Ветряки и ветрогенераторы - нужно ли строить ветряк?

Экологическая ситуация на планете в сочетании с ростом цен на энергоносители заставляет людей всё чаще посматривать в сторону использования альтернативных, возобновляемых источников энергии, таких как энергия солнца, ветра, воды. Сооружение экологичных автономных генераторов – чрезвычайно трудоёмкий процесс, требующий особых теоретических и практических знаний и расчётов. В данной статье будет вкратце описан опыт сооружения ветряных генераторов, описаны основные, присущие ему «грабли» и «подводные камни».
Не вдаваясь в длительные рассуждения о сущности и назначении ветряного генератора, приведем основную формулу для его расчёта:
P = 0,6 х S x V3
где P – мощность, Вт
S – площадь, на которую перпендикулярно дует ветер
V - скорость ветра, в метрах в секунду.
К примеру, для отопления дома требуется 50 кВт энергии, а скорость ветра составляет 10 м/с, то для получения такого количества энергии понадобился бы ветряк диаметром 10 метров.
В каких случаях рационально строить на участке ветряк? Если в доме уже есть централизованная система энергоснабжения, то ветрогенератор экономически нецелесообразен. Капзатраты на сооружение огромного ветряка будут на порядок выше стоимости «покупной» электроэнергии. Не имеет смысла рассчитывать на ветряной генератор как на аварийный источник энергии. Дизельные генераторы в несколько кВт дадут сто очков форы ветряку, с его зависимостью от силы ветра, сложной и ненадёжной системой аккумулирования и обратного преобразования.
Если вы стремитесь использовать энергию ветра, вы должны решить для себя один вопрос – ЗАЧЕМ вам это нужно, какова цель будущего ветряка. Это может быть чисто декоративная цель (например, ветряная мельница), получение электричества или, к примеру, ветряная водокачка.
Подъём воды с помощью ветряка – наиболее доступное и несложное применение. Энергия, необходимая для этого процесса, рассчитывается по формуле:
Е = mgh
m – масса,
g = 9,8 – ускорение свободного падения,
h – высота.
При глубине 10 метров средних размеров ветряк будет обеспечивать подъём 30-40 литров в час. Если вам нужно больше – увеличивайте площадь ветряка, или же в вашем распоряжении менее экологичные, но более эффективные бензиновые и дизель генераторы.
Самым популярным вариантом является использование ветряков для выработки электроэнергии. Вообще, электроэнергия добывается при помощи специальных устройств – генераторов – которые превращают один вид энергии в другой.
Конструкций генераторов много: могут быть генераторы, преобразующие энергию сжигания топлива (дизеля или бензина), солнечные генераторы и другие. В данном случае, нас интересуют генераторы, производящие электроэнергию в результате механического вращения. Причём в данном случае могут применяться генераторы с небольшим количеством оборотов в секунду. Оптимально подходят тихоходные шаговые двигатели.
Добыть шаговые генераторы малой мощности несложно: они содержаться в ненужных принтерах, сканерах, дисководах. Одного такого шаговика хватит для зарядки телефона или плеера. На очень больших и мощных ветряках используются мультипликаторы, повышающие обороты в 5-10 раз. Мультипликаторы стоят дорога, поэтому на ветряках с мощностью менее 500 Ватт их ставить нерационально.