Альтернативные источники энергии. Ветрогенераторы для дома и энергия ветра

Жить на природе - замечательно, а не получать при этом счета за коммунальные услуги совсем хорошо. Возможно ли это? Вполне, с альтернативными возобновляемыми источниками энергии. До недавнего времени они считались сферой научных экспериментов, сегодня же становятся повседневной реальностью. В их числе – энергия ветра.

Что такое альтернативная энергетика?

Это направление использует оборудование, задействующее неисчерпаемые ресурсы окружающей среды для выработки энергии. Его применение не наносит ущерба природе и возможно в любых масштабах, от крупных производств до частного домовладения. Традиционные источники энергии – уголь, нефть и газ, при сгорании выделяют в атмосферу углекислый газ, приводящий, как следствие, к парниковому эффекту.

Главные плюсы возобновляемых альтернативных источников энергии - экологичность и высокая энергоемкость, а также независимость от централизованных энергосетей. Поиск "зеленой" энергии ведется непрерывно. Но пока наиболее перспективными для применения в быту остаются энергия солнца и сила ветра.

Где используют ветроэлектростанции?

Прообразом для современной ветроэнергетики в некоторой степени стали ветряные мельницы. Первая же в мире ветроэлектростанция мощностью в 100 кВт была построена на Крымском полуострове еще в 1932 году. Ветровые генераторы оборудуются на возвышенностях и открытых пространствах. Они могут успешно работать в различных климатических районах с благоприятными ветровыми условиями, на отдаленных и изолированных участках, где отсутствует централизованное электроснабжение или его подача нерегулярна. Производители предлагают ветроэлектростанции, позволяющие автономно обеспечить электроэнергией небольшой домик или энергоемкий коттедж, а также навигационные, метеорологические или радиорелейные посты в полевых условиях.

Конструкция и схема работы ветрогенератора

Ветроэлектростанция представляет собой устройство для преобразования возобновляемой энергии ветра в электрическую. Принцип прост: ветер вращает ветровую турбину, она передает энергию на вал, соединенный с редуктором, приводя в действие электрогенератор.

Но сила ветра - фактор непостоянный, поэтому в энергосистеме должен быть предусмотрен резерв мощности. Часто "ветряки" используются в комплексе с традиционными способами получения энергии. В некоторых конструкциях предусмотрено подключение к установке и солнечных батарей. Полный комплекс гарантирует надежное и бесперебойное автономное энергоснабжение дома.

Схематично автономная ветроустановка состоит из установленного на мачте ветроколеса, зарядного устройства, аккумулятора и преобразователя тока.

Мощность ветрогенератора

Мощность ветрогенераторной установки определяет площадь, заметаемая лопастями. Оптимальной конструкцией ветрогенератора, подтвердившей свою надежность на практике, стала модель, имеющая горизонтальную ось вращения и 3 лопасти.

Ветер дует, ветроколесо вращается, генератор вырабатывает электричество, запасаемое аккумуляторными батареями, что обеспечивает электропитание потребителей в отсутствие ветра. В период сильных ветров аккумуляторные станции запасают электроэнергию впрок. От их емкости зависит длительность безветрия, которую способна перекрыть энергоустановка. Затем постоянный ток преобразуется инвертором в высококачественное однофазное напряжение.

Как выбрать ветрогенератор для дома?

При выборе ветрогенератора учитывают такие важные параметры, как энергопотребление помещения (в кВтч, за расчетный период) и среднегодовую скорость ветра (по данным ближайшей районной метеостанции). Еще один момент - при какой скорости ветра будет получена необходимая мощность, она называется номинальной (расчетной). Так, мощность ветрогенератора будет всегда ниже установленной, если скорость ветра ниже расчетной. И, наоборот, при скорости ветра выше номинальной потребитель получит установленную или несколько большую мощность. Таким образом, производительность ветроустановки (кВт/час в месяц/год) зависит напрямую от среднегодовой скорости ветра в вашем географическом регионе. Следовательно, и для себестоимости электроэнергии скорость ветра является определяющей.

Энергия ветра и ветроэлектростанции: расходы – в доходы

На практике окупается установка оборудования, преобразующего энергию ветра в нужные киловатты, за несколько лет. Экономическая эффективность - еще одно важное преимущество альтернативных источников энергии.

До последнего времени рост отечественной ветроэнергетики сдерживался относительно высокой стоимостью оборудования. Однако использование возобновляемой энергии ветра открывает уникальные возможности, благодаря которым альтернативная ветроэнергетика сегодня стремительно развивается во всем мире.

Если к 2000 году мощности ветрогенерации насчитывали 13500 МВт, то к 2006 году показатели составили порядка 60000 МВт. Большая часть (порядка 70%) сконцентрирована в Европе. По прогнозам Международного Энергетического Агентства, спрос на ветрогенерацию к 2030 году увеличится до 4800 ГВт. Для России технический потенциал мощностей ветровой энергии превышает 50000 млрд кВтч/год, в экономическом плане - порядка 260 млрд кВтч/год, что равняется 30% электроэнергии, произведенной всеми российскими электростанциями.

По материалам журнала "ЛЕПОТА"

Фото: www.shutterstock.com