Альтернативная энергетика. Установка и эксплуатация ветрогенератора

В последние годы в Украине появились сравнительно небольшие ветрогенераторы, или ветряки, которые позволяют обеспечивать электроэнергией частные жилые дома. О них и пойдет речь ниже.

Видео: Установка ветрогенератора в Данганноне (Ирландия) в январе 2017

Оценка местности

Чтобы понять, стоит ли вообще затевать оснащение своего жилища ветровой установкой, надо проанализировать район проживания. Особое внимание следует уделить насыщенности застройки и открытость территории. Если дом размещен среди леса или поблизости от многоэтажной застройки, полной отдачи от прибора добиться не получится. Подвижная часть этого ветряка должна находиться выше самого высокого здания и дерева. При этом надо прогнозировать будущее. Деревья вырастут, а вот ветряк – нет. В идеале это должна быть возвышенность, открытая степь, прибрежная зона. В противном случае придется увеличивать высоту ВЭУ, а это потребует значительных расходов.

Также необходимо собрать данные о погоде в регионе. Причем направление ветра при правильном монтаже ветряка большого значения иметь не будет. А вот среднегодовая скорость очень важна и должна составлять не менее 4 м/с (а лучше 4,5-5 м/с). Следует понимать: под предлогом важности для правильного расчета ряд нерадивых инженерных компаний предлагает услугу измерения скорости ветра при помощи специального прибора – анемометра. Однако таким образом можно узнать лишь конкретное значение в данный день или период (в случае серии измерений). Среднегодовые параметры предоставит местное отделение Гидрометеоцентра. Но можно воспользоваться данными профильных сайтов. Например, на https://ua.sinoptik.ua/ или meteoprog.com.ua есть архив ветровых данных. Также полезен сервис от Google под названием Earth Wind Map – карта ветров в режиме реального времени.

Наконец, используя найденные значения, надо учесть число ветреных дней в году. Конечно, любой день в той или иной степени ветреный. Но время, когда скорость движения воздуха менее 3-4 м/с, можно смело вычитать. Считается, что ветер в районе должен дуть с расчетной скоростью не менее половины года. Причем наличие длительных (более недели) безветренных периодов не допускается.

Эффективно и полезно

Размер финансовых вложений на обустройство ВЭУ может варьироваться в большом диапазоне. Все зависит от выбранной конструкции, параметров и используемых компонентов. В расчете на 100 кВт месячной выработки затраты составят порядка 25-50 тыс. грн (с учетом стоимости инвертора, аккумуляторных батарей и мачты). Можно сэкономить, если подготовить опорную мачту самостоятельно. Но сам ветряк лучше приобретать заводского изготовления. Таким образом, общие расходы на оборудование здания ветрогенератором, способным обеспечить потребности семьи из трех-четырех человек, могут составить 75-150 тыс. грн. А затраты на электроэнергию при современных тарифах находятся в пределах 2,5-4 тыс. грн в год. Это значит, что срок окупаемости вложений может составить не менее 30 лет. Проработают качественные и правильно установленные ветряки примерно столько же.

Видео: Ветрогенератор 10kw

Это значит, что в существующем и включенном в общую систему строении ветрогенератор – прежде всего, дань современным экологическим тенденциям. Но не все в жизни измеряется деньгами. Ветряк для дома однозначно оправдан, когда подключение к общей электросети – сложно или даже невозможно. Тогда расходы на его приобретение и монтаж могут быть меньше, чем на прокладку лини электропередачи. Кроме того, увеличение традиционных энерготарифов в будущем может сократить период возврата вложенных средств. А если общая сеть электроэнергии расположена рядом, имеет смысл подумать об увеличении мощности и росте первоначальных затрат в расчете на реализацию лишней энергии государству по «зеленому тарифу». Так что при наличии желания и финансовых возможностей вкладывать средства в создание автономной ветряной установки стоит.

Читайте также: Альтернативные источники энергии. Как это делалось в Дании

Особенности монтажа

Для установки и подключения ветряка лучше пригласить специалистов инженерных компаний. Стоимость таких услуг – не более 10 % от суммарной цены ВЭУ. Зато качество и точность монтажа – соответствующие, ведь предполагается, что ВЭУ проработает два-три десятка лет.

Важно понимать: любая преграда на расстоянии ближе 150 м должна быть на 3-4 м ниже точки установки ветрогенератора. Причем на крыше монтируют только маломощные приборы. Остальные устройства во время работы вибрируют. Поэтому не допускается касание мачты ветряка крыши и стен здания. При возможности лучше вынести ветряк на несколько метров (а то и десятков метров) от дома. ВЭУ издает шум, сравнимый с работой внешнего блока кондиционера, а то и больше. Нормальным для современных систем считается значение в 40-50 дБ.

Кстати, следует понимать. Если в районе в течение года преобладают слабые или средние ветра, надо увеличивать не число или емкость аккумуляторных блоков, а количество самих ветрогенераторов. Ведь даже самые емкие АКБ можно разрядить за три-четыре дня штиля. Несколько ветряков присоединяют к единому аккумуляторному узлу. При монтаже следует учесть, что минимальное расстояние между ветрогенераторами должно составлять не более одной трети высоты конструкции. Иначе «соседи» будут использовать «чужой» ветер.

Еще одно правило – чем выше мачта, тем больше выработка ВЭУ. Связано это с тем, что на большой высоте ветровой поток движется не только быстрее, но и равномернее. Зачастую для уменьшения затрат на монтаж предлагают поставить ВЭУ на меньшей высоте. Но экономия эта фиктивная. Так что более высокая мачта даст возможность в значительной мере увеличить эффективность использования ВЭУ. Оптимальное значение размера мачты для частного применения – 10-20 м. На такой высоте отдача от ВЭУ будет больше, а шум меньше.

Видео: Альтернативная энергия

Юридические тонкости

Приобретение и монтаж отечественных и зарубежных ветроэнергетических установок мощностью до 75 кВт, установленных на высоте не более 30 м, не требует сертификации и получения какой-либо разрешительной документации. Об этом говорится в п. 5 Постановления Кабинета министров Украины от 15.07.98 № 1094 «О государственной экспертизе в энергосбережении», а также дополнении № 3 «Инструкции о порядке передачи документации и осуществлении государственной экспертизы в энергосбережении». Однако мнение соседей по поводу будущей ВЭУ узнать следует, ведь работа ветрогенератора подразумевает наличие постоянного шума и регулярной смены света и тени поблизости от лопастей. Проще заранее согласовать все с жильцами соседних домов, чем потом получить судебный иск.

Безопасность превыше всего

Проживание рядом с малыми ветряными установками является безопасным. Однако все приборы должны быть оснащены целым перечнем компонентов, повышающих надежность их работы. Это, в частности, могут быть:

• устройство защитного отключения (УЗО);
• система автоматизированного пожаротушения;
• заземление;
• сигнальная лампа на вершине, видимая для самолетов малой авиации;
• автоматизированная тормозная система. Она предотвратит разрушение лопастей при ураганном воздействии ветра. Также полезна функция изменения угла установки или наклона лопастей.

Реализация излишков

«Зеленый тариф» – это специальные расценки, по которым государство приобретает у населения электроэнергию, произведенную на приборах домашней энергетики. В этом году он составляет для ветровых станций 0,1163 € за кВт ч. Право на продажу по «зеленому тарифу» имеют те домохозяйства, у которых мощность ветрогенераторов не превышает 30 кВт. Для этого надо подать заявление в местную энергокомпанию (Облэнерго) и приложить схему подключения к общей сети. Также следует обустроить узел учета электроэнергии и подписать дополнительное соглашение о покупке электроэнергии, выработанной из энергии солнца или ветра. Энергокомпания не имеет права отказать в покупке. Регулирует все эти положения Закон Украины «Об электроэнергетике». Более подробно узнать инструкцию по получению «зеленого тарифа» можно на сайте Госагентства по энергоэффективности (https://saee.gov.ua/).

Меры обслуживания

Правильный и своевременный уход продлит срок службы ВЭУ и предотвратит постепенное увеличение шумности работы. Необходимо выполнять:

• Ежегодный осмотр (а при необходимости также смазку и подтягивание) в летний период всех трущихся частей, болтовых соединений и контактов.
• Замену подшипников и лопастей каждые 8-10 лет.
• Регулярные осмотр и окрашивание мачты. Это также предотвратить развитие коррозии.
• По мере снижения емкости (обычно также раз в 7-10 лет) придется менять аккумуляторы.

Другие альтернативы

Если желание или необходимость достичь энергонезависимость есть, но связываться с монтажом ВЭУ не хочется, можно приобрести бензиновый или дизельный генератор. Преимущество этих устройств заключается в том, что никаких монтажных работ не требуется. Правда, придется регулярно закупать топливо. Да и шум от их работы тоже немалый. Кроме того, чтобы запитать целый дом, придется купить генератор мощностью не менее 5-6 кВт. Зато он будет стоить порядка 300-500 у. е.

Внимание, только СЕГОДНЯ!