Ветрогенераторы. Классификации и целесообразность применения.

В настоящее время ветроэнергетика является очень быстро набирающим обороты развития, отраслью для выработки электроэнергетики.

Ветряки успешно используются для снабжения электроэнергией загородных домов и отдаленных фермерских хозяйств, и объектов.

Для выработки электроэнергии мощностью от 1 до 5 кВт необходим ветер скоростью чуть более 4 м/с, этого вполне хватает для электроснабжения нагрузки в типовом загородном доме, излишек электроэнергии, в период сильных ветров,можно применить для отопления помещений.

Мощность ветряного генератора зависит от куба скорости ветра, это весьма условная величина, поэтому ветроустановки оцениваются по количеству энергии вырабатываемой за месяц при определенной скорости ветра. Наиболее целесообразно использование установки ВЭС в районах в которых преобладают ветра со скоростью, не менее 4,4 м/с. В условиях дачного применения оправдывает себя применение маломощной установки ВЭС мощностью от 0,1 до 2 кВт.

При скорости ветра 4 м/с в году, ветряная электростанция мощностью 1 кВт будет выдавать 120 кВт*ч в месяц, в год это составит 1440 кВт*ч. Стоимость ВЭС в среднем составляет 160 тыс. руб. Значит стоимость 1 кВт составит 5,5 руб. за кВт, это дорого. Если ВЭС находится в районе с ветром со скоростью 8 м/с с киловаттного ветряка можно получить до 580 кВт*ч/мес. Тогда электроэнергия будет стоить не больше 1.15 руб./кВт.

Использование ВЭУ выгодно в районах с невозможным подключением к электросети, учитывая, что подключение 1 кВт достигает 10000 – 20000 руб., это без стоимости проведения ЛЭП.

Энергия, вырабатываемая, ВЭУ используют для освещения, обогрева, то есть для потребителей нечувствительных к перепадам электроэнергии. Остальные бытовые приборы могут подвергнуться выходу из строя из-за перепадов напряжения необходимого для безопасной и гарантированной работы. Поэтому рекомендуется применять систему бесперебойного питания, включающего в себя блок АКБ, контроллер заряда, разряда АКБ, инвертор для подачи переменного напряжения на объект. Желательно в системе иметь, бензиновый или дизельный генератор, он необходим при малой скорости ветра, для подзарядки аккумулятора.

Ветряные генераторы подразделяются на несколько классов:

1. Оси вращения, с горизонтальным и вертикальным размещением оси.
2. Количеству лопастей, бывают: двухлопастные, трехлопастные, многолопастные от 50 и выше лопастей.
3. Материалу выполнения это, ветрогенераторы с жесткими лопастями и парусные.
4. Шагу винта, разделяются на фиксируемый и изменяемый.

В конструкции ветряка с горизонтальным расположением винтов, предусмотрена возможность автоматического поворота головной части в поисках ветра. С вертикальным расположением обладают меньшим КПД, но гораздо проще в обслуживании из-за расположения основного оборудования на земле.

Многолопастные ветрогенераторы работают при малых скоростях ветра, но практически используются мало, так как дополнительная установка редуктора значительно усложняет и без того сложную конструкцию.

Лопасти парусного типа достаточно просты в изготовлении, но требуют замены после каждого более-менее сильного ветра.

Применение изменяемого шага винта увеличивает диапазон рабочих скоростей генератора, но ведет к увеличению веса и усложнению конструкции, что понижает надежность установки.

При размещении ветрогенератора принимаются во внимание благоприятные ветровые условия, которые могут обеспечить экономическую выгодность устройства. В районах со среднегодовой скоростью ветра выше 6 м/с более выгодно и не требует затрат на приобретение дополнительного оборудования. Желательно размещение установки на возвышенных и равнинных местах, на побережьях и в долинах рек и больших водоемов, вдали от населенных пунктов и промышленных объектов, могущих помешать проходу воздушных масс, а также на значительных расстояниях от всяческих транспортных и инженерных коммуникаций.