, мощностью 3 кВт с постоянными неодимовыми магнитами, аккумуляторная батарея энергоемкостью 20 кВт·час, (масса 500 кг), резервный бензиновый генератор на 2,5 кВт, и инвертор на 4,5 кВт. Такая ветровая энергетическая установка обеспечит среднее потребление электроэнергии 390 кВт·час в месяц.

Ветрогенератор мощностью 3 кВт, установленный на окраине города

Существуют много фирм и компаний, предлагающих как винты для ветрогенератора, так и ветряные электростанции для дома в сборе, включающие:

  • Электрогенератор;
  • Лопасти винта с необходимым креплением на ось электрогенератора;
  • Элементы мачты, растяжек и остального крепежа;
  • Специфичный инвертор напряжения, обладающий функцией контроля заряда аккумуляторов;
  • Кабель снижения для подключения ветрогенератора к инвертору;
  • В комплект поставки могут входить аккумуляторные батареи.

Внешний вид ветрогенератора мощностью 3 кВт

Специалисты компании могут помочь произвести все необходимые расчеты, и должны гарантировать, что домашняя ветровая электростанция будет надежно установлена и подключена. Фирмы, дорожащие своей репутацией и общественным мнением о ветроэнергетике, вообще не должны позволять владельцам осуществлять самостоятельный монтаж своих мощных ветрогенераторов, из-за высоких требований безопасности, которые описаны ниже.

Безопасность использования ветряков в домашних условиях

Несмотря на исключения потребности потребления ископаемого топлива, при добыче которого наносится вред окружающей среде, и отсутствие вредных выбросов, ветряную энергетику нельзя назвать абсолютно безвредной и безопасной по отношению к природе и человеку. Независимо от размеров лопастного винта, концы лопастей обладают большой круговой скоростью, и много птиц уже погибло за время распространения ветровых электростанций.


Большая скорость окончаний лопастей (около 100 метров в минуту) также несет угрозу человеку – в случае поломки винта ветрогенератора разлетающиеся осколки могут повредить окружающие дома и нанести существенные травмы человеческому организму. Ветрогенераторы должны быть обеспечены тормозным механизмом, которые предотвращают слишком быстрое вращение, если скорость ветра становится опасной (общепринято 25 м/с).

Существует опасность обрушения мачты и возгорания ветрогенератора с распространением вокруг горящих обломков!


Учитывая боковые нагрузки и сильные непредсказуемые порывы ветра, мачта крепления, удерживающая ветрогенератор и нависающая над крышами домов должна иметь многократный запас прочности. Также в обязательном порядке для мачты ветрогенератора требуется  молниезащита и заземление, ввиду опасности попадания молнии. Категорически запрещается устанавливать мачты мощных ветрогенераторов на крышах или стенах домов из-за опасности возникновения колебательного резонанса, который будет разрушать постройку.

Доказано, что помимо свиста, гудения и хлопков, которые издают ветроэнергетические силовые установки, при вращении винта ветрогенератора создается шум в инфразвуковом диапазоне, ниже порога слышимости человеческого уха.

Данные инфразвуки, хоть и не слышны при помощи слуха, все же ощущаются телом, а их частота близка к сейсмическим колебаниям, что вполне объяснимо вызывает инстинктивный страх и беспокойство. Длительное влияние данного шума может привести к психологическим расстройствам.


Учитывая приведенные выше доводы, ветрогенератор для дома должен отвечать всем требованиям безопасности и законодательства, которое действует в данном регионе, или стране. Даже если все требования соблюдены, для сохранения добрососедских отношений следует договориться с соседями об установке ветрогенератора на своем участке, чтобы избежать жалоб и ссор по поводу шума и нависающей угрозы.

Самодельные ветрогенераторы

Очевидно, что в условиях густонаселенного квартала города или поселка установка и использование даже лицензионного ветрогенератора может принести больше проблем, чем выгоды. Говорить о применении самодельного генератора, пусть и очень надежного, но, по мнению соседей, способного в любой момент разлететься на десятки смертельно опасных поражающих осколков, вообще не приходится.

Соседям может не понравиться установка ветрогенератора над их крышами

В условиях стоящего особняком частного дома, или где-нибудь в охотничьем домике или сторожевой постройке ситуация с нанесением вреда окружающим людям совершенно иная, поэтому пытливые мастера могут смело ставить эксперименты по собственноручному изготовлению ветрогенераторов.

В сети Интернет существует множество чертежей с описанием, как сделать тот или иной ветрогенератор, с усовершенствованиями, добавив элемент Пельтье своими руками для улучшения КПД генератора. Сложные конструкции ветроэнергетических установок большой мощности требуют наличия материалов, инструментов и мастерства для обеспечения максимальной надежности и эффективности.

Пример чертежа ветроэнергетической установки

Но небольшие заводские ветрогенераторы, мощностью около 300 Вт пользователь может собрать и установить самостоятельно, не обладая большими познаниями и навыками.

Поскольку мировым лидером производства ветровой электроэнергии является Китай, то больше всего поставок  комплектующих и разборных ветрогенераторов идет именно с этой страны. На видео показан процесс сборки и тестирования подобного ветрогенератора на 300 Вт, полученного по заказу из Китая:


Очевидно, что обеспечить дом электричеством при помощи одной только энергии ветра очень трудно и дорого. Но обладая сноровкой и изобретательностью, имея под рукой различные инструменты и материалы, можно сделать ветряной электрогенератор из имеющихся электроприборов, например, из бытового вентилятора, переделав его.

Данной мощности хватит для зарядки мобильного телефона или смартфона и для аварийного освещения, что в условиях отключения электроэнергии и отдаленности от цивилизации может иметь большое значение в различных жизненных ситуациях.


Для таких небольших объемов электроэнергии также можно сделать термоэлектрический генератор своими руками, применив модуль Пельтье, радиатор и нагреватель из корпуса блока питания, работающий на древесном топливе. Выработки электроэнергии должно хватить на зарядку мобильного телефона в полевых условиях.


Генераторы для самодельных ветряков

Одним из свойств электрогенераторов, определяющих их эффективность, является скорость перемагничивания катушек, чем выше, тем больше напряжение и ток на выходе. Большая скорость перемагничивания достигается за счет быстрого вращения вала электрогенератора при промышленной генерации электроэнергии. Но вал даже самого быстроходного ветряка вращается слишком медленно.

Увеличить обороты можно за счет повышающего редуктора, или сделать генератор для ветряка многополюсным. Это означает, что частота генерируемого тока за один оборот ротора генератора будет равна количеству полюсов. Применение мощных неодимовых магнитов позволило избавиться от применения катушек возбуждения в электрогенераторах для ветроэнергетических установок. На виде ниже показан процесс создания самодельного электрогенератора на базе неодимовых магнитов:


Аналогичная конструкция генератора для ветряка, выполненная при помощи неодимовых магнитов другим мастером:


Известно, что многие электродвигатели, у которых в конструкции есть постоянные магниты, допускают работу в режиме генерации электроэнергии.

Поэтому создание маломощного ветрогенератора из шагового двигателя, у которого также есть много полюсов, может обеспечить энергией зарядку телефона при минимуме затрат как на саму ветроэнергетическую установку, так и на изготовление генератора, как показано на видео ниже:


Похожие статьи

Поделитесь статьей с друзьями:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *