Ветрогенератор для частного дома
Россия находится на 51 месте в мире по использованию систем ветря-ной энергии. Мы отстаем от Хорватии, Бельгии, Гваделупы и других «крупных» стран. Даже у скромной Болгарии мощность ветроэнергетики в 10 раз больше российской. Сопоставлять ресурсы и возможности выше перечисленных стран и России даже как-то неуместно. В 2008 г. 1,5% общемирового потребления электроэнергии было выработано ветряной энергетикой. Это свыше 260 терраватт-час! К сожалению, доля России в этом ничтожна и составляет менее сотой доли процента.
С конца 1990х годов общемировой прогресс в технологиях значительно повысил надежность и безопасность работы ветрогенераторов, одновременно понизив стоимость их содержания. В результате чего энергия ветра стала экономически выгодной, чему сопутствовало и повышение цен на углеводородные энергоносители. Закономерным итогом стал взрывной рост отрасли ветряной энергетики. За последние 10 лет общая мощность промышленных систем ветрогенераторов в мире увеличилась десятикратно (!) и продолжает расти такими же темпами. При этом отставание стоящей в стороне России стало уже слишком велико. Для того чтобы догнать лидера – США, России пришлось бы в 1500 раз увеличить существующие ветряные мощности. Но для этого нет даже близко никаких предпосылок. Насколько увеличится наше отставание за следующие 5 лет, даже сложно себе представить.
Учитывая, что у России огромная линия обдуваемого ветрами побережья, особенно на Дальнем Востоке, надо признать, что в нашей стране не используется гигантский потенциал экологически чистой энергии. Если учесть, что расходы на содержание ветроэлектростанций очень малы, то наша страна также недополучает и огромную экономическую выгоду, успешно реализуемую соседними странами.
В Приморском крае, как и в других регионах Дальнего Востока, обеспечение населения электроэнергией остается проблемой, особенно для а удаленных населенных пунктов. Сложностями сопровождается и обеспечение электричеством новых строящихся объектов. В результате все больше используется топлива для больших и малых теплоэлектростанций, растут выбросы, а себестоимость электроэнергии оказывается в несколько раз выше, чем в центральных регионах страны. Выходом может стать широкое использование ветроэнергетики, как в промышленных, так и в малых частных проектах.
Установка ветрогенераторов целесообразна везде, где среднегодовая скорость ветра выше 5 м/с. Фактор ресурса ветров очень важен, поскольку при увеличении силы ветра в два раза, производительность ветрогенератора увеличивается в восемь раз. Поэтому идеальным местом для размещения ветряков являются: побережье, возвышенности или большие открытые пространства. И в этом отношении Приморский край обладает огромным потенциалом. Например, во Владивостоке средняя скорость ветра от 5,5 м/с летом до 7 м/с зимой. Сходные параметры у большинства прибрежных населенных пунктов Дальнего Востока, а на островах сила ветра еще выше.
Но это теория. А как обстоит дело на практике? Для этого Дальневосточным фондом экологического здоровья был реализован модельный проект по практическому использованию ветрогенератора для обеспечения электричеством частного дома. Во Владивостоке в октябре 2009 г. был установлен небольшой ветрогенератор мощностью 600 Вт на 8 метровой мачте. В систему также входили: контроллер заряда, аккумуляторы (2*150Ач) и преобразователь тока.
Установка была проведена вручную и оказалась несложной, хотя и трудоемкой. После первых двух недель первичной обкатки, ветрогенератор начал работать на полную мощность и давать электроэнергию, которой вполне хватало для освещения и использования небольших бытовых приборов: зарядки телефона, ноутбука и т.д. Уже за первые четыре месяца проекта стало возможным выявить и достоинства и недостатки ветряной энергии. Основные преимущества были известны заранее. Ветряной турбине не нужно топливо, поскольку используется практически бесконечная энергия вет-ра. Но какие есть недостатки и насколько они важны?
Мы опасались повышенного шумового фона, но эти опасения оказались напрасны. Шелест ветряного двигателя был тихим и практически всегда заглушался шумом ветра. Существенным оказался другой недостаток – не совсем удачное расположение ветряка. Мы установили его на участке в ложбине между холмов, и поэтому часто сказывался недостаток ветра. Эту проблему можно частично преодолеть, если увеличить высоту мачты в два раза, до 16 метров. В теории это должно повысить производительность на 40 %, что будет проверено на практике в перспективе.
Проблемой оказались также длительные безветренные периоды. Даже во Владивостоке бывают недели почти без ветра. Это оборачивалось тем, что к концу такой недели электричества в аккумуляторах не хватало даже для освещения. Это частично является следствием не очень удачного расположения ветряка и случается почти каждый месяц. В принципе об этом было известно заранее, поскольку такая проблема характерна для ветряных систем. Избежать ее рекомендуется за счет установки резервного питания. Таким оптимальным резервным источником энергии являются солнечные панели, но мы их намеренно не устанавливали, чтобы оценить работу чисто ветряной системы. Теперь же мы можем с уверенностью сказать, что для малых мощностей (менее 10 кВт) следует использовать не чисто ветряные, а гибридные ветро-солнечные системы, где большая часть энергии вырабатывается ветрогенератором, а меньшая солнечными панелями. Это обеспечит не только более стабильное энергообеспечение, но и более длительный срок службы аккумуляторов.
Закономерным стал вывод о том, что мощности 600 ватт недостаточно для полного обеспечения дома электричеством. Поэтому мы планируем в дальнейшем установить систему из ветрогенератора мощностью 2 кВт и солнечных панелей 600 ватт. Это даст возможность практической проверки использования гибридной системы малой мощности для полноценного обеспечения электричеством частного хозяйства.
В целом же, модельный проект следует признать удачным. В неподключенном к центральной сети доме появилось электричество! Были выявлены недостатки в установке ветряка и отсутствии резервной мощности, но это преодолимо, а информация об этом делает более ценным полученный опыт. Наш главный вывод: использовать ветрогенераторы при подходящих условиях не только можно, но и нужно, поскольку ветроэнергетическая система является реально работающим автономным источником электричества.
С конца 1990х годов общемировой прогресс в технологиях значительно повысил надежность и безопасность работы ветрогенераторов, одновременно понизив стоимость их содержания. В результате чего энергия ветра стала экономически выгодной, чему сопутствовало и повышение цен на углеводородные энергоносители. Закономерным итогом стал взрывной рост отрасли ветряной энергетики. За последние 10 лет общая мощность промышленных систем ветрогенераторов в мире увеличилась десятикратно (!) и продолжает расти такими же темпами. При этом отставание стоящей в стороне России стало уже слишком велико. Для того чтобы догнать лидера – США, России пришлось бы в 1500 раз увеличить существующие ветряные мощности. Но для этого нет даже близко никаких предпосылок. Насколько увеличится наше отставание за следующие 5 лет, даже сложно себе представить.
Учитывая, что у России огромная линия обдуваемого ветрами побережья, особенно на Дальнем Востоке, надо признать, что в нашей стране не используется гигантский потенциал экологически чистой энергии. Если учесть, что расходы на содержание ветроэлектростанций очень малы, то наша страна также недополучает и огромную экономическую выгоду, успешно реализуемую соседними странами.
В Приморском крае, как и в других регионах Дальнего Востока, обеспечение населения электроэнергией остается проблемой, особенно для а удаленных населенных пунктов. Сложностями сопровождается и обеспечение электричеством новых строящихся объектов. В результате все больше используется топлива для больших и малых теплоэлектростанций, растут выбросы, а себестоимость электроэнергии оказывается в несколько раз выше, чем в центральных регионах страны. Выходом может стать широкое использование ветроэнергетики, как в промышленных, так и в малых частных проектах.
Установка ветрогенераторов целесообразна везде, где среднегодовая скорость ветра выше 5 м/с. Фактор ресурса ветров очень важен, поскольку при увеличении силы ветра в два раза, производительность ветрогенератора увеличивается в восемь раз. Поэтому идеальным местом для размещения ветряков являются: побережье, возвышенности или большие открытые пространства. И в этом отношении Приморский край обладает огромным потенциалом. Например, во Владивостоке средняя скорость ветра от 5,5 м/с летом до 7 м/с зимой. Сходные параметры у большинства прибрежных населенных пунктов Дальнего Востока, а на островах сила ветра еще выше.
Но это теория. А как обстоит дело на практике? Для этого Дальневосточным фондом экологического здоровья был реализован модельный проект по практическому использованию ветрогенератора для обеспечения электричеством частного дома. Во Владивостоке в октябре 2009 г. был установлен небольшой ветрогенератор мощностью 600 Вт на 8 метровой мачте. В систему также входили: контроллер заряда, аккумуляторы (2*150Ач) и преобразователь тока.
Установка была проведена вручную и оказалась несложной, хотя и трудоемкой. После первых двух недель первичной обкатки, ветрогенератор начал работать на полную мощность и давать электроэнергию, которой вполне хватало для освещения и использования небольших бытовых приборов: зарядки телефона, ноутбука и т.д. Уже за первые четыре месяца проекта стало возможным выявить и достоинства и недостатки ветряной энергии. Основные преимущества были известны заранее. Ветряной турбине не нужно топливо, поскольку используется практически бесконечная энергия вет-ра. Но какие есть недостатки и насколько они важны?
Мы опасались повышенного шумового фона, но эти опасения оказались напрасны. Шелест ветряного двигателя был тихим и практически всегда заглушался шумом ветра. Существенным оказался другой недостаток – не совсем удачное расположение ветряка. Мы установили его на участке в ложбине между холмов, и поэтому часто сказывался недостаток ветра. Эту проблему можно частично преодолеть, если увеличить высоту мачты в два раза, до 16 метров. В теории это должно повысить производительность на 40 %, что будет проверено на практике в перспективе.
Проблемой оказались также длительные безветренные периоды. Даже во Владивостоке бывают недели почти без ветра. Это оборачивалось тем, что к концу такой недели электричества в аккумуляторах не хватало даже для освещения. Это частично является следствием не очень удачного расположения ветряка и случается почти каждый месяц. В принципе об этом было известно заранее, поскольку такая проблема характерна для ветряных систем. Избежать ее рекомендуется за счет установки резервного питания. Таким оптимальным резервным источником энергии являются солнечные панели, но мы их намеренно не устанавливали, чтобы оценить работу чисто ветряной системы. Теперь же мы можем с уверенностью сказать, что для малых мощностей (менее 10 кВт) следует использовать не чисто ветряные, а гибридные ветро-солнечные системы, где большая часть энергии вырабатывается ветрогенератором, а меньшая солнечными панелями. Это обеспечит не только более стабильное энергообеспечение, но и более длительный срок службы аккумуляторов.
Закономерным стал вывод о том, что мощности 600 ватт недостаточно для полного обеспечения дома электричеством. Поэтому мы планируем в дальнейшем установить систему из ветрогенератора мощностью 2 кВт и солнечных панелей 600 ватт. Это даст возможность практической проверки использования гибридной системы малой мощности для полноценного обеспечения электричеством частного хозяйства.
В целом же, модельный проект следует признать удачным. В неподключенном к центральной сети доме появилось электричество! Были выявлены недостатки в установке ветряка и отсутствии резервной мощности, но это преодолимо, а информация об этом делает более ценным полученный опыт. Наш главный вывод: использовать ветрогенераторы при подходящих условиях не только можно, но и нужно, поскольку ветроэнергетическая система является реально работающим автономным источником электричества.
П.О. Шаров
Дальневосточный фонд экологического здоровья
Дальневосточный фонд экологического здоровья
