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