Использование ветровых электростанций для производства электроэнергии: преимущества и недостатки

Использование энергии ветра

Ветер — уникальный ресурс, потому что мы взаимодействуем с ним каждую минуту. Он используется с древних времен и является наиболее экологически чистым источником энергии. Он имеет широкий спектр применения. Некоторые из них могут быть вам знакомы, но другие могут застать вас врасплох. Давайте посмотрим на различные варианты использования энергии ветра.

В транспортных средствах

Во время своих исследований вы наверняка встречали ветряные турбины. Если нет, знайте, что есть машины, которые двигаются в основном ветром. Типичный пример — это хорошо задокументированный ветряк, который проехал 3100 миль по Австралии.

Хотя он не полностью работает от ветра, это отличный пример того, как автомобили можно приводить в действие с использованием альтернативных источников энергии. Точнее, в машине использовалась комбинация батарей, ветра и воздушного змея. Автомобиль потреблял от 10 до 15 долларов энергии за всю поездку, что подчеркивает доступность энергии ветра.

Ветряные турбины

Электричество — главный источник энергии в мире. Из-за обилия электричества почти все производимые устройства питаются от электричества. Традиционный способ производства электроэнергии использует ископаемое топливо, такое как нефть, природный газ и уголь. Эти ископаемые виды топлива выделяют парниковые газы и другие вредные вещества, загрязняющие окружающую среду.

Энергия ветра устраняет выбросы вредных газов в атмосферу. Энергия ветра улавливается стратегически расположенными ветряными турбинами. Это можно сделать в больших масштабах, например, с помощью ветряных турбин, установленных на ветряных электростанциях. Они могут быть небольшими по размеру, например, ветряные турбины, установленные в частном порядке, для выработки электроэнергии для домашнего использования.

Грузовые и парусные суда

Типичными примерами использования энергии ветра являются торговые суда, разработанные американской компанией Cargill, Inc., которая стремится к развитию мира за счет внедрения передовых технологий. Компания Cargill расширила и полностью приняла идею установки огромного воздушного змея на одном из своих грузовых судов для использования энергии ветра.

Проект направлен на снижение расхода топлива и выбросов углекислого газа. Все мы знаем, что энергия ветра веками использовалась для питания парусных судов и небольших кораблей, но новаторы пошли дальше, помогая управлять грузовыми судами.

Спорт

В течение бесчисленных лет энергия ветра использовалась для некоторых увлекательных видов спорта, таких как виндсерфинг, парусный спорт, запуск воздушных змеев, дельтапланеризм, кайтсерфинг, катание на лыжах, парапланеризм и многое другое.

Перекачивание воды

Использование энергии ветра для перекачки воды из-под земли — не новая технология. Его использовали с давних времен. Это дешевая альтернатива для некоторых стран и сообществ. На самом деле нет никаких экстраординарных затрат по сравнению с использованием огромных насосных линий, работающих на ископаемом топливе.

История возникновения ветряных электростанций

Использование сил природы для извлечения пользы — показатель развития человека. В частности, это касается использования энергии ветра для собственных нужд. Долгое время человек не имел ни малейшего представления о физике и движении воздушных масс по плоскости земной поверхности, но человек научился использовать силу ветра в виде тягового усилия для навигации с изобретением паруса. Кроме того, естественным продолжением развития научной мысли стало появление ветряных турбин или ветряных мельниц.

Следующий важный шаг вперед в управлении воздухом и ветром был сделан в конце 19 века с рождением первой ветряной электростанции. Проблема, которая привела к поиску альтернативного источника энергии, — это желание сэкономить, поскольку цены на другие виды топливных ресурсов с каждым годом растут.

В России волна интереса к ветропаркам пришлась на 20-е годы ХХ века. Позиция «коммунизм — советская власть плюс электрификация всей страны» требовала не только модификации силовых структур, но и обеспечения обширных территорий государства «лампами Ильича». Строительство гидроэлектростанции стоит дорого и не слишком быстро, и все еще существовала проблема с передачей генерируемой энергии на большие расстояния. В этих условиях наиболее предпочтительным было использование энергии ветра.

Ветряные фермы были разработаны для сельского хозяйства, которое можно было производить на месте, и материалы для их производства были общедоступными. Эти системы использовались как для освещения, так и для бытовых нужд (например, для мельниц). Обычный «крестьянский ветряк» мог осветить большую деревню — до двухсот семей. При этом проблем с передачей электроэнергии не было.

Упадок ветроэнергетики в середине 20 века был вызван появлением недорогих передающих и распределительных сетей электростанций, использующих традиционные ископаемые виды топлива, а также гидроэлектростанций. Но ограниченные запасы топлива к концу 20-го века привели к возрождению интереса к ветроэнергетике, который практически бесконечен.

Применение ветрогенераторов

Использование ветряных генераторов сегодня — очень распространенный метод выработки электроэнергии, а современные ветряные турбины известны каждому школьнику. Соединенные Штаты Америки и Китай являются лидерами по количеству используемых ветряных электростанций, но другие страны также понимают, что преимущество ветряных электростанций заключается в возможности получать дешевую энергию, и этот энергетический сектор быстро растет.

Установка ветряной турбины стоит намного меньше, чем установка линии электропередачи или подключение к существующей. В то же время невысокая стоимость энергии ветра и простота, позволяющая изготовить простейшую ветряную турбину самостоятельно, делают ветроэнергетические установки популярными среди простых людей.

Для удовлетворения повседневных потребностей потребителя необходимо наличие оборудования, способного производить до 10 кВт электроэнергии. В этом случае идеально смонтированная ветряная система должна состоять из нескольких ветрогенераторов, которые накапливают энергию в общей батарее. Это позволяет регулировать выходную мощность аккумулятора путем подключения или отключения дополнительной ветряной турбины.

Бесперебойное электроснабжение можно получить, собрав автономный комплекс. Но здесь возникает проблема и главный недостаток современной ветряной электростанции по сравнению с термоэлектрической установкой, который заключается в стабильности ветрового потока для выработки энергии при постоянной мощности. Во избежание проблем многие комплексы оснащаются дополнительными или резервными источниками питания в виде дизельных или бензиновых генераторов, которые могут автоматически отключаться или подключаться в зависимости от силы ветра.

Виды ветрогенераторов

Ветряные турбины — это устройства, которые преобразуют кинетическую энергию, создаваемую ветровым потоком, в механическую энергию, а затем в электрическую.

Все ветрогенераторы можно разделить на вертикальные и горизонтальные, исходя из положения оси вращения.

Вертикальные или «карусельные» ветряки

Этот тип ветряной турбины имеет механизм с вертикальной осью вращения. Представляет:

• главный ротор, который чувствует поток воздуха;
• адаптер;
• генератор;
• аккумуляторная батарея;
• инвертор.

Такие ветряки бесшумны и могут быть установлены возле жилого дома, их работа не зависит от направления ветра — они способны улавливать поток воздуха под любым углом. Их работа начинается с минимальных показателей силы ветрового потока.

С ротором Дарье, геликоидные и многолопастные

Агрегаты с ротором Дарье имеют серию пар лопастей оригинальной конструкции для улучшения аэродинамики. Преимущество этих агрегатов в том, что их можно устанавливать на уровне земли.

Винтовые ветряные турбины представляют собой модификацию ортогональных роторов со специальной конфигурацией лопастей, которая обеспечивает равномерное вращение ротора. За счет снижения нагрузки на элементы ротора увеличивается срок их службы.

Многолопастные ветряные турбины — это модифицированная версия ортогональных роторов. Лопасти на этих установках устанавливаются в несколько рядов. Первый ряд неподвижных лопастей направляет поток ветра к лопастям.

На основе ротора Савониуса

Лопасти ветряных турбин на основе ротора Савониуса представляют собой специальные полуцилиндры, которые создают высокий крутящий момент. Среди недостатков этих ветроустановок можно выделить большой расход материала и низкий КПД. Для достижения высокого крутящего момента с ротором Савониуса также установлен ротор Дарье.

Ортогональные

Ортогональная ветряная турбина имеет несколько параллельных лопастей, установленных на расстоянии от вертикальной оси. На работу ортогональных ветряных турбин не влияет направление ветра. Они устанавливаются на уровне земли, что облегчает установку и эксплуатацию агрегата.

Горизонтальные

Ось ротора вращается параллельно земле. Ветрогенераторы этого типа имеют от одной лопасти. Они делятся на однолопастные, двухлопастные, трехлопастные и многолопастные. Для работы горизонтальных ветряных генераторов требуется правильное направление ветра, поэтому было продумано автоматическое регулирование.

Преимущество таких установок — большая эффективность. По сравнению с вертикальными они легче и меньше по размеру.

Необычные конструкции ветрогенераторов

Среди широкого ассортимента моделей ветряных турбин есть устройства весьма специфического типа. При этом они полностью функциональны и выполняют свою работу на достаточно высоком уровне (для прототипов или опытных образцов). Некоторые конструкции совершенно необычны и обладают уникальными свойствами, в то время как другие намного ближе к традиционным формам. Рассмотрим их подробнее.

Устройство на водяных каплях

Из необычных ветряков этот самый необычный. Он не похож ни на один другой известный дизайн. У него даже нет вращающихся частей. Он представляет собой каркас с горизонтально расположенными внутри водопроводными трубами. На поверхности трубок расположены сопла, из которых выходят капли воды, положительно заряженные с помощью электродов внутри трубок. Когда дует порыв ветра, капли падают на противоположные электроды, изменяя свой заряд, что вызывает электрический ток в системе.

Дизайнерский ветрогенератор Revolution Air

Этот ветряк по сути своей декоративен. Его свойства таковы, что использовать его как полноценный прибор практически невозможно. Для запуска ему необходим расход 14 м / с, а при минимальной цене 2500 евро эти характеристики нельзя рассматривать как нормальные рабочие параметры.

Устройство имеет оригинальный внешний вид, хотя, по сути, представляет собой художественно переосмысленный вариант ветрогенератора ортогонального типа.

Парусный ветрогенератор

Основное преимущество такой установки — возможность работы при слабом ветре 0,5 м / с. Парусный ветряк можно установить где угодно и на любой высоте.

Среди преимуществ: низкая скорость ветра, быстрая реакция на ветер, легкость конструкции, доступность материала, ремонтопригодность, возможность изготовить ветряк своими руками. Недостаток — возможность разбивки при сильном ветре.

Конструкция Третьякова

Ротор Третьяковки имеет довольно сложную конструкцию, хотя, по сути, представляет собой разновидность ротора с диффузором. Устройство имеет рабочее колесо с вертикальным ротором. Вокруг установлен подвижный воздухозаборник со стабилизатором, который автоматически устанавливает подветренную конструкцию. Воздухозаборник также имеет ряд направляющих, которые организуют поток потока в нужном направлении.

Воздух, попадая в корпус, обходит крыльчатку снизу и направляется к лопастям. Этот сложный путь потока помогает получить правильное направление струи и отсутствие встречного контакта с задними частями лопастей. Ротор способен начинать вращение при ветре 1,4 м / с, что очень ценно в условиях нашей страны, не отличающейся сильными и ровными ветрами.

Летающий ветрогенератор-крыло

Идея создания такой конструкции основана на том, что на большой высоте ветровые потоки более активны и имеют большую скорость. Разработчики используют устройство, напоминающее гигантского воздушного змея, который поднимается на большую высоту и летит по заданной траектории, генерируя электрический ток. Устройство позволяет отказаться от создания высоких деревьев, поднять ветряк на большую высоту и обеспечить максимально возможную скорость ветра.

Внимание! Большинство необычных разработок пока не производятся серийно. Причиной тому были относительно низкие характеристики, которые демонстрируют конструкции, и сложности при проведении некоторых операций эксплуатационного характера (например, запуск крыла ветряной турбины).

Устройство и виды ветровых электростанций

Ветряные электростанции (ВЭС) используют энергию ветра для производства электроэнергии. Крупные станции состоят из множества ветряных генераторов, объединенных в единую сеть и питающих большие территории: деревни, города, районы. Меньшие по размеру могут предоставить небольшие жилые районы или отдельные дома. Станции классифицируются по различным критериям, например по функциональности:

• мобильный
• стационарный.

По местонахождению:

• прибрежный
• оффшорный
• земной
• плавающий.

По типу строительства:

• вращающийся,
• лопата.

Самыми популярными в мире являются байдарочные станции. Они более эффективны и способны производить достаточно электроэнергии для снабжения потребителей во всем энергетическом секторе. В то же время раздача таких станций имеет специфическую конфигурацию и встречается далеко не везде.

Классификация

Основными критериями определения типов ветряных турбин являются:

• Разница в количестве лопастей. Высокоскоростные и низкопластинчатые устройства имеют до 4 ножей, а 4 и более относятся к низкоскоростным многолопастным устройствам. Чем меньше лопастей, тем выше скорость мотора.
• Значение номинальной мощности. Бытовые — до 15 кВт, полупромышленные — от 15 до 100 кВт, промышленные — от 100 кВт до 1 МВт. Границы между индикаторами достаточно условны, поэтому настройки применяются там, где они действительно нужны.
• Направление оси. В конструкциях используются два типа. В первом случае это горизонтальная ось, расположенная перпендикулярно движению воздуха, как у обычного флюгера. Такие генераторы отличаются большей эффективностью и приемлемой стоимостью. Второй вариант — вертикальная ось, что делает конструкцию генератора более компактной. Он не зависит от направления ветра, а его лопасти выполнены в виде турбин. Нагрузка на ось значительно снижена, поэтому мощность таких установок намного меньше. На некоторых электростанциях одновременно объединены в сеть несколько генераторов с разными осями, что позволяет достичь высокой мощности на относительно небольшой площади.

Принцип действия и конструкция

Чтобы понять, какие преимущества имеют ветропарки, следует знать принцип их работы и особенности конструкции. Работа такого устройства основана на использовании силы ветра, благодаря которой лопасти колеса вращаются, передавая движение валу генератора с помощью сложной системы передаточных звеньев. В зависимости от конструктивных особенностей конкретной системы энергия ветра может передаваться на электрогенератор или приводить в действие водяной насос. Зная простейшие законы физики, можно сформулировать условие максимизации получаемой энергии.

Количество энергии, получаемой генератором, пропорционально диаметру колеса и лопастей ветряной мельницы. Другими словами, чем сильнее поток ветра, тем быстрее начинает вращаться вал генератора и вырабатывается больше энергии.

Но было бы неправильно руководствоваться только одним размером при выборе ветряка, так как воздушные потоки на разных высотах ведут себя по-разному. Поэтому при проектировании ветропарков особое внимание уделяется характеристикам местности.

Проблемой эксплуатации ветряных электростанций является необходимость иногда устанавливать очень высокие пилоны, поскольку на больших высотах более высокие воздушные потоки более стабильны, а ближе к поверхности земли их прочность снижается. Работа тепловой электростанции (ТЭС) не имеет этого ограничения, поскольку для ее нормальной работы требуется только наличие топлива.

Конструктивно все ветропарки делятся на три типа: винтовые, барабанные и карусельные. Разница в типе заключается в положении лопастей стабилизатора и вращающегося вала по отношению к потоку ветра. Самый дешевый тип — это винтовой, у которого лопасти расположены в горизонтальной плоскости по отношению к направлению ветра. В двух других случаях вал генератора вертикальный. Барабанные и карусельные ветряные турбины обычно устанавливаются в местах, где роза ветров не играет значительной роли.

Преимущества ВЭС

При выборе альтернативного источника энергии в виде ветряной электростанции возникает вопрос: в чем преимущества ветряных электростанций перед тепловыми?

• Простота конструкции, позволяющая обслуживать и эксплуатировать такие объекты людям без специального образования;
• Неисчерпаемый источник генерируемой энергии. Основное преимущество тепловых ветряных электростанций в том, что они используют энергию ветра, которая является возобновляемым источником. Работа тепловых электростанций (ТЭЦ) требует постоянного использования топлива и всегда есть ветер;
• Рентабельность. Использование ветряной электростанции — уникальный случай получения максимальной выгоды при минимальных затратах. Генератор может выдавать от 10 до 1000 Вт;
• Экологическая совместимость. Для работы ветряной мельницы не требуется никакой обработки топлива, и, как следствие, атмосфера не загрязняется.

К преимуществам ветропарков перед тепловыми электростанциями также можно отнести компактность, автономность и удобство.

Чистота

Генерация ветровой энергии «чистая». В отличие от угля или нефти, энергия ветра не загрязняет воздух и не требует разрушительных химикатов. В результате энергия ветра снижает зависимость от ископаемого топлива из других стран, что стимулирует национальную экономику и предлагает множество других преимуществ.

Возобновляемость

Ветер свободный. Если вы живете в геологической зоне с сильными ветрами, она готова и ждет вас. Как возобновляемый ресурс, ветер никогда нельзя осушать, как другие обычные невозобновляемые ресурсы.

Стоимость энергии ветра значительно упала в последнее время, и по мере того, как она становится все более популярной среди населения, она просто продолжит снижаться в цене. Со временем вы окупите затраты на приобретение и внедрение ветряной турбины.

Ветры вызываются вращением Земли, нагреванием атмосферы Солнцем и неровностями земной поверхности. Мы можем использовать энергию ветра для выработки энергии, когда светит солнце и дует ветер.

Низкие эксплуатационные расходы

Установка ветряных электростанций или одиночных турбин может быть дорогостоящей. Однако после того, как он будет запущен, эксплуатационные расходы будут относительно низкими; топливо (ветер) бесплатное, и турбины не требуют особого обслуживания в течение срока их службы.

Рентабельность

Ветряные турбины могут привести в действие многие дома. Вам действительно не нужно иметь ветряную турбину для конечной цели получения прибыли; Вы можете приобрести электроэнергию в коммунальном хозяйстве, которое предлагает энергию ветра для определенного района. Это означает, что вам даже не нужно вкладывать средства, чтобы воспользоваться преимуществами энергии ветра для вашего дома или бизнеса.

Дополнительная экономия для землевладельцев

Землевладельцы, арендующие землю для ветряных электростанций, могут заработать значительную сумму дополнительных денег, а ветроэнергетика также обеспечивает новые рабочие места в этой развивающейся области машиностроения.

Государственные учреждения также будут платить вам, если они смогут установить ветряные турбины на вашей земле. Также в некоторых случаях энергетическая компания может прекратить свое существование из-за вас.

Если вы производите больше энергии, чем требуется ветровой энергии, она может войти в общую электрическую матрицу, что, в свою очередь, принесет вам дополнительные деньги. Победа со всех сторон!

Использование современных технологий

Некоторые считают ветряные турбины невероятно привлекательными. Новые модели не похожи на неуклюжие деревенские ветряные мельницы былых времен. Вместо этого они белые, элегантные и современные. Таким образом, вам не нужно беспокоиться о том, что они станут бельмом на глазу на вашей земле.

Последние технологические достижения превратили предварительные конструкции ветряных турбин в чрезвычайно эффективные бункеры для сбора энергии. Турбины доступны в широком диапазоне размеров для ферм, заводов и крупных частных домов, что расширяет рынок и включает множество различных типов предприятий и частных лиц для домашнего использования на больших и других участках земли.

Существуют также портативные ветряные турбины, которые могут приводить в действие небольшие мобильные устройства. Последние модели генерируют еще больше мощности, требуют меньше обслуживания, работают тише и безопаснее.

Стремительный рост

Энергия ветра значительно выросла за последнее десятилетие. По данным Министерства энергетики США, совокупная мощность ветроэнергетики увеличивается в среднем на 30% в год. На энергию ветра приходится около 2,5% от общего производства электроэнергии в мире.

Ветряные турбины бывают разных размеров, а это означает, что широкий круг людей и предприятий может использовать их для выработки энергии для собственных нужд или продавать ее коммунальной компании для получения прибыли.

Огромный рыночный потенциал

Потенциал энергии ветра огромен. Несколько независимых исследовательских групп пришли к выводу, что глобальный потенциал энергии ветра превышает 400 ТВт (тераватт). Энергию ветра можно использовать практически везде.

Большой потенциал для использования в жилых помещениях

Ветровая энергия представляет особый интерес для жилищного рынка. Люди могут вырабатывать собственное электричество с помощью энергии ветра во многом так же, как люди с лучшими солнечными (фотоэлектрическими) панелями).

Ветер является независимым источником энергии и отлично подходит для питания домов. В дополнение к этому домовладельцы, использующие энергию ветра, также имеют доступ к так называемым счетчикам чистой воды. Сетевой счетчик, по сути, предоставляет кредит по счету за любую избыточную мощность, произведенную в данном месяце.

Домовладельцам фактически платят за выработку дополнительной энергии, и это может даже защитить их от перебоев в подаче электроэнергии и колебаний цен на энергию.

Возможность установки на существующих фермах

Ветровые турбины невероятно компактны и могут быть установлены на существующих фермах или сельскохозяйственных угодьях в сельской местности, где они могут быть источником дохода для фермеров, поскольку владельцы ветряных электростанций платят фермерам за использование их земли для выработки электроэнергии. Он не занимает много места, и фермеры могут продолжать обрабатывать землю.

Ветряные электростанции в настоящее время используют менее 1,5% территории США. Однако, если в стране будут доступны все равнины и земли для животноводства, будет много возможностей для расширения, если государственные землевладельцы и землеустроители будут готовы сделать это.

Сохранение водных ресурсов

Турбины не выбрасывают твердые частицы, которые способствуют загрязнению ртутью наших озер и ручьев. Энергия ветра также экономит водные ресурсы. Чтобы вырабатывать такое же количество электроэнергии, ядерной энергии требуется примерно в 600 раз больше воды, чем ветру, а для угля требуется примерно в 500 раз больше воды, чем ветра.

Создание рабочих мест

С тех пор как ветряные турбины стали коммерчески жизнеспособными, ветроэнергетика пережила бум. В результате отрасль создала рабочие места по всему миру. Сейчас есть рабочие места для производства, установки и обслуживания ветряных турбин, а также есть рабочие места в консультациях по ветроэнергетике.

Согласно отчету Международного агентства по возобновляемой энергии (IRENA), в 2017 году в секторе возобновляемых источников энергии работало более 10 миллионов человек во всем мире. Из них 1,15 миллиона приходятся на энергию ветра. Китай лидирует в предоставлении более 500 000 таких рабочих мест. На втором месте Германия с примерно 150 000 рабочих мест, а на третьем — США с примерно 100 000 рабочих мест в ветроэнергетике.

Недостатки ВЭС

Несмотря на преимущества ветропарков перед тепловыми, у них есть ряд недостатков:

1. Зависимость от ветра. Этот недостаток проистекает из преимущества, так как при отсутствии ветра производство энергии полностью прекращается.
2. Помехи радиосвязи и телекоммуникациям.
3. Измените природный ландшафт.
4. Требуется большая площадь для установки всего блока генератора.

Недовольные соседи

Многие думают, что то тут, то там всплывающие ветряные мельницы портят вид на окрестности. Поэтому соседи могут возражать против строительства ветряка (это называется «синдром отчуждения»). Кроме того, лопасти гребного винта при работе издают шум, что раздражает тех, кто живет поблизости (в то время как небольшие ветряки, часто устанавливаемые в непосредственной близости от домов, издают больше шума — их скорость вращения выше, чем у больших находятся ближе к земле)… А отсутствие согласия соседей на установку турбины может поставить крест на ваших планах получить ветроэнергетику.

Кстати, у соседей могут быть вполне рациональные причины не любить ветряк. Поэтому считается, что турбины создают помехи, ухудшающие прием радио- и телепередач. Кроме того, на многих негативно влияет постоянное мерцание солнечных лучей, прерываемых или отражаемых ламелями. При определенной частоте мерцания у некоторых людей даже возникают припадки.

Финансовый аспект

У ветропарков есть более серьезные недостатки. Не забывайте, что ветер — нестабильный источник энергии. Сила ветра очень изменчива и часто непредсказуема, что требует использования дополнительного буфера для накопления избыточного электричества или дублирования источника в целях безопасности.

Если говорить о малой генерации, то даже лучшие образцы автономных ветряных электростанций могут обеспечить регулярное производство лишь небольшого количества электроэнергии. Кроме того, небольшие ветряные турбины не работают при слишком сильном ветре, а гроза, ураган или метель могут повредить эту турбину. Все это приводит к тому, что если небольшие ветропарки окупаются, то надолго.

Однако даже с «большой» ветроэнергетикой не все так просто. Несмотря на массовое производство, стоимость строительства современной ветряной электростанции высока. При этом ветропарки, как правило, занимают большие территории и расположены на удалении от потребителя, что создает дополнительные затраты на транспортировку энергии. Для хранения избыточной энергии, вырабатываемой ветряными турбинами, также требуются дополнительные решения: аккумуляторы или преобразователи для других видов энергии. То есть, чтобы получить «бесплатную» ветровую энергию, нужно сначала хорошо заплатить, потому что ветряная электростанция имеет высокую начальную стоимость.

Также ветер дует по-разному в разных частях Земли в разное время. При строительстве ветропарков требуются предварительные исследования и разработка карты ветров, что увеличивает стоимость такой электростанции.

Экологический аспект

Сторонники энергии ветра постоянно указывают на то, что по сравнению с вредным воздействием традиционных источников энергии влияние энергии ветра на экологию планеты незначительно. Но есть риски.

В первую очередь ветряные мельницы представляют опасность для крылатых существ — птиц и летучих мышей. Некоторые исследователи утверждают, что ветряные турбины вынуждают определенные виды птиц менять маршруты миграции, а те, кто этого не делает, рискуют быть убитыми лопастями турбины. Например, в США, по данным Национальной академии наук этой страны, ежегодно умирает от 20 000 до 37 000 птиц.

Причина гибели летучих мышей более сложна — способность к эхолокации, как правило, не позволяет им ударить по лопастям, но они летят в зону низкого давления, которая простирается за вращающейся лопастью. От внезапного удара в почти безвоздушное пространство капилляры в легких лопаются, и животное умирает.

Наконец, есть версия, что ветряные электростанции тоже вредят людям. Поэтому многие, кто живет поблизости, жалуются на постоянный шум. Ветровые турбины производят шум, сравнимый с шумом автомобиля, движущегося со скоростью 70 км / ч, который причиняет дискомфорт людям и пугает животных.

Еще одной неожиданной особенностью ветряных электростанций стало то, что они оказались довольно интенсивным источником инфразвукового шума, который негативно влияет на организм человека, вызывая постоянную депрессию, сильное беспричинное беспокойство и жизненный дискомфорт. Как показал опыт эксплуатации большого количества ветряных турбин в США, ни животные, ни птицы не переносят этот шум, покидая территорию станции, то есть территорию самой ветряной станции и прилегающую к ней, становясь непригодными для жизни.

Американский педиатр Нина Пьерпонт говорит, что близость ветряных турбин вызывает у некоторых людей мигрень, головокружение, беспокойство, учащенное сердцебиение, давление в ушах и тошноту, а также ухудшает зрение и даже пищеварение. Он также определил так называемый «синдром ветряной турбины» — клиническое название ряда симптомов, наблюдаемых у многих (но не у всех) людей, живущих вблизи промышленных ветряных турбин.

По словам врача, проблемы вызваны нарушением вестибулярной системы внутреннего уха из-за низкочастотного шума от ветряных турбин. Короче инфразвук. Низкочастотный шум турбины стимулирует выработку ложных сигналов в системе внутреннего уха, что может привести к головокружению и тошноте, а также к проблемам с памятью, беспокойству и панике. Инфразвук, благодаря своей большой длине волны, свободно преодолевает препятствия и может распространяться на большие расстояния без значительных потерь энергии. Таким образом, инфразвук можно считать фактором загрязнения окружающей среды. Следовательно, если ветряные турбины генерируют инфразвук, они еще не являются источником чистой энергии, поскольку загрязняют окружающую среду. А отфильтровать инфразвук гораздо сложнее, чем нормальный звук. Установленные звуковые фильтры не позволяют полностью его экранировать.

Однако «синдром ветряной турбины» официально не признан. Критики Пьерпонта говорят, что книга, которую он написал, не рецензировалась и была опубликована самостоятельно, а его выборка объектов исследования слишком мала, и у него нет контрольной группы для сравнения. Многие эксперты говорят, что термин «синдром ветряной турбины» распространяется группами активистов против ветряных ферм. А некоторые исследования объясняют синдром ветряной турбины силой внушения. (Чтобы быть справедливым, следует отметить, что те же аргументы приводятся в ответ на критику более традиционных форм энергии, таких как ядерная, которые выступают против энергии ветра.)

Однако, несмотря на критику синдрома, люди очень часто жалуются на головные боли, бессонницу, звон в ушах, которые связаны с ветряками. Недаром животные пропадают возле ветряных электростанций. Для выявления реальных угроз необходимы дополнительные исследования.

Изменения климата

Есть еще более серьезные опасения. Согласно некоторым исследованиям, использование энергии ветра как минимум для 33% текущего мирового производства электроэнергии будет иметь более серьезные последствия для климата, чем удвоение содержания углекислого газа в атмосфере. Между тем, согласно современным научным представлениям, удвоение содержания углекислого газа в атмосфере неизбежно вызовет поистине катастрофическое изменение климата и массовое вымирание видов.

Как ученые пришли к таким выводам? Дело в том, что каждая ветряная турбина создает «ветровую тень» прямо за собой, область, где скорость воздуха в этой области замедляется от своей естественной. Вот почему ветряные турбины в ветряных электростанциях расположены со значительными «зазорами»: в противном случае слишком близкое расположение друг к другу снизит эффективность друг друга.

Исследователи полагают, что если бы мы покрыли всю Землю ветряными турбинами, такая энергосистема «могла бы генерировать огромное количество энергии, намного превышающее 100 ТВт, но на данный момент, как предполагает климатическая модель, это повлияет на глобальные ветры» поэтому климат стал бы очень жестким».

Напомним, что именно ветер «отвечает» в мировой атмосфере за перенос тепла из теплых и тропических частей земного шара в более холодные и высокие широты (включая Россию). Снижение их скорости, неизбежное при вращении ветряных турбин, приводит к уменьшению интенсивности этой теплопередачи. Короче говоря, теоретически слишком быстрое развитие ветроэнергетики может привести к повышению средних температур летом и снижению зимой. Это означает экологическую катастрофу планетарного масштаба.

так ли это, сказать сложно, но даже малейшее подозрение на такое негативное влияние на экологию Земли требует дальнейших исследований. Возможно, мы являемся свидетелями не рассвета энергии ветра, а ее расцвета, после которого энергия ветра увянет и будет забыта.

Экономическое обоснование строительства ВЭС

С экономической точки зрения строительство ветропарка имеет смысл только при отсутствии других способов энергоснабжения. Оборудование очень дорогое, обслуживание и ремонт требуют постоянных затрат, а срок службы ограничен 20 годами, и это в европейских условиях. Для России этот срок можно сократить минимум на треть. Поэтому использование ВЭС экономически неэффективно.

С другой стороны, при отсутствии альтернативных вариантов или при наличии оптимальных условий, обеспечивающих равномерную и качественную работу ветроэнергетических установок, использование ветропарков становится вполне приемлемым режимом энергоснабжения.

Важно! В частности, это крупные станции, снабжающие целые регионы. Ситуация с местными или частными станциями кажется более привлекательной.

Мощности промышленных станций

Промышленные ветряные электростанции обладают очень высокой мощностью, способной снабжать энергией крупные населенные пункты или регионы. Например, ветряная электростанция Ганьсу в Китае имеет 7965 МВт, Enercon E-126 производит 7,58 МВт, и это не предел.

Следует сразу отметить, что речь идет о лидерах ветроэнергетики, другие модели вырабатывают гораздо меньше энергии. Однако, объединенные в большие станции, ветряные турбины способны производить достаточно достаточное количество электроэнергии. Комбинированные комплексы вырабатывают общую мощность 400-500 МВт, что сопоставимо с мощностью гидроэлектростанции.

Небольшие предприятия имеют более скромные показатели и могут рассматриваться только как точечные источники, обеспечивающие ограниченное количество потребителей.

География применения

Энергия ветра наиболее распространена на западном побережье Атлантического океана, особенно в Германии. Здесь самые лучшие условия: равномерный и сильный ветер, оптимальные климатические показатели. Но основной причиной широкого распространения ветряных электростанций в этом регионе стало отсутствие возможностей для строительства гидроэлектростанций, что вынудило правительства стран этого региона использовать доступные методы для выработки электроэнергии. В то же время есть установки в Прибалтике, в Дании, в Нидерландах.

Россия по-прежнему отстает в этом вопросе; за последнее десятилетие сдано в эксплуатацию всего десяток ветряных электростанций. Причина этой задержки кроется в большом развитии гидроэнергетики и в отсутствии надлежащих условий для работы промышленных ветряных электростанций. Однако увеличилось производство небольших заводов, способных снабжать энергией отдельные здания.

Глобальное распределение ветра

Есть много факторов, которые необходимо учитывать, чтобы правильно рассчитать местоположение ветряной электростанции. Районами с высоким потенциалом считаются места, где средняя скорость ветра составляет около 9 м / с. Эти места включают Латинскую Америку, Гренландию, Западную и Северную Европу, Среднюю Азию, Центральную Северную Америку.

Оценка ветровых ресурсов — сложный процесс. Основные факторы, на которые следует обратить внимание:

• какие ветры преобладают;
• рельеф и высота местности;
• наличие водоемов, растительности, различных построек.

Большая часть земли непригодна для размещения таких станций. Начальная скорость выработки электроэнергии 4 м / с. Оптимальная скорость около 10 м / с.

Факторы эффективности

Для эффективной работы ветряка важна не только сила ветра, но и его постоянный поток. Все мы знаем, что ветер — это поток воздуха у поверхности земли. Эти потоки образуются из-за движения воздуха из зоны с более низким давлением в зону с более высоким давлением. Поскольку земля нагревается быстрее, чем поверхность воды, расположение ветряных турбин вблизи морей и океанов создает адекватную ветровую генерацию — здесь всегда образуются ветровые течения. Помимо обычных, бывают еще и штормовые ветры, достигающие скорости до 20 м / с.

Проведенные исследования подтверждают, что, строя ветряные электростанции в морях и океанах, энергия, вырабатываемая ветряными турбинами, может удовлетворить все потребности человечества. Кроме того, скорость ветра в океане примерно на 70% выше, чем на Земле. Идея хоть и интересная, но ее реализация сложна и требует больших вложений.

Ведущие мировые производители

Некоторые из ведущих производителей ветряных турбин и оборудования для ветроэнергетики включают:

• Веста,
• Nordex,
• Под присмотром,
• Панасоник,
• Экотехника,
• Вернь.

Российские производители пока не готовы конкурировать с этими компаниями, так как вопрос создания качественных и эффективных ветряных турбин в России еще не поставлен достаточно строго.

Достижения ветряного направления в энергетике

В последние годы ветроэнергетика в мире получила значительное развитие. Показательны результаты ветроэнергетики в Шотландии. Здесь ветряные мельницы производят на 25% больше электроэнергии, чем потребляют все жилые дома в стране, а это более трети всего потребления энергии. И самое интересное, что правительство Шотландии поставило задачу: к 2020 году все потребности в электроэнергии будут удовлетворяться за счет работы ветряных электростанций. И шотландцы готовы потратить на это почти 46 миллиардов фунтов стерлингов. Принята стратегия закрытия атомных электростанций и развития солнечных и ветряных электростанций.

Юбилейная ветряная электростанция была недавно установлена ​​в Канаде. Серийный номер этого товара — 1500! Полмиллиона жилых домов могут получать электроэнергию от ветряных электростанций. Кроме того, первая ветряная турбина в этой стране была установлена ​​всего 10 лет назад. И если на данный момент доля ветроэнергетики в экономике Канады составляет 3%, то к 2025 году ожидается увеличение этого объема до 20%.

Испанский остров Эль Йерро давно объявил о своей энергетической независимости. Приливная электростанция вырабатывает более 20% всей электроэнергии. Столько же дает атомная энергетика, чуть меньше — тепловые электростанции и гидроэлектростанции. Солнечные батареи вырабатывают около 5% электроэнергии острова.

На Ямайке построен гибридный завод, который работает одновременно с ветровой и солнечной энергией. Его мощность составляет более 110 кВт / час в год. Владелец электростанции — производитель оборудования для таких станций. Владелец утверждает, что довольно дорогое оборудование окупится за 4 года, а значит, за 25 лет эксплуатации станция сэкономит 2 миллиона долларов.

Ветроэнергетика в России

На данный момент Россия довольно слабо использует такой ресурс, как ветер. Государство не выделяет достаточных субсидий на исследования и покупку объектов.

Самая большая ветряная электростанция в России была запущена в 2020 году в Ставропольском крае. Эксплуатационная мощность каждого из 84 блоков составляет 2,5 МВт.

Доля энергии ветра в общей энергосистеме страны незначительна и, скорее всего, не изменится в обозримом будущем. В прошлом году ветряные турбины произвели менее 1% от общего потребления энергии. Это связано с тем, что в стране развиты другие методы производства энергии. Однако следует помнить, что энергия ветра неисчерпаема, и нельзя отказываться от альтернативной и быстро развивающейся отрасли.

Факты и заблуждения

Плохое распространение ветряных электростанций и отсутствие опыта общения с ними привели к возникновению многих недоразумений относительно свойств и воздействия ветряных электростанций на человеческий организм. Например, широко распространено мнение о необычно высоком уровне шума, производимого работающей ветряной турбиной. Определенное количество шума действительно есть, но его уровень намного ниже, чем принято считать. Таким образом, шум промышленных моделей на расстоянии 200-300 м воспринимается ухом так же, как звук работающего бытового холодильника.

Еще одна проблема, которую необоснованно раздувают невежественные люди, — это создание непреодолимых помех радио- и телевизионным сигналам. Эта проблема была решена до того, как пользователи узнали: каждая мощная промышленная ветряная турбина оснащена высококачественным фильтром радиопомех, который может полностью исключить воздействие устройства на воздух.

Люди, живущие в непосредственной близости от турбин, будут постоянно находиться в зоне мерцающей тени. Это термин для обозначения неприятного ощущения проявления мигающего света. Этот эффект создают вращающиеся лопасти, но его значение сильно преувеличено. Даже самые чувствительные люди всегда могут просто уйти от турбины, если они находятся рядом.

Есть и другие маловероятные и вполне реальные факты, касающиеся функционирования ВЭС, их воздействия на организм человека и окружающую природу. Некоторые из них — обычные слухи, другие настолько преувеличены, что даже не заслуживают обсуждения. Ветроэнергетика — это полноценная отрасль, способная решать проблемы энергоснабжения как в большом масштабе, так и в пределах небольшого загородного дома.

Частные ветряные электростанции

Для России наиболее актуальной проблемой является распределение небольших станций, которые снабжают дом или недвижимость. Строительство крупных ветропарков в климатических условиях нашей страны нецелесообразно и нерентабельно. Наибольшая ценность ветряных турбин заключается в том, что они дают возможность подавать электроэнергию в отсталые или удаленные населенные пункты, где нет подключения к сети.

Для таких территорий использование небольших частных станций — лучший способ решить проблему, так как для работы ветряка не требуется топливо, устройство простое и легко ремонтируется. Обеспечить эти регионы дополнительным оборудованием намного проще и дешевле, чем выделять большие средства на строительство ЛЭП, особенно если речь идет о гористой местности. Небольшие ветряные турбины способны вырабатывать достаточное количество энергии без необходимости технического обслуживания или затрат на топливо, что делает их очень многообещающим и привлекательным решением проблемы.

Расчет лопастного ветрогенератора

Мощность устройства можно рассчитать по следующей формуле:

P = 0,6 (¶r2) v3 где,

П — расчетная мощность, кВт;

r — расстояние от центральной точки ротора до кончика лопасти, м;

v — средняя скорость, м / с;

= 3,14.

Большое значение в конструкции имеют размер клинка, форма, материал, из которого оно изготовлено.

Расчет мультипликатора

Более мощный ротор может развивать около 400 об / мин, но для эффективной работы количество оборотов должно быть в 2,5 раза больше. Для этого устанавливаются мультипликаторы — промежуточные звенья между ротором и генератором, увеличивающие частоту вращения вала. Для обеспечения эффективной работы генератора требуется умножитель с большим коэффициентом тяги.

Мачта

Вал — один из важнейших конструктивных элементов ветряной турбины. Высота стойки зависит от места установки. Основные правила установки:

• Вал ветряной турбины должен находиться на расстоянии не ближе 150 метров от жилых домов и зданий и предпочтительно на расстоянии 2,5 км.
• Нижний край лезвия должен находиться на расстоянии не менее 10 метров от верхушек деревьев.

Для работы ветряных турбин на полную мощность минимальная высота установки начинается от 25 метров. Чаще всего высота дерева составляет 70-110 метров

По типу опоры различают:

• на растяжки;
• коническая;
• сварной;
• водопроводчик.

Дерево устанавливается на фундамент, от которого зависит надежность конструкции. Для начала выкопайте яму и уложите слоями щебень и песок. После утрамбовки устанавливается основание дерева и заливается бетоном. После заливки фундамента на оседание требуется 4-5 недель. Только после этого работа по установке дерева продолжается.

Вертикальные ветряки имеют иную конструкцию. Для них не требуются высокие опоры, а мачта представляет собой складную конструкцию высотой до 6 метров, которая монтируется на крыше зданий.

Расчет энергии ветра

Энергия ветра — это кинетическая энергия воздушного потока. Этот показатель измеряется в джоулях. Вы можете рассчитать по следующей формуле:

P = r V3 S / 2, где r — показатель плотности воздуха (1,225 кг / м3), V — величина, отражающая скорость, с которой движется поток (м / с), S — площадь потока (м2).

При расчетах важно учитывать потери и КПД генератора.

Чтобы получить точные результаты, нужно знать показатели площади. Куда нужно поставить ветрогенератор.

Особенности бытовых ветрогенераторов

Поскольку энергия ветра — неиссякаемый ресурс, многие рассматривают возможность установки ветряной турбины у себя дома. Раньше ветряные генераторы использовались в основном в промышленной сфере. Но с развитием этой техники появились и отечественные модели.

Чаще всего их используют в местах, где нет централизованной электросети. Современные установки на 3-5 генераторов смогут полностью обеспечить дом энергией. Однако перед покупкой ветряных турбин стоит изучить, насколько эффективно они будут работать в той или иной местности.

Примечание! На рынке можно найти ветряную электростанцию ​​(VDES), которая представляет собой комбинацию ветряной электростанции и дизельного генератора. VDES, помимо электричества, также может производить тепло, что обеспечивает бесперебойную подачу энергии в дом.

Как выбрать ветряную установку

Главный критерий для покупателей — это размер ветряка. Чем больше его размер, тем больше вырабатываемая мощность. Поэтому, выбирая ветропарки для дома, нужно заранее рассчитывать ежемесячный расход энергии. Результат умножается на 12 месяцев.

Дальнейшие расчеты для частного дома производятся по формуле: AEO = 1,64 x D x D x V x V x V, где AEO — потребление электроэнергии в год, D — диаметр ротора в метрах, V — среднегодовая скорость ветра в м / с… Введя желаемые значения, вы можете легко рассчитать требуемый размер установки.

При покупке силовой установки следует заранее продумать ее расположение. При этом учитываются следующие факторы:

• На участке возле генератора не должно быть зданий, построек, деревьев и других факторов, снижающих продуктивность растений. Существующая помеха находится на расстоянии не менее 200 метров от места установки.
• Высота монтажной конструкции генератора должна быть как минимум на 2–3 метра выше, чем уровень помех в окружающей местности.
• Расстояние до жилых домов не менее 30-40 м, так как при вращении лопастей создается шум, доставляющий в том числе дискомфорт.
• необходимо учитывать среднегодовые изменения погодных условий, когда в одном и том же месте в течение года будет вырабатываться разное количество электроэнергии.

Как сделать ветряную электростанцию самостоятельно

Высокая стоимость промышленных моделей вынуждает людей, умеющих пользоваться инструментами и обладающих определенными знаниями, создавать самодельные ветряные турбины. Стоимость такого устройства несопоставима со стоимостью заводских моделей, а эффект, получаемый от самоделок, часто превышает показатели известных зарубежных изделий.

Для постройки станции вам понадобятся:

• комплект оборудования: контроллер заряда, инвертор, аккумулятор;
• генератор, способный работать на малых оборотах (чаще всего используется генератор автомобилей или тракторов, подвергшийся некоторой модернизации);
• ветряк — вращающийся ротор, установленный на валу или основании необходимого размера.

Оборудование для станции можно собрать самостоятельно или приобрести готовое. Изготовление генератора из готового устройства занимает сутки (если вы представляете, что нужно делать). Ветряная турбина состоит из отходов: металлических бочек, листового металла и т.д.

Все элементы конструкции собираются вместе, система запускается, оцениваются ее характеристики и при необходимости вносятся необходимые изменения. Самостоятельно собранный ветряк полностью ремонтируется без проблем, так как вся ее конструкция известна мастеру, как говорится, до последнего винта.

Эксплуатация ВЭС не требует особых затрат, все вложения делаются одновременно. Срок службы системы рассчитан на 20 лет, но при ручном изготовлении практически неограничен, так как конструкцию можно модернизировать или отремонтировать в любой момент.

Необходимые материалы и инструменты

для создания декоративной мельницы лучше всего использовать традиционные материалы:

• вагонка деревом;
• доски;
• точеные бревна;
• гвоздь;
• саморезы.

Также в зависимости от размеров и назначения мельницы могут понадобиться фундаментные материалы:

• цемент;
• песок;
• арматурный стержень.

не менее важно иметь необходимые инструменты:

• электрическая пила;
• электрорубанок;
• ручная пила;
• стамеска, стамеска;
• плоскогубцы,
• молоток;
• электродрель с серией сверл;
• линейка, рулетка.

В зависимости от конструкции объекта, при необходимости могут быть задействованы другие инструменты или устройства.

Создаем план

Например, возьмем элементарную конструкцию, которую, приложив определенные усилия, может построить любой человек. Все начинается с создания плана:

1. Нарисуйте эскиз макета.
2. По чертежу вы рассчитаете, какие они должны быть размеров для каждой детали ветряка, которую вы хотите изготовить своими руками.
3. Выбирайте оптимальный материал, из которого будут изготовлены основные элементы конструкции. Лучший выбор — сосна. Обладает высокими характеристиками. Тем более что его стоимость находится на приемлемом уровне.

После того, как все разобралось с планом и чертежом, можно переходить к непосредственному процессу сборки.

Обработка

Для пропитки древесины лучше всего использовать следующие составы: Пинотекст, Акватекс, Белинка.

Каждый из них смог зарекомендовать себя как надежное средство защиты древесины от атмосферных явлений и насекомых. Эти вещества позволят вам не беспокоиться о сохранности ветряка, собранного и установленного своими руками.

Важно! Пропитку нужно производить в 2-3 приема. Это обеспечивает длительность защиты. Кроме того, каждый слой должен успевать просохнуть.

Выбираем тип стен и кровлю

Возведение стен и кровли мельницы выполняется в строгом соответствии с заранее составленными в начале рабочими чертежами. Возможны несколько вариантов:

• возведение стен из точеного бревна. Осуществляется при создании большой мельницы, предназначенной для выполнения определенных хозяйственных функций.
• возведение стен из бруса. Этот способ несколько проще, так как монтаж пиломатериалов намного проще, чем бревен. Размер мельницы тоже довольно большой.
• возведение каркаса с последующей обшивкой. Эта конструкция подходит для небольшой мельницы.

Рассматриваемые варианты включают строительство конструкции прямо на месте. Возможны варианты, когда вся конструкция собирается в одном месте, например, в гараже или мастерской, и устанавливается в готовом виде в намеченное место. Такой подход можно использовать для создания небольших декоративных мельниц, которые можно носить с собой по участку.

Возведение стен завершается началом кровли. Традиционно делают двух- или четырехскатную конструкцию. В качестве кровельного материала используется любой из старых традиционных кровельных материалов — черепица, битумная черепица и т.д.

Дерево — это материал, не выдерживающий атмосферной влажности и дождя. Готовую постройку необходимо защитить от воды, нанеся слой краски или олифы. Лучшим вариантом будет предварительная пропитка антисептиком и антипиреном для защиты стен от насекомых или огня.

Особенности постройки функциональной мельницы

Если ветряк выполняет полезную работу, то она устроена довольно сложно. Конструкция состоит из вращающегося ротора, который передает движение генератору, от которого результирующее напряжение передается на аккумулятор и инвертор. Это наиболее сложная схема подключения ветрогенератора, могут быть варианты попроще. Но всех их объединяет одна особенность: вал ротора соединен с определенным механизмом.

Это обстоятельство заставляет подойти к конструкции с другой стороны:

• сначала монтируется рабочий механизм;
• вокруг него сооружаются стены или защитный бокс с возможностью доступа к оборудованию для ремонта или обслуживания.

В таких ситуациях конструкция выполняется таким образом, чтобы стены и крыша мельницы не препятствовали вращению крыльев и не закрывали доступ к механике. Остальные работы выполняются аналогичным образом с использованием тех же материалов и инструментов.

Фундамент

Первые шаги на начальном этапе — это подготовка строительной площадки. Если конструкция планируется достаточно большой, например, для мельницы необходимо оформить склад для инструментов, инвентаря, инженерных устройств, то потребуется устройство фундамента.

Самый простой способ заливки фундамента — это создание полосатого фундамента. Для этого по периметру будущих стен выкапывается котлован, внутри которого устанавливается опалубка, обрабатывается арматурный каркас и заливается бетон. Фундамент выдерживают столько времени, сколько необходимо для достаточной кристаллизации бетона, после чего можно проводить дальнейшие работы.

Примечание: для небольших декоративных конструкций фундамент не требуется; их достаточно немного приподнять от уровня земли, чтобы исключить контакт с грунтовыми водами.

Установка ветрогенератора

Установка ветряка необходима в тех случаях, когда она производилась в мастерской. Как правило, эти объекты небольшие и легко доступны для транспортировки по территории. Эта опция полезна для проведения ремонта, модернизации или технического обслуживания. Возможность проведения работ в обычной мастерской, а не на открытом воздухе, дает множество преимуществ и гарантирует высокое качество ремонта или обслуживания.

Мельница устанавливается на сухой подготовленной площадке. При необходимости устройство крепится к нему анкерами. Если конструкция является горизонтальной и не может быть установлена ​​против ветра, необходимо заранее позаботиться о выборе места, которое позволяет использовать преобладающее направление потока для данной области.

Стоимость частного ветрогенератора

Стоимость ветряков высока. Этот момент является наиболее сложным для распространения ветряных технологий. Многие домовладельцы с удовольствием установили бы ветряные турбины на своей территории, но у них нет средств на их покупку. Установка, способная обеспечить освещение площадки, стоит около 100 тысяч рублей.

Более мощная конструкция, позволяющая подавать электричество в коттедж, обойдется в 250 тысяч.

Ветроэлектростанция, способная поддерживать небольшую электростанцию, стоит около 500 тысяч рублей. И это еще не предел. При таких ценах нет оснований ожидать быстрого распространения ветряков, поэтому вся надежда на появление отечественных моделей, способных решить проблему дороговизны оборудования. Как вариант, можно купить относительно недорогую китайскую модель. Такие устройства не подлежат ремонту, они, по сути, одноразовые, но их цена намного ниже стоимости западных моделей аналогичной мощности.

Срок окупаемости и расчет экономии

Для вашей ветряной турбины этот период НИКОГДА не длится.

Стоимость ветряка, елки и дополнительного оборудования для качественных моделей мощностью 2 киловатта составит в среднем до 200 тысяч рублей. Производительность таких установок составляет от 100 до 200 кВт в месяц, не более. И это в хорошую погоду.

Осадки также снижают мощность ветряных турбин. 20% дождь, 30% снег%.

Получается вся ваша экономия — это 500 рублей. За 12 месяцев беспрерывной работы выйдет чуть больше: 6 тысяч.

Но если вспомнить первоначальные затраты в 200 тысяч, вы окупите их за тридцать два года!

И все это без учета эксплуатационных расходов. И если мы оценим, что средний срок службы хорошей ветряной мельницы составляет около 20 лет, то окажется, что в конечном итоге она безвозвратно выйдет из строя даже до того, как окупится.

В то же время установка мощностью 2 киловатта не покрывает 100% ваших потребностей. Максимум треть! Если хотите полностью все от него подключить, приобретайте модель на 10 киловатт, не меньше. Срок погашения от этого не изменится.

Но уже будут совсем другие габариты и вес.

И вот так вот закрепить его на трубе через чердак на крыше точно не получится.

Однако некоторые по-прежнему убеждены, что из-за бесконечного роста цен на электроэнергию ветрогенератор однажды станет прибыльным.

Когда стоит покупать ветряк

Конечно, электричество с каждым годом дорожает. Например, 10 лет назад его цена была на 70% ниже. Сделаем приблизительные расчеты и выясним перспективу достижения амортизации ветряков с учетом резкого увеличения стоимости электроэнергии.

Рассмотрим генератор мощностью 2 кВт.

Как мы выяснили ранее, стоимость такой модели около 200 тысяч. Но с учетом всех дополнительных затрат нужно их умножить на два. Получается минимум 400 тысяч рублей при сроке полезного использования двадцать лет.

То есть получается 20 тысяч в год. При этом фактически в этом году агрегат даст вам максимум 900 кВт. За счет коэффициента установленной мощности (для малых ветроустановок он не превышает пяти процентов) 75 кВт вырабатываются за один месяц.

Даже если для простоты расчета мы возьмем 1000 кВт в год, стоимость 1 кВт / ч, получаемого ветряком, будет для вас 20 рублей. Если предположить, что электроэнергия ТЭС подорожает в 4 раза, то этого не произойдет ни завтра, ни даже через 5 лет.

Следовательно, стоимость электроэнергии от одного ветрогенератора все равно будет выше.

Какие выводы можно сделать из всего вышеизложенного? Ветрогенератор в нынешних российских условиях — убыточная единица. Чтобы хоть как-то оправдать его использование, цена на электроэнергию сегодня должна доходить до 30 рублей за 1 кВт.

Использование ветряка может быть оправдано в двух случаях:

• у вас нет поблизости внешних электросетей или у вас нет прав на подключение к ним;
• у вас есть дизель-генератор, но нет возможности заправить его топливом.

При этом ветряк следует устанавливать в зоне со среднегодовой скоростью ветра не менее 5-6 м / с. Только в этих случаях хорошей альтернативой будет ветряк.

Перспективы развития ветроэнергетики

Учитывая, что в настоящее время основное внимание уделяется естественным экологическим методам добычи энергии, ветроэнергетика будет иметь положительную перспективу развития в ближайшие годы. Все время идет разработка новых и доработка старых моделей ветряных турбин. Одна из последних разработок — парящие генераторы, способные использовать максимум энергии ветра.

Все больше и больше стран по всему миру обращают внимание на энергию ветра и начинают строить свои собственные ветряные турбины в подходящих местах. Энергия ветра считается одной из перспективных отраслей альтернативной энергетики.

Чаще всего требуются частные ветряные генераторы, которые могут обеспечивать электроэнергией часть или весь дом. Традиционные источники энергии могут скоро иссякнуть и нанести непоправимый ущерб окружающей среде. Многие считают, что будущее за ветровой энергией, а также за альтернативными устойчивыми способами производства энергии.