Ветрогенераторы малой мощности для индивидуальных домов.

В настоящее время все больше людей проникается идеей энергосбережения. У нас в Калининграде даже школьники в своих сочинениях вполне грамотно излагают суть главной идеи — применение энергосберегающих технологий и материалов, повсеместная экономия сырьевых ресурсов. Топливно-энергетический кризис перешел с нами в ХХI век, поэтому ученые многих стран пытаются решить эту проблему различными методами. К таковым можно отнести:

использование водных ресурсов малых рек
морских волн
геотермальных вод и гейзеров
солнечной энергии
энергии ветра
использование отходов производства и бытового мусора и др.

Из них наиболее перспективными и доступными на настоящий момент являются ветровая и солнечная энергии.

Если вернуться назад в историю, то ещё в Персии упоминается применение ветряных мельниц во II веке до н.э. Ещё раньше они применялись в Китае. У нас, в России, к началу ХХ века были построены и успешно работали более 2500 тысяч ветряных мельниц, общей мощностью примерно 1 млн. кВт. Поскольку история развития солнечной и ветровой энергии заняла бы много времени и места, оставим эту тему для отдельной статьи.

В настоящей статье я хотел бы кратко рассказать о системах электроснабжения, использующих энергию ветра и солнца. Первоначально они предназначались для приморских и высокогорных поселков домов, условий пустыни, фермерских хозяйств, экспедиций, в общем такого типа условий, при которых строительство стационарной системы электроснабжения составляло бы значительно большие затраты, чем на создание автономной системы электроснабжения. При этом определяющее значение имело наличие в этой местности устойчивых ветров.

Итак, что из себя представляет установка, которую принято называть ветрогенератором или ветроэнергетической установкой? Конструктивно она состоит из ветроколеса с лопастями, повышающего редуктора, ветрогенератора, установленного на мачте, инвертора, аккумуляторной батареи. Зачастую, для большей надёжности, в состав такой автономной системы электроснабжения включают блоки солнечных батарей и бензиновый (дизельный) электроагрегат. Принцип действия ветрогенератора таков:
сила ветра вращает ветроколесо с лопастями, передавая крутящий момент через редуктор на вал генератора. Таким образом, реализуется принцип превращения механической энергии в электрическую. Мощность ветрогенератора зависит от размеров ветроколеса, скорости ветра, а также высоты мачты. Выпускаемые в настоящий момент ветрогенераторы имеют диаметр лопастей от 0,75 до 60 и более метров. Инвертор представляет собой узел, который выполняет задачу преобразования электрического тока в синусоидальный и дополнительную стабилизацию напряжения. В буфере с инвертором работает аккумулятор, который подаёт напряжение в сеть нагрузки при отсутствии ветра.

Самым маленьким из ветрогенераторов является тип G-60.При диаметре пятилопастного ротора 0,75 метра и скорости ветра 3-10 метров в секунду он вырабатывает мощность 60 ватт напряжением 1224 вольта, при этом весит 9 кг. Такой «малыш» легко умещается для транспортировки в любую машину или лодку. Он служит для зарядки батарей, работы средств связи и освещения. Ниже приведены характеристики других зарубежных ветрогенераторов, которые могут применяться для электроснабжения отдельных домов и других объектов.

N пп	Тип ветрогенератора	Фирма	Страна	Диаметр ротора (м)	Мощность (Вт)	Кол-во лопастей	Вес (кг)
1	G-60	J.Bornay	Испания	0,75	60	5	9
2	Rutland503	Rutland	Англия	0,51	60	6
3	Rutland503	Rutland	Англия	0,91	80	6
4	Inclin 250	J.Bornay	Англия	1,35	250	2	32
5	MarlecFM 1803	Мarlec	Англия	1,83	250	2
6	Air Marine	Southwest Windpower	США	1,15	400	3	5,85
7	Air wind module	Southwest Windpower	США	1,15	400	3	5,85
8	Air industrial	Southwest Windpower	США	1,15	400	3	6,2
9	Inclin 600	J.Bornay	Испания	2	600	2	38
10	WT600	Proven	США	2,55	600	3	19
11	Inclin 1000	J.Bornay	Испания	2,86	1000	2	45
12	BWC XL.1	Bergey Windpower	Бельгия	2,5	1000	3	43
13	Whisper H-80	Southwest Windpower	США	3	1000	3	30
14	Whisper H-40	Southwest Windpower	США	2,1	1500	3	21
15	BWC 1500	Bergey Windpower	Бельгия	3	1500	3	168
16	Inclin 1500	J.Bornay	Испания	2,86	1500	2	42
17	WT600	Proven	США	3,5	2500	3	70
18	Inclin 3000	J.Bornay	Испания	4	3000	2	105
19	Whisper 175	Southwest Windpower	США	4,6	3200	2	450
20	WT600	Proven	США	5,5	6000	3	450
21	ВК 12КW	Bergey	США	5,8	12000	3	450

Все модели комплектуются мачтами решётчатой или телескопической конструкции, некоторые модели комплектуются 4-мя тросовыми растяжками с анкерами. Каждый ветрогенератор снабжён системой ориентации по ветру и защитой от ураганных порывов.

Солнечные батареи, включаемые в состав ветроустановки, набираются из модулей в 10, 40, 50, 55, 60, 70, 75, 80, 100, 110, 120 Вт и могут составляться на любую мощность.

В последние несколько лет, ввиду всё более обостряющегося топливно-энергетического кризиса, развитие альтернативной энергетики получило дополнительный толчок. В Западно-Европейских и Скандинавских странах, Америке и Японии уже созданы и уверенно развиваются при поддержке государства ассоциации альтернативной энергетики. Там разработаны и функционируют ветроэнергетические установки мощностью 1,5 и более МВт. Вырабатываемая этим сектором электроэнергия в Бельгии и Дании составляет значительную часть.

Страны СНГ также делают попытки развить аналогичный сектор энергетики. Это, в первую очередь,
Украина, Кыргыстан, Белоруссия, Башкортостан. У нас, в России, также растёт интерес к ветроустановкам. Уже созданы и прошли испытания отечественные модели такие, как ВП-3,72 (Объединение «Ветромоторы») и ВЭУ-3, ВЭУ-10, мощностью соответственно 3 и 10 кВт. В настоящий
момент в разных регионах России разрабатываются не только серьёзные проекты создания целых систем ветровой энергетики, но и инвестиционные проекты по развёртыванию производства
ветроэнергетических установок 0,5-10 кВт, а также гелиоустановок.

Во многих странах уже много лет назад применялись так называемые кооперативные ветроэнергетические установки. Это тот самый пример, когда 10-15 семей совместно приобретают ветрогенератор, и в течение дальнейших 15-20 лет экономят до 70% потребляемой электроэнергии (ведь установка автоматически, незаметно для ее владельца, переключает все нагрузки на себя.

Мало кто знает, что с помощью интернета нами разворачивается обширная программа анализа дефицита
электроэнергии по регионам, которая ставит целью определение групп потребителей, особо страдающих от отключений и низкой надежности централизованных электросетей, и ее главная задача-возмещение этого дефицита альтернативными источниками электроэнергии.