Ветрогенератор
Ветрогенераторы все больше становятся популярными. Их используют не только как дополнительный источник электричества, а часто и как основной, благодаря надежности конструкции, удобству эксплуатации и привлекательного элемента экстерьера загородного дома. Особенно популярны модели мощностью до 5кВт благодаря хорошему соотношению цена-эффективность-качество.
Компанией МикроАРТ выпущен первый, разработанный в России, контроллер энергии ветра (КЭВ) Dominator. Он обеспечивает более оптимальную работу при слабом ветре; для чего в меню в меню КЭВ доступны для редактирования параметры для ВГ:
«Обороты включения» — Обороты ВГ, при которых начинается отбор мощности.
«Обороты выключения»- Обороты ИГ, при которых прекращается отбор мощности.
Задание интервала оборотов ветрогенератора, приводит к тому, что при слабом ветре, контроллер отключает ветрогенератор от нагрузки. Без нагрузки ветряк, даже при слабом ветре, легко набирает оптимальные высокие обороты на которые и рассчитаны профиль и угол атаки его лопастей. После набора оптимальных оборотов, контроллер подключает ветряк к АКБ и снимает энергию. Ветряк затормаживается и снова отключается контроллером и т.д. Таким образом, при слабом ветре, энергия собирается порциями, но в итоге собираемость поучается выше, чем у обычного контроллера, т.к. сбор энергии ведётся при оптимальных оборотах ветрогенератора.
Примечание: этого выигрыша не будет, если установлен редкий и дорогой ветрогенератор, у которого лопасти автоматически поворачиваются в зависимости от скорости ветра (меняется угол атаки лопастей при разных скоростях ветра).
Новейший контроллер ветрогенератора КЭВ Dominator MPPT можно приобрести здесь.
Ветроэнергетические комплексы из лучших отечественных и импортных компонентов, состоят из:
- Собственно, ветрогенераторов улучшенной конструкции
- Мощного инвертора (до 18 кВт) МАП SINE «Энергия»
- Мачты обыкновенной или оригинально складывающейся конструкции (в последнем случае не используются тросовые растяжки)
- Долговечных тяговых или стационарных OPzS/V
Основные особенности и преимущества предлагаемых нами ветряков:
Предлагаем Вашему вниманию обновлённый модельный ряд ветроэлектрoстанций, улучшенного качества, увеличенной энергоотдачи и надёжности. Их основные особенности:
- Комплектуются лопастями большого диаметра (относительно заявленной мощности), что позволяет более эффективно использовать их на низких скоростях ветра. При этом, ометаемая лопастями площадь больше стандартной. Соответственно и вырабатываемая мощность на средних ветрах выше. Например, у ветряка 2 кВт диаметр ветроколеса 3,8 м, тогда как обычно предлагаются ветряки 2 кВт с диаметром ветроколеса 3,6 м (диаметр ротора).Ведь мощность ветрового потока проходящего через площадь обметания ветроколеса вычисляется так:P = 0,5 × Q × S × V3
- P — мощность (Вт);
- Q — плотность воздуха (1,23 кг/м3);
- S — площадь ометания ротора ( м2 );
- V — скорость ветра ( м/с );
А площадь обметания ротора S, связана с диаметром квадратичной зависимостью:
S = 3,14 × D2 / 4 — вот почему так важен диаметр ветроколеса.
- Буревая защита без складывания хвоста (при буревых порывах ветра, складывающийся хвост может приводить к крушению всего ветряка). Этот запатентованный метод (постепенный поворот боком к ветру, при его усилении, за счёт конструкции хвоста) обеспечивает простоту, надежность и безопасность ветрогенератора с фиксированными лопастями. У ветряков с лопастями с изменяемым углом атаки, защиту обеспечивают сами лопасти, которые, поворачиваясь, постепенно становятся всё более параллельно направлению ветра.
- Низкая расчётная скорость ветра и существенно большая мощность на высоких скоростях ветра. Например, ветряк 2 кВт, при сильном ветре 15 м/с, может выдавать 3 кВт, а 2 кВт выдаёт уже на 8 м/с.
- Современная высокотехнологичная конструкция — в электрогенераторы ветряных электростанций установлены сильные неодимовые постоянные магниты, лопасти имеют профиль близкий к профилю самолётного крыла. Коэффициент использования ветра (КПД) этих ветрогенераторов может достигать 0,42 (42%) – это один из лучших показателей, близкий к теоретическому максимуму.
- Лопасти с защитной пленкой и длительным сроком работы. Лопасти тестировались в аэродинамической трубе, они обладают высокой эффективностью и низким уровнем шума. Уровни шума под хвостовой направляющей, при высоте установки ветряка и скорости ветра:
на высоте 9 м, при скорости ветра 6 м/с, шум 50 — 55 дБА;
на высоте 10 — 25 м, при скорости ветра 8 – 12 м/с, шум 35 — 45 дБА;
на высоте более 25 м, фоновый шум больше, чем шум от ветряка. - Низкая скорость вращения на номинальной мощности (у 2 кВт 380 об/мин) обеспечивает малый уровень шума. У аналогичных ветряков скорость вращения обычно 450 об/мин.
- Пуск при низкой скорости ветра.
- Все модели имеют токопередающие подшипники (поэтому силовой кабель идущий от ветряка, внутри мачты, никогда не закручивается).
- Надёжные NSK подшипники (Япония).
- Алюминиевый корпус.
- Отверстие с вставкой перед главной гайкой винта.
- Широкий температурный диапазон смазки.
- Антикоррозийная обработка: все наружные части конструкции обработаны от пагубных воздействий окружающей среды в условиях туманов и задымлённостей, песчаных бурь и осадков с выделением соли.
- Массовый серийный выпуск и низкий % отказов.
Ветрогенераторы высокого уровня разработки и надёжности (стандартные мощности от 1 до 5 кВт) трёх типов
-
Ветрогенераторы с фиксированными лопастями и запатентованной буревой защитой без складывания хвоста
(при буревых порывах ветра, складывающийся хвост может приводить к удару, мгновенному или постепенному выламыванию хвоста и, как следствие, крушению всего ветряка, — мы убедились в этом, ранее продавая подобные ветряки). Подробнее тех. характеристики ветряков см. здесь
-
Ветрогенераторы с автоматически изменяющимся углом атаки лопастей, без складывания хвоста.
Это новейшая запатентованная конструкция (серийный выпуск начат в 2012 г). Подробнее тех. характеристики ветряков см. здесь
Это более дорогие и самые надёжные ветрогенераторы для любых ветров. Особо рекомендуется для установки в районах со штормовыми ветрами или для обеспечения самой высокой надёжности. Типичный график ветряков данной конструкции с автоматически поворачивающимися лопастями (График №2).
-
Вертикальные ветрогенераторы с самолётным профилем крыла, пятилопастные. Подробнее тех. характеристики ветряков см. здесь
Сравнение ветряков вышеуказанных типов
Сравним, например, ветряки 2 кВт различных конструкций. При самой распространённой рабочей скорости ветра 5 м/с, выработка у (согласно графикам):
— горизонтального ветряка с фиксированными лопастями — 800 Вт;
— горизонтального ветряка с изменяемым углом лопастей — 700 Вт;
— вертикального ветряка — 500 Вт.
Горизонтальный ветряк с изменяемым углом лопастей, имеет близкие характеристики с ветряком с фиксированными лопастями, а стоит дороже. С другой стороны, он имеет большую устойчивость к бурям, а так же продолжает выработку энергии на штормовых ветрах. Поэтому особенно целесообразно его применение в прибрежный районах крайнего севера и т.п. местах с постоянными сильными ветрами.
Преимуществами вертикального ветряка считаются повышенный ресурс эксплуатации и меньшая шумность (хотя и от горизонтальных, предлагаемых выше, ветряков шум очень небольшой). Однако, не 3, а 5 лопастей и увеличенное количество дорогих неодимовых магнитов для пониженных оборотов, приводят к относительно высокой цене таких ветряков. В итоге, при в 2 – 2,5 раза большей цене, чем у горизонтальных ветряков, такие вертикальные ветряки, имеют ещё и пониженную выработку. Т.е. по соотношению цена/выработка энергии они уступают горизонтальным примерно в 3 раза. Но при этом они имеют в среднем в 2 раза больший срок службы и в 2 раза меньше шумят. Решать что важнее, конечно заказчику.
Вертикальные ветряки других типов (не с самолётным профилем лопастей) уступают ещё больше, так как имеют эффективность (коэффициент использования энергии ветра) в 2 раза ниже, чем при самолётном профиле, т.е. около 0,2 (20%).