Ветрогенератор на крышу дома: Установка ветрогенератора на крыше дома

Опубликовано в Дом
/
16 Авг 2021

Содержание

Ветрогенератор, который живет на крыше

Текст продолжает проект об экологии «Переменная».

Европа уже давно привыкла к пейзажам и маринам, утыканным ветроэлектростанциями, а для нас пока фотографии ветряков в строящемся ульяновском ветропарке выглядят несколько инопланетно. По оценкам экспертов ВШЭ, технический потенциал ветровой энергии России составляет от 6516,6 до 17100,9 миллиарда кВт⋅ч — это довольно много. Пока существующие ветроэлектростанции производят десятые доли процента всей электроэнергии в стране, а суммарные установленные мощности составляют пока копеечные 13 МВт — для сравнения: в Китае общая установленная мощность еще в 2015 году превысила 105 ГВт, в США — 60 ГВт.

Но если просто заставить ветрогенераторами все свободные площади в стране, толку будет мало. В России открыт огромный рынок для малых мощностей — удаленные районы, куда нецелесообразно тянуть линии электропередачи, места, где необходимо иметь источники резервного питания, сельская местность, разного рода временные и сезонные объекты.

Вице-премьер Аркадий Дворкович в феврале нынешнего года дал поручение о «стимулировании развития микрогенерации на основе возобновляемых источников энергии», а в июле он же одобрил план по ее стимулированию. Что могут предложить этому перспективному рынку отечественные разработчики?

Ветрогенераторы бывают разных типов. Самые распространенные — с горизонтальной осью круглого вращения, или крыльчатые, — те самые, что похожи на большой вентилятор. Но есть и другие — менее заметные, но более эффективные.

Для того чтобы оценить эффективность ветрогенераторов, смотрят на главный параметр — коэффициент использования энергии ветра, или КИЭВ, который показывает, какую часть энергии из этого набегающего потока можно эффективно использовать. Его можно назвать аналогом коэффициента полезного действия — это наш старый знакомый из школьного курса физики КПД, про который мы помним, что он не может быть больше единицы.

«В свое время Николай Жуковский и независимо от него Альберт Бетц теоретически показали, что максимальный КИЭВ, который может быть получен для ветрогенераторов, — 0,59.

До сих пор это считается непревзойденным пределом, к которому пытаются приблизиться разработчики. Наибольшей эффективностью обладают ветряки классического крыльчатого типа, КИЭВ которых при скорости ветра 10—11 м/с может достигать 0,47», — рассказывает Андрей Терентьев, генеральный директор компании «Энергоинновации» и автор проекта ветрогенератора «Альбатрос».

Разработчики «Альбатроса» взяли за основу менее эффективный ротор Дарье. Это устройство, лопасти которого напоминают крылья самолета, движущиеся вокруг вертикальной оси. Работает он за счет подъемной силы, а его главный недостаток — стартует только при больших скоростях ветра. Зато по своей эффективности он приближается к классическим горизонтальным моделям.

В России установленные мощности ветрогенерации составляют копеечные 13 мегаватт — для сравнения: в Китае общая установленная мощность еще в 2015 году превысила 105 гигаватт.

Чтобы ротор стартовал при малых скоростях ветра, инженеры придумали адаптивную систему управления крыльями, добавив к крыльям щелевые закрылки, которые также управляются этой системой. «В процессе работы ротора крылья и закрылки движутся относительно друг друга как рыба с хвостом. В результате этих усовершенствований оказалось, что при определенном режиме мы не только преодолели предел Жуковского—Бетца, но и получили КИЭВ больше единицы», — рассказывает Терентьев.

Как так получилось? «Альбатрос» на самом деле не нарушает законы физики. При взаимодействии крыла с закрылком возникает засасывающий потоки вихрь. Если бы не придуманная система управления крылом и закрылком, то, как в случае с классическими моделями, часть ветрового потока просто отклонялась бы перед самим винтом и проходила бы мимо. В случае с «Альбатросом» получилось наоборот: при такой конструкции виртуально увеличивается эффективная ометаемая поверхность, с которой снимается энергия потока. Причем для достижения такого эффекта достаточно скорости ветра всего лишь в 2—2,5 м/с. Стартует же «Альбатрос» при скорости 0,5 метра в секунду.

Андрей Терентьев и его коллеги уже создали готовый к промышленному производству прототип ветрогенератора. При всех плюсах его большим минусом становится цена: устройство будет явно недешевым, а причина тому — генератор, в котором используются неодимовые магниты. Неодимовый монополист Китай не стесняется повышать цены, что, увы, сказывается на стоимости подобного рода устройств.

Сможет ли такой ветрогенератор выработать достаточно энергии? Первую попытку свести данные метеорологов с характеристиками конкретных моделей ветряков сделала студентка второго курса кафедры климатологии и мониторинга окружающей среды СПбГУ Юлия Казачкова под руководством доцента университета Аллы Юровой. В своей курсовой работе Казачкова рассчитала, на какой высоте и при какой скорости ветра в Ленинградской области экспериментальный ветрогенератор вертикального типа «Альбатрос» будет работать наиболее эффективно. Оказалось, что на высоте 10 метров (это стандартная высота над землей, на которой проводятся замеры скорости и направления ветра на метеостанциях) ветрогенератор в месяц будет вырабатывать 72 кВт⋅ч энергии, а на высоте 30 метров— уже 165 кВт⋅ч.
Исходя из нормативов потребления электроэнергии по Санкт-Петербургу, на каждого из трех человек, проживающих в двухкомнатной квартире и использующих газовые плиты, необходимо 48 кВТ⋅ч энергии в месяц. То есть на троих одного ветрогенератора вполне хватит.

Стоит отметить, что вообще-то Ленинградская область, несмотря на то что ветер здесь, как верно подметил Николай Васильевич Гоголь, по петербургскому обычаю, дует со всех четырех сторон, не входит в число регионов с самым высоким ветропотенциалом. Средняя скорость ветра осенью и зимой составляет всего 4 м/с, а среднегодовая скорость ветра составляет 3,3 м/с. Из-за крупных водоемов (Финский залив, Онежское и Ладожское озера) и разнообразия ландшафтов местная погода неустойчива, а это, в свою очередь, сильно осложняет прогнозирование. К благоприятным зонам развития ветроэнергетики относятся помимо северо-запада страны северные территории Урала, Курганская область, Калмыкия, Краснодарский край, Дальний Восток.

Основываясь на анализе данных в прошлом, можно составить хотя бы примерную картину того, сколько энергии можно получить из местных ветров. Для этого Юлия Казачкова взяла данные о скорости и направлении ветра за 10 лет (с 2005 по 2015 год) на метеостанциях, расположенных в Пулкове (юг города) и Выборге (север Ленинградской области, недалеко от границы с Финляндией). Эти данные доступны на сайте американского Национального управления океанических и атмосферных исследований

(NOAA). Еще одной важной характеристикой ветра является его повторяемость, которая показывает, какую часть времени из выбранного периода ветра дули с той или иной скоростью. Сопоставив эти данные с характеристиками конкретной модели ветрогенератора (тот самый КИЭВ), студентка с использованием программы MatLab
рассчитала мощность ветрового потока для каждой конкретной скорости ветра в данном регионе на высоте 10 и 30 метров.

И все равно это довольно грубая прикидка, поскольку не учтена еще одна важная характеристика — ландшафт, влияющий на формирование воздушных потоков. В дальнейшем студентка может разработать программу или приложение, благодаря которым каждый пользователь сможет рассчитать, какой именно способ получения энергии из ветра лучше всего подойдет для его нужд.

Конечно, в городах таким маленьким источникам энергии будет сложно конкурировать с электросетями. Но в местах, где с электросетями все плохо, такие системы вполне могут себя оправдать — для этого теперь надо автоматизировать расчеты, нужные, чтобы понять, стоит ли ставить рядом со своим дачным домиком ветряк.

Понравился материал? Помоги сайту!

Подписывайтесь на наши обновления

Еженедельная рассылка COLTA.RU о самом интересном за 7 дней

Лента наших текущих обновлений в Яндекс.Дзен

RSS-поток новостей COLTA.RU

При поддержке Немецкого культурного центра им. Гете, Фонда имени Генриха Бёлля, фонда Михаила Прохорова и других партнеров.

Ветровой генератор на крыше нашего дома

Согласитесь, обсуждая на различных форумах состояние внедрения альтернативных источников энергии, мы не часто встречаем информацию об устройстве и монтаже ветрогенератора на крыше дома. Но ведь многие энтузиасты и желающие иметь независимое энергоснабжение в своем доме мечтают об этом.

Я сам давно хотел найти подобную информацию, чтобы поближе познакомиться и тем самым уяснить себе и моим читателям перспективу развития ветроэнергетики в частных домохозяйствах и в домах многоэтажной постройки. Последнюю информацию в этом направлении я опубликовал на сайте в декабре прошлого года, и она посвящалась украинскому изобретению «Ротор Онипко». Более детально об этом здесь.

Достаточно сказать, что опубликованная информация нашла большой интерес у читателей (более 30 комментариев, более 3500 просмотров). Среди многочисленных вопросов в комментариях, наиболее часто звучали: на каком объекте можно посмотреть работу, этого ветрогенератора?; какова мощность аппарата, и при каком диаметре колеса?; стоимость 1Вт установленной мощности?

В течение последние полугода, мне пришлось неоднократно встречаться с автором изобретения, А. Ф.Онипко и выяснить у него ответы на поставленные вопросы. К сожалению, из-за отсутствия явной заинтересованности потенциальных инвесторов и кризисной ситуации в экономике Украины, Алексею Федоровичу не удается организовать производство ноу-хау в своей стране. Последняя его информация свидетельствует о размещении такого заказа в Европе в 2016-2017 гг.

И как тут не вспомнить слова из популярного в восьмидесятые годы XX столетия советского «Вестерна» «Белое солнце пустыни» поручика Верещагина: «За Державу обидно!»

Читатели, коллеги, единомышленники, — «Скажите, но разве не будет обидно, после того, как вы ознакомитесь со следующей информацией?»

«9 июля текущего года, в минувший четверг, который выдался необычно ветреным, энергосистема Дании получила от ветроэлектростанций выработку электричества, которая превысила необходимый для всей страны уровень на 16%.

В определённые моменты дня, к примеру, ранним утром четверга, когда потребление электричества естественным образом упало за счёт ночного времени, выработка энергии достигала цифры в 140%.

Из информации главного энергетического оператора Дании, где в реальном времени показывается уровень выработки электроэнергии и её экспорт, следует, что на 9 июля показатель выработки ветроэлектростанций значительно превышал уровень потребления. При этом максимальная мощность всего ветроэнергетического комплекса заявлена на уровне 4,8 ГВт — другими словами, у него оставался ещё существенный резерв.

Ранее власти страны, население которой составляет 5,6 миллиона человек, заявляли, что в Дании начата государственная программа по полному прекращению использования ископаемого топлива к 2050 году, включая не только их сжигание для выработки электричества, и для транспорта.

Эта программа была начата, несмотря на удачное географическое расположение страны по отношению к её энергетически благополучным соседям, откуда Дания может легко импортировать электроэнергию. К примеру, большое количество атомных электростанций в Швеции и гидроэлектроэнергия из Норвегии позволяла Дании чувствовать себя достаточно комфортно.

Однако, политические намерения властей Швеции о закрытии атомных электростанций и возрастающие потребности Великобритании, с которой приходилось делить норвежский импорт энергии, вынудили власти Дании начать программу по установке ветроэлектростанций у себя в стране с намерением довести их выработку до половины требуемого уровня к 2020 году. Как видно, эта государственная программа близка к своей цели» (по материалам информпортала GT)

И пусть я пишу в основном о малой ветроэнергетике, но наша нынешняя власть должна ведь прислушаться к голосу разума и к европейскому опыту, если мы уж выбрали этот вектор? Или это пустые слова и обман электората.

Когда «Ротор Онипко» появится на рынке Украины, сказать трудно. Отмечу следующее, что данный вид ветрового генератора конструктивно отличается от подобных аппаратов горизонтального и вертикального исполнения, генерирует электрический ток при малых скоростях ветра и без флюгера ориентируется на направление и напор ветра.

Но самое главное, что этот аппарат с успехом можно устанавливать на крыше зданий, именно в этом заинтересовано большая часть потребителей энергии, мечтающие о независимом энергоснабжении.

И вот недавно я нашел информацию еще в одной европейской стране Голландии, где испытываются новые типы ветровых турбин для установки на крышах жилых зданий. Внимательно рассмотрев фото, я сразу подумал, что это «Ротор Онипко», но в статье ничего об этом не упоминалось.

Сравнив фото, вы можете убедиться, что они практически идентичны. Другое дело, что ученые Украины и Голландии шли параллельным путем, преследуя главную цель, как приблизить ветряные установки ближе к потребителю. В результате поиска появилась идея разработки такого аппарата, чтобы его можно было установить на крыше дома.

Ниже подробно о ветрогенераторе, Голландской компанией «The Archimedes». Вкратце о технических характеристиках. Ветроустановка Liam F1, это доступный источник энергии ветра, идеально подходящий для городских условий. Он компактный и тихий. Производство энергии в среднем за год составляет от 300 кВт.ч до 2500 кВт.ч, в зависимости от скорости ветра и высоты крыши.

Для увеличения производства электрической энергии, на крыше можно разместить несколько агрегатов Liam F1 или объединить их с солнечными батареями для создания резервного источника энергии в безветренные дни.

«Компания The Archimedes, головной офис которой расположен в Роттердаме, продемонстрировало ветровые турбины Liam F1, способные решить две основных проблемы «бытовой» ветроэнергетики. Во-первых, это шум, создаваемый лопастями традиционных турбин. Во-вторых, низкая эффективность, которая зачастую не окупает затрат по установке громоздкого оборудования.

Турбина Liam, по форме напоминающая панцирь улитки, работает практически бесшумно (уровень шума — около 45 дБ, это тише, чем шум дождя). Подобно флюгеру, она разворачивается вслед за ветром, «захватывает» воздушный поток и постепенно снижает его скорость и меняет направление.

По словам изобретателя турбины и технического директора The Archimedes Маринуса Миремета, эффективность турбины составляет 80% от теоретического максимума в ветровой энергетике:

Одна голландская семья потребляет в среднем около 3300 кВт•ч электроэнергии в год.

По данным The Archimedes, разработанная ими турбина может покрыть почти половину этой потребности при скорости ветра хотя бы 4,5 м/с. Предполагаемая стоимость установки — 3999 евро. Помимо бытовых ветрогенераторов, The Archimedes планирует применять турбины Liam для электроснабжения морских судов» (по информации ПМ).

Стремительно движется прогресс. И в этом потоке движения радостно сознавать, что для сокращения выбросов парниковых газов в атмосферу, на смену процессам сжигания углеводородов, приходят новые технологии по использованию альтернативных источников энергии. В этом движении так же важную составляющую носит направление получения энергонезависимости для домохозяйств, и элементом для этого может служить ветровой генератор на крыше нашего дома.

Надеюсь, данная информация пришлась вам по вкусу, вы узнали что-то новое и даже можете сравнить аналоги новой техники отечественного и зарубежного производства. Свои впечатления о прочитанном, можете разместить в комментариях, или поделиться с друзьями и коллегами, в соцсетях, кнопки ниже.

Правильное расположение ветрогенератора

В регионах с высокой скоростью ветра, в прибрежных зонах и на объектах, где в зимний период солнечная электростанция «не справляется», для автономного энергоснабжения используют ветрогенераторные станции – «ветрогенераторы», (сокращённо ВГ). Но на большей территории нашей страны средняя скорость ветра составляет всего 4-5м/сек., тогда как ветрогенератору для выработки «номинальной мощности» требуется 10-12м/сек.. Именно поэтому нет никаких сомнений в важности правильной и продуманной установки устройства, достичения точки, где винт его окажется в зоне с максимальной скоростью ветра.

Мощность ветрогенератора и зависимость от скорости ветра и высоты мачты

Почему же так важно «не потерять» ни одного метра в секунду? Определим зависимость мощности ветрогенератора от скорости ветра. 

1. Кинетическая энергия воздуха, движущегося ламинарно (без завихрений)  W=1/2mV2, где m — масса воздуха, V – его скорость.

2. Массу воздуха, проходящего за время t и площадь S можно выразить следующим образом: m=VtSρ, где: S – площадь, описываемая винтом ВГ, ρ – плотность воздуха.

3. Чтобы определить мощность (P), делим энергию на время, подставляем выражение для массы, получаем: P=1/2V3Sρ.

4. Если теперь умножить выражение на КПД устройства в целом, включающее в себя коэффициент преобразования лопастей винта, коэффициент полезного действия редуктора и генератора (ƞ), получим реальную мощность «ветряка»: P=1/2V3Sρ ƞ.  На практике обычно значение  ƞ лежит в пределах 0,4-0,5.

Как видно из расчета, мощность ВГ пропорциональна третей степени скорости ветра, то есть увеличение скорости в 2 раза даст увеличение мощности в 8 раз!

Таким образом, скорость ветра и отсутствие турбулентностей (завихрений) должны иметь решающее значение при выборе места установки ветрогенератора. Из этих соображений идеально подходят: 

  • берег крупного водоема;
  • вершина горы или возвышенности;
  • центр протяженного поля. 

Увы, в реальной жизни мало кто имеет на своем участке моря, поля и горы.  Поэтому принцип только один – чем выше установка, тем лучше. В идеале, Ветрогенератор должен быть выше не менее, чем на 6 (шесть) метров окружающих его предметов (дома, деревьев, строений, возвышенностей), чтобы оказаться в зоне ламинарного движения воздуха.

Приведем простой пример, который можно легко проверить в on-line калькуляторе для расчета на нашем сайте. Рассмотрим модель пятилопастного ветрогенератора HY-1000, стоящий в «бесконечном» поле вблизи Санкт-Петербурга:

  • При высоте мачты 5 метров максимальная выработка достигается в сентябре и составляет 1,38кВтч/сутки;
  • Если увеличить высоту мачты до 10 метров, получим 2,43 кВтч/сутки;
  • Увеличим высоту до 20 метров и получим уже – 3,12 кВтч/сутки. 

Вывод напрашивается сам собой —  часто вместо увеличения мощности ветрогенератора достаточно увеличить высоту мачты.

Решающая роль места установки «ветряка» в эффективности энергосистемы

Очень велик соблазн приделать мачту ветрогенератора к дому для увеличения высоты всей конструкции. Несмотря на очевидные плюсы, данный подход имеет ряд минусов:

Во-первых, установка издает звуки, и звуки эти отлично могут быть переданы по мачте на конструкцию дома, что со временем будет раздражать его жителей. Во-вторых, если здание находится в черте города, могут потребоваться дополнительные согласования в надзорных органах.

Стоит также обратить внимание на конструкцию самой мачты. Если горизонтальные линейные размеры мачты сравнимы или превышают размеры ВГ, то, собственно, сама мачта может являться источником турбулентности.

Очень показательный пример, когда мачта по сути мешает работать системе, плюс частично затеняет солнечные батареи, представлен на фотографии.

          

Особое внимание нужно уделить выбору сечения кабеля. Так как ВГ находится на мачте, а контроллер заряда где-то в доме, длина линии может быть значительной, равно как и падение напряжения. Это может привести к снижению эффективности заряда аккумуляторных батарей. Из этих соображений, площадь сечения кабеля должна быть достаточно большой, чтобы данный эффект был незначителен. Для расчёта площади сечения кабеля следует обратиться к правилам, описанным в статье Расчёт сечения провода.

В отличие от монтажа солнечных батарей, установка «ветряка» часто влечет за собой капитальные строительные работы, такие как бетонирование основания, монтаж свай для растяжек, сварочные работы. Тем не менее, правильно выполненный монтаж обеспечит надежную и эффективную работу системы, и максимальную выработку энергии на протяжении всего срока эксплуатации.

Читать другие статьи..

Ветрогенераторы — Вектор СПб

+7 (812) 715-57-77

Стройматериалы

Акции

Распродажа крепежа для деревянного домостроения от итальянской компании RothoBlaas. Участие в розыгрыше «Постоянная скидка клиента». Призы, подарки.

Osta Nyt!

 

 

 

 

 

Изготовим для Вас ветрогенератор в Санкт-Петербурге. Подробности и заказ по телефонам: +7 (921) 658-3878 , +7 (812) 715-5777

Мы предлагаем вам ветрогенераторы, сделанные в России, под наши ветра и ваши цели.

Ветрогенераторы «Астр»  Российского производства      

 

 

 

 

                                  

 

                                                                                                     

 Подробности по телефонам: +7 (921) 658-3878,  +7 (812) 715-5777

   

Ветрогенерар для дома имеет ветроколесо 2,7-3 м в диаметре. Шесть или восемь лопастей ветроколеса изготовлены из высокопрочного алюминия по авиационным технологиям, имеют крутку лопастей. Увеличенное количество лопастей позволяет получать электроэнергию при малой скорости ветра.

Наши ветрогенераторы «тихоходные», т.е. им достаточно 1,5 оборота в секунду или 70-100 оборотов в минуту, чтобы выйти на номинальный или максимальный режим работы. Мультипликатор увеличивает количество оборотов генератора в минуту. Из-за особенностей редуктора-мультипликатора все ветряки малошумные, что позволяет их крепить прямо на крышу дома, к дому, постройке, вагончику, бытовке, что в свою очередь, позволяет уменьшить занимаемую площадь растяжек мачты ветрогенератора. Ветряк для дачи, может крепиться и на отдельно стоящей мачте. Все зависит от ваших пожеланий и возможностей.

Цена ветрогенератора зависит от выбранной мощности, количества лопастей. Стоимость ветряка уточняйте по телефонам сайта или сделав запрос цены в разделе «Заявка on-line».

Наши ветрогенераторы выдают постоянное напряжение в 12/24 вольт, необходимое для заряда аккумуляторных батарей и подключаются без контроллера прямо к АКБ, а излишки энергии сбрасываются на балласт.

Конструкция наших ветрогенераторов была разработана в ходе длительных натурных испытаний. Модели имеющие мощность до 1,0 кВт, очень эффективно работают при скорости ветра в 3,5-17,0 м/с. При превышении скорости ветра более 15,0 м/с срабатывает защита, которая не даёт ветрогенератору пойти «в разнос». В качестве основного генератора используется автомобильный, который «переделывается» для под конкретный тип ветрогенератора. Начало вращения лопастей ветряного генератора происходит при скорости ветра всего лишь в 2,5-3,0 м/с. Заряд аккумуляторов начинается при 4/5 метрах в секунду при постоянном ветре. В качестве нагрузки ветрогенератора обычно используют  аккумуляторные батареи, к которым подсоединяют преобразователь напряжения для получения напряжения в 220 вольт, которое так необходимо для работы большинства бытовых электроприборов, охранной сигнализации, систем видеонаблюдения и связи.

При покупке ветрогенератора или его изготовлении своими силами, следует особо обращать внимание на диаметр ветроколеса, его массу и высоту установки. 

      Приобретая  ветрогенератор — вы приобретаете возможность быть независимым от частых перебоев электросети. Ваше оборудование сможет работать в то время, когда соседи будут сидеть без электричества и ждать завершения ремонтных работ. 

    Приобретая наш ветрогенератор — вы решаете проблему электроснабжения вашего участка, дома или дачи. И даже в поле у вас будет работать мобильный телефон, система видеонаблюдения, электроинструмент, телевизор и все необходимые электроприборы.

 

  В зависимости от ваших целей, ветрогенератор может служить вам как основной или резервный источник электропитания.

 

Мы будем рады если Вы выберете наш ветрогенератор или свяжитесь с нами по телефону:           +7 (921) 658-3878 

 

                   

       


 

  • Ветрогенераторы «Астр» российского производства

Металлургия

Новости

22 05.2019

День Финляндии в Санкт-Петербурге!

далее

09 01.2019

Новые нормы беспошлинного ввоза товаров наземным транспортом утверждены

далее

10 10.2017

Финляндия и Карелия рассматривают возможности совместного предпринимательства на территории республики

далее

04 10. 2017

Бизнес-семинар «Особенности открытия компании, покупки бизнеса и недвижимости в Финляндии»

далее

06 07.2017

Расширение ассортимента продукции

далее

№1 Ветрогенератор для дома. Готовая система «Базовая» до 250 кВт*ч в месяц

Данная система способна вырабатывать до 250 кВт*час электроэнергии в месяц

 

1. Ветроустановка FLAMINGO AERO-3.1 (48В) (в комплекте: контроллер заряда АБ, выносной информационный пульт) 1 шт. Цена: 2214 USD

2. Мачта консольная ферменная, высота — 17 м — 1шт. Цена: 2690 USD

3. Инвертор мощностью 2,4 кВт — 1шт. Цена: 568 USD

4. Аккумуляторные батареи — 4 шт. Цена: 1560 USD

 

Всего за основное оборудование: 7032 USD

 

*Доп. Материалы. Уточняется по привязке к местности.  

** Без монтажных, фундаментных работ и логистики.

Актуальность цен на 1.05.2021.

 

Ветроустановка Flamingo Aero-3.1 предназначена для обеспечения электроэнергией небольших объектов.Ветроустановка Flamingo Aero применяется как в местах, где отсутствует сетевая энергия (туристические лагеря, фермерские хозяйства, дачные участки, питание автономных комплексов), так и в качестве резервного источника электроэнергии для частных домов, коттеджей.

На Ветроустановках Flamingo Aero применена аэромеханическая система стабилизации частоты вращения ветротурбины, позволяющая эксплуатировать ветроугенератор в широком диапазоне скоростей ветра. Тихоходный генератор на постоянных магнитах прямо приводится в движение турбиной. Отсутствие мультипликатора в ветрогенераторе и системы возбуждения генератора обеспечивает высокий ресурс ветроустановки.

В типовой состав системы энергообеспечения нагрузок 220В/50Гц на основе ветрогенератора Flamingo Aero-3. 1 входят следующие компоненты:

Головка ветрогенератора Flamingo Aero-3.1 — вырабатывает «грубую» электроэнергию с нестабильными параметрами, зависящими от скорости ветра.

Мощность номинальная ветрогенератора: 0,8 кВт
Диаметр ветротурбины: 3.1 м
Количество лопастей: 3 шт.
Стартовая скорость ветра: 2,5 м/с
Расчетная скорость ветра: 8 м/с
Максимальная экспл. скорость ветра: 50 м/с
Ориентация по ветру: при помощи киля
Метод остановки: флюгирование
Регулирование частоты вращения: аэромеханическое
Расположение относительно мачты: наветренное
Тип генератора: многополюсный с возбужд.  
отпост. магнитов,3-х фазный
Материал лопости: стеклопластик
Выработка энергии (средняя в месяц): от 120 до 250 кВт*ч 
Рекомендуемая высота мачты:  17 м

Фотоэлектрический модуль (ФЭМ,солнечный модуль) — опциональный компонент, вырабатывающий дополнительную «грубую» энергию. Повышает надежность энергообеспечения и суммарную выработку энергии.

Аккумуляторная батарея (АБ) — накопитель энергии для согласования графиков выработки и потребления энергии. Применяется кислотная АБ с номинальным напряжением 24В и рекомендуемой емкостью 190 АЧ. Может составляться из двух автомобильных стартерных АБ 12В.

Инвертор — служит для преобразования постоянного тока с аккумуляторов в переменный 220(380)В 50 Гц, пригодный для подключения потребителей электрического тока.

Мачта — служит для установки головки ветрогенератора на высоте 11-17 м, на которой ветровой поток не затеняется препятствиями и имеет достаточную скорость.

Как скрестить солнечные панели и ветряк для снабжения энергией многоэтажек придумали в Германии

Поднимитесь на крышу 12-этажного жилого дома в Берлине — и вы увидите покрытое панелями солнечных батарей устройство WindRail. Ветер дует сквозь модуль треугольного сечения, приводя в движение роторы турбины.

Конструкторы и инженеры долго пытались создать эффективный городской ветрогенератор. Ведь, в конце концов, города, с одной стороны, потребляют 75 процентов всей производимой энергии, а с другой — на них же приходится 60 процентов выбросов углекислого газа.

Однако на домах в больших городах, как правило, мало места для стандартных систем по выработке возобновляемой энергии. «Центральная часть крыши уже занята под многие другие инженерные сооружения», — рассказывает 39-летний шведский экономист и инженер, разработавший WindRail, Свен Колер. Именно поэтому Свен расположил свое детище на краю крыши.

Берлинский генератор, пилотный проект основанной Колером компании Anerdgy, в ветреную погоду может производить не меньше 1000 киловатт-часов в год. Этого достаточно, чтобы 500 раз запустить стиральную машину. Электричество, вырабатываемое ветрогенератором на крыше, обеспечивает работу лифтов, освещение и вентиляцию в доме.

Воздушный поток, собирающийся на верхнем углу фасада здания, ускоряется за счет разности давления внутри специального канала – патентованной разработки WindRail®. Таким образом, расположенная внутри канала турбина получает возможность увеличить потенциал использования энергии ветра.

Над ветряными модулями WindRail распложены солнечные панели, которые охлаждаются воздухом, протекающим внутри канала, что повышает их эффективность.

Модульная констртрукция системы позволяет получать гибкие элементы дизайна, которые могут быть использованы архитекторами для удовлетворения конкретных потребностей проекта. Их окраска, освещение и дополнительные возможности могут быть реализованы с учетом требований стиля здания.

Однако в городах условия для таких генераторов не идеальны: скорость ветра обычно ниже, чем в сельской местности, а его направление сложнее предугадать. «Разная форма зданий тоже влияет на силу ветра», — говорит Колер. Чтобы WindRail работал эффективно, его нужно установить на высоте не менее 8 метров. Чем выше здание, тем быстрее скорость ветра — и тем больше энергии получают люди, живущие в доме.


Источник: ЭкоТехника 

 

Возможно вам будет интересно:

REN21 представила Глобальный Доклад о положении в области возобновляемых источников энергии

а также

Если не остановить потепление к 2020 году, катастрофа неизбежна

Ветрогенераторы могут быть ближе к людям и безопасны для птиц

текст: Константин Куцылло

Ветряные электростанции считаются едва ли не самым экологически безопасным способом производства энергии. Они не требуют органического топлива и не производят вредных выбросов. Однако вред от них все-таки есть. Ветряки убивают птиц и летучих мышей. Другая проблема — вибрация и инфразвук. Инфразвук вреден для человека. Кроме того, он разгоняет землеройных грызунов — полевых мышей, кротов, ежей, — а это приводит к размножению вредителей.

Если вибрация еще может быть минимизирована за счет балансировки, то инфразвук неизбежен при работе наиболее распространенного трехлопастного ветрогенератора — он возникает при срыве вихрей с лопастей, и пока нет способа от него избавиться.

При разрушении ветроустановки разлет обломков доходит до сотен метров. Поэтому в Европе, например, действует ограничение в 300 метров от мачты генератора до ближайшего жилья, а интервал между установками должен быть не менее 10 диаметров ветроколеса — чтобы избежать эффекта домино.

Однако все эти ограничения в полной мере относятся только к ветроустановкам мельничного типа, доля которых в мире сегодня около 95%. Основные проблемы ветроэнергетики могут быть разрешены, если применять турбину самолетного типа, разработанную в российской компании Optiflame Solutions, получившей благодаря своим исследованиям грант инновационного фонда «Сколково».

Действующий прототип защищенного жесткой оболочкой турбинного ветрогенератора прошел испытания в аэродинамической трубе

— Рынок классических трехлопастных ветрогенераторов — давно отработанная технология, как у двигателей внутреннего сгорания, — говорит Владимир Канин, директор по развитию компании. — Рынок поделен, и изобретать что-то новое как бы неудобно. Мировые производители давно устоялись, никто им на пятки не наступает, они так и продолжают производство уже 65-метровых монстров. Но производимые сейчас ветряки имеют серьезные ограничения — по минимальному расстоянию до жилых зон, по низкочастотным колебаниям, электромагнитным излучениям и по тем проблемам, которые они создают для птиц и летучих мышей. Если поставить ветряк на пути миграции птиц, то это, конечно же, будет мясорубка. Птица не воспринимает лопастной ветряк как опасность. Она воспринимает лопасти как отдельные палки, между которыми можно пролететь.

— Но первый вопрос, который возникает — почему нет ветрогенератора там, где он нужен? На крышах домов, в частных поселках — там, где есть потребитель. И наш вопрос был ровно в этом — как приблизить ветряк к потребителю. При этом решить надо ровно три задачи: низкие частоты, защита от разрушения, защита от механической опасности для птиц и, само собой, для людей.

Для ветроэлектростанции требуется не только ветрогенератор, но и инфраструктура. Это аккумуляторы и электрооборудование для преобразования тока в промышленный стандарт 220 вольт — 50 герц. Это передающие провода, отчуждаемые под ветряки земли, нередко необходимость включить систему в существующую электросеть. Ветроустановки нуждаются в охране (чтобы, как заметил Канин, пионеры их на металлолом не утащили). Все это удорожает ветрогенераторную станцию, и ее стоимость будет тем выше, чем дальше она от жилья.

— Бизнес-задача была поставлена так, — продолжает Канин, — две альтернативные научные команды должны были подтвердить или опровергнуть жизнеспособность идеи. То есть представить черновые расчеты ветродвигателя — пускай даже в ущерб КПД, с производительностью на 10% ниже, чем у аналогов, но который бы решил главные проблемы ветрогенераторов.

Помимо технических параметров, у установки должны быть определенные потребительские свойства. Одно из главных — размер. Понятно, что на крыше девятиэтажки нельзя ставить ветряк с лопастями в 40 метров. Другое важное свойство — установочная мощность. Потом идут такие параметры, как минимальная скорость ветра, при которой ветряк начинает работать, и максимальная, при которой он еще работает, а также показатель шумности, который должен соответствовать санитарным нормам.

— Конечно же, ветрогенератор, который крутится под ветром в 2 метра в секунду, будет вырабатывать предельно малую энергию, — говорит Канин. — Но если речь идет о зарядке аккумулятора, то какая нам разница — несколько ватт лучше, чем ноль. А гигантские промышленные ветряки ветер даже в 4-5 метров не может столкнуть, их приходится раскручивать специальным мотором.

За два года с начала работы над бизнес-идеей в 2008 году командой разработчиков Optiflame Solutions под руководством научного руководителя проекта, кандидата физико-математических наук Сергея Дудникова и научного руководителя по аэродинамике, профессора Санкт-Петербургского политехнического университета Рудольфа Измайлова, был создан и испытан в аэродинамической трубе действующий прототип ветрогенератора в жесткой оболочке, диаметром полметра. Ветрогенератор представляет собой турбину самолетного типа. Успешные испытания прототипа позволили создать модель ветрогенератора диаметром 2 метра с установочной мощностью в 1 киловатт, при максимальной в 2 киловатта. Ведется проектирование ветротурбины диаметром в 6,4 метра, номинальной мощностью 5 киловатт и максимальной — 10. В планах создание генератора диаметром 20 метров с мощностью от 50 до 100 киловатт.

Конструкция состоит из ротора с 32 лопатками, заключенными в обечайку — жесткий корпус, который и стал исполнителем главного требования по безопасности в случае разрушения лопастей. В передней части ротор закрыт направляющим аппаратом, который состоит из лобового обтекателя и таких же лопаток, как в роторе, но неподвижно закрепленных. Направляющий аппарат формирует воздушную струю в турбине и в то же время служит защитной решеткой — «радиатором» — для вращающихся лопастей.

— Благодаря особой конструкции направляющего аппарата, — говорит Канин, — нам удалось не только не потерять коэффициент полезного действия ветрогенератора по сравнению с классическим трехлопастным аналогом, но и существенно повысить его. А так как у нас 32 лопатки в роторе, то, соответственно, стоит 32 защитных лопатки в «радиаторе» — нельзя сказать, что туда совсем не просунешь руку, но от случайного попадания защищает, и кошка точно не пролезет. И та защита, которая будет работать от птиц и кошек — она справедлива и от детей, электромонтеров или домохозяек, которые надумают побаловаться на крыше с вентилятором.

— Насколько отличается наш КПД от классического, точно можно будет сказать в конце лета, когда мы испытаем двухметровую модель. Пока, по результатам испытания полуметровой модели, мы считаем, что КПД будет выше на 20-30%, — подтвердил слова коллеги Сергей Дудников. — Но главным мы считаем все же не КПД, а безопасность нашего ветряка. Если он «пойдет вразнос», то колесо ротора просто заклинит в обечайке, и ничего никуда не вылетит. С фасада он также безопасен из-за неподвижного направляющего аппарата.

Благодаря повышению скорости вращения турбинного ветрогенератора удалось решить проблему низкочастотных колебаний. По словам Владимира Канина, особый упор делался на то, чтобы вывести весь производимый ротором шум в слышимую область звукового спектра. Показатель шумности удалось ограничить на уровне в 35 децибел при скорости ветра 10 метров в секунду, что укладывается в нормы. Для жилых помещений ночью это 30 децибел, днем — 40. Предел уровня шума для офисных помещений, по европейским стандартам — 55 децибел.

— При повышении скорости вращения, при сильном ветре, растет тон звука, но не его мощность, — заверил Канин.

Вес установок будет небольшой, поскольку лопасти выполнены из пластика, а не металла. Для двухметровой турбины — 90-95 килограммов, пятикиловаттная турбина диаметром в 6,4 метра должна весить не более 200 килограммов.

За лето компания планирует построить опытную партию киловаттных генераторов, 5-10 штук, и отправить их на рабочие испытания. После испытаний и возможных доработок будет решаться вопрос о запуске в серийное производство.

— Если, скажем, производитель в Германии или любой другой стране скажет нам, что он готов делать и продавать 1000 штук в год, то мы поставим сборочную линию там, — сказал Канин.

Более мощная модель турбины, на 5 киловатт, планируется к производству опытной партией в следующем году. Это именно тот ветрогенератор, который может стать базовым для отдельного частного дома или фермерского хозяйства.

— Если говорить о России, то для частного дома мы бы рекомендовали нашу модель 5000 — это пять киловатт установочной мощности при 10 метрах в секунду, — говорит Канин. — У нас в России энергопотребление если не на порядок, то на полпорядка выше, чем энергопотребление в Азии, и на порядок больше, чем в Африке. По нашим расчетам, этих 5 киловатт будет достаточно для семьи среднего уровня энергопотребления — освещение, холодильник, компьютер, отопление. Если дом стоит в ветреном районе, на вершине холма, например, то мачта даже не нужна — турбину можно поставить на крышу. Если же ветер во дворе маленький, то мачта понадобится — 20 или 30 метров.

Стандартной оценкой стоимости ветрогенератора является цена за киловатт установочной мощности. Для малых ветряков в Европе считается хорошей цена в 2500-3000 евро, если 2300 — совсем замечательно. Поскольку конкуренция на рынке ветрогенераторов непрерывно растет, то и цена стремится вниз — хотя и не быстро, спрос достаточно большой. В прошлом году в США было установлено порядка 40 тысяч малых установок (до ста киловатт), в Китае — 40 тысяч, в Германии — 15-20 тысяч.

— Мы способны поставить цену ниже нижней планки, — считает Владимир Канин. — За пятикиловаттный ветряк мы прогнозируем цену в районе 10 тысяч долларов.

— В мире впустую простаивают десятки миллионов высоких крыш. Обычные ветряки туда ставить нельзя. А наш — можно! И мы это скоро начнем доказывать на практике, — резюмировал Сергей Дудников.

Преимущества вентиляционных турбин на вашей крыше

Вы, наверное, видели их — эти круглые маленькие ручки, торчащие из крыш жилых домов. Это турбины (также известные как вертолеты), тип вентиляции на крыше, которая обеспечивает ценную услугу, которую не должен упускать из виду домовладелец. Вот что нужно знать!

Вентиляционное отверстие турбины

Хотя турбина на первый взгляд выглядит немного сложной, на самом деле все очень просто. Это круглое вентиляционное отверстие, как и окно, приводится в движение ветром. В нем установлен круглый вентилятор, который очень чувствителен к ветру.Когда ветер дует в нужную сторону, он включает вентилятор, который, в свою очередь, втягивает воздух с чердака и разгоняет его. Есть веские причины, по которым вы видите эти круглые вентиляционные отверстия во многих домах — давайте взглянем на их преимущества.

Преимущества использования турбины

  • Вентиляция чердака : Вентиляционные отверстия на крыше должны перемещать горячий влажный воздух с чердака на улицу, чтобы влажность не накапливалась и не вызывала плесени и гниения или другие проблемы с влажностью, которые Findlay Roofing регулярно видит при решении проблем с чердаком.Поскольку турбины прикреплены непосредственно к чердакам, они могут эффективно откачивать влажный воздух. Эта функция особенно полезна в зимние месяцы, когда дома наполняются поднимающимся теплым воздухом, который необходимо рассеивать.
  • Альтернатива коньковому венцу ts: Коньковые вентили — это прорези вдоль коньков под крышей. Они невероятно эффективны для выпуска горячего чердакского воздуха, но не всегда для них есть место. Когда чердачное пространство нуждается в вентиляции, но для коньковых вентилей больше нет места, турбинные вентиляционные отверстия обычно являются следующим лучшим решением.Они очень гибки в размещении, и почти всегда для них есть место.
  • Нет необходимости в источнике энергии : Турбины — это то, что мы называем пассивными вентиляционными отверстиями, что означает, что им не нужен источник энергии для работы — просто небольшой ветер, который обычно присутствует на крышах даже в относительно спокойные дни . Это означает, что они перемещают много воздуха без каких-либо затрат на электроэнергию. Единственная цена, о которой вам нужно беспокоиться, — это стоимость установки.
  • Они редко выходят из строя : Благодаря своей простой округлой конструкции вентиляционные отверстия турбины редко закрываются чем-либо, кроме крупного мусора.При простом обслуживании они могут работать долгие годы в будущем.

Прочие соображения

Хотя турбины могут быть долговечными, они могут стареть, особенно под воздействием частых штормов или влаги на чердаке. Воздействие на них вызывает ржавчину, износ и другие проблемы. Распространенной проблемой, связанной с вентиляционными отверстиями турбин, является то, что в дальнейшем у них появляется «скрип», который может вызывать раздражение. Регулярное применение масла, такого как WD-40, может помочь предотвратить эту проблему, а высококачественные модели не так сильно страдают от скрипов.

Кроме того, установка турбины требует аккуратной обрезки черепицы, укладки и, по крайней мере, пары слоев герметика для полной защиты. Обычно эту работу лучше доверить профессионалам. К счастью, они бывают разных цветов, поэтому вы сможете найти тот, который подходит к вашей крыше.

Источник фото: Flickr

Крышная ветровая энергия может взлететь, используя ключевой принцип полета

Солнечные панели, расположенные на крышах домов и других зданий, становятся все более распространенным явлением в США. С., но ветряные системы на крышах так и не прижились. Предыдущие попытки уменьшить количество возвышающихся турбин, генерирующих энергию ветра, до чего-то, что могло бы находиться в доме, сопровождались слишком многими техническими проблемами, чтобы сделать такие устройства практичными. Однако теперь новая конструкция может обойти эти проблемы, используя тот же принцип, который создает подъемную силу для крыльев самолета.

В целом за последние годы в США выросло производство электроэнергии из возобновляемых источников, и ветроэнергетика была основным двигателем этой тенденции.На его долю приходится более 40 процентов электроэнергии из возобновляемых источников в США (хотя только 7 процентов всего производства электроэнергии). В отличие от солнечных батарей, которые могут собирать энергию только в светлое время суток, ветряные турбины могут работать всю ночь в любом месте с подходящими условиями, а именно на открытых равнинах или пологих холмах с постоянно достаточной скоростью ветра. Но помимо этих требований, для больших турбин требуется открытое пространство, которое не всегда доступно вблизи больших и больших городов.Установка ветряных систем на крышах домов и городских зданий может помочь использовать больше этого ресурса.

Когда дело доходит до энергии ветра, размер имеет значение. Количество энергии, которое может генерировать отдельная турбина, пропорционально области движения ее лопастей, поэтому устройства, которые достаточно малы, чтобы поместиться на крыше, менее мощны. «От успеха распределенного ветра мешает то, что большинство систем представляют собой миниатюрные ветряные турбины», — говорит Брент Хоученс, инженер-механик из Sandia National Laboratories.Устройства меньшего размера не производят достаточно энергии, чтобы быть рентабельными. Кроме того, их быстро вращающиеся лезвия создают шумную вибрацию, а их многие движущиеся части более склонны к поломке. По сравнению с пассивными солнечными панелями на крыше ветряные турбины могут потребовать довольно больших затрат на техническое обслуживание.

Хоученс и его коллеги думают, что они разработали решение, которое преодолевает эти препятствия, заимствуя фундаментальный принцип полета по воздуху. Изогнутая форма крыла самолета, называемая аэродинамическим профилем, изменяет давление воздуха по обе стороны от него и в конечном итоге создает подъемную силу.Коллега Хушенса Карстен Вестергаард, президент Westergaard Solutions и инженер-механик из Техасского технологического университета, говорит, что он соединил два аэродинамических профиля вместе, так что «поток от одного профиля усиливает другой профиль, и они становятся более мощными». Расположенные как два крыла самолета, стоящие вертикально на боку, пара аэродинамических профилей обращена прямо к ветру. По мере прохождения ветра между пленками создается низкое давление, которое всасывает воздух через прорези в их частично полых телах.Это движение воздуха вращает небольшую турбину, заключенную в трубку, и вырабатывает электричество.