Что такое ветряная электростанция для дома. Крупнейшие ветряные электростанции мира Сколько стоит ветряная электростанция для дома

06.10.2023

Сложно не заметить, насколько стабильность поставок электроэнергии загородным объектам отличается от обеспечения городских зданий и предприятий электроэнергией. Признайтесь, что вы как владелец частного дома или дачи не раз сталкивались с перебоями, связанными с ними неудобствами и порчей техники.

Перечисленные негативные ситуации вместе с последствиями перестанут осложнять жизнь любителей природных просторов. Причем с минимальными трудовыми и финансовыми затратами. Для этого нужно всего лишь сделать ветряной генератор электроэнергии, о чем мы детально рассказываем в статье.

Мы подробно описали варианты изготовления полезной в хозяйстве системы, избавляющей от энергетической зависимости. Согласно нашим советам соорудить ветрогенератор своими руками сможет неопытный домашний мастер. Практичное устройство поможет существенно сократить ежедневные расходы.

Альтернативные источники энергии – мечта любого дачника или домовладельца, участок которого находится вдали от центральных сетей. Впрочем, получая счета за электроэнергию, израсходованную в городской квартире, и глядя на возросшие тарифы, мы осознаём, что ветрогенератор, созданный для бытовых нужд, нам бы не помешал.

Прочитав эту статью, возможно, вы воплотите свою мечту в реальность.

Ветрогенератор – отличное решение для обеспечения загородного объекта электроэнергией. Причем в ряде случаев его установка является единственным возможным выходом

Чтобы не потратить зря деньги, силы и время, давайте определимся: есть ли какие-либо внешние обстоятельства, которые создадут нам препятствия в процессе эксплуатации ветрогенератора?

Для обеспечения электроэнергией дачи или небольшого коттеджа достаточно , мощность которой не превысит 1 кВт. Такие устройства в России приравнены к бытовым изделиям. Их установка не требует сертификатов, разрешений или каких-либо дополнительных согласований.

Принцип работы ветряной установки

Ветрогенератор или ветроэлектрическая установка (ВЭУ) – это устройство, которое используется в целях преобразования кинетической энергии потока ветра в механическую энергию. Полученная механическая энергия вращает ротор и преобразуется в необходимый нам электрический вид.

Принцип действия и устройство подробно описаны в статье, с которой мы рекомендуем ознакомиться.

В состав ВЭУ входят:

лопасти, образующие пропеллер,
вращающийся ротор турбины,
ось генератора и сам генератор,
инвертор, который преобразует переменный ток в постоянный, использующийся для зарядки батарей,
аккумулятор.

Суть устройства ветряных установок проста. В процессе вращения ротора образуется трехфазный переменный ток, который затем проходит через контроллер и заряжает аккумуляторную батарею постоянного тока. Дальше инвертор преобразует ток, чтобы его можно было потреблять, питая освещение, радиоприемник, телевизор, микроволновую печь и так далее.

Подробное устройство ветрогенератора с горизонтальной осью вращения позволяет хорошо представить себе, какие элементы способствуют превращению кинетической энергии в механическую, а затем в электрическую

В целом, принцип работы ветрогенератора любого типа и конструкции заключается в следующем: в процессе вращения возникает три вида силового воздействия на лопасти: тормозящее, импульсное и подъёмное.

Эта схема работы ветроустановки позволяет понять, что происходит с электроэнергией, произведенной работой ветрогенератора: часть её аккумулируется, а другая – потребляется

Две последние силы преодолевают тормозящую силу и приводят в движение маховик. На неподвижной части генератора ротор формирует магнитное поле, чтобы электрический ток пошел по проводам.

Галерея изображений

Классификация видов генераторов энергии

Существует несколько признаком, по которым классифицируют ветроэлектрические установки. Как подобрать оптимальный вариант устройства для загородной собственности подробно рассказано в одной из на нашем сайте.

Итак, ветряки различаются по:

числу лопастей в пропеллере;
материалам изготовления лопастей;
расположению оси вращения относительно поверхности земли;
шаговому признаку винта.

Встречаются модели с одной, двумя, тремя лопастями и многолопастные.

Изделия с большим числом лопастей начинают своё вращение даже при небольшом ветре. Обычно их используют в таких работах, когда сам процесс вращения важнее получения электроэнергии. Например, для извлечения воды из глубоких скважинных стволов.

Оказывается лопасти ветрогенератора можно делать не только из твердых материалов, но и из доступной по цене ткани

Лопасти могут быть парусными или жесткими. Парусные изделия намного дешевле жестких, на изготовление которых идёт металл или стеклопластик. Но их приходится очень часто ремонтировать: они непрочные.

Что касается расположения оси вращения относительно земной поверхности, различают и горизонтальные модели. И в этом случае каждая разновидность имеет свои преимущества: вертикальные более чутко реагируют на каждое дуновение ветра, зато горизонтальные мощнее.

Ветрогенераторы разделяются по шаговым признакам на модели с фиксированным и изменяемым шагом. Изменяемый шаг позволяет существенно увеличивать скорость вращения, но такая установка отличается сложной и массивной конструкцией. ВЭУ с фиксированным шагом проще и надёжнее.

Галерея изображений

Ветроэлектрическая установка роторного типа

Разберёмся, как смастерить своими руками простой ветряк с вертикальной осью вращения роторного типа. Такая модель вполне может обеспечить потребности в электроэнергии садового домика, разнообразных хозяйственных построек, а также подсветить в темное время суток придомовую территорию и садовые дорожки.

Лопасти этой установки роторного типа с вертикальной осью вращения явно выполнены из элементов, вырезанных из металлической бочки

Наша цель – изготовление ветряка, предельная мощность которого составит 1,5 кВт.

Для этого нам понадобятся следующие элементы и материалы:

автомобильный генератор на 12 V;
гелиевый или кислотный аккумулятор на 12 V;
полугерметичный выключатель разновидности «кнопка» на 12 V;
преобразователь 700 W – 1500 W и 12V – 220V;
ведро, кастрюля большого объёма или другая вместительная ёмкость из нержавеющей стали или из алюминия;
автомобильное реле контрольной лампы заряда или зарядки аккумулятора;
автомобильный вольтметр (можно любой);
болты с гайками и шайбами;
провода сечением 4 квадратных мм и 2,5 квадратных мм;
два хомута для закрепления генератора на мачте.

В процессе выполнения работ нам будут нужны болгарка или ножницы по металлу, строительный карандаш или маркер, рулетка, кусачки, сверло, дрель, ключи и отвертка.

Контроллер для системы, генерирующей электроэнергию, также можно собрать своими руками. С правилами и схемами изготовления ознакомит статья, с содержанием которой мы советуем ознакомиться.

Стартовый этап изготовления установки

Изготовление самодельного ветряка начинаем с того, что возьмем большую металлическую ёмкость цилиндрической формы. Обычно для этой цели используют старую выварку, ведро или кастрюлю. Именно она будет основой для нашего будущего ВЭУ.

С помощью рулетки и строительного карандаша (маркера) нанесем разметку: поделим нашу ёмкость на четыре одинаковые части.

Выполняя разрезы в соответствии с теми указаниями, которые содержатся в тексте, ни в коем случае не прорезайте металл до конца

Металл придется резать. Для этого можно использовать болгарку. Её не применяют для разрезания ёмкости из оцинкованной стали или окрашенной жести, потому что металл такого вида обязательно перегреется. Для таких случаев лучше использовать ножницы. Вырезаем лопасти, но не прорезаем их до самого конца.

Одновременно с продолжением работ над ёмкостью мы будем переделывать шкив генератора. В днище бывшей кастрюли и в шкиве нужно наметить и просверлить отверстия для болтов. К работам на этой стадии нужно отнестись максимально внимательно: все отверстия должны располагаться симметрично, чтобы в ходе вращения установки не возникло дисбаланса.

Так выглядят лопасти ещё одной конструкции с вертикальной осью вращения. Каждая лопасть изготавливается отдельно, а потом монтируется в общее устройство

Отгибаем лопасти так, чтобы они не слишком торчали. Когда мы выполняем эту часть работы, обязательно учитываем, в какую сторону будет вращаться генератор.

Обычно направление его вращения ориентировано по ходу часовой стрелке. Угол изгиба лопастей влияет на площадь воздействия воздушных потоков и на скорость вращения пропеллера.

Теперь нужно закрепить на шкиве ведро с подготовленными к работе лопастями. Устанавливаем генератор на мачту, зафиксировав его при этом хомутами. Осталось присоединить провода и собрать цепь. Подготовьтесь записать схему соединения, цвета проводов и маркировку контактов. Позже она вам непременно пригодится. Фиксируем провода на мачте устройства.

Для подсоединения аккумулятора нужно применить провода сечением 4 мм². Достаточно взять отрезок протяженностью 1 метр. Этого хватит.

А для того чтобы подключить к сети нагрузку, в состав которой входят, например, осветительные и электрические приборы, достаточно проводов с сечением 2,5 мм². Устанавливаем инвертер (преобразователь). Для этого тоже будет нужен провод 4 мм².

Преимущества и недостатки роторной модели ветряка

Если вы сделали всё аккуратно и последовательно, то этот ветрогенератор будет успешно работать. При этом никаких проблем в ходе его эксплуатации не возникнет.

Если использовать преобразователь 1000 W и аккумулятор 75А, это установка обеспечит электричеством и приборы видеонаблюдения, и охранную сигнализацию и даже уличное освещение.

Достоинства этой модели таковы:

экономична;
элементы легко можно поменять на новые или отремонтировать;
особые условия для функционирования не нужны;
надежная в эксплуатации;
обеспечивает полный акустический комфорт.

Недостатки тоже имеются, но их не так уж много: производительность этого устройства не слишком высока, и у него имеется значительная зависимость от внезапных порывов ветра. Воздушные потоки могут попросту сорвать импровизированный пропеллер.

Для того чтобы точно подобрать модель ветрогенератора требующейся мощности перед началом работ советуем по приведенным в рекомендуемой статье формулам.

Сборка аксиальной ВЭУ на неодимовых магнитах

Поскольку неодимовые магниты в России появились относительно недавно, то и аксиальные ветрогенераторы с безжелезными статорами стали делать не так давно.

Появление магнитов вызвало ажиотажный спрос, но постепенно рынок насытился, и стоимость этого товара стала снижаться. Он стал доступен для умельцев, которые тут же приспособили его для своих разнообразных нужд.

Аксиальная ВЭУ на неодимовых магнитах с горизонтальной осью вращения – более сложная конструкция, требующая не только умения, но и определенных знаний

Если у вас имеется ступица от старого авто с тормозными дисками, то её и возьмем в качестве основы будущего аксиального генератора.

Предполагается, что эта деталь не новая, а уже эксплуатировавшаяся. В этом случае её необходимо разобрать, проверить и смазать подшипники, тщательно вычистить прочь осадочные наслоения и всю ржавчину. Готовый генератор не забудьте покрасить.

Ступица с тормозными дисками, как правило, достаётся умельцам в качестве одного из узлов старого автомобиля, отправившегося в утиль, поэтому нуждается в тщательной чистке

Распределение и закрепление магнитов

Неодимовые магниты должны быть наклеены на диски ротора. Для нашей работы возьмем 20 магнитов 25х8мм.

Конечно, можно использовать и другое количество полюсов, но при этом необходимо соблюдать следующие правила: количество магнитов и полюсов в однофазном генераторе должно совпадать, но, если речь идёт о трехфазной модели, то соотношение полюсов к катушкам должно составлять 2/3 или 4/3.

При размещении магнитов полюса чередуются. Важно не ошибиться. Если вы не уверены, что расположите элементы правильно, сделайте шаблон-подсказку или нанесите сектора прямо на сам диск.

Если у вас есть выбор, купите лучше не круглые, а прямоугольные магниты. В прямоугольных моделях магнитное поле сосредоточено по всей длине, а в круглых – в центре.

У противостоящих магнитов должны быть разные полюса. Вы ничего не перепутаете, если с помощью маркера пометите их знаками минус или плюс. Чтобы определить полюса, возьмите магниты и поднесите их друг к другу.

Если поверхности притягиваются, поставьте на них плюс, если отталкиваются, то пометьте их минусами. При размещении магнитов на дисках чередуйте полюса.

Магниты установлены с соблюдением правила чередования полисов, по наружному и внутреннему периметрам расположены бортики из пластилина: изделие готово к заливке эпоксидной смолой

Для надежности закрепления магнита нужно применять качественный и максимально сильный клей.

Чтобы усилить надежность фиксации, можно воспользоваться эпоксидной смолой. Её следует развести так, как это указано в инструкции, и залить ею диск. Смола должна покрыть диск целиком, но не стекать с него. Предотвратить вероятность стекания можно, если обмотать диск скотчем или сделать по его периметру временные пластилиновые ограждения из полимерной полосы.

Генераторы однофазного и трехфазного вида

Если сравнивать однофазный и трехфазный статоры, то последний окажется лучше. Однофазный генератор при нагрузке вибрирует. Причиной вибрации становится разница в амплитуде тока, возникающая из-за непостоянной его отдачи за момент времени.

Такого недостатка у трехфазной модели нет. Она отличается постоянной мощностью из-за компенсирующих друг друга фаз: когда в одной происходит нарастание тока, в другой он падает.

По итогам тестирования отдача трехфазной модели почти на 50% больше, чем аналогичный показатель однофазной. Ещё одним достоинством этой модели является то, что в отсутствии лишней вибрации повышается акустический комфорт при функционировании устройства под нагрузкой.

То есть, трехфазный генератор практически не гудит в процессе его эксплуатации. Когда вибрация снижается, срок службы устройства логично повышается.

В борьбе между трехфазными и однофазными устройствами неизменно побеждает трехфазное, потому что оно не так сильно гудит в процессе работы и служит дольше однофазного

Правила наматывания катушки

Если спросить специалиста, то он скажет, что перед тем, как наматывать катушки, нужно выполнить тщательный расчет. Практик в этом вопросе положится на свою интуицию.

Мы выбрали не слишком скоростной вариант генератор. У нас процедура зарядки двенадцативольтового аккумулятора должна начаться при 100-150 оборотах за минуту. Такие исходные данные требуют, чтобы общее количество витков всех катушек составило 1000-1200 штук. Эту цифру нам осталось поделить между всеми катушками и определить, сколько же витков будет на каждой.

Ветряк на низких оборотах может быть мощнее, если увеличится количество полюсов. Частота колебаний тока в катушках при этом увеличится. Если для намотки катушек применять провод большего сечения, сопротивление уменьшится, а сила тока увеличится. Не упустите из виду тот факт, что большее напряжение может «съедать» ток из-за сопротивления обмотки.

Процесс намотки можно облегчить и сделать эффективнее, если использовать для этой цели специальный станочек.

Совсем необязательно такой рутинный процесс как наматывание катушек делать вручную. Немного смекалки и отличный станочек, который легко справляется с намоткой, уже есть

На рабочие характеристики самодельных генераторов большое влияние оказывают толщина и количество магнитов, которые расположены на дисках. Совокупную итоговую мощность можно рассчитать, если намотать одну катушку, а затем прокрутить её в генераторе. Будущая мощность генератора определяется путем измерения напряжения на конкретных оборотах без нагрузки.

Приведем пример. При сопротивлении 3 Ом и 200 оборотах в минуту выходит 30 вольт. Если отнять от этого результата 12 вольт напряжения аккумулятора, получится 18 вольт. Делим этот результат на 3 Ом и получаем 6 ампер. Объём в 6 ампер и отправится на аккумулятор. Конечно, в расчете мы не учли потери в проводах и на диодном мосту: фактический результат окажется меньше расчетного.

Обычно катушки делают круглыми. Но, если их немного вытянуть, то получится больше меди в секторе и витки окажутся прямее. Если сравнивать размер магнита и диаметр внутреннего отверстия катушек, то они должны соответствовать друг другу или размер магнита может быть немного меньше.

Уже готовые катушки должны соответствовать своими размерами магнитам: они должны быть чуть больше магнитов или равной с ними величины

Толщина статора, который мы делаем, должна правильно соотноситься с толщиной магнитов. Если статор сделать больше за счет увеличения количества витков в катушках, междисковое пространство возрастет, а магнитопоток уменьшится. Результат же может оказаться таким: образуется такое же напряжение, но, из-за увеличившегося сопротивления катушек, мы получим меньший ток.

Для изготовления формы для статора применяют фанеру. Впрочем, сектора для катушек можно разметить на бумаге, используя в качестве бордюров пластилин.

Если поверх катушек на дно формы поместить стеклоткань, прочность изделия повысится. Перед нанесением эпоксидной смолы нужно форму смазать вазелином или воском, тогда смола не прилипнет к форме. Некоторые используют вместо смазки скотч или пленку.

Между собой катушки закрепляются неподвижно. При этом концы фаз выводятся наружу. Шесть выведенных наружу проводов следует соединить звездой или треугольником. Вращая собранный генератор рукой, производят его тестирование. Если напряжение будет 40 V, то сила тока составит примерно 10 ампер.

Окончательная сборка устройства

Длина готовой мачты должна составлять примерно 6-12 метров. При таких параметрах её основание должно быть забетонированным. Сам ветряк будет закреплен на верхней части мачты.

Чтобы до него можно было добраться в случае поломки, нужно предусмотреть в основании мачты специальное крепление, которое позволит поднимать и опускать трубу, используя при этом ручную лебедку.

Высоко вздымается мачта с прикрепленным к ней ветрогенератором, но предусмотрительный мастер сделал специальное устройство, которое позволяет при необходимости опустить конструкцию на землю

Чтобы изготовить винт, можно использовать трубу ПВХ диаметром 160 мм. Она будет использоваться для вырезания из её поверхности двухметрового винта, состоящего из шести лопастей. Форму лопастей лучше разработать самостоятельно опытным путем. Цель – усилить крутящий момент при низких оборотах.

Винт-пропеллер следует беречь от слишком сильного ветра. Для решения этой задачи используют складной хвост. Выработанная энергия накапливается в аккумуляторах.

Вниманию наших читателей мы предоставили два варианта ветрогенераторов, сделанных своими руками на 220 в, которые пользуются повышенным вниманием не только владельцев загородной недвижимости, но и простых дачников.

Обе модели ВЭУ эффективны по-своему. Особенно хорошие результаты эти устройства способны продемонстрировать в степной местности с частыми и сильными ветрами. Они достаточно эффективны, чтобы использоваться в организации и в поставке электроэнергии. И их не так уж сложно соорудить своими руками.

Выводы и полезное видео по теме

В этом видео приведен пример ВЭУ с горизонтальной осью вращения. Автор устройства подробно объясняет нюансы конструкции установки, сделанной своими руками, обращает внимание зрителей на ошибки, которые могут быть допущены в процессе самостоятельного изготовления ветрогенератора, даёт практические советы.

Обратите внимание на то, что добраться до устройства, поднятого на приличную высоту, не так-то просто. Переустановить такое ВЭУ будет, скорее всего, проблематично. Поэтому складная конструкция мачты в этом случае будет совсем не лишней.

На этом видео представлен роторный ветряк с вертикальной осью вращения. Эта установка расположена невысоко, выполнена оригинально и отличается высокой чувствительностью: даже незначительный ветер приводит лопасти устройства в движение.

Если вы живете в местности, где ветра не считаются редким явлением, применение именно этого источника альтернативной энергии может стать для вас наиболее эффективным. Приведенные примеры самостоятельного изготовления ветряков доказывают, что сделать их своими руками не так уж сложно. Энергия ветра – общедоступный и возобновляемый ресурс, который можно и нужно использовать.

Заинтересованных темой статьи посетителей сайта мы приглашаем высказать свое мнение в комментариях и задать вопросы, возникшие в ходе ознакомления с материалом.

Подробности Опубликовано: 03.11.2015 20:46

Рост цен на электроэнергию вынуждает многих пользователей задуматься – как можно сэкономить , и есть ли разумная альтернатива потреблению энергии из общей сети? Для многих выходом из положения становится покупка или строительство собственными руками ветряка для дома. Тем более, что современные ветрогенераторы являются не только эффективным методом обеспечения электроэнергией удаленных от центральных сетей населенных пунктов, но и способом существенно снизить затраты на коммунальные услуги и сделать свое домохозяйство более энергонезависимым.

Давайте рассмотрим, какой именно ветрогенератор лучше подобрать для дома, на какой объем энергии мы можем рассчитывать и что нужно знать для его установки.

Разновидности ветряков

Ветрогенераторы (еще их называют ветрогенераторными установками, ветровыми электрогенераторами, ветростанциями, просто ВЭУ, ветряными станциями и т.п.) - это, по своей сути, ветровые электростанции (ВЭС). Так называют ветровую электроустановку, оборудование и сооружения которой функционально связаны между собой и образуют единый комплекс, который производит электроэнергию из кинетической энергии подвижных воздушных масс. Проще говоря, это системы, которые позволяют использовать ветер в качестве источника возобновляемой энергии.

Необходимо помнить, что разреженность воздуха также влияет на работу ветроустановки, однако при действии постоянных ветров, например, на морском побережье, этот недостаток не является существенным. Важно иметь ввиду, что работа домашних ветряков влияет на телевизионную сеть и может вызывать помехи для приемной антенны.

Устройство ветряка и состав оборудования ветровой электростанции, изображение ataba.com.ua

Если в районе расположения ВЭС преобладают слабые ветра, оптимальным решением станет объединение нескольких установок в сеть с общим аккумуляторным узлом. В противном случае, необходимо настроить работу ветряков так, чтобы каждое отдельное устройство обслуживало свою «долю» нагрузки, а для экономии электроэнергии, следует распределить потребителей в доме: разной группе бытовых приборов должна соответствовать определенная силовая линия.

Как подсказывает опыт многих европейских стран, для многоквартирных домов целесообразнее установить несколько ветряков (пример ) небольшой производительности, которые будут генерировать электроэнергию и сохранять ее в общий аккумулятор, чем приобретать одну крупногабаритную ветроустановку.

Как подсчитать мощность ветрогератора для дома

Для ориентировочного расчета мощности домашней ВЭС нужно вычислить среднемесячное потребление электроэнергии, учитывая перечень всех используемых бытовых электроприборов, их мощность и время работы (таблица, которая показывает среднее потребление бытовой техники, находится ). Стоить отметить, что чаще всего в магазинах продаются ветровые электростанции для частного пользования мощностью от 2 до 10 кВт.

На многих информационных ресурсах указывается, что для полноценного обеспечения бытовых нужд семье из 3 - 4-х человек потребуется мощность ветрогенератора не менее чем 10 кВт. Однако в каждом конкретном случае, нужно исходить из определенных энергопотребностей, которые могут быть достаточно индивидуальным показателем.

Одним из дополнительных положительных моментов использования ветряков в домашних условиях является также возможность продажи избытков электроэнергии государству. О том, как поставлять «лишнее» электричество в центральную электросеть и подробную информацию об актуальных на сегодня «зеленых» тарифах можно найти в .

Не стоит забывать о безопасности: удары молний, результатом попадания которых может стать возгорание ветряка, обледенение лопастей, недостаточная прочность несущих конструкций или фундамента ветроустановки – могут нанести ущерб не только самому устройству, но и причинить вред здоровью человека. Поэтому, не лишним будет позаботиться об оснащении генератора различными защитными системами.

В конечном счете, при выборе типа ветрогенератора, поисках проверенного производителя, расчетах его мощности и решении других вопросов, может возникнуть множество «подводных камней», ответы на которые в полном объеме ни одна статья дать не сможет. К счастью, уже сегодня современные технологии позволяют установить ветряк где угодно, причем специальными техническими знаниями для этого обладать вовсе не обязательно, а эффективность и экологичность такого источника чистой энергии уже не вызывает сомнений. В любом случае, консультация с опытным специалистом станет мудрым решением.

Смотрите еще интересные материалы:

Новости партнеров:

Please enable JavaScript to view the

Комфорт жилого дома или дачи зависит от электричества. Однако в строящихся домах, дачных поселках говорить о бесперебойной подаче энергии не приходится. Но сегодня автономные электрогенераторы позволяют проложить в доме сеть независимую от местных энергетических линий.

Ветряные генераторы, в отличие от своих бензиновых и дизельных аналогов, только набирают популярность. Стоимость таких электростанций в несколько раз выше, чем привычных автономных источников энергии. Но, в отличие от них, ветряк использует бесплатную энергию ветра и самоокупается через 5–6 лет эксплуатации.

Ветряной электрогенератор – это устройство, преобразующее кинетическую энергию воздушных потоков (ветров), в механическую (с помощью ротора), а затем в электрическую. Второе название этого механизма "ветряная электрическая установка" (ВЭУ), он используется в коммерческих, бытовых и промышленных целях.

Ветряные генераторы в последнее время набирают популярность

Ветровые электростанции для дома состоят из следующих элементов:

Основной блок – подвижное ветряное колесо, приводящее в движение всю конструкцию;
Редуктор, предназначенный для передачи энергии колеса генератору;
Генератор, который вырабатывает переменный ток;
Контролер – управляет колесом и преобразуют электричество, поступающее от генератора, в постоянный ток, заряжающий аккумуляторные батареи;
Инвертор – трансформирует постоянный ток из АКБ в переменный, который используется в домашней электросети;
Аккумуляторы высокой емкости, как правило, собираются в единый блок и служат для накопления и выравнивания электрической энергии;
Мачта или ферма-основание – к ним крепится ветровое колесо.

Несмотря на похожее устройство и одинаковый принцип действия, ветряки для дома отличаются по нескольким параметрам. К примеру, по материалу, из которого изготовлены лопасти колеса, их количеству, направлению оси движения и шаг винта.

Различают ветряки с одной, двумя и тремя лопастями или совсем без них. Причем последние установки становятся все более востребованными. Роль ветряного колеса в них выполняет "парус" – конструкция в виде тарелки. Она приводит в действие поршни гидросистемы, которая вырабатывает энергию. Производители сознательно усложнили устройство ВЭУ, т. к. это позволило увеличить её КПД. Мощность лопастного ветрогенератора определяется просто – чем меньше лопастей, тем больше энергии он вырабатывает.

Какие ветряные электрические генераторы бывают?

Выбирая ветрогенератор для дома, обращают внимание на такие его конструктивные особенности, как направление оси относительно земной поверхности. Различают ветровые генераторы для дома с вертикальной и горизонтальной осью вращения.

ВЭУ с горизонтальной осью вращения ветряного колеса отличается высоким КПД, но не обошлось без недостатков. Эффективность таких электрогенераторов напрямую зависит от силы ветра. Поэтому такую установку целесообразно использовать на открытых участках. В местах, где ветряное колесо генератора заслонено от ветра зданиями, деревьями или складками местности лучше подобрать устройство другого типа.

Устройство генераторов с вертикальной осью вращения отличается между собой, что привело к появлению подкатегорий:

1. Генератор Савониуса. Его "парус" состоит из половинок пустых цилиндров, установленных на вертикальную ось. Основное достоинство – вращение в независимости от направления и силы воздушного потока. Недостаток – низкий КПД, энергия ветра используется всего на 1/3.
2. Генератор с ротором Дарье. Лопасти изготовлены в виде плоских пластин. Как и предыдущая модель, отличается невысоким КПД, простой конструкцией, но запускать его придется вручную.
3. Генератор с геликоидным ротором (с закрученными лопастями). Устройство долговечное, обладающие высоким коэффициентом полезного действия, но дорогое. Высокая цена – основной недостаток устройства.

Самым эффективным в этой группе считается ветряной генератор со многими лопастями (с ротором Дарье).

На первый взгляд, использование ВЭУ для снабжения частного дома электричеством не имеет недостатков. К сожалению, это не так. При работе установка издает громкие звуки, вызывающие дискомфорт у жильцов дома и соседей. В Европе допустимый уровень шума ветряных генераторов закреплен законодательством. Кроме того, европейцы останавливают работу ВЭУ во время сезонного перелета птиц (еще одно требование закона).

В России ветрогенераторы пока встречаются редко и их эксплуатация не ограничивается нормативно-правовыми актами. Правда, учитывая мнение соседей и комфорт близких, владельцы ВЭУ устанавливают их вдали от жилых домов. Однако большинство ограничений касаются устаревших моделей. Современный ветрогенератор для частного дома работает практически бесшумно.

Главный минус ветряных установок - сильный шум при работе

Недостатки с лихвой перекрывают достоинства ветряных электрических установок. Для функционирования ВЭУ не требуется никакого топлива, а энергия ветра будет на планете до тех пор, пока есть атмосфера и светит солнце. Конечно, начать пользоваться бензиновым или дизельным генератором проще, чем ВЭУ. Но ветряк не придется регулярно подпитывать топливом.

Есть одно обстоятельство, накладывающее ограничение на использование ветрогенератора в качестве основного источника электроэнергии. Во многих регионах РФ гарантировать постоянное движение воздушных масс (ветров) невозможно. Поэтому ВЭУ, как правило, вступает в качестве дополнительного источника энергии.

Как оказалось, под общим названием "ветряные электрические генераторы" скрывается немало устройств. Они отличаются по конструкции, цене, внешнему виду.

При выборе ветряка учитываются климатические условия региона. Изучите техническую документацию на заинтересовавшую вас ВЭУ – она определяет её назначение и расчетную мощность. Выходная мощность прибора зависит от инвертора (преобразователя). Отправная точка расчетов – количество домашних бытовых приборов, одновременно подключенных к генератору. Для простоты вычислений можно счета на электроэнергию и вывести средний коэффициент.

Скорость ветра 5 м в секунду оптимальна для большинства ветрогенераторов

Существуют общепринятые усредненные параметры мощности генератора при силе ветра в 5 м/сек для дач и небольших домов:

При мощности в 150-200 Вт ВЭУ обеспечит освещение, функционирование радиоприемника и телевизора. Для работы холодильника потребуется устройство мощностью не менее 1 кВт;
Ветрогенератор мощностью от 1 до 5 кВт выбирают если необходимо обеспечить полноценное электроснабжение дома;
Приборы, выходная мощность которых составляет не менее 20 кВт, используются для снабжения энергией бытовых приборов и систем отопления.

Следующий параметр – это емкость АКБ и скорость их заряда, которая зависит от мощности ветряка. Заряжать аккумуляторы можно быстрее, если подключить к установке несколько генераторов. А вот увеличивать количество самих батарей не стоит – много аккумуляторов ВЭУ не успеет зарядить, а частичная зарядка быстро выведет их из строя.

Планируя покупку ветрогенератора, посетите ближайшую метеорологическую станцию – вам понадобятся информация о средней скорости движения воздушных потоков. За отчетный период берется один год. Для большинства ВЭУ оптимальная скорость ветра – 5 м/сек.

Конструктивно различаются генераторы по наличию и отсутствию редуктора. Первые из них отличаются простотой устройства и монтажа. Ветряки с редуктором установить сложнее, но при этом они обладают большой мощностью и считаются более надежными.

Проблема обеспечения электроэнергией в наше время становится все более актуальной, учитывая постоянно растущие цены на этот энергоноситель. Над решением этой задачи борются ученные и инженеры всего мира, но наиболее удачным вариантом для широкого пользователя были и остаются ветряные генераторы для дома, которые используя силу ветра, вырабатывают электрический ток. Причем подобные устройства могут снабжать как загородный дом, или дачу, так и целые предприятия, в зависимости от мощности установки.

Принцип работы:

Конструкция домашнего ветрогенератора довольно проста. На металлической мачте закреплен хвостовик с лопастями, которые вращаясь от ветра, крутят ротор генератора, а тот в свою очередь вырабатывает ток, подаваемый на аккумуляторные батареи, которые не только снабжают дом электричеством во время полного штиля, но и служат чем-то вроде проводника электроэнергии.

Перед тем как ток подается в аккумуляторный отсек, он проходит через преобразователь, который делает из переменного в постоянный ток. После того как электричество проходит аккумуляторные банки, оно попадает в инвертор, именно в нем происходит дальнейшее преобразование до напряжения в 220 вольт с частотой в 50 герц, которым мы пользуемся в обычных розетках.

Благодаря установленным аккумуляторам, генератор питает ваш дом в те моменты, когда ветра нет, либо когда его сила достаточна для того, чтобы ветрогенератор для дома мог выработать достаточную мощность. С таким принципом работы знаком практически каждый автомобилист на земле, ведь в автомобиле установлен генератор с таким же принципом действия, только вращает его ротор колеса, во время движения авто.

Стоит отметить, что современному ветряному генератору для дома не нужен сильный ветер, благодаря применению особых металлов в конструкции установки ветрогенератору для частного дома хватает ветра со скоростью 4-5м/с.

Положительные качества ветряков:

Конечно, растущая популярность таких установок не случайна ведь, по сути, установив один раз ветрогенераторы для дома, цена которых не столь велика, и начинается от 1500 долларов, вы можете экономить на электричестве всю жизнь. Кроме того, ветрогенераторы домашние обладают еще и следующими положительными характеристиками:

Они являются одними из самых экологически чистых типов электростанций, которые во время своей работы не выбрасывают в атмосферу ядовитых паров, и в целом не наносят вред окружающей среде.
Ветровые генераторы для дома, одни из немногих установок, которые не требуют топлива для производства электроэнергии, им достаточно простого ветра.
Подобные установки весьма долговечны, так как выполнены из современных материалов, которые не поддаются коррозийным процессам.
Простота сборки и монтажа. По сути, ветрогенераторы для дома можно сделать своими руками, на основе любого генератора и аккумуляторных батарей подходящей емкости, но далеко не факт, что кустарные изделия будут работать как и заводские. Конструируя генератор своими руками самое главное выбрать и приобрести генератор для ветрогенератора, который будет соответствовать техническим параметрам и будет способен обеспечить ваш объект достаточной мощностью.
Высокий КПД%. Конечно, ветряки это не вечные двигатели, но они наиболее приблизились к этому желаемому устройству, ведь для того чтобы получить ток от такого генератора вы не расходуете дополнительные финансы.
Ну и кроме того современные модели этих устройств избавились от таких негативных факторов как шум, сильная вибрация и магнитное поле. Сейчас такие генераторы работаю практически бесшумно и, несмотря на многометровый размах лопастей, при правильном монтаже, практически полностью избавлены от колебаний, а современные изолирующие материалы позволяют держать магнитное поле в рамках допустимых значений.
В отличие от других разновидностей установок вырабатывающих электроэнергию, разрешение на установку ветрогенератора не требуется, конечно, в тех случаях, когда речь идет о бытовом устройстве с невысокой мачтой и среднем размахом лопастей.

Область применения:

В зависимости от мощности установки, ветряные генераторы для дома могут обеспечивать светом одно домостроение или даже небольшой поселок. Ветряки устанавливают не только для обеспечения светом объектов которые не подключены к электросетям, но и с целью экономии, совместно используя электроэнергию вырабатываемую генератором и из общих электросетей.

Ветряной генератор для частного дома мачтового типа по требованиям безопасности устанавливается на достаточном отдалении от жилья. Это необходимо во избежание разрушений, на случай падения устройства в результате урагана или других природных катаклизмов. Правда, сейчас выпускаются , которые устанавливаются непосредственно на крышу дома.

Разновидности ВЭУ:

Прежде чем покупать ветряной генератор следует разобраться в широкой гамме моделей. Кроме мощности генераторы отличаются и другими критериями, например:

Обычные домашние ветрогенераторы делятся по количеству лопастей, на двух и трех лопастные. Причем количество лопастей на пропеллере ветряка вовсе не увеличивает КПД и качество работы станции в целом. Конечно чем больше лопастей, тем быстрее ветряк начнет крутиться при малом ветре, но затем его количество оборотов достигает такого значения, когда сами лопасти становятся преградой для проходящего воздушного потока и уже не могут разогнаться быстрее.
Также генераторы можно разделить на подвиды опираясь на материал, из которых сделаны лопасти, часть таких установок имеют жесткие лопасти, как у самолетных винтов, а другие имеют парусные лопасти, на подобии обычных мельничных крыльев.
ВЭУ разделяют на классы и по направленности оси, есть генераторы с вертикальными и горизонтальными осями. Несмотря на то, что лучше противостоят коррозии и негативным факторам окружающей среды, чаще все же встречаются ветровые генераторы с горизонтальной осью вращения.

Был инновационной техникой, но сегодня он все чаще встречается в быту. Чтобы выбрать такой прибор для своего дома, нужно разобраться, что из себя представляют ветряные электростанции, какие разновидности бывают и какие условия нужны для их полноценной и рентабельной работы.

Ветрогенератор - что это такое?

Работает этот прибор по такому принципу: вращение лопастей, которые насажены на генераторный вал, происходит за счет потока ветра – это производит переменный ток. Такое электричество аккумулируется и сохраняется в аккумуляторных батареях, потребляется бытовой техникой по мере надобности. Эта схема очень упрощена. В реальности иногда требуются приборы, которые преобразуют электрический ток.

После генератора в этой цепи размещается контроллер. С его помощью происходит преобразование переменного тока в постоянный, который заряжает аккумуляторные батареи. Практически вся техника не работает от постоянного тока, поэтому после аккумулятора потребуется наличие еще одного прибора – инвертора. Это устройство производит операцию в обратном порядке, то есть преобразует постоянный в переменный ток с напряжением 220В. В ходе таких манипуляций происходят определенные потери полученной электрической энергии, что составляет примерно 15-20%. Это немалая часть.

В случае, когда применяют несколько устройств для получения электричества (ветряк плюс солнечные батареи или топливный генератор), потребуется дополнить схему выключателем (АВР). Он потребуется для того, чтобы при выключении одного из приборов включался другой – резервный.

Топ-5 лучших ветрогенераторов для частного дома (цены)

Модель	Характеристики
Ветрогенератор "Condor Home" - 0.5 кВт Купить	Мачта – 1 шт. Генератор – 1 шт. Ротор – 1 шт. Лопасти – 1 комплект. Контроллер – 1 шт. Технический паспорт – 1 шт. Мощность при 9 м/с 500 Вт; Напряжение 12 В; Стартовая скорость ветра 2 м/с; Диапазон работы 3-25 м/с (от 20 м/с срабатывает защитное торможение); Количество лопастей 3 шт. Материал лопастей Композит (полиэфирная смола+стекловолокно); Диаметр ротора 2,5 м. Вес ветрогенератора (без мачты) 55 кг. Срок службы не менее 20 лет
Ветрогенератор WW/FD 5,5 - 2 кВт/48VDC Купить	Страна производитель Китай; Заводское наименование OE/WW/FD 5,5 - 2 кВт; Номинальная мощность 2 кВт при скорости ветра 8.9 м/с; Номинальное напряжение генератор 48 В; Площадь ротора ветроколеса 23,72 м2; Начальная рабочая скорость 2,43 м/с; Расчетная рабочая скорость 10 м/с; Максимальная безопасная скорость ветра 40 м/с; Метод вывода из-под ветра Автоматический электрический тормоз; Материал лопастей Алюминий; Рекомендуемые аккумуляторы 12 В 200 Ач, 4 шт; Система мониторинга USB – RS232; Программное обеспечение Windoms98/SE/ME/2000/XP/Vista Вес (генератора в сборе) 90 кг.
Ветрогенератор FD 8 -10 кВт Купить	Страна производитель Китай; Заводское наименование FD 8-10 кВт; Номинальная мощность 10 кВт при скорости ветра 11 м/с; Номинальное напряжение генераторы 240 В; Площадь ротора ветроколеса 50,24 м2; Начальная рабочая скорость 3 м/с; Расчетная рабочая скорость 12 м/с; Максимальная безопасная скорость ветра 50 м/с; Метод вывода из-под ветра механическое складывание за счет поворотного флюгера; Материал лопастей армированный стеклопластик; Рекомендуемые аккумуляторы 12 В 150 Ач, 30 шт; Вес (генератора в сборе) 440 кг
Купить	Мачта – 1 шт. Тросы мачты (растяжки) – 1 комплект. Генератор – 1 шт. Ротор – 1 шт. Лопасти – 1 комплект. Крепёж (монтажный комплект) – 1 шт. Контроллер – 1 шт. Высота лопасти (м) 3,5; Высота мачты (м) 12; Количество лопастей 3; Коэффициент использования энергии ветра > 0,42; Частота генератора (Гц) 0-50; Ток с генератора Переменный; Номинальный ток (А) 50; Максимальный ток (А) 60; Эффективность системы преобразования > 0,85;
Горизонтально-осевой ветрогенератор «Condor Air 380 - 10 кВт» Купить	Мачта – 1 шт. Тросы мачты (растяжки) – 1 комплект. Генератор – 1 шт. Ротор – 1 шт. Лопасти – 1 комплект. Крепёж (монтажный комплект) – 1 шт. Контроллер – 1 шт. Технический паспорт – 1 шт. Диаметр ветроколеса (м) 7,5; Высота лопасти (м) 3,5; Номинальное число оборотов (об/мин) 35-40; Номинальная мощность Вт 10 000; Максимальная мощность Вт 11 200; Стартовая скорость ветра 2,5 м/с; Номинальная скорость ветра 9 м/с; Рабочая скорость ветра 3-20 м/с; Защита от ураганных ветров автоматическая; Автоматическое ориентирование на ветер да; Высота мачты (м) 12; Масса ВЭС (без мачты) (кг) 600; Количество лопастей 3; Коэффициент использования энергии ветра > 0,42; Тип генератора трехфазный генератор на постоянных магнитах; Частота генератора (Гц) 0-50; Ток с генератора Переменный; Номинальный ток (А) 50; Максимальный ток (А) 60; Рекомендуемое количество АКБ (шт.) 20; Рекомендуемая емкость АКБ (А*ч) 150; Эффективность системы преобразования > 0,85; Уровень шума yе более (Дб) 45; Предельная скорость ветра 35 м/с

Чтобы получить максимально возможную мощность, необходимо размещать ветряк вдоль потока ветра. Этот момент реализуется по принципу флюгера. Нужно закрепить вертикальную лопасть на противоположном конце генератора – это делается для того, чтобы она разворачивала его навстречу воздушным потокам. Если применена более мощная установка, на ней устанавливается поворотный электромотор.

Разновидности и особенности ветрогенераторов для частного дома

Все ветрогенераторы разделяются на две группы:

с ротором, размещенным вертикально;
с горизонтальным ротором.

Менее эффективным для получения электричества считается первый тип: его КПД меньше, чем у горизонтальных, почти в три раза.

На заметку! Преимуществами являются простота сборки и надежность. Низкий уровень шума делает возможным монтаж такого прибора на крыше дома и на уровне с землей. Такие приборы устойчивы при плохих погодных условиях (ураган, обледенение). Начинают работать от слабой силы ветра 1-2 м/с.

Если говорить о горизонтальных, то им понадобится сила ветра не менее 3,5 м/с, однако эти приборы являются самыми распространенными. Уровень КПД составляет 50%, но зато шум и вибрация будут достаточно высокими. Для того чтобы установить такой прибор, потребуется много свободного места, до 100 метров, и высокая мачта.

Использование ветрогенератора для 220В может быть оправдано в ряде случаев:

отсутствие возможности включиться в энергосистему общего пользования;
можно изготовить прибор самостоятельно;
в случае активного участия в движении экологической безопасности планеты.

Обратите внимание! Просто для питания дома монтировать ветряк не имеет смысла, ведь даже если в вашей географической широте постоянно дует ветер, это не делает прибор выгодным с экономической точки зрения.

Рассчитываем и подбираем ветрогенератор для своего дома

Потоки воздуха не могут поступать постоянно к вашему дому, как, например, подаваемый по газопроводу газ . Это капризное природное явление, которое сложно назвать постоянным. В один день это ураган, в другой – полный штиль. До того как купить ветрогенератор для частного дома или изготовить его своими руками, стоит определить возможности ветра в своем регионе. Это оценивается при помощи среднегодового показателя силы ветра. Такой параметр легко выясняется в интернете.

Если вы получите силу, меньшую 4 м/с, то устанавливать ветряк не стоит, потому что он не сможет генерировать необходимое количество электричества. Как только определились с моментом, что ставить прибор можно, следует подобрать генератор по мощности.

Нужно также помнить об устройствах для защиты и автономной работы ветроэлектрогенератора. От этого зависит непрерывное снабжение энергией дома.

Все установки обязательно оснащаются защитой от молнии: это необходимо, потому что ветряк – высокая конструкция, сделанная из проводящих ток материалов.
Обязательно необходимо укомплектовать прибор защитой от обледенения – это позволит избежать наледи на лопасти турбины в холодное время года.
Необходимо оборудовать установку системой пожаротушения. Это позволит быстро локализовать очаг возгорания, причин которому может быть несколько: утечка масла, короткое замыкание, попадание молнии.
Для того чтобы создать исправную работу ветряка при разных порывах ветра, применяют автоматическую систему торможения. Ветер с большой скоростью способен вывести из строя редуктор и сам генератор, поэтому без тормоза просто не обойтись.

Варианты установки ветряка

Прежде чем купить ветрогенератор для частного дома 220 В, нужно знать, как и куда его устанавливать. Существует ряд моментов, которые нужно учитывать при установке:

прибор необходимо монтировать на специальное сооружение, которое обязательно должно превышать на несколько метров все стоящие рядом строения;
обратите внимание, что рядом не должны находиться деревья и столбы, а также объекты, снижающие производительность генератора;
самый лучший вариант – удаление от жилого дома на 50 м, что обусловлено наличием шума, который может доставлять людям дискомфорт.

Постоянную во времени выработку энергии получить не удастся. Происходит это из-за того, что условия природы постоянно меняются. Заранее продумайте, куда использовать лишнюю электроэнергию, которая будет возникать при сильном ветре. К примеру, можно обеспечить нагрев воды в бойлере или электрообогревателе для дома. Такая возможность должна включаться автоматически при сильном ветре и слабой нагрузке.

Для климата с затяжной зимой больше подойдут модели вертикального расположения ротора. Установить такое устройство можно на земле или на невысокой мачте. Кроме того, его можно напрямую включить в электросеть с и бойлером . В этом случае можно попробовать обойтись без инвертора и аккумуляторных батарей. Чаще всего такую схему подключения можно реализовать собственноручно без привлечения сторонних организаций. Такой ветрогенератор может послужить для .

Следует также решить некоторые проблемы, которые связаны с эксплуатацией ветряка:

во-первых, наличие шума. Это вряд ли обрадует ваших соседей, кроме того, инфразвук может быть некомфортным для слуха. Чтобы исключить эту особенность, устанавливают прибор как можно дальше от жилых зданий;
во-вторых, обязательное наличие заземления и защиты от молний, а также сигнальная система для авиации на самой высокой точке конструкции. Обратите внимание, что во время работы будет создаваться вибрация. Это значит, что мачта не должна контактировать с другими объектами;
в третьих, сам генератор и другие части системы. Аккумуляторные батареи и инверторы требуют регулярного обслуживания и систематической замены. Мачту также необходимо красить, своевременно осматривать и ухаживать за ней;
в-четвертых, существует вероятность повреждения при обледенении или сильном урагане.

Как выбрать электрический генератор?

Если вы решили купить ветрогенератор для , цены нужно изучить. Обратите внимание на приборы российского производства, а также сделанные в Китае: они будут значительно дешевле аналогичных установок европейского производства.

Чтобы сделать правильный выбор, стоит рассмотреть все плюсы и минусы установок. Достоинства ветрогенераторов:

затраты нужны только на обслуживание установки;
слаженная работа не потребует вмешательства;
прибор можно использовать во многих климатических зонах;
все комплектующие системы подвержены незначительному износу.

Необходимо найти и приобрести неодимовый генератор, который позволит снимать энергию ветра. Винт может быть как парусным, так и роторным. Чтобы собрать все и установить на опору, нужно сделать бетонное основание, которое будет надежно ее держать. Используя растяжки, нужно зафиксировать мачту в вертикальном положении.