Ветрогенератор домашний: Ветрогенераторы для дома от 750 вт до 5 квт. Низкие цены.

Ветрогенераторы

Вертикальные ветрогенераторы (с вертикальной осью вращения) бесшумные, инерционные, оптимально адаптированные к погодным условиям Украины. На сегодняшний день вертикальные ветрогенераторы являются одной из самых эффективных разработок.

Основными преимуществами вертикальных ветрогенераторов является простота монтажа, доступность во время эксплуатации и круглогодичная работа без снижения производительности в осенне — зимний период. Они не зависят от направления ветра и их можно устанавливать прямо на уровне земли, что значительно сокращает расходы.

Преимущество ветроэлектростанций в том, что они занимают меньшую площадь, чем солнечные электростанции. Так, для ВЭС мощностью 1 МВт понадобится всего 30-50 соток земли, тогда как для СЭС аналогичной мощности – около двух гектаров. ВЭС могут быть максимально приближены к точкам подключения: ВЭС более 20 МВт может находиться в 700 м от населенных пунктов, бытовая 150 кВт – всего в 40 метрах (согласно ДСТУ). Ветрогенераторы, в отличие от СЭС, разрешено размещать на землях сельскохозяйственного назначения (имеется процедура выделения участка). Поэтому рождается новая группа производителей энергии из возобновляемых источников – фермеры, аграрии.

Эти новации делают проекты по строительству и вводу в эксплуатацию ВЭС  до 5 МВт, для продаж по «зеленому» тарифу, привлекательными для инвесторов.

Энергия ветра

Ветер образуется в результате гигантских конвекционных потоков в атмосфере Земли, движущихся тепловой энергией от Солнца. Это означает, что кинетическая энергия ветра является возобновляемым энергетическим ресурсом — пока Солнце существует, ветер тоже будет существовать.

Ветровые турбины используют ветер для непосредственного управления турбинами. Они имеют огромные лопасти, установленные на высокой мачте. Лопасти соединены с «гондолой», или корпусом, который содержит шестерни, связанные с генератором. Когда ветер дует, он передает часть своей кинетической энергии лопастям, которые вращаются и двигают генератор. Несколько ветрогенераторов могут быть сгруппированы в ветреных местах для формирования ветровых электростанций.

Преимущества

• Ветер — это возобновляемый энергетический ресурс, и расходы на топливо отсутствуют.
• Вредных загрязняющих газов не производится.
• Возможность размещения в труднодоступных местах.
• Требуют малой площади и вписываются в любой ландшафт.
• Получение бесплатной электроэнергии в долгосрочной перспективе, отсутствие затрат на топливо и его доставку.
• Автономность — независимость от состояния и работы внешних электрических сетей.

Недостатки

• Количество произведенной электроэнергии зависит от силы ветра.

Типовой состав системы энергообеспечения на базе ветрогенератора

• Ветроэлектрическая установка (ветрогенератор, ВЭУ) — вырабатывает «грубую» электроэнергию с нестабильными параметрами, зависящими от скорости ветра.
• Мачта — служит для установки ВЭУ на такой высоте, где ветровой поток не затеняется препятствиями и имеет достаточную скорость.
• Аккумуляторная батарея (АКБ) — является буфером, согласующим графики выработки и потребления энергии.
• Контроллер заряда АКБ — защищает АКБ от перезаряда, ограничивая зарядный ток и напряжение.
• Инвертор — преобразует постоянное напряжение в переменное ~220В.
• Зарядное устройство — при необходимости заряжает АКБ от внешней сети ~220В.
• Сетевая автоматика — следит за состоянием сети и, по заданному алгоритму, подключает нагрузку к сети либо к инвертору.

Комбинация солнечной и ветровой генерации

Комбинировать солнечные и ветровые электростанции полезно. Уже просто по той причине, что ветровые электростанции, в отличие от солнечных, работают ночью. Да и сезонные колебания снижаются. Во многих регионах солнечные электростанции зимой вырабатывают гораздо меньше, чем летом, а ветровые, наоборот, более продуктивно функционируют зимой. То есть комбинация позволяет сглаживать суточные и сезонные колебания, повысить надёжность системы и снизить потребность в системах накопления энергии и балансировочных мощностях для интеграции переменных ВИЭ.

Наша компания предоставляет полный спектр услуг по проектированию, установке и сервисной поддержке систем с альтернативными источниками энергии — ветрогенераторами, солнечными модулями, гелиосистемами, тепловыми насосами.

Многополюсность генератора говорит о его тихоходности, позволяя получить номинал на малых оборотах ветрогенератора и полностью отказаться от редукторов, коллекторных щеток и использовать метод магнитной левитации при его вращении. Наше крыло успешно прошло испытание по аэродинамике и показало лучший результат по страгиванию, а именно — уже при скорости ветра в 0,17 м/с происходит старт нашего ветрогенератора и устойчивая зарядка АКБ с 2м/с (в отличие от аналогов, которые стартуют при скорости ветра от 5 м/с). Благодаря новой форме крыла и снижению его веса мы добились снижения скорости ветра для достижения номинальной мощности ветрогенератора с 5 м/с до 3 м/с. Собираются ветрогенераторы различной мощности от 250 Вт до 32 кВт

Характеристики вертикальных ветрогенераторов

Номинальная количество вырабатываемой электроэнергии следующая:

Преимущества вертикальных ветрогенераторов над традиционными

• • Применение инновационных бесшумных и безвибрационных технологий
  • Применения высокоэффективных методов получения и преобразования энергии ветра в электрическую
  • Оптимальный профиль лопасти ветроколеса позволяет достичь КПД крыла близкий к идеальному, независимо от направления ветра (независимое «наведение» на направление ветра)
  • Ветрогенератор вертикального исполнения не требует регламентного обслуживания и ремонта. Конструкция не содержит деталей с трущимися поверхностями за исключением упорного подшипника ветрокрыла, имеющего трехсоткратный запас прочности
  • Высоко устойчивый к сильному ветру, достаточно устойчив, чтобы выдержать ураганный ветер
  • Контроллерно-преобразующая система позволяет заряжать аккумуляторную батарею при самых малых оборотах генератора. Это обеспечивает возможность потребления ранее выработанной энергии в период безветрия
  • Требует минимум пространства для размещения, абсолютно безвреден ввиду отсутствия излучения, вибрации и шумовой нагрузки
  • Возможность установки без ущерба ландшафтным видам, безопасный для птиц дизайн
  • Быстрая установка и обслуживание
  • Главным преимуществом ВЭУ является ее независимость от магистральных энергетических сетей, автономность производства и потребления электроэнергии. Относительная простота устройства, универсальность оборудования, доступность транспортировки и монтажа позволяют возводить ветроэнергетические станции в самых недоступных, отдаленных от энергоснабжения районах.

Купить ветрогенератор в Днепре

Горизонтальные ветрогенераторы

Ветрогенератор с горизонтальной осью вращения, имеет две или три лопасти, установленные на вершине мачты — наиболее распространенный тип ветроустановок ВЭУ. Современные горизонтальные ветрогенераторы представляют собой установку, которая служит для переработки кинетической энергии ветра в механическую энергию с помощью лопастей, а потом в электрическую при помощи электрического генератора. Ветрогенераторы могут использоваться как для промышленного производства электроэнергии, так и для бытового. Ветрогенераторы промышленного назначения имеют достаточно большую мощность, а в одном таком ветропарке могут устанавливаться до нескольких сотен ветряков. Для бытового использования, как правило, устанавливается один ветрогенератор, подключенный к системе домашнего электроснабжения, которая включает в себя также накопительные аккумуляторы.

Основные характеристики ветрогенератора

Наши специалисты помогут Вам выбрать ветрогенератор, максимально соответствующий по своим техническим характеристикам Вашим потребностям, поставят и соберут его на Вашем объекте, а также предоставят Вам все необходимые консультации по работе ветряной установки. Монтаж оборудования может осуществляться как специалистами нашей компании, так и самостоятельно.

В случае монтажа Вашими специалистами наша компания готова предоставить услугу шефмонтажа и обеспечивает Вас техническим и информационным сопровождением.

Скорость ветра в Днепре по месяцам

Карта распределения ветра на территории Украины

Как сделать ветрогенератор — правила изготовления домашнего ветрогенератора своими руками

Если у вас нет доступа к общей электрической сети, либо вы решили обзавестись автономным источником энергии, то целесообразно установить домашний ветрогенератор. Сила потока воздушных масс позволит вам своими руками наладить поступление электроэнергии для бытовых нужд.

Как работает ветрогенератор?

Прежде, чем самому собирать и устанавливать ветрогенератор, необходимо определить, имеет ли это смысл. Для этого необходимо измерить скорость ветра в той местности, где вы решили выполнить установку.  Если окажется, что ветровой силы недостаточно, то устанавливать генератор невыгодно.

Помимо скорости ветра, нужно определить, какой уровень мощности генератора необходим. Конечно же, не стоит полагать, что генератор данного типа будет функционировать круглосуточно без перебоев, ведь скорость ветра может сильно меняться в течении дня, и это повлияет на возникновение энергетических проблем.

Возможную мощность генератора вы сможете определить с помощью расчета коэффициента использования энергии ветра. Он позволяет оценить часть энергии воздушного потока, которая будет использоваться ветроколесом.  Данный показатель зависит от различных внешних параметров.

Если вы делаете ветрогенератор своими руками, то следует знать его основные составляющие:

• ветроколесо с определенным количеством лопастей
• редуктор, который отвечает за круговое движение колеса
• мачта, при помощи которой ветряные потоки поступают в инвертор, чтобы превратиться в ток

Само электричество берется из энергии ветра, которая приводит в движение лопасти с колесом. Круговые манипуляции передаются с помощью редуктора в генераторный вал. Именно там происходит превращение энергии механического типа в электрическую.

Из каких элементов состоит домашний ветрогенератор?

Чтобы сделать генератор в домашних условиях, необходимо приобрести все его комплектующие:

• аккумулятор на кислотной или гелиевой основе
• ротор
• генератор
• ведро или бочка из металла большого размера
• полугерметичная кнопка (выполняет роль выключателя)
• специальные болты
• реле для подзарядки аккумулятора
• реле лампы заряда
• вольтметр
• мачта
• нержавеющая проволока
• провода
• специальная коробка для наружных проводов

С помощью данного оборудования и запчастей у вас получится сделать ветрогенератор своими руками.

Сколько лопастей должно быть у ветрогенератора?

Одним из самых важных этапов в создании ветрогенератора является этап подбора и прикрепления лопастей. Количество, качество и габариты каждой лопасти оказывают сильное влияние на будущую работу всего устройства. Существует несколько основных принципов, которые необходимо учитывать при сборке конструкции данного типа:

• при установке двух-трех лопастей большого размера неправильно считать, что мощность генератора равна показателю с пятью-шестью небольшими лопастями
• при устройстве генератора с малым количеством лопастей необходимо уделять большое внимание балансу, лопасти большей площади дают сильную вибрацию
• от размеров лопастей напрямую зависит уровень шума, издаваемого установкой, чем больше будет скорость и окружность вращения лопастей, тем сильнее вы будете это слышать, а при установке такого генератора в частном доме вы будете часто просыпаться по ночам
• если вы создаете быстроходные лопасти, то необходимо учитывать особые требования к их конструкции, лучше всего сделать лопасти из разрезанной трубы КИЭВ

При использовании габаритных лопастей достаточно много нагрузки приходится на ось генератора, мачту и все его составляющие. Использование такой установки небезопасно, поскольку при сильном ветре лопасти разгоняются до огромной скорости, а мачта или крепления, скорее всего, этого не выдержат. Если же вы все-таки решили сделать ветрогенератор именно такого типа, то лучше всего использовать дерево в качестве материала лопастей. Однако, их изготовление из этого материала является достаточно затруднительным.

Мощность ветрогенератора напрямую зависит от размера колеса с лопастями, скорости воздушных масс и высоты мачты. Нужно понимать, что энергии будет больше того после того, как вы найдете идеальный баланс для всей конструкции. Если устанавливать две-три лопасти большого размера, то мощность будет небольшой, а сама конструкция будет достаточно хрупкой.  Наиболее удобным и правильным вариантом является установить своими руками пять или шесть лопастей умеренного размера.

Этапы создания ветрогенератора своими руками

После того, как большая часть конструктивных элементов мелкого типа подобрана, можно приступать к сборке ветрогенератора:

• сначала необходимо выбрать тип генератора, нужно опередить, будет у вас горизонтальный или вертикальный тип двигателя, сделать своими руками проще ветрогенератор вертикального типа, поскольку в нем значительно легче налаживать балансировку
• при покупке генератора нужно смотреть на его мощность
• после проведения всех расчетов нужно выбрать аккумулятор, он должен быть герметического типа и предназначаться специально для энергетических установок
• прежде, чем устанавливать все устройство, нужно залить фундамент, он должен соответствовать особенностям внешней среды
• мачта устанавливается после полного затвердевания фундамента
• собирается ротор — предварительно ротор необходимо подбирать в зависимости от средней скорости ветра, скорость влияет на диаметр данного элемента
• к ротору приделывается шкив
• лопасти можно сделать, как из трубы, так и из бочки, расчет их площади сугубо индивидуален
• провода из алюминия присоединяются к генератору
• необходимо собрать цепь в дозе
• осуществляется крепление генератора к мачте, а после и проводов
• генератор и аккумулятор собираются в единую цепь, и к ним подключается нагрузка через провода

Хороший запуск генератора получается выполнить только в условиях высокой скорости ветра. Чтобы увеличить выработку энергии, можно сделать своими руками трансформатор с регулятором. Это обеспечит большую силу тока.

Основные условия эксплуатации самодельного ветрогенератора

Как и за любым прибором, за ветряным генератором требуется регулярный уход. Благодаря грамотному уходу за самодельной станцией вы сможете эксплуатировать генератор очень долго. Существуют ключевые виды работ, которые необходимо выполнять каждый год:

• уход за всеми подвижными элементами системы путем их смазывания
• проверка лопастей и подшипников с целью своевременного обнаружения их повреждений
• регулировка всех электрических соединений
• проверка механизмов ветрогенератора на отсутствие коррозии
• регулировка ослабленных растяжек и подкрутка расшатанных болтов
• осуществление покраски металлических деталей генератора
• проверка щетки токоприемника

При оптимальных условиях эксплуатации и качественной сборке самодельный ветрогенератор может прослужить более 10-15 лет. Нужно понимать, что для создания прибора такого типа очень важны первоначальные исследования и расчеты. Ведь именно по ним будет создаваться вся установка.

как выбрать домашний ветрогенератор и инфракрасный обогреватель?

Ветряк для дома или дачи

1. Низкая стартовая скорость ветра. Используются 3 или 5 лопастей (опционально), для областей с разной скоростью ветра. Применение 5 лопастей для регионов со слабыми ветрами, что бы получить максимум эффективности.

2. Легкий монтаж: соединение на трубу или фланцевое (опционально)

3. Лопасти изготовлены под давлением с использованием нового композитного материала. Оптимизированная аэродинамическая форма лопастей увеличивают эффективность использования энергии ветра.

4. Корпус генератора литой с алюминиевого сплава, с двумя подшипниками, что позволяет ему выдерживать сильный ветер и безопасно работать.

5. Запатентованный генератор на постоянных магнита с специальной обмоткой статора, эффективно уменьшает стартовый крутящий момент.

6. Контроллер и инвертор могут быть подобраны нашими специалистами, с учетом потребностей клиента, места установки ветрогенератора и скорости ветра. Ветряк-генератор 500 Вт 20 А Максимальная суточная производительность составляет 1,4 кВт. Гибридный контроллер зарядного устройства Home Power

Высокая эффективность Возможно сделать гибридную систему с солнечной панелью Низкая скорость запуска, высокая потребляемая мощность ветра, низкая вибрация. Удобный для пользователя дизайн, простой в установке и обслуживании Лопасти, изготовлены с армированного стекла, с аэродинамической формой. Усиление коэффициента мощности ветра и мощности Использование запатентованного генератора постоянных магнитов и специального статора. Эффективное снижение сопротивления крутящему моменту что гарантирует стабильность работы. Нет скручивания кабеля мачты Обеспечивает мощность 0,6-1,5 кВт в течение 24 часов. Идеально подходит для, домов, предприятий и промышленных энергетических объектов Сертификация CE, Сертификация RoHS и Сертификация ISO9001.

Технические характеристики ветряной турбины

Номинальная мощность: 500 Вт

Номинальное напряжение: DC27-54V

Напряжение аккумуляторной батареи: DC 24V

Минимальная скорость ветра: 2,5 м/с

Номинальная скорость ветра: 12 м/с

Количество лопастей: 5

Материал ветрового листа: PBT

Диаметр ротора: 1,2 м

Номинальная скорость: 800 об/мин

Диаметр башни: > 80 мм

Высота башни: 4,5 м-10 м

Емкость аккумулятора: 200AH-400AH

Размер упаковки: 687 * 365 * 210 мм

Срок годности продукта: 15 лет 

Сертификация: CE, RoHS, ISO9001

Гибридный контроллер характеристики:

Модель: FWS03 / 06-12 / 24

Номинальное напряжение батареи: DC12V / 24V

Номинальная мощность турбины: 400 Вт / 800 Вт

Напряжение торможения: 14,5 В / 29 В

Напряжение восстановления турбины: 13,2 В / 26,4 В

Номинальная мощность: 500 Вт / 1000 Вт

Максимальный ток разряда: 20A

Защита от перезарядки батареи: 16,5 В / 33 В (выключение нагрузки)

Защита от разрядки аккумулятора: 10,7 В / 21,4 В (выключение нагрузки)

Защита от разрядки аккумулятора: 12 В / 25 В (возврат нагрузки)

Статическая мощность: 15 мА

Рабочая температура: -35 ~ + 75 ℃

контроллера: 150 * 87 * 28 мм

Инфракрасная защита: IP67

Ветряная турбина — 1 шт Контроллер  (12 / 24V) — 1 шт

Конус носа — 1 шт

Установочные винты и гайки — комплект

Лопасти — 3/5 опционально

Руководство по эксплуатации — 1 экземпляр  

Экологичное применение 3D принтеров в быту и на производстве

Вегетарианство, электромобили, зеленая энергетика. Все чаще люди начинают задумываться о разрушающем воздействии человечества и производства на природу.

Глобальное потепление (особенно это заметно последнее десятилетие), загрязнение мирового океана, мусорные свалки, вымирание некоторых видов животных или даже целых экосистем. Если не начать с этим бороться уже сегодня, то через сотню лет вряд ли что то останется от былого природного величия.

3D-печать, благодаря своей универсальности, помогает многим ученым и энтузиастам в различных областях в решении больших и глобальных задач, для сохранения и экосистем нашей пока еще зеленой планеты.

Экологичное производство

В первую очередь 3D принтеры помогают сделать производство более экологичным. Использование 3D печати, вместо классических методов производства, помогает сократить количество отходов и выбросов парниковых газов в атмосферу.

Сокращение выбросов в атмосферу

Дым, мусор, газы, токсичные пары являются частыми “спутниками” традиционных методов производства. Тем не менее, их можно значительно сократить или совсем исключить, если на производстве или дома трудится 3D- принтер.

Серийное производство против 3D печати

На первый взгляд кажется, что серийное производство меньше вредит природе, чем штучное изготовление на 3D-принтере. Но оказалось, что это не совсем так. Джошуа Пирс с коллегами, проследил жизненный цикл трех бытовых вещей — соковыжималки для апельсинов, детальки от детского конструктора и сегмента водосточной трубы.

Джошуа Пирс-ученый из Мичиганского технологического университета США

Оказалось, что производство, на первый взгляд, таких обычных бытовых вещей потребляет огромное количество ресурсов — добыча сырья и его переработка, производство, хранение и доставка конечному потребителю. При массовом производстве обычно используется штамповка или литье, после которых обязательно остаются обрезки пластика.

3D-печать позволяет намного сократить производственную цепочку, а следственно и энергетические затраты (примерно на 40-60%). Ведь 3D-печать (при условии, что у клиента есть свой принтер) не требует доставки — достаточно отослать цифровую 3D-модель. Печать может быть точнее и оставлять после себя меньше пластиковых отходов. 3D-принтер даже может изготовить полые или решетчатые детали, которые технически невозможно изготовить массово литьем или формовкой.

Уменьшение потребление топлива

В мире все больше производителей авто и мототехники начинают развивать направление электродвигателей. Появляются новые и более доступные электромобили, развивается инфраструктура для обслуживания электротехники. Многие страны ставят себе цель уже в ближайшем будущем максимально снизить использование ископаемого топлива.

Электромобиль Strati, изготовленный на 3D-принтере

Но к сожалению, отказ от ископаемого топлива в ближайшие несколько десятков лет-это утопия. Но уже сейчас 3D-печать помогает хотя бы снизить количество потребляемого топлива. Это достигается благодаря максимальному облегчению веса как самой машины, так и механических узлов ДВС (двигателя внутреннего сгорания).

Петля капота двигателя,слева изготовленная на 3D принтере и справа-из листового металла

Экологичное производство

3D печать помогает не только сокращать промышленные выбросы в атмосферу, но и помогает находить и реализовать новые идеи. Ведь каждый владелец 3D принтера может сам смоделировать и изготовить устройство или предмет, которые, на его взгляд, помогут противостоять изменениям климата.

Экологичные стаканы

Одноразовые пластиковые стаканчики-это головная боль экологов по всему миру. По статистике средний человек пользуется пластиковым стаканчиком 15 минут, а разлагаться на помойке ему предстоит от 400 до 450 лет.

Пластику, из-за его свойств, сложно найти замену, особенно в пищевой промышленности, но некоторые энтузиасты пытаются это сделать. Юн Айзаки (Jun Aizaki) считает, что может решить эту проблему при помощи тыквы.

Стаканчики HyO-Cups или природные стаканы

Еще доисторические люди приспособились использовать бутылочную тыкву в качестве резервуаров для воды. Благодаря формам, напечатанным на 3D-принтере, можно придать практически любую форму растущей тыкве.

Тыква-горлянка в форме кувшина

Спасение животных

3D-принтеры активно помогают братьям нашим меньшим. Помимо использования в медицинских целях, например изготовление протезов, 3D-печать помогает сохранять и восстанавливать целые экосистемы.

Протезы для животных

Самая большая проблема в протезировании животных — это создание часто миниатюрного, но легкого и точного протеза. Вручную или другими методами это иногда бывает невозможно. В таком случае единственным выходом является 3D-печать.

Кот Курано

Кот Курано 9 лет жил полной жизнью, радуя своих хозяев, пока не заболел раком. Владельцы Курано сделали все возможное, чтобы спасти своего любимца и хотя рак отступил, задняя левая нога Курано была сильно повреждена. Ампутация ноги могла создать новые проблемы и было решено попробовать заменить коленную чашечку на имплант.

Миниатюрный имплант был изготовлен на 3D-принтере из сплава кобальта с хромом при помощи технологии DMLS (прямое лазерное спекание). Изготовление любыми другими способами было невозможно т.к имплант должен быть не только миниатюрным и долговечным, но и полностью повторять сложный рельеф для качественной интеграции в кость.

Лошадь Холли

Холли — это десятилетняя кобыла, которая страдала ламинитом.

Ламинит — это болезнь парнокопытных, возникающая из-за плохого кровообращения копытных пластин. Из-за ламинита Холли испытывала сильную боль в ногах не только при ходьбе, но и при стоянии.

Ветеринар Люк Уэллс-Смит слышал о успешных попытках изготовления индивидуальных титановых подков для беговых лошадей.

Подковы, изготовленные из титана на 3D принтере

Ребята из Австралийского национального научного центра прониклись бедой Холли и решили помочь. В сотрудничестве с лошадиным ортопедом были созданы специальные подковы для Холли. Они позволили облегчить копыто и более равномерно распределить нагрузку на ноги.

Сканирование копыт Холли

Новая обувь помогла Холли начать не только ходить без боли, но и бегать.

Морская черепаха Акут

Столкновение с винтом лодки стало для морской черепахи Акут-3 несчастливым. Большая часть верхней и нижней челюсти отсутствовала. Это означало почти гарантированную медленную смерть для черепахи, но ей повезло.

“Научный центр исследования и реабилитации черепах”, в который попала черепаха, обратился к турецкой компании Btech, которая специализируется на медицинской 3D-печати. Компания Btech смогли отсканировать и изготовить недостающую часть челюсти для Акут из титана.

3D-модель протеза для Акут слева и готовый протез справа

Хирургам удалось вживить титановую челюсть черепахе и после удачной реабилитации она может быть выпущена в природу.

Черепаха с установленным протезом

Сухопутная черепаха Клеопатра

Никола Новелли подобрал и выходил небольшую сухопутную черепаху. Но из-за неправильного питания панцирь черепашки, Никола назвал ее Клеопатра, был деформирован (имел форму пирамиды) и истончен. Если бы панцирь треснул, то Клеопатра могла погибнуть от инфекции.

Деформированный, пирамидообразный панцирь Клеопатры

Никола обратился в Технический университет Колорадо, с просьбой изготовить протез для Клеопатры. Специалисты из университета и компании, специализирующейся на 3D печати в Денвере, отсканировали и изготовили накладку на панцирь из полилактида — биоразлагаемого, биосовместимого полимера. Из-за сложного рельефа панциря модель пришлось печатать по частям.

Клеопатра с накладкой на панцирь

Поскольку Клеопатра еще подросток и с возрастом будет еще расти, придется периодически менять “протез”.

Домики для раков-отшельников

В дикой природе плохо быть маленьким и слабым. Но раки-отшельники смогли приспособится и в качестве надежного укрытия используют пустые раковины брюхоногих моллюсков.

Раки-отшельники

Из-за загрязнения пляжей многие раки-отшельники, в поисках нового “домика”, попадали в смертельные ловушки из пластиковых пакетов, бутылок, канистр и погибали. Да и естественных укрытий становится все меньше. Ракам отшельникам приходится использовать пластиковый мусор, совсем не подходящий для этого.

Раки-отшельники используют в качестве дома мусор

Некоторые энтузиасты пытаются помочь несчастным ракообразным и пытаются изготовить им достойный домик-замену.

Например сотрудники компании MakerBot создали проект “Убежище” , где предлагают любому желающему сконструировать 3D-модель убежища для рака-отшельника. Лучшие работы будут распечатаны на 3D-принтере и протестированы раками.

От концепта к реализации 3D печатных домиков для раков

А вот Японская художница Аки Ямомата, вдохновившись идеей мирного обмена землей между странами, реализовала проект печатных прозрачных домиков для раков-отшельников в форме небольших городов.

Рак в новом жилище, изготовленном на фотополимерном принтере

Чтобы домики точно понравились новым обитателям, за основу были взяты томографические снимки ракушек, доработанные в 3D-редакторе. Готовые модели изготавливаются из прозрачной смолы на фотополимерном принтере.

Сохранение и поддержка экосистем

Помимо протезирования 3D-печать помогает, хоть и не избежать некоторых экологических катастроф, но хотя бы затормозить их. А это может дать больше времени ученым  разобраться в причинах и достучаться до людей.

Большой Барьерный риф

Это крупнейший и старейший в мире коралловый риф. Он настолько огромный, что его видно из космоса (площадь Большого Барьерного рифа около 344 400 квадратных километров). К тому же кораллы являются домом для многих видов рыб и других морских обитателей.

Большой Барьерный риф из космоса

Но несмотря на свои исполинские размеры он находится под угрозой исчезновения., Из-за повышения температуры воды, загрязнения мирового океана и изменения климата приводят к медленному вымиранию водорослей-эндосимбиотов, которые придают яркий цвет кораллам.

Ученые из Сиднейского университета используют 3D сканирование и 3D печать для сохранения Большого Барьерного рифа. При помощи 3D сканирования была построена подробная карта рифа. С помощью нее можно отслеживать и прогнозировать наиболее уязвимые места.

Используя 3D принтер, ученые изготавливают разнообразные конструкции, способные поддерживать Большой Барьерный риф. Например печатаются секции, которые служат домом для рыб, питающихся водорослями, которые убивают кораллы. Раньше для этой цели использовались специальные блоки или подготовленные, затопленные корабли, но 3D печать позволяет гораздо точнее имитировать естественную структуру рифа.

Искусственный риф из смеси пескобетона

Воссоздание погибших экосистем

Ученые планируют применять подобную технологию не только для поддержания существующих экосистем, но и для восстановления исчезнувших. Ведь к настоящему времени около трети мировых коралловых рифов погублено. 

Благодаря 3D-печати есть шанс хотя бы немного исправить ситуацию. Используя новую технологию Modular Artificial Reef Structures (сокращенно MARS) ученые пытаются внедрить 3D-печатные конструкции, которые могут стать домом для рифов.

Искусственный “риф” слева — недавно установленный, справа — спустя какое то время

Преимущество таких блочных конструкций — это простота установки. Ведь для их погружения и установки не требуется кранов или другой техники. На дно их может доставить несколько дайверов отдельными блоками. В каждом блоке есть полые части, которые заполнены арматурой и специальным бетоном, для долговечности.

Установленная модульная система

Один из крупнейших 3D-печатных «коралловых рифов» уже разместили на Мальдивах.

Сокращение отходов

Помимо восстановления экосистем необходимо сокращать выбросы бытового мусора. И здесь 3D печать становится ценным помощником.

Cora Ball

Cora Ball — это разработка компании Rozalia Project. Cora Ball представляет из себя небольшой пластиковый шар, который собирает микроволокна “сыпящиеся” с нашей одежды во время стирки. Таким образом грязь и волокна, которые могли попасть в водоемы и океаны останется в мусорном ведре. Ведь эти микрочастицы могут съедать рыбы и другие животные.

Прототип Cora Ball

Несмотря на то, что массовое производство планировалось производить при помощи формовки, первые партии и прототипы Cora Ball были изготовлены на 3D принтере.

Вторая жизнь сломанных вещей

Любые механизмы со временем изнашиваются и выходят из строя. Часто для восстановления работоспособности механизма достаточно изготовить небольшую пластиковую деталь. Так благодаря 3D печати многие вещи не оказываются на свалке,еще больше загрязняя нашу планету, а получают вторую жизнь.

РУ машинка

Радиоуправляемые машинки давно стали не только детскими игрушками. Многие взрослые не против вспомнить детство и погоняться на импровизированной трассе.

РУ машинка

Слабым местом всех РУ машинок является пластиковая подвеска. Для дорогих копийных моделей почти всегда можно найти запчасти, но для редких или китайский моделей их нет.

Вместо того, чтобы выбрасывать почти рабочую игрушку, можно изготовить сломанный элемент на 3D принтере. При моделировании можно даже повысить прочность детали добавив в слабых местах ребра жесткости.

Задняя ступица РУ машинки в масштабе 1/18

Некоторые энтузиасты печатают шасси полностью на 3D принтере. Это позволяет легко заменять сломавшиеся элементы и оперативно дорабатывать и исправлять конструктивные недостатки.

Шасси РУ машинки, напечатанное на 3D принтере

Вторая жизнь мясорубки

Даже такие, казалось бы, вечные вещи как металлическая мясорубка может сломаться. Самое обидное, что сломалась деталь, на которую не приходится сильная нагрузка.

Прижимная гайка для мясорубки, изготовленная на 3D принтере

Разнообразие материалов позволяет напечатать на 3D принтере замену практически любой пластиковой запчасти. Это может быть шестеренка для блендера, пластиковая ручка для стиральной машинки и многое другое.

В некоторых ситуациях, когда модель редкая и старая, оригинальных даже БУ запчастей нет. 3D-печать позволяет подарить любимому домашнему прибору еще многие годы жизни, вместо гниения на свалке.

Печать для автомобиля

Иногда ломается маленькая, копеечная деталька в важном узле. Но производитель продает нужную запчасть только в сборе. Из-за этого приходится не только переплачивать за необходимую деталь, но и выбрасывать уже не нужный, хоть и почти рабочий механизм.

Форсунка омывателя для Тойоты Авенсис — слева напечатанная на 3D принтере, справа оригинал

3D-принтер становится “палочкой выручалочкой” если нужно изготовить запчасть, которую уже сложно или невозможно достать. Например эту деталь уже не выпускают, а БУ вариант найти не удалось или доставка будет стоить дороже, чем сама деталь.

Зеленая энергия

Переход на зеленую энергию- это важный шаг в сокращении выбросов парниковых (и не только) газов в атмосферу.

Энергия ветра

Энергия ветра — это возобновляемый и “чистый” источник энергии. Несмотря на некоторые минусы (непостоянство силы ветра и поэтому неравномерная выработка электроэнергии), является перспективным для некоторых стран. Например в Дании, в 2019 году ветряками, было выработано 48% потребленной электроэнергии.

Существует несколько вариантов ветрогенераторов — с вертикальной и горизонтальной осью вращения.

Основные виды ветрогенераторов

Вертикально-осевые ветрогенераторы имеют меньшее КПД по сравнению с горизонтально-осевыми, но для их использования необходимо, чтобы скорость ветра была более 6 м/с. В России среднегодовая скорость ветра не превышает 5 м/с, поэтому чаще используются ветрогенераторы с вертикальной осью.

Домашний ветрогенератор

В России “чистые” источники энергии не очень популярны из-за своей высокой цены. 3D-печать помогает энтузиастам проектировать и создавать недорогие модели ветрогенераторов.

Домашний ветрогенератор, изготовленный при помощи 3D печати

В многоквартирном доме вряд ли найдется место, в котором ветрогенератор будет эффективен, но например на даче он может стать хорошим помощников при отключении электроэнергии.

Оптимизация производства ветрогенераторов

Промышленный ветрогенератор-это сложный механизм исполинского размера.

Лопасть промышленного ветрогенератора

Используя только методы 3D моделирования, может быть сложно правильно рассчитать все параметры. Благодаря 3D принтерам можно создать миниатюрную копию ветрогенератора и протестировать его в аэродинамической трубе. Это помогает оптимизировать и дорабатывать конструкцию ветровых генераторов делая их более эффективными.

Прототип турбинного ветрогенератора проходит испытания в аэродинамической трубе

А некоторые компании предлагают печатать башни для ветрогенераторов на 3D принтере. Компании GE Renewable Energy, COBOD (специалисты в области 3D печати) и LafargeHolcim (производитель цемента и других строительных материалов) объединились для разработки самых высоких в мире башен для ветряных турбин. Это позволит снизить затраты на установку ветрогенераторов и делать их выше (200 метров вместо 100), чем из других материалов.

Башня ветрогенератора, напечатанная на 3D принтере

Ведь чем выше ветрогенератор, тем больше электроэнергии он может выработать за год. Например турбина мощностью 5 МВт на высоте 80 метров за год выработает примерно 15,1 ГВт*ч. Та же турбина на высоте 160 метров — 20,2 ГВт*ч за год, а это на 30% больше.

Солнечная энергия

Солнечную энергию получают при помощи специальных панелей, состоящих из фотоэлектрических элементов, в которых происходит ряд физических и химических процессов, под воздействием солнечного света. Существует несколько видов фотоэлементов — монокристалические, поликристалические, аморфные (гибкие, пленочные).

В России солнечные батареи не сильно распространены из-за нерентабельности использования в высоких широтах.

В настоящее время ведутся разработки для производства панелей на 3D принтере, но в основном 3D печать в солнечной энергетике используется для печати прототипов и аксессуаров для панелей.

Аксессуары для солнечных панелей

Организация Peppermint Energy, расположенная в Южной Дакоте, создала FORTY2. FORTY2 — это портативная солнечная панель мощности которой хватит для работы ноутбука, освещения и т.д.

Для производства прототипа корпуса использовалась 3D печать на промышленном принтере Stratasys. Благодаря 3D печати удалось быстро изготовить несколько функциональных прототипов корпуса и убрать все недостатки.

Например первая версия FORTY была слишком громоздкой и неудобной при транспортировке. Был сильно упрощен первоначальный дизайн. Применение 3D принтера позволило снизить производственные затраты примерно на 250000$.

Гидроэнергетика

Большинство возобновляемых источников энергии (солнечная энергия, ветер) непостоянны. Электроэнергию полученную таким способом нужно “стабилизировать” — запасать в аккумуляторах.

Вода в этом плане является более предсказуемой. Промышленные гидроэлектростанции имеют ряд своих недостатков. Например риск наводнения, опустынивание, миграция людей и т.д. Небольшие гидрогенераторы, в основном, лишены недостатков своих промышленных собратьев и не влияют так разрушительно на экологию.

Вихревая турбина

Команда бельгийского стартапа Turbulent пытается создать компактный гидрогенератор которого хватит для обеспечения электричеством 1-2 частных домов. Это поможет отдаленным от энергосетей жителям, обеспечить свои дома электричеством используя энергию ручьев или небольших рек.

Прототип гидрогенератора от Turbulent

Что бы сделать турбину более доступной и дешевой, в качестве способа изготовления выбрана 3D печать. Согласно статистике 1.3 млрд людей не имеют доступа к электросетям, еще больше жителей имеют постоянные перебои с электричеством и вынуждены использовать другие, не экологичные, источники энергии (например бензиновые/дизельные генераторы).

Речная турбина

Ted Christopher в течении нескольких лет разрабатывал прототип речной турбины, способной генерировать электричество без воздействия на окружающую среду. Итогом его разработок стала система Волтурн, названная так в честь бога реки в греческой мифологии.

Волтурн имеет горизонтальную конструкцию, которая генерирует энергию и отклоняет речной мусор, такой как камни, растения или бревна.

Прототип был распечатан на 3D принтере и протестирован в местных реках. 5 турбин объединенных в единую систему смогут обеспечить электричеством около 40 домов.

Переработка пластика

Пластик. Его свойства, для современного мира, становятся одновременно спасением и проклятием для экологии. С одной стороны пластиковые изделия получаются легкими и прочными, на их изготовление не нужно тратить много времени. В то же время не все виды пластика можно переработать. В среднем пластиковое изделие может разлагаться от 400 до 700 лет и к сожалению пластик гниет не только на мусорных полигонах, а загрязняет природу и мировой океан.

Повторное использование филамента

Во время 3D-печати неизбежно остается пластиковый мусор. Это могут быть поддержки модели или сломанные изделия, во время печати которых что-то пошло не так.

Неудачная 3D печать

Но использованный пластик можно измельчить, смешать со свежими гранулами и использовать повторно (если пластик не биоразлагаемый). В таком случае 3D-печать становится практически безотходной.

В интернете можно найти множество вариантов домашних станков для производства пластиковой нити. Это может быть самосборный станок, частично напечатанный на 3D принтере.

Домашний самосборный станок для изготовления филамента

Или готовый станок изготовленный на заводе. Гранулы для производства пластика можно легко заказать в интернете.

Домашний станок для изготовления филамента

Филамент из пластиковых бутылок

Помимо переработки использованного филамента энтузиасты научились печатать даже из пластиковых бутылок.

Самодельный станок для изготовления пластиковой нити из пластиковых бутылок

Ежедневно, во всем мире, используется и выбрасывается около 100 миллионов пластиковых бутылок и только 20% из них перерабатываются или используются повторно. Пластиковая бутылка может разлагаться до 450 лет! Применение пластиковых бутылок в качестве материала для 3D принтера позволит подарить им новую жизнь в виде полезных вещей для дома.

Катушка напечатанная из “бутылки”

Шестерня, напечатанная на 3D принтере из “бутылки”

Из одной бутылки получается от 15 до 30 гр пластикового филамента.

Итоги

3D-принтерам предстоит пройти еще долгий путь, чтобы стать по настоящему экологичными, но уже сейчас, несмотря на несовершенство технологии, они могут помочь снизить загрязнение экосферы.

Уже сейчас благодаря 3D-печати совершается много добрых дел — удается усовершенствовать технологии производства, пусть хоть немного, снизить количество выбросов в атмосферу и,конечно, пытаться восстановить хрупкий природный баланс.

Важно помнить, что 3D-принтер- это всего лишь инструмент и только от сознательности человека зависит принесёт он пользу или продолжит пополнять свалки ненужным пластиковым мусором.

Ветрогенератор для дома: особенности, которые нужно обязательно знать владельцу частной электростанции

Рост цен на электроэнергию вынуждает многих пользователей задуматься – как можно сэкономить, и есть ли разумная альтернатива потреблению энергии из общей сети? Для многих выходом из положения становится покупка или строительство собственными руками ветряка для дома. Тем более, что современные ветрогенераторы являются не только эффективным методом обеспечения электроэнергией удаленных от центральных сетей населенных пунктов, но и способом существенно снизить затраты на коммунальные услуги и сделать свое домохозяйство более энергонезависимым.

Давайте рассмотрим, какой именно ветрогенератор лучше подобрать для дома, на какой объем энергии мы можем рассчитывать и что нужно знать для его установки.

Разновидности ветряков

Ветрогенераторы (еще их называют ветрогенераторными установками, ветровыми электрогенераторами, ветростанциями, просто ВЭУ, ветряными станциями и т.п.) — это, по своей сути, ветровые электростанции (ВЭС). Так называют ветровую электроустановку, оборудование и сооружения которой функционально связаны между собой и образуют единый комплекс, который производит электроэнергию из кинетической энергии подвижных воздушных масс. Проще говоря, это системы, которые позволяют использовать ветер в качестве источника возобновляемой энергии.

Ветрогенераторы бывают разных видов, но получившие наиболее широкое применение системы имеют горизонтальную ось вращения ротора. Это обусловлено их высоким КПД, легкой регулировке мощности, более эффективной защитой от ураганов, высокими показатели запуска ротора в условиях слабого ветра и сравнительно невысокой ценой.

Ветрякам другого типа, которые имеют вертикальную ось вращения ротора, удается работать даже при слабом ветре любого направления, их достаточно легко монтировать, и они вызывают меньше шума, в сравнении с горизонтальными ветрогенераторами.

Вместе с тем, такие устройства обладают меньшей эффективностью, поскольку их приходится устанавливать на небольшой высоте из-за особенностей конструкции. Благодаря низкому уровню шума турбины с вертикальной осью чаще всего используются в домашних энергосистемах.

Генераторы также различаются по конструкции ветроколеса. В пропеллерных (или как их еще называют «крыльчатыми») оно имеет лопасти, расположенные перпендикулярно к несущему валу. В карусельных (то бишь, роторных) вал ветроколеса — вертикальный. Также расположен он и в барабанных ветрогенераторах.

Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения

В современной ветроэнергетической отрасли обычно используются крыльчатые ветроагрегаты, поскольку роторные и барабанные являются громоздкими и недостаточно эффективными механизмами.

Ветроустановки подразделяются также на типы, в комплектацию которых входит специальный редуктор (мультипликатор) и без него. Если редуктор в систему не входит, то шумность такой установки намного меньше, чем в устройствах, включающих его. Поэтому, как показывает многолетняя практика, использование безредукторных ветряков, особенно в домашних условиях, является наиболее целесообразным решением.

Что нужно знать перед установкой ветрогенератора для дома

Если вы решили установить ветряк для хозяйственных нужд мощностью более 10 кВт, важно знать об изменениях ветра в течение суток и зависимость от времени года в месте его расположения, скорость ветра на различных высотах над землей, частоту порывов ветра, получить в метеослужбе статистические данные о поведении ветра в данной местности за 20 последних лет. Вообще замеры и подобные исследования рекомендуется проводить в течение всего года. Но есть и полезные сервисы, которые помогут собрать необходимую информацию.

Среди них можно выделить Earth Wind Map – это глобальная карта ветров в режиме реального времени. Очень удобный интерактивный сайт: данные об определенном регионе можно получить кликнув по соответствующей точке на карте Земли, а движением колесика мыши можно изменять масштаб изображения. Также можно воспользоваться любым из поисковиков, например, Google или Яндекс. Вбив в поисковой строке запрос «карта ветров», вы получите на выбор массу сайтов, где можно найти интересующие вас статистические данные.

Для монтажа маломощных ветроустановок вполне хватит наблюдений в пределах одного сезона, однако не лишним будет консультация специалиста с учетом особенностей местного рельефа, а также получение в метеослужбе ориентировочных данных о поведении ветра в вашей области.

Ветряки с горизонтальной осью вращения

Что касается промышленных ВЭС, то их установкой обычно занимаются государственные предприятия или крупные энергетические компании, специализирующихся на этом. Чаще всего такие устройства объединены в сеть. Для установки домашних ветронераторов не требуются никакие разрешения государственных органов.

Мощные ветрогенераторы требуют больших площадей для размещения. Важно помнить, что минимальное расстояние между ними должно быть в три раза больше высоты одной конструкции, иначе соседние ветротурбины будут захватывать «чужой» ветер.

Повлиять на стоимость установки может потребность в аккумуляторе, который способен сохранять излишки электроэнергии и отдавать их в безветренную погоду, а для преобразования напряжения на контактах батареи в подходящее для использования в домашней сети может понадобится инвертор, который также скажется на итоговой смете.

Ветрогенератор рекомендуется монтировать на достаточно открытой местности, поскольку высокие препятствия задержат потоки воздуха или снизят его скорость. Кроме того, они могут создать воздушные ямы или так называемые «мертвые» ветровые зоны. Ветроагрегат должен устанавливаться, как минимум, на 3-4 метра выше любой преграды, причем она должна находится не ближе 150 метров (расстояние может зависеть от высоты конструкции ветряка).

Его также рекомендуется расположить как можно ближе к аккумуляторным модулям для того, чтобы максимально снизить возможность потерь энергии при ее транспортировке. У такого размещения есть еще одна положительная сторона – это позволит сэкономить на стоимости силового кабеля, ведь чем ближе расстояние, тем меньшее сечение провода можно использовать.

Читайте также: Какой срок службы у солнечных панелей и затраты на их содержание

Необходимо помнить, что разреженность воздуха также влияет на работу ветроустановки, однако при действии постоянных ветров, например, на морском побережье, этот недостаток не является существенным. Важно иметь ввиду, что работа домашних ветряков влияет на телевизионную сеть и может вызывать помехи для приемной антенны.

Устройство ветряка и состав оборудования ветровой электростанции, изображение ataba.com.ua

Если в районе расположения ВЭС преобладают слабые ветра, оптимальным решением станет объединение нескольких установок в сеть с общим аккумуляторным узлом. В противном случае, необходимо настроить работу ветряков так, чтобы каждое отдельное устройство обслуживало свою «долю» нагрузки, а для экономии электроэнергии, следует распределить потребителей в доме: разной группе бытовых приборов должна соответствовать определенная силовая линия.

Как подсказывает опыт многих европейских стран, для многоквартирных домов целесообразнее установить несколько ветряков (пример интересного варианта) небольшой производительности, которые будут генерировать электроэнергию и сохранять ее в общий аккумулятор, чем приобретать одну крупногабаритную ветроустановку.

Как подсчитать мощность ветрогератора для дома

Для ориентировочного расчета мощности домашней ВЭС нужно вычислить среднемесячное потребление электроэнергии, учитывая перечень всех используемых бытовых электроприборов, их мощность и время работы (таблица, которая показывает среднее потребление бытовой техники, находится здесь). Стоить отметить, что чаще всего в магазинах продаются ветровые электростанции для частного пользования мощностью от 2 до 10 кВт.

На многих информационных ресурсах указывается, что для полноценного обеспечения бытовых нужд семье из 3 — 4-х человек потребуется мощность ветрогенератора не менее чем 10 кВт. Однако в каждом конкретном случае, нужно исходить из определенных энергопотребностей, которые могут быть достаточно индивидуальным показателем.

Одним из дополнительных положительных моментов использования ветряков в домашних условиях является также возможность продажи избытков электроэнергии государству. О том, как поставлять «лишнее» электричество в центральную электросеть и подробную информацию об актуальных на сегодня «зеленых» тарифах можно найти в этом разделе.

Не стоит забывать о безопасности: удары молний, результатом попадания которых может стать возгорание ветряка, обледенение лопастей, недостаточная прочность несущих конструкций или фундамента ветроустановки – могут нанести ущерб не только самому устройству, но и причинить вред здоровью человека. Поэтому, не лишним будет позаботиться об оснащении генератора различными защитными системами.

В конечном счете, при выборе типа ветрогенератора, поисках проверенного производителя, расчетах его мощности и решении других вопросов, может возникнуть множество «подводных камней», ответы на которые в полном объеме ни одна статья дать не сможет. К счастью, уже сегодня современные технологии позволяют установить ветряк где угодно, причем специальными техническими знаниями для этого обладать вовсе не обязательно, а эффективность и экологичность такого источника чистой энергии уже не вызывает сомнений. В любом случае, консультация с опытным специалистом станет мудрым решением.

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

типы, варианты изготовления, необходимые материалы, инструкция

Современные системы электроснабжения городов высокотехнологичны и работают практически без сбоев. А вот частным секторам повезло меньше. Старые изношенные трансформаторы, питающие деревни и сёла, уже давно пора заменить, но по понятным причинам этого не делают. В результате  ̶  скачки и падения напряжения и выход из строя домашней бытовой техники, электроники. Сегодня поговорим об одном из способов избежать подобных проблем  ̶  об изготовлении ветрогенератора своими руками и его установке на участке.

Читайте в статье

Генератор и закон: нужно ли оформлять ветряк официально

Ответ на этот вопрос будет зависеть от различных нюансов. Как такового официального разрешения на установку ветрогенератора не требуется, однако проблемой может стать зависть или обычная вредность соседей. Они могут пожаловаться на излишний шум, издаваемый лопастями и самим генератором, или на то, что двигатель создаёт помехи для радиоволн. Также «в позу» могут встать экологические службы, если, к примеру, ветряк будет мешать миграции перелётных птиц.

ФОТО: zmescience.comВетрогенераторные электростанции экологичны, производительны и используют возобновляемый источник энергии

Ещё один нюанс, касающийся высоты мачты ветрогенератора. Если поблизости расположен аэропорт или лётная школа, то установка сооружений выше 15 м будет запрещена. В остальном никаких преград в установке ветряка на своём участке не существует.

ФОТО: racademy.4bb.ruВетряк во дворе частного дома уже не кажется экзотикой – каждый экономит, как может

Типы генераторов по способу расположения лопастей

Можно выделить два типа ветрогенераторов – вертикальный и горизонтальный. Второй тип более привычен обывателю. Именно такие ветряки часто показывают по ТВ. Его лопасти расположены перпендикулярно земле, а ось вращается параллельно поверхности.

ФОТО: ru.vbayltd.comГоризонтальный ветряк может иметь 2, 3 и более лопастей, это зависит от интенсивности ветров в регионе

У вертикального ветряка лопасти вращаются вокруг ротора, который расположен перпендикулярно земной поверхности. Такие установки чаще делаются умельцами собственноручно. Материалом может послужить простая бочка на 200 л из-под горючесмазочных материалов.

ФОТО: happymodern.ruА вот так выглядит горизонтальный ветряной генератор

Также генераторы могут отличаться по количеству и материалу изготовления лопастей.

Каким образом ветрогенератор вырабатывает энергию

Принцип работы ветрогенератора не слишком сложен, особенно для тех, кто понимает в электротехнике. Суть его такова. Лопасти, расположенные на возвышении, приводятся в движение силой ветра. Крутящий момент от них через редуктор передаётся на роторный генератор, от которого и заряжается батарея.

ФОТО: pinterest.ieЭто аккумуляторные батареи, используемые в системах ветрогенераторов и солнечных панелей

Форма лопастей также неслучайна. Одна из сторон лопасти закруглённая, а вторая ровная. Небольшого потока воздуха достаточно, чтобы сдвинуть лопасти, после чего они начинают вращаться. При этом благодаря своей форме вращающаяся лопасть создаёт некое подобие вакуума, который заставляет следующую лопасть тянуться к этой точке. Получается, что движение одной из лопастей крыльчатки помогает следующей за ней. Именно поэтому даже при небольшом потоке воздуха генераторы (некоторые зовут их ветродуйками) способны вырабатывать электричество.

ФОТО: birdsontheedge.orgЛопасти ветряка могут вращаться достаточно быстро при сильном ветре

Из чего можно изготовить ветрогенератор

Такое устройство можно сделать из двигателей различных бытовых устройств. Это может быть стиральная машина, дрель, шуруповёрт или даже лазерный принтер. Главное здесь – понять саму суть работы устройства и пошагово выполнить все необходимые действия.

ФОТО: hcolor.ruЕсли лазерный принтер невозможно починить, из него можно сделать простейший ветрогенератор

Обычно своими руками изготавливают роторные ветрогенераторы вертикального типа. Их сделать легче, при этом значительно снижается нагрузка на подшипники двигателя, что способствует долговечности устройства.

О монтаже редуктора сегодня подробно разговаривать мы не будем, а вот подключение двигателя и преобразование его в электрогенератор разобрать стоит.

ФОТО: samelectrik.ruРедуктор для ветряка можно взять с обычной угловой шлифовальной машины (болгарки)

Как изготовить ветрогенератор из лазерного принтера

Двигатель от лазерного принтера взят для наглядности. Именно на его примере можно подробно разобрать, как сделать ветровую электростанцию 220 В для частного дома. Что же для этого потребуется?

Как оказалось, все запчасти можно найти в кладовке практически любого домашнего мастера, любящего поработать с различной электроникой, а именно:

• несколько отрезков провода, паяльник;
• лопасти от старого вентилятора;
• двигатель от лазерного принтера;
• понижающий трансформатор из старого китайского магнитофона или чего-то подобного.

ФОТО: tdtransformator.ruВ качестве повышающего подойдёт и такой трансформатор отечественного производства

Пошаговая инструкция по изготовлению простейшего ветрогенератора

Подготовив всё вышеперечисленное, можно приступать к работе. Мы же будем разбирать всё подробно, а потому попутно будут произведены некоторые замеры и промежуточные испытания.

Использование асинхронного двигателя для изготовления ветрогенератора своими руками

При использовании в качестве генератора асинхронного двигателя потребуется его небольшая модернизация. По сути, асинхронный двигатель намного больше подходит для изготовления генератора, чем электромотор, способный вращаться лишь в одном направлении.

ФОТО: globalres.ruАсинхронный двигатель идеально подходит для ветрогенератора

Для того чтобы превратить электромотор в генератор, необходима помощь токаря. Об этом следует позаботиться заранее, договорившись со специалистами. Также следует подготовить продолговатые магниты (6-8 шт.). Лучше, если они будут неодимовыми. Именно на их толщину и нужно будет сточить ротор асинхронного двигателя, после чего приклеить магнитные полоски вдоль оси. Магниты наклеиваются с чередованием полярности. Для этого прекрасно подойдёт эпоксидный клей. После его полного высыхания можно собрать электродвигатель, ставший уже генератором, в обратном порядке.

ФОТО: carscomfort.ruОдин из вариантов установки магнитов на статор для переделки двигателя в генератор

Варианты передачи крутящего момента с крыльчатки на генератор

Здесь можно назвать 3 основных варианта монтажа:

1. Прямой, по аналогии с пошаговой инструкцией, когда крыльчатка надевается непосредственно на вал.
2. Через редуктор посредством шестерней.
3. Ременной передачей ̶ как через редуктор, так и напрямую.

Редуктор может очень помочь при необходимости увеличения оборотов. Подобный вариант подойдёт для мест, где ветер не слишком силён. Однако следует продумать пути подхода к лопастям. Слабый ветер может попросту не осилить запуск генератора. В этом случае придётся провернуть лопасти вручную. После этого они будут вращаться сами, пускай и медленно. Но при этом передающийся крутящий момент значительно повысится благодаря редуктору.

Предлагаем вашему вниманию несколько схем редукторов, по которым можно понять, каким образом крутящий момент передаётся с крыльчатки на генератор, а также примеров подключения ветрогенератора как дополнительного источника питания дома.

ФОТО: bekam.gohuxe.ru.netГоризонтальный ветрогенератор в разрезе – здесь всё предельно ясноФОТО: genport.ruЗдесь даже не стоит думать, что обозначают цифры, и так всё предельно ясноФОТО: rina.proА вот так, совместно с центральным электроснабжением, в домашнюю сеть включается ветрогенераторФОТО: se.nmu.org.uaА это схемы из советского прошлого – уже тогда вопрос сохранения ресурсов вставал остроФОТО: alonti.ruМногие работы по электромонтажу может выполнить только лицензированный специалист, даже если домашний мастер  ̶  энергетик

Подводя итоги вышеизложенному

Ветряные генераторы, если они сделаны по всем правилам, могут помочь сэкономить на потреблении электроэнергии. А если они будут подключены к электросети частного дома через аккумуляторные батареи большой ёмкости, вполне возможно, что об оплате счетов за свет владелец и вовсе забудет. К тому же здесь уже можно будет не опасаться скачков напряжения, способных вывести бытовую технику и электронику из строя. А ведь с каждым днём подобных высокотехнологичных гаджетов в домах становится всё больше. А значит, не стоит жалеть свободного времени, которое хочется провести на диване перед плазменной панелью. Лучше потратить его как раз на защиту этой панели. В противном случае может случиться так, что в следующий выходной придётся везти её в ремонт или вовсе приобретать новую. Задумайтесь, нужно ли вам терять деньги вместо того, чтобы их экономить.

Очень надеемся, что изложенная информация пригодиться нашему уважаемому читателю. Любые вопросы по теме, если они возникли в процессе прочтения, задавайте в комментариях ниже. Редакция HouseChief с удовольствием ответит на каждый из них в максимально сжатые сроки. Там же можно поделиться своим мнением о прочитанном или обсудить вопрос, нужны ли ветрогенераторы в частном секторе и стоит ли их изготавливать своими руками. И ещё, для нас очень важно ваше отношение к прочитанному, а потому просим не забывать об оценке. А мы напоследок, как всегда, предлагаем посмотреть очень интересный и познавательный ролик по сегодняшней теме. Берегите себя, своих близких и будьте здоровы!

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? Поддержите нас и поделитесь с друзьями

Малые ветряные электрические системы | Министерство энергетики

Если у вас достаточно ветровых ресурсов в вашем районе и ситуация правильная, небольшие ветровые электрические системы являются одной из самых экономически эффективных домашних систем возобновляемой энергии — с нулевыми выбросами и загрязнением.

Небольшие ветряные электрические системы могут:

• Снизить ваши счета за электроэнергию на 50% –90%
• Помогите вам избежать высоких затрат на продление линий электропередачи до удаленного места
• Помогите источникам бесперебойного питания выдержать длительные отключения электроэнергии .

Небольшие ветряные электрические системы также могут использоваться для множества других применений, включая перекачку воды на фермах и ранчо.

На наших страницах, посвященных планированию небольшой ветроэнергетической системы, а также об установке и техническом обслуживании небольшой ветровой электрической системы, есть дополнительная информация.

Как работает небольшая ветровая электрическая система

Ветер создается из-за неравномерного нагрева поверхности Земли солнцем. Ветровые турбины преобразуют кинетическую энергию ветра в чистое электричество.Когда ветер вращает лопасти ветряной турбины, ротор улавливает кинетическую энергию ветра и преобразует ее во вращательное движение, чтобы привести в действие генератор. Большинство турбин имеют автоматические системы управления превышением скорости, чтобы ротор не выходил из-под контроля при очень сильном ветре. В нашей анимации по ветровой энергии вы найдете больше информации о том, как работают ветровые системы, и о преимуществах, которые они предоставляют.

Небольшая ветровая система может быть подключена к электросети через вашего поставщика электроэнергии или может быть автономной (вне сети).Это делает небольшие ветровые электрические системы хорошим выбором для сельских районов, которые еще не подключены к электросети.

Компоненты малой ветроэнергетической системы

Ветряная электрическая система состоит из ветряной турбины, установленной на опоре для обеспечения лучшего доступа к более сильным ветрам. В дополнение к турбине и башне, небольшие ветряные электрические системы также требуют компонентов балансировки системы.

Турбины

Большинство малых ветряных турбин, производимых сегодня, представляют собой машины с горизонтальной осью, направленными против ветра, с двумя или тремя лопастями.Эти лезвия обычно изготавливаются из композитного материала, например из стекловолокна.

Рама турбины — это конструкция, на которой крепятся ротор, генератор и хвостовая часть. Количество энергии, которое будет производить турбина, в первую очередь определяется диаметром ее ротора. Диаметр ротора определяет его «рабочую площадь» или количество ветра, перехватываемого турбиной. Хвост удерживает турбину направленной против ветра.

Башни

Поскольку скорость ветра увеличивается с высотой, небольшая ветряная турбина устанавливается на башне.Как правило, чем выше башня, тем больше мощности может производить ветровая система.

Относительно небольшие вложения в увеличенную высоту градирни могут дать очень высокую доходность при производстве электроэнергии. Например, чтобы поднять 10-киловаттный генератор с 60-футовой башни до 100-футовой башни, необходимо увеличить общую стоимость системы на 10%, но он может производить на 25% больше энергии.

Большинство производителей турбин предоставляют комплекты ветроэнергетических систем, которые включают башни. Выделяют два основных типа башен: самонесущие (отдельно стоящие) и с оттяжками.Существуют также оттяжные версии башен с оттяжками. В большинстве домашних ветроэнергетических установок используются башни с оттяжками, которые являются наименее дорогими и более простыми в установке, чем самонесущие башни. Однако, поскольку радиус оттяжек должен составлять от половины до трех четвертей высоты башни, башни с оттяжками требуют достаточно места для их размещения.

Хотя откидные опоры более дороги, они предлагают потребителю простой способ обслуживания небольших легких турбин, обычно 10 киловатт или меньше.Опускающиеся башни также можно опускать на землю во время опасных погодных условий, таких как ураганы. Алюминиевые башни склонны к растрескиванию, и их следует избегать.

Баланс компонентов системы

Баланс компонентов системы, которые вам понадобятся для небольшой ветроэнергетической системы — помимо ветряной турбины и башни — будет зависеть от вашего приложения. Например, детали, необходимые для водяной насосной системы, будут сильно отличаться от того, что вам нужно для бытового применения.

Требуемый баланс компонентов системы также будет зависеть от того, является ли ваша система подключенной к сети, автономной или гибридной.

Большинство производителей могут предоставить вам системный пакет, который включает в себя все компоненты, необходимые для вашего конкретного приложения. Для приложений, подключенных к жилой сети, компоненты баланса системы могут включать следующее:

• Контроллер
• Аккумуляторные батареи
• Инвертор (блок кондиционирования питания)
• Проводка
• Электрический выключатель
• Система заземления
• Фундамент под башню.

Подходит ли вам домашняя ветряная турбина?

Домашние ветряные турбины — это уменьшенная версия больших турбин, которые вы видите на обочине шоссе, производящие чистую электрическую энергию из кинетической энергии ветра.

В то время как в коммерческих ветряных электростанциях используются машины, лопасти которых могут создавать диаметр до 130 футов (что соответствует длине футбольного поля), домашняя система гораздо более компактна. Домашние ветряные турбины требуют особого планирования и обслуживания, чтобы быть успешными, и есть вероятность, что они могут быть экономически невыгодными или непригодными для вашей собственности, поэтому важно провести исследование, прежде чем вкладывать время и деньги.

Потенциальные покупатели должны сначала оценить ветровые ресурсы своего участка и изучить потенциальные проблемы зонирования окрестностей. Если в вашем районе генерируется достаточно ветра, домашние ветряные турбины могут помочь снизить счета за электроэнергию на 50–90% и обеспечить бесперебойный источник энергии за счет длительных отключений коммунальных служб — и все это с нулевыми выбросами и загрязнением. Они не только являются одними из самых дорогих. -Эффективные домашние системы возобновляемой энергии, домашние турбины могут использоваться для других целей, таких как перекачка воды для орошения, что может быть полезно на фермах или ранчо.

Что такое домашняя ветряная турбина?

Турбины — это не то же самое, что ветряные мельницы, хотя принцип в основном тот же. Старые ветряные мельницы на самом деле являются предшественниками современных ветряных турбин, поскольку турбины используют ветер для получения электроэнергии, а ветряные мельницы преобразуют его в механическую энергию.

Ветряк имеет лопасть, полюс и генератор. Лезвие работает как крыло самолета: когда обдуваемый воздух проходит по обеим сторонам лезвия, его уникальная форма заставляет давление ветра становиться неравномерным, заставляя лезвие вращаться.Здесь технология превосходит традиционные ветряные мельницы. Флюгер наверху подключается к компьютеру, чтобы машина могла работать максимально эффективно. Лопасти вращаются всего около 18 оборотов в минуту — недостаточно быстро, чтобы вырабатывать электричество сами по себе — поэтому они прикреплены к валу ротора и ряду шестерен, которые помогают увеличить скорость вращения примерно до 1800 оборотов в минуту.

Поскольку чем выше вы поднимаетесь, тем ветренее, более крупные турбины могут оказать серьезное влияние на выработку энергии.Небольшие объекты, которые нуждаются в электроэнергии только для жилых домов или малых предприятий, могут получить выгоду от собственной ветряной турбины для дома, особенно в сельской местности, которая еще не подключена к энергосистеме (хотя домашние ветряные системы также могут подключаться к существующей электросети через вашу сеть). провайдер).

Подходит ли мне домашняя ветряная турбина?

Как и большинство энергетических систем, небольшие ветряные турбины требуют тщательного планирования. Вам нужно будет подумать, например, о том, достаточно ли ветровой энергии для того, чтобы система была функциональной и экономичной.Самое главное, вам нужно будет выяснить, разрешены ли даже небольшие ветряные электрические системы в вашем районе.

Проверьте вашу недвижимость

Для начала свяжитесь со своим местным строительным инспектором, наблюдательным советом или советом по планированию — они смогут предоставить вам информацию о требованиях и о том, нужно ли вам разрешение на строительство. Если у вас есть соседи или ассоциация домовладельцев, они также могут быть обеспокоены уровнем шума или эстетикой ветряной турбины, поэтому подготовьте объективные данные для решения этих проблем.

Такая информация, как ограничения по высоте (большинство постановлений о зонировании имеют ограничение в 35 футов для строений), пригодится при покупке домашних турбин. По данным Министерства энергетики США, у большинства бытовых турбин уровень звука немного выше шума окружающего ветра, и «хотя звук ветряной турбины можно выделить из окружающего шума, если приложить сознательное усилие, чтобы его услышать, ветряная турбина жилого размера не является значительным источником шума при большинстве ветровых условий.”

Оцените свои ветровые ресурсы

Местный ландшафт влияет на уровень ветра сильнее, чем многие из нас думают. То, что в одном месте кажется ветреным, не означает, что район в нескольких милях от вас такой же ветреный. Отличное место для начала исследования — карта ветровых ресурсов, доступная на веб-сайте Программы ветроэнергетики Америки Министерства энергетики США и организованная по штатам. Вы также можете ознакомиться с данными о скорости ветра в ближайшем аэропорту или узнать, существует ли местная небольшая ветровая система с годовой мощностью и данными о скорости ветра.Для наиболее точного измерения прямой мониторинг с помощью профессиональной системы ветроэнергетики на вашем объекте может снимать показания на определенной высоте на вершине башни, где будет установлена ​​ветряная турбина. Однако они дорогие и могут стоить от 600 до 1200 долларов.

Сделай математику

Узнайте, является ли домашняя ветроэнергетическая система экономически жизнеспособной, взглянув на общую стоимость таких вещей, как установка, мощность, экономия и окупаемость инвестиций.Используйте справочники Министерства энергетики по малым ветровым потребителям, чтобы оценить затраты на покупку машины, сколько вы можете сэкономить, сделав переход, и сколько времени потребуется, чтобы вернуть свои капитальные вложения. Профессиональный установщик домашних турбин также сможет помочь оценить ваши затраты.

Стоимость установки отдельно стоящей домашней ветряной турбины зависит от расположения, мощности и размера машины. Например, в районе Сан-Франциско небольшая ветровая установка может стоить от 5000 до 40 000 долларов в зависимости от мощности в кВт.Стандартный односемейный дом в этом регионе потребляет чуть более 5000 киловатт-часов электроэнергии в год, для чего потребуется турбина в диапазоне 1-5 киловатт.

Другие варианты зеленой энергии дома

Если ваш дом или собственность не защищают от ветра, существует множество других вариантов получения чистой энергии. Установка солнечных батарей — одна из самых популярных форм долгосрочных возобновляемых источников энергии, а гибридные солнечные и ветряные системы набирают обороты в Соединенных Штатах.У Treehugger есть руководство по лучшим компаниям, занимающимся установкой солнечных панелей, чтобы облегчить этот процесс. Еще один отличный вариант для тех, у кого есть водоем, такой как река или ручей, протекающий по собственности, — это гидроэнергетика. Гидроэлектроэнергия отведет часть этой воды, направит ее через специализированный генератор и создаст электроэнергию для дома.

Хороши ли маленькие ветряные турбины для дома?

Бесчисленное количество изобретателей приступают к разработке новейших и величайших зеленых технологий, которые спасут планету. Это приятно видеть, но вода разумных изменений, несомненно, будет омрачена некоторыми неудачными попытками, некоторыми сомнительными заявлениями и, возможно, даже небольшим количеством змеиного масла!

Мы обнаружили компактную домашнюю ветряную турбину PowerPod во время кампании на Kickstarter, которая в принципе выглядит великолепно, но, увидев несколько домашних ветряных турбин в прошлом, которые не оправдали своих обещаний, мы подумали, что потенциально она выглядела слишком круто. Созданная компанией Halcium в Солт-Лейк-Сити, штат Юта, компания надеется, что Powerpod изменит правила игры в домашнем производстве возобновляемых источников энергии — за что мы все будем, если это сумеет оправдать себя.

Хороши ли маленькие домашние ветряные турбины?

Создатели компактной домашней ветряной турбины PowerPod на Kickstarter заявляют, что «в местах, где солнце светит менее 300 дней в году, PowerPod может производить больше энергии за меньшие деньги, чем солнечные панели» , что действительно заставило нас задуматься. , поскольку в игре так много переменных, что мы не понимаем, как это всегда может быть правдой.

Важным в этом утверждении является «может», поэтому инженеры Ecohome решили провести некоторые собственные цифры, чтобы посмотреть, выглядит ли это утверждение правдоподобным.Возможно, в некоторых местах это «могло бы» быть правдой, но, по нашему мнению, это тоже немного переоценивается, и это, безусловно, первое из нескольких вызывающих удивление утверждений, которые побудили нас копнуть глубже.

Установка солнечных панелей в тени или областях, где много пасмурных дней, наверняка повлияет на окупаемость вложений, но отсутствие солнца не означает мгновенно и здоровую подачу ветра, по крайней мере, это то, что мы — рассуждали инженеры.

И, что более важно, скорость ветра на малых высотах оказалась относительно ограниченной.поэтому, по их мнению (наши специалисты по вычислению чисел), турбину необходимо будет установить примерно на 100 футов выше любых окружающих препятствий, чтобы оптимизировать производительность, несмотря на + 40% заявленную эффективность из-за этой необычной конструкции. Мы видели ветряные турбины, которые не являются просто анекдотами и там, где кто-то серьезно относится к использованию энергии ветра, обычно устанавливаются на башне или столбе над любыми препятствиями в непосредственной близости.

Эта небольшая ветряная турбина для домашнего использования, похожая на экстра из фильма «Звездные войны», совсем другая!

Еще одно преимущество, которое производители продвигают для своей компактной отечественной ветряной турбины, заключается в том, что она безопаснее для детей.Верно, но если он находится на уровне земли на вашем огороженном заднем дворе, где играют дети, тогда установлены ограничения любой ветряной турбины, которая снижает скорость ветра на земле по сравнению с той, которая находится выше в воздухе, которая не замедляется. зданиями и деревьями. Таким образом, это «безопасно для детей», если вы положите его в такое место, где он не будет работать очень хорошо. Это было бы что-то вроде рекламы кухонных ножей как «безопасных для детей», потому что они слишком тупые, чтобы что-то разрезать.

Вертикальные ветряные турбины работают лучше?

Существует семейство «альтернативных» конструкций ветряных турбин с вертикальной осью, в которых используются подобные вращающиеся лопасти, ветряная турбина Zoetrope является другим примером.Такие турбины с вертикальной осью по большей части оказались неисправными.

Мы попросили инженера Ecohome Дениса Бойера взвесить, и он поделился следующими данными:

В рекламном видео PowerPod утверждается, что скорость воздуха увеличивается на 33%, когда он проходит через воздухозаборник. Я полагаю, что они сделали некоторые расчеты, чтобы подтвердить это, однако они продолжают утверждать, что их конструкция будет обеспечивать в 3 раза (300%) больше мощности, чем обычная турбина, но мы пришли к другому выводу.

Если мы предположим, что весь воздух, ударяющийся о поверхность, действительно попадает в турбину (чего не будет!), Можно показать, что передаваемая мощность будет не более чем в 1,8 раза (или 80%) по сравнению со стандартной турбиной. . Но, вероятно, будет сильная турбулентность, которая приведет к отклонению значительной части поступающего воздуха, который в таком случае не будет участвовать в выработке энергии. Следовательно, фактическая произведенная мощность, вероятно, будет намного меньше, чем это увеличение на 80%.

Итак, в целом с нашей стороны есть некоторые сомнения в том, что это устройство действительно может выполнить свои обещания и превзойти солнечные батареи в большинстве регионов страны.

Какова окупаемость инвестиций в турбину PowerPod?

Что действительно необходимо, чтобы держать скептиков в страхе, так это некоторые реальные данные, в которые мы можем вникнуть в отношении производительности и стоимости. Это также даст нам возможность с уверенностью отстоять эту вещь, если она действительно работает так, как они утверждают. Например, если бы компания провела тест в течение месяца или около того в определенном городе (или, еще лучше, в нескольких городах), с турбиной, размещенной на нужной высоте, и измеряла бы собранную энергию, это дало бы некоторое представление о том, что он действительно может доставить.

Таким образом, домовладельцы будут знать, с точки зрения наличных денег, сколько их затрат на электроэнергию, исходя из местных тарифов на коммунальные услуги, может быть компенсировано такой покупкой. Если он вырабатывает достаточно энергии, чтобы окупить себя за 4-5 лет, а его предполагаемый срок службы составляет 20 лет, то мы купим его сами. Но если на окупаемость уйдет 40 лет, тогда вам будет лучше с солнечными батареями, с которыми эта штука пытается конкурировать. Для того, чтобы эти вещи закрепились на рынке, важно указать на них реальные цифры.

Приятно видеть новаторов, выступающих с новыми идеями, но не все они меняют правила игры. По нашему мнению, хотя этот выглядит круто, он, скорее всего, не та волшебная пуля, которая нужна миру. Но мы готовы доказать свою неправоту, поэтому инженеры Halcium, если вы слушаете, сделайте свое дело!

И нашим замечательным читателям, один из которых указал нам на это — если вы заметите какие-либо другие интересные идеи, заявленные как «зеленые технологии, которые спасут планету», пожалуйста, прокомментируйте ниже, и мы могли бы изучить это!

10 лучших комплектов ветряных турбин для дома (2021)

От недорогих вариантов до домашней ветряной турбины, которая предоставляет вам информацию о ветряной турбине в режиме реального времени и предупреждает вас в случае повреждения — мы охватили все!

Мы даже добавили легкое для понимания руководство по покупке, чтобы вы не заблудились в сложном жаргоне домашних ветряных турбин и в конечном итоге получили домашнюю ветряную турбину, которая соответствует вашим домашним потребностям.В конце концов, завтра будет еще один день (да, это ссылка на «Унесенные ветром»)

Готовы использовать силу ветра? Давайте начнем!

Нет времени читать отзывы полностью? Эта таблица продуктов поможет вам быстрее выбрать наш лучший выбор.

Если вы хотите сократить счета за электричество или снизить зависимость от электросети, ветряная турбина найдется для вас. Мы рассмотрели турбины, подходящие для любого климата и необходимой выходной мощности, чтобы помочь вам найти подходящую.

Dyna-Living 500W Wind Turbine — наш выбор для лучшей домашней ветряной турбины . Он предлагает отличный баланс стоимости и ценности, надежно вырабатывая большое количество энергии при низких скоростях ветра, не нарушая при этом бережливости.

Итак, почему мы должны объявить победителем именно его, а не его большие и меньшие версии? Ответ прост: это лучшее из обоих миров. Он не слишком маленький и не слишком большой, и может обеспечить вас достаточным количеством энергии для малых и средних домов.

Хотя это отличная цена и наша фаворитка, эта ветряная турбина лучше всего подходит для районов с умеренной или умеренной скоростью ветра. Несмотря на ограничения ветра, турбина подходит почти для всех климатических условий с рабочим рейтингом от -40F до 186F.

Эта турбина лучше всего подходит для людей, живущих в районах с умеренной или умеренной скоростью ветра, которым нужен надежный источник зеленой энергии.

Dyna-Living 400W Wind Turbine — лучший двигатель для вашей домашней ветряной турбины .Хотя в нашем списке есть еще один вариант по более низкой цене, он работает с меньшей мощностью, что делает эту турбину в целом более выгодной.

Эта турбина имеет много общего с ветряной турбиной Dyna-Living 800 Вт. Во-первых, его пусковая скорость и номинальная скорость идентичны. Вам даже понравится такая же конструкция из стекловолокна, аэродинамический дизайн и даже запатентованный магнитный генератор и специальный статор.

Его отличает меньшая выходная мощность. Вы получите всего 400 Вт энергии, поэтому не ожидайте, что это станет вашим единственным источником электроэнергии.Рассматривайте это только как резервную копию, когда в вашем районе отключено электричество.

Выходной шум? Эта домашняя ветряная турбина настолько тиха, насколько это возможно. Ваши соседи даже не заметят (по звуку), что вы собираете энергию ветра для аварийного использования!

Хотя турбина не подходит для работы в районах с сильными ветрами, она рассчитана на работу в погодных условиях от -40F до 186F, что делает ее идеальной почти для всех регионов, кроме самых суровых климатических.

Если вам нужна дополнительная помощь в сборке этой ветряной турбины, вы можете загрузить руководство пользователя с техническими характеристиками в Интернете или связаться с производителем через Amazon для получения дополнительной помощи.

Если вы живете в районе с умеренной или умеренной скоростью ветра и хотите максимально использовать собранную энергию, эта турбина — лучший выбор для вашего домашнего использования.

3. Ветряная турбина IstaBreeze — премиум выбор

Технические характеристики

• Мощность: 2000 Вт

• Пусковая скорость: 3 м / с
• Номинальная скорость: 14-15 м / с
• Количество лезвий: 5

IstaBreeze Wind Turbine — наш выбор для лучшей домашней ветряной турбины премиум-класса. За счет авансовых платежей вы получите высококачественную домашнюю ветряную турбину, вырабатывающую невероятную мощность — 2000 Вт, если быть точным. Кроме того, при работе ему нужно всего 48 вольт.

Эта мощная домашняя ветряная турбина работает всего около 40 децибел на полной рабочей скорости, обеспечивая вам хороший ночной сон. Примерно столько же шума, сколько и в современном холодильнике. Уровень шума на 20 децибел ниже, чем при обычном разговоре или работающей посудомоечной машине.

Самое приятное то, что эта турбина подходит для менее ветреных мест, поскольку ее скорость пуска установлена ​​на 3 м в секунду.

Если вы ищете турбину, которая будет вырабатывать достаточно энергии, чтобы существенно повлиять на ваш ежемесячный счет за электроэнергию, ветряная турбина IstaBreeze — идеальный выбор.

Теперь, если вы не особо удобный человек или предпочитаете домашнюю ветряную турбину, которую вы можете установить после ее получения, ветряная турбина LOYALHEARTDY отвечает вашим требованиям.

Но эта маленькая турбина может выдерживать очень много ударов (ветра). В нем используется высококачественное нейлоновое волокно, обеспечивающее долговечность, без затруднений при переноске через крышу. Фактически, выбор материала позволяет ветряной турбине работать при температурах от -40F до 186F.

Что делает его даже интересным, так это дизайн лопастей. Вместо стандартной конструкции с плоскими лопастями — подумайте о потолочном вентиляторе; лопасти вогнутые и расположены вертикально.Эта космическая конфигурация не для галочки. Его цель — повысить энергоэффективность.

Plus, он оснащен двойными подшипниками для плавной работы с низкими вибрациями и бесшумной работы.

Этой ветряной турбине требуется скорость ветра всего 2 м / с, чтобы начать вырабатывать до 600 Вт энергии. Вам не нужно беспокоиться о том, что выходная мощность приведет к перезарядке аккумулятора, поскольку он имеет полностью интегрированный стабилизатор напряжения. Этот компонент автоматически отключается, когда аккумулятор полностью заряжен.

Если вы ищете небольшую ветряную турбину, которая работает тихо и безопасно без ущерба для стабильной мощности, эта ветряная турбина отлично подходит для домашнего использования.

Если конструкция ветряной турбины LOYALHEARTDY кажется вам слишком футуристической, подумайте о ветряной турбине Dyna-Living мощностью 800 Вт. Он имеет стандартную коммерческую 3-лопастную конструкцию, но, конечно же, в компактном, удобном для дома размере.

Помимо внешнего вида, вы получите больше мощности с этой ветряной системой — на 200 Вт больше, чем у LOYALHEARTDY.Несмотря на выходную мощность, эта ветряная турбина для жилых помещений по-прежнему работает очень тихо и не будет мешать вам даже при работе на полной скорости.

Как насчет его долговечности?

Он остается нетронутым даже в более суровых климатических условиях благодаря своей легкой конструкции из стекловолокна . Он даже рассчитан на работу в погодных условиях от -40F до 186F. Для оптимальной эффективности выработки электроэнергии при одновременном снижении сопротивления ветра в нем используются лопасти аэродинамической формы, запатентованный магнитный генератор и специальный статор.

Если у вас возникли проблемы с выходной мощностью турбины, обязательно проверьте скорость ветра в вашем районе. Также проверьте заряд батареи и соединения вашей системы.

Если вы часто сталкиваетесь с порывами ветра в вашем районе, вы будете рады узнать, что здесь есть система автоматического торможения. Доступен светодиодный светильник, поэтому вам не нужно удивляться, почему лезвия перестали работать неожиданно.

Следует отметить, что эта турбина не включает башню.Вам нужно будет приобрести его отдельно. Если у вас возникнут трудности с настройкой турбины, обратитесь за помощью к производителю через Amazon.

Если это безопасно, убедитесь, что лопатки турбины ничем не заблокированы и могут свободно двигаться.

Если вы ищете турбину, обеспечивающую стабильную выходную мощность в условиях слабого ветра и подходящую практически для любого климата, ветряная турбина Dyna-Living 800 Вт — отличный выбор.

Ветряная турбина YaeMarine — единственный вариант в нашем списке, сделанный из комбинации алюминиевого сплава и нейлонового волокна.Алюминий добавляет немного дополнительной прочности корпусу, а нейлоновое волокно, используемое в лопастях, сохраняет их гибкость независимо от ветра.

Фактически, он может выдерживать скорость ветра до 45 м / с. Кроме того, он устойчив к коррозии и ультрафиолетовому излучению и рассчитан на работу от -40 F до 186 F.

Общая конструкция этой турбины первоклассная, но если вам понадобятся запасные части или запасные части после длительного использования, компания будет рада помочь!

Если вы живете в районе с сильным ветром, высокой влажностью и суровым солнцем, то это то, что вам нужно.

Ветряная турбина Pikasola — лучший вариант в нашем списке, если вы живете в районе с очень слабым ветром. Он имеет самую низкую скорость ветра при запуске — всего 1,5 м / с, при этом обеспечивая достаточную мощность для зарядки ноутбука или работы микроволновой печи в течение длительного времени.

Турбина также имеет уникальный привлекательный внешний вид — своим дизайном напоминает красный фонарь. Но это не только для вашего визуального развлечения. Его аэродинамический дизайн позволяет турбине максимально эффективно использовать низкую скорость ветра.Кроме того, в нем используются лезвия из армированного нейлонового волокна, обеспечивающие долговечность и гибкость независимо от того, как он скручивается и поворачивается.

Турбина также может регулироваться в зависимости от направления ветра во время работы, защищая ее от повреждений и дополнительно увеличивая энергию, которую она может использовать от ветра. В качестве дополнительного бонуса эта установка включает в себя анемометр , позволяющий точно измерять скорость ветра нажатием кнопки. Больше не нужно задумываться о том, сколько ветра подвергается воздействию вашей турбины!

Невероятно низкая скорость запуска этой турбины делает ее идеальным выбором для тех, кто хочет начать использовать энергию ветра, но не живет в районе с сильным ветром.

Помните, мы упоминали, что одна турбина в нашем обзоре предназначена для морского использования ? Ну вот и все.

Ветряная мельница DB-400 предназначена для использования на суше или на море, что делает ее отличным выбором для домов на побережье или даже для плавучих домов. Однако не беспокойтесь о ржавчине и обесцвечивании. Он имеет специальное покрытие против коррозии в морской воде и защиты от ультрафиолета.

Поскольку береговая линия имеет сильные порывы ветра, турбина оснащена защитой от перенапряжения и системой автоматического торможения.Эти функции безопасности не только минимизируют повреждение лезвия, но и защищают аккумулятор от перезарядки. Для вашего спокойствия турбина рассчитана на использование во время сильных дождей и ураганных ветров до 3-й категории.

Plus, если вам необходимо приостановить работу турбины по какой-либо причине, есть переключатель ручного торможения.

Ветряная мельница DB-400 компактна и легка, что позволяет легко установить и разместить в любом месте. Пакет включает в себя все необходимое для его настройки, включая инструменты, и поставляется непосредственно с завода производителя на Тайване.

Если вам нужна компактная турбина, подходящая для экстремальных ветров, дождя или даже для использования на море, эта турбина идеально подойдет.

9. Ветряная турбина Automaxx

Технические характеристики

• Мощность: 600 Вт

• Пусковая скорость: 2 м / с
• Номинальная скорость: 12,5 м / с
• Количество лезвий: 3

Если выходная мощность ветряной мельницы DB-400 Wind в 400 Вт слишком мала для ваших нужд, ветряная турбина Automaxx является отличной альтернативой.

Созданная для использования на суше и на море, эта домашняя ветряная турбина включает в себя функции безопасности, в том числе защиту от напряжения и порывов ветра, систему автоматического торможения и аварийный переключатель ручного торможения. Независимо от того, в какую сторону дует ветер, турбина максимально использует даже самый хаотичный ветер, работая на 360 градусов, чтобы использовать максимальную кинетическую энергию.

Но что является основным преимуществом этой домашней ветряной турбины, спросите вы? Вы можете соединить его с солнечными панелями , чтобы дополнительно повысить выработку чистой энергии.Солнечные фонари также являются прекрасным дополнением к экологичному дому.

Нужна помощь в подключении ветряной турбины к той же системе, что и солнечные батареи? Это видео является полезным руководством:

Если вам нужна большая выходная мощность и возможность подключения к солнечной панели, эта турбина для вас!

10. Ветряная турбина Tumo-Int

Технические характеристики

• Мощность: 1000 Вт

• Скорость запуска: 2.5 м / с
• Номинальная скорость: 12,5 м / с
• Количество ножей: 3

Ветряная турбина Tumo-Int — отличный выбор для тех, кому нужна долговечная ветряная турбина с минимальным обслуживанием. Компания гарантирует бесперебойную работу своего продукта до 15 лет без единой проверки или ремонта — при правильной настройке.

Вы можете продлить срок службы этой турбины до 25 лет, если готовы потратить немного времени и усилий.Гарантия также распространяется на первые три года эксплуатации после покупки, так что у вас будет достаточно времени, чтобы проверить ее надежность!

Но это еще не все. Эта турбина также является наиболее технически совершенной моделью в нашем списке. В нем есть программное обеспечение, поэтому вы можете легко и удобно контролировать работу турбины со своего ноутбука или компьютера.

Помогать вам в понимании состояния вашей турбины является способность программного обеспечения предоставить вам исчерпывающий обзор скорости ветра, информации о батарее и других эксплуатационных данных.Если турбины будут повреждены после сильного дождя, программное обеспечение немедленно предупредит вас. Аккуратно, правда?

Эта турбина выдерживает температуры от -40F до 186F, при этом бесшумно и эффективно обеспечивая значительную выходную мощность даже при низких скоростях ветра.

Если вы ищете более технически совершенную ветряную турбину с высокой выходной мощностью, вы не сможете превзойти ветряную турбину Tumo-Int.

Наше руководство по покупке лучшей ветряной турбины для домашнего использования

При покупке ветряных турбин для дома следует учитывать не только множество особенностей, но и понимать местные законы, стимулы для покупки и то, подходит ли ваш регион для установки ветряных турбин.Чтобы помочь вам разобраться во всем этом, мы подготовили руководство по покупке, которое поможет вам понять, что вы ищете.

Коды местного зонирования

Прежде чем вы начнете покупать идеальную ветряную турбину, вам необходимо изучить правила зонирования вашего города и штата. К сожалению, во многих регионах установка ветряных турбин в жилых домах является незаконной по многим причинам, включая ограничения по размеру и высоте здания, а также факторы окружающей среды.

Это может показаться странным.В конце концов, ветряные турбины должны быть экологически чистыми источниками возобновляемой энергии. Это правда, но они действительно оказывают значительное влияние на летающих животных (1).

«Ежегодно на ветряных электростанциях погибает от 140 000 до 500 000 птиц, в дополнение к 888 000 летучих мышей».

Ветровые турбины являются одной из основных причин смертности летучих мышей, находящихся под угрозой исчезновения и имеющих высокую природоохранную ценность птиц, таких как беркуты и белоголовые орланы.

Области, где разрешено использование ветряных турбин в жилых домах, часто предлагают стимулы для тех, кто решает их установить (2), обязательно проверьте и посмотрите, имеете ли вы право на скидку или снижение налогов.

Если в вашем районе нельзя использовать домашние ветряные турбины, вас могут заинтересовать альтернативные источники зеленой энергии, например, солнечная батарея.

Ветровые ресурсы и климат

Чтобы получить максимальную отдачу от ваших домашних ветряных турбин, вы захотите разместить их в зоне, где скорость ветра регулярно составляет не менее семи-девяти миль в час (11-15 км / ч) и остается ниже 50-55. миль в час, что является скоростью аварийной остановки для большинства ветряных турбин.

Если вы живете в районе с очень сильными ветрами, вам нужно будет найти ветряную турбину для дома, рассчитанную на использование в экстремальных условиях.

Ветряные турбины для бытового использования изготовлены из стекловолокна, гибкой нейлоновой ткани и алюминия. Эти легкие и прочные материалы гарантируют, что турбины могут генерировать максимальное количество энергии ветра.

Если там, где вы живете, становится холодно, вам может понадобиться эффективный обогреватель или настенный электрический обогреватель.

Количество и размер лезвий

Когда вы думаете о ветряных турбинах, вы, вероятно, думаете о стандартных трехлопастных турбинах.

Но по мере того, как инновации продолжаются, все больше конструкций имеют дополнительные лезвия.Эти новые конструкции предлагают значительные улучшения годового производства энергии даже в условиях слабого ветра (3).

«В районе со скоростью ветра около 11 миль в час (5 м / с) пятилопастная турбина может производить на 60% больше энергии по сравнению с турбиной с тремя лопастями».

Наш лучший выбор, ветряная турбина Dyna-Living мощностью 500 Вт, является прекрасным примером увеличенной мощности 5-лопастной турбины.

Дополнительные лопасти также могут значительно повысить безопасность и долговечность ветряной турбины и снизить вероятность неисправности в экстремальных ветровых условиях.Кроме того, большее количество лопастей означает уменьшение скорости вращения турбины и, следовательно, более тихую работу.

Не только количество лопастей определяет выходную мощность турбины, но также высота и расположение. Чем выше лопасти, тем больше мощности будет генерироваться из-за более сильного и устойчивого ветра на более высоких уровнях (4).

Рейтинг скорости ветра

Возможно, вы заметили, что мы включили в наш обзор оценку скорости ветра, но что именно? С точки зрения непрофессионала, это скорость ветра, при которой турбина вырабатывает максимальную выходную мощность.

Для домашних ветряных турбин номинальная скорость обычно ниже 20 м / с, как в случае с нашим бюджетным выбором, ветряной турбиной Dyna-Living 400 Вт, но для коммерческих турбин она намного выше.

Не следует путать номинальную скорость ветра со скоростью отключения, которая представляет собой скорость ветра, при которой турбина автоматически отключается для защиты от повреждений и перезарядки.

Выход энергии

Выработка энергии домашними ветряными турбинами зависит от продукта и ветровых условий.Выходная мощность каждой ветряной турбины указана на странице продукта, в руководстве по сборке и, как правило, где-то на самой турбине.

Домашние ветряные турбины обычно имеют выходную мощность в диапазоне от 200 Вт до 800 Вт, но некоторые из них, такие как наш премиальный выбор, ветряная турбина IstaBreeze, могут выдавать до 2000 Вт.

Заинтересованы ли вы в зеленой энергии? Узнайте, как можно бесплатно собрать дождевую воду и еще больше снизить воздействие на окружающую среду.

Если вы хотите рассчитать выходную мощность турбины, наиболее часто используемая формула для расчета мощности ветряной турбины выглядит следующим образом (5):

Мощность = Cp 1/2 ρ A V³
Где:
P = Выходная мощность, Вт
Cp = Максимальный коэффициент мощности в диапазоне от 0.От 25 до 0,45, без размера (теоретический максимум = 0,59)
ρ = плотность воздуха, кг / м³
A = рабочая площадь ротора, м² или
π D² / 4 (D — диаметр ротора в м, π = 3,1416)
В = Скорость ветра, м / с

FAQ

Насколько велика ветряная турбина, необходимая для питания дома?

Размер ветряной турбины, которая вам понадобится для питания дома, зависит от выходной мощности вашей ветряной турбины, а также количества и скорости ветра, которому она подвержена.Например, бытовая ветряная турбина мощностью 1,5 киловатт может генерировать достаточно энергии для 300 киловатт-часов каждый месяц, если ее разместить в месте, где средняя годовая скорость ветра составляет 14 миль в час.

К сожалению, 300 киловатт-часов покрывают лишь примерно одну треть потребности среднего дома в электричестве в месяц. Хотя это по-прежнему значительный вклад и значительно сократит ваши счета за электроэнергию, этого недостаточно для питания вашего дома, и он зависит от условий, которые недостижимы в большинстве областей.Если вы хотите еще больше снизить зависимость от электросети, вы можете легко соединить большинство этих ветряных турбин с солнечными батареями для получения дополнительной чистой энергии.

Каков средний срок службы ветряной турбины?

Ветряные турбины имеют средний срок службы около 20 лет, но при простом и недорогом обслуживании и мониторинге они могут прослужить до 25 лет.Чтобы ваша ветряная турбина работала оптимально, вам нужно будет проводить профилактические осмотры примерно два или три раза в год.

По мере старения турбины вам необходимо будет увеличивать частоту обслуживания. Не забывайте проводить обследование после значительных погодных явлений. Требуемое техническое обслуживание будет зависеть от материалов, из которых изготовлена ​​турбина, и условий эксплуатации.

Сколько времени нужно ветровым турбинам, чтобы окупить себя?

В среднем домашняя ветряная турбина окупится примерно за шесть месяцев непрерывного производства энергии.Тем не менее, этот график будет варьироваться в зависимости от размеров вашей турбины, технических характеристик и воздействия ветра. Если вы разместите свою турбину в районе с низким или непостоянным ветровым воздействием, она окупится дольше, как и при покупке ветряной турбины с малой выходной мощностью.

Что я могу сделать со старыми лопастями ветряных турбин?

Лопасти ветряных турбин следует утилизировать надлежащим образом.В настоящее время очень мало мест, где можно перерабатывать списанные ветряные турбины из-за смешанного состава материалов. Несколько коммунальных предприятий в настоящее время работают над разработкой инновационного и энергоэффективного способа борьбы с отходами, образующимися при выведении из эксплуатации ветряных турбин.

Если вы любите проекты своими руками, вы можете использовать лопасти старых ветряных турбин в качестве предметов декора стен.

Как работают ветряные турбины, когда нет ветра?

Ветровые турбины работают с пониженной мощностью или вообще не работают в безветренную погоду.Каждая ветряная турбина в жилых домах имеет так называемую «пониженную» скорость. Мы указали это как начальную скорость для ясности в наших спецификациях для каждой ветряной турбины.

Скорость включения для большинства небольших ветряных турбин очень низкая, большинство наших опций находится в пределах 2-3 м / с. Этот рейтинг означает, что они начнут генерировать небольшое количество энергии с легким ветерком. По мере увеличения скорости ветра генерируемая ветровая энергия будет увеличиваться в геометрической прогрессии. Это продолжается до тех пор, пока турбина не превысит свою максимальную номинальную скорость ветра, после чего она достигнет точки отсечки для защиты турбины.В точке отключения ветряная турбина для жилых помещений автоматически отключается.

Список литературы

1. Реалии смерти птиц и летучих мышей от ветряных турбин. Источник: https://www.evwind.es/2020/10/01/the-realities-of-bird-and-bat-deaths-by-wind-turbines/77477
2. База данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и Эффективность. Получено с: https://www.dsireusa.org/
3. Преимущества 5-лезвия.Получено с: https://studylib.net/doc/6944913/advantages-of-5-blade-over-3
4. Эти огромные новые ветряные турбины — чудо. Источник: https://www.vox.com/energy-and-environment/2018/3/8/17084158/wind-turbine-power-energy-blades
5. Справочник по малой ветроэнергетике. Источник: https://windexchange.energy.gov/small-wind-guidebook

Ханна Грегорио работает в писательской индустрии с 2010 года. Она имеет степень бакалавра журналистики в Manila Times College.

Ветряные турбины и небольшие генераторы для вашего дома

Мы все их видели — эти массивные белые трехзубые башни с вертушками, тянущиеся вдоль автострад сельской Америки. Эти огромные ветряные турбины высотой в сотни футов, ничего не подозревающие, но изобилующие футуристическим потенциалом. Несмотря на медленные колебания, эти турбины быстро меняют современный ландшафт возобновляемых источников энергии.

Промышленные ветряные турбины ответственны за выдающиеся 6.5% электроэнергии Америки, поэтому неудивительно, почему так много домовладельцев ищут умные способы использовать экологические преимущества энергии ветра. Небольшие ветряные турбины вбирают в себя всю природную магию энергии ветра и превращают ее в бытовую электрическую машину. Эти упрощенные решения для выработки электроэнергии, служащие экологически безопасными воротами к чистой, рентабельной возобновляемой энергии, прокладывают путь к более экологичному будущему.

Но как именно работает энергия ветра и может ли небольшая ветряная турбина приводить в действие ваш дом? Каковы преимущества и проблемы? Мы рассмотрим эти и другие вопросы ниже.

Как работают жилые турбины?

Небольшие ветряные турбины, также известные как ветряные турбины для жилых домов, обладают всеми функциями промышленных ветряных турбин. Все ветряные турбины преобразуют кинетическую энергию, создаваемую ветром, в механическую энергию. c Их пропеллеры спроектированы таким образом, чтобы улавливать максимальное количество энергии ветра. Когда захваченная энергия ветра преобразуется в электричество, она может обеспечивать питание вашего домашнего освещения, электрического отопления, бытовых приборов и т. Д.В зависимости от размера вашей небольшой ветряной турбины и вашего географического положения вы можете вырабатывать достаточно энергии, чтобы полностью отказаться от счетов за электроэнергию.

Как небольшие ветряные турбины могут приводить в действие мой дом?

Глядя на простую малогабаритную ветряную турбину, вы можете быть удивлены, что она может поддерживать или даже дополнять ваши потребности в электроэнергии, но бытовые ветряные турбины могут вырабатывать от 400 Вт до 100 кВт. Средняя скорость ветра в вашем районе определяет, сколько энергии ветра можно преобразовать.

Знаете ли вы, что ветряная электроэнергия может питать следующие предметы домашнего обихода:

• Бытовая техника (стиральная, сушильная, посудомоечная машина и т. Д.)
• Системы кондиционирования и отопления
• Водонагреватели
• Бытовые светильники

Финансы Ваш следующий проект по благоустройству дома

Готовы ли вы к следующему ремонту дома?

По данным Министерства энергетики США, лучшим показателем производительности ветряных турбин является годовая выработка энергии.Вы можете не осознавать, но есть четкая разница между силой и энергией. Мощность, измеряемая в киловаттах (кВт), — это скорость потребления электроэнергии. Энергия, которая измеряется в киловатт-часах (кВтч), представляет собой общее количество потребляемой энергии. Приобретая идеальную небольшую ветряную турбину для вашего дома, узнайте расчетную мощность турбины в кВтч / год, чтобы определить, может ли ветряная турбина производить достаточно электроэнергии для удовлетворения ваших потребностей.

Почему стоит выбрать энергию ветра?

Есть причина, по которой экологически сознательные домовладельцы стекаются к экологически чистым альтернативам электроэнергии, чтобы уменьшить свою зависимость от электросети и ископаемых видов топлива.В условиях постоянно растущей реальности изменения климата, требующей реальных и эффективных изменений, возобновляемые источники энергии стали более привлекательными, чем когда-либо. В то время как солнечная энергия приобрела огромную популярность как в промышленности, так и в жилом секторе, энергия ветра сильно отстает.

История того, как люди использовали энергию ветра, восходит к 5000 г. до н.э., ветряные мельницы прошли долгий путь с момента их изобретения 1850 г. — сегодня их высота составляет более 200 футов, и они способны производить достаточно возобновляемой энергии для выработки энергии, эквивалентной 32 миллионам американцев. дома.Энергия ветра растет так быстро по всему миру. Министерство энергетики США стремится к 2030 году заменить 20% электроэнергии страны на энергию, производимую ветром.

Потенциал ветровой энергии был совершенно очевиден, но как частному домовладельцу это может быть трудно понять как можно эффективно использовать эту силу у себя дома. Выгоды можно разделить на три ключевых фактора; энергия ветра на 100% экологична, бесплатна для производства и на 100% возобновляема.

Пока Земля продолжает вращаться, разное атмосферное давление будет продолжать создавать ветер, который затем может непрерывно преобразовываться в электричество. Домовладельцы несут полную ответственность за затраты на установку своей небольшой ветряной турбины — энергия, произведенная после этого, предоставляется бесплатно. А поскольку энергия ветра полностью зависит от природных атмосферных явлений, вредные газы, масла или токсины не участвуют в процессе преобразования. Итак, хотите ли вы сократить счета за электроэнергию или сократить выбросы углекислого газа, выбор энергии ветра позволит вам получить оба преимущества одним махом.

Какие типы бытовых турбин бывают?

Небольшие ветряные турбины существуют в двух доминирующих формах: на крыше и отдельно стоящие башни. Среди этих двух типов бытовые турбины могут быть либо турбинами с горизонтальной осью, либо с турбинами с вертикальной осью.

• Горизонтально-осевые турбины : Горизонтально-осевые ветряные турбины являются наиболее распространенным типом небольших ветряных турбин. Обычно они имеют три лопасти гребного винта, которые колеблются против ветра, заставляя лопасти противостоять ветру, чтобы максимизировать захватывающую способность.Хотя они обычно тяжелее своих собратьев с вертикальной осью, ветровые турбины с горизонтальной осью лучше спроектированы для более высокой выработки энергии.
• Турбины с вертикальной осью : В ветряных турбинах с вертикальной осью используется ось вращения, которая закреплена перпендикулярно земле. Эти турбины чаще используются в жилых помещениях, но становятся все более популярными в промышленных масштабах. Ветряные турбины с вертикальной осью спроектированы так, чтобы улавливать ветер, дующий под любым углом, что делает их более привлекательным вариантом для тех, кто живет в более суровом климате.

Каковы преимущества малых ветряных турбин?

1. Экологичная альтернатива энергии
   В отличие от энергии, производимой на ископаемом топливе, энергия ветра полностью чиста и экологична. Вам не придется беспокоиться о загрязнении окружающей среды разрушительными выбросами или опасными долгосрочными последствиями, как в случае выработки энергии на основе угля или нефти. Когда вы модернизируете свой дом до небольшой ветряной турбины, вы эффективно уменьшите свою зависимость от традиционных источников энергии и пополните ряды домовладельцев, заботящихся об окружающей среде, стремящихся к более экологичному завтрашнему дню.
2. Возобновляемость
   Ветровая энергия не только бесплатна, но и полностью возобновляема. Окружающий воздух всегда будет сходиться с разной скоростью давления, а это означает, что ветер всегда будет существовать в географических областях, которые подвержены неравенству воздуха. По сути, вам никогда не придется беспокоиться об истощении запасов.
3. Доступность финансирования
   Несмотря на то, что одним из недостатков установки ветряной турбины для жилых домов являются первоначальные первоначальные затраты, домовладельцы могут воспользоваться рядом специализированных способов финансирования, чтобы воспользоваться преимуществами ветроэнергетики.Чистая энергия с оценкой собственности, также известная как финансирование PACE, представляет собой простой план на основе рассрочки для домовладельцев, заинтересованных в финансировании своей установки за счет специальных налоговых сборов на свою собственность.

Каковы проблемы малых ветряных турбин?

1. Зависимость от погоды
   Одним из самых серьезных препятствий для ветроэнергетики является то, что вырабатываемая энергия полностью зависит от географического положения и постоянных погодных условий. Это означает, что энергия ветра может быть как непредсказуемой, так и непостоянной, что делает практически невозможным прогноз общей ежемесячной экономии.В большинстве географических случаев ветер дует непостоянно, поэтому размер сбережений, которые вы зарабатываете, обязательно будет колебаться.
2. Уровень шума
   Ветровые турбины могут издавать звуки мощностью от 50 до 60 децибел, что может быть невероятно шумным для спокойных районов. Если вы живете в сельской местности и у вас есть преимущество в том, что у вас почти нет соседей, громкие, жужжащие звуки будут только мешать вам, однако тем, кто живет в густонаселенных районах, может повезти меньше.
3. Правила зонирования
   Наряду с борьбой со значительно повышенным уровнем шума процесс установки небольшой ветряной турбины становится еще более трудным из-за местных законов, ТСЖ и правил зонирования, которые могут вообще запретить установку.

Если вы не уверены в законах, правилах и ограничениях зонирования вашего района, вы можете обратиться к местному строительному инспектору, совету по планированию или наблюдательному совету, чтобы получить информацию, необходимую для соответствия требованиям вашего проекта.

Заключение

Энергия ветра растет и не показывает никаких признаков замедления. Домовладельцы, стремящиеся уменьшить свой углеродный след и сократить свои ежемесячные счета за электроэнергию, обязательно извлекут выгоду из обоих моментов, когда их небольшая ветряная турбина будет установлена.Хотя первоначальная стоимость может быть высокой, это разумный способ воспользоваться бесконечно богатым ресурсом.

Домашняя ветроэнергетика: да, у меня на заднем дворе!

Так что, может быть, вы думаете, что хотите производить собственное электричество, и домашняя энергия ветра пришла вам в голову. В конце концов, кому действительно нравится оплачивать счета за коммунальные услуги? Малая ветровая энергия является возобновляемой, экологически чистой и при правильных обстоятельствах может сэкономить вам деньги.

Но подходит ли вам домашняя ветровая энергия? Ответ может вас удивить, потому что жизнь в ветреной местности не обязательно является самым важным фактором.Фактически, многие объекты не подходят для установки ветряной турбины, даже если в них дует сильный ветер (по причинам, которые мы рассмотрим). С другой стороны, если вы хотите отключиться от сети и производить собственное электричество, вы почти наверняка захотите рассмотреть возможность установки домашней ветряной турбины, даже если в вашем районе не очень ветрено.

Вот сделка: чтобы домашняя ветряная турбина оправдала ваши инвестиции, вам действительно нужно жить на акре или более. Это руководство из Руководства по малым ветроэлектрическим системам Министерства энергетики США, бесплатного издания для домовладельцев.Жизнь в сельской местности помогает, потому что если вы живете в жилом районе, вы можете столкнуться с конфликтами с зонированием и местными ассоциациями домовладельцев. Кроме того, вы с большей вероятностью обнаружите высокую среднюю скорость ветра на широких открытых пространствах вдали от ветрозащитных полос, таких как здания и деревья. В целом, хотя установка небольшой ветряной турбины в городе или пригороде, безусловно, возможна, у вас гораздо больше шансов получить подходящие условия для домашней ветровой энергии, если вы живете за пределами города.

Так обстоит дело с Кэмом и Мишель Мазер, которые живут на 150 акрах леса в сельской местности Онтарио. Мазеры живут в автономном доме, который питается от солнечных батарей и микроветровой турбины, мощностью 1 киловатт (кВт) Bergey Excel 1. На такой большой территории они находятся далеко от ближайших соседей, поэтому никто не может может быть расстроен заметным, но не неприятным, шумом ветряной турбины или очень заметной 100-футовой башней во дворе пары.

Что удивительно в положении Мазерсов, так это то, что их местная скорость ветра не идеальна, но домашняя ветровая энергия прекрасно работает на них.«Технически, если вы посмотрите на карты ветров, мы находимся в плохом месте для ветра, но мы хотели отключиться от сети по экологическим причинам», — говорит Кэмерон. Самая большая проблема с имуществом Мазерсов заключается в том, что у них слишком много деревьев, и хотя их небольшая ветряная турбина находится на высоте 40 футов над линией деревьев, ландшафт замедляет ветер. Тем не менее, ветер по-прежнему имеет для них смысл, потому что они отключены от сети, поэтому их единственное электричество — это то, что они производят, а затем хранят в батареях. Они начали с солнечных панелей, но добавление ветряной турбины сделало всю систему намного более стабильной и эффективной — большое преимущество, когда вы несете единоличную ответственность за выработку собственной электроэнергии.

Эксперты по возобновляемым источникам энергии часто рекомендуют устанавливать гибридные ветровые и солнечные энергетические системы для автономного проживания. Эти системы работают хорошо, потому что энергия ветра и солнца, как правило, наиболее доступна в разное время.

«До появления нашей ветряной турбины мы попадали в канавку, где садится солнце, а вы живете за счет батарей», — говорит Кэмерон. «Вы просыпаетесь утром, и у вас заканчивается энергия в ваших батареях. С ветром вы просыпаетесь и получаете больше сил ». В результате установки небольшой ветряной турбины Мазеры меньше зависят от генератора, работающего на ископаемом топливе, для выработки электроэнергии, когда их батареи разряжаются, что, как указывает Кэм, не только снижает их углеродный след, но и помогает изолировать их. от энергетической незащищенности будущего.«Мы смотрим на это с точки зрения устойчивости», — говорит он.

Домашняя ветроэнергетика, подключенная к сети

Если ваша главная цель — самообеспечение энергией, вы можете отказаться от электросети. Но если вы просто заинтересованы в производстве собственной ветровой энергии в жилых домах, подключенная к сети система может иметь большой смысл. При такой настройке каждый раз, когда ваша ветряная турбина производит больше энергии, чем требуется вашему дому, эта энергия поступает в местную энергосистему. Когда вам нужно больше энергии, чем вы производите, вы потребляете энергию из сети.Системы, подключенные к сети, часто дешевле, потому что, не беря на себя ответственность за производство всего собственного электричества, вы можете установить меньшую и менее дорогую систему. Вы также можете отказаться от аккумуляторной батареи и резервного генератора. Наконец, если вы постоянно производите больше электроэнергии, чем вам нужно, вы действительно можете получить деньги от коммунального предприятия.

Вот как это работает для Джона Иванко и Лизы Кивирист на их загородном участке в Браунтауне, штат Висконсин. Они находятся в прекрасном месте для ветра — с момента переезда они потеряли довольно много черепицы с крыши, говорит Иванко, и они действительно могут видеть коммерческую ветряную электростанцию ​​со своего участка.

Около 10 лет назад Иванко и Кивирист установили свою 10-киловаттную турбину Bergey Excel на 120-футовой башне (см. Фотографию в галерее изображений). Сейчас они вырабатывают около 10 000 киловатт-часов (кВтч) в год, что немного ниже среднего годового потребления электроэнергии домохозяйствами в Соединенных Штатах.

Пара инвестировала в энергоэффективность дома, прежде чем они начали устанавливать возобновляемые источники энергии, однако, имея эффективный дом, они теперь вырабатывают больше электроэнергии, чем им нужно.«На самом деле для нас это денежный поток. Мы перерабатываем от 2 000 до 4 000 киловатт-часов », — говорит Иванко. В результате коммунальные предприятия ежегодно выплачивают от 200 до 400 долларов.

Как именно работают эти отношения с коммунальным предприятием, зависит от государственного регулирования. В Висконсине, как и в большинстве штатов (по последним подсчетам их 43), действуют правила измерения чистых измерений, которые помогают домовладельцам подключиться к электросети. По сути, когда вы используете электроэнергию от сети, ваш счетчик работает вперед, а когда вы подключаете избыточную электроэнергию в сеть, он работает в обратном направлении.«Растить детей в среде с возобновляемыми источниками энергии очень важно», — говорит Кивирист. «Нашему сыну сейчас 11 лет, и он не знает другого пути. Он просто предполагает, что счетчик каждого идет в обратном направлении ».

Экономика ветроэнергетических систем

Установка ветряной турбины или любой другой системы возобновляемой энергии — это действительно инвестиции. По оценке Мэзеров, общая стоимость их ветряной турбины мощностью 1 кВт составила около 9000 долларов без учета батарей. Им удалось сэкономить деньги, установив турбину самостоятельно, и они сами производят техническое обслуживание.И имейте в виду, что их система небольшая. Даже при твердой средней скорости ветра 9 миль в час расчетная годовая выработка составляет около 1800 кВт / ч. Для системы, достаточно большой, чтобы обеспечивать всю вашу собственную энергию — около 960 кВт / ч в месяц для среднего дома в США — затраты могут быть значительно выше.

Иванко и Кивирист подсчитали, что общая установленная стоимость их ветряной турбины мощностью 10 кВт составила около 39 500 долларов, но их личные расходы были меньше половины этой суммы, благодаря государственному гранту и другому творческому финансированию.Например, они сократили свои затраты на рабочую силу, объединившись с преподавателями ветроэнергетики, чтобы провести семинар на своей территории.

Мазеры выбрали автономную жизнь по экологическим причинам, но решение об отключении иногда может иметь смысл исключительно с финансовой точки зрения. Начнем с того, что если вы живете в действительно удаленном районе и хотите отключиться от сети, установка систем возобновляемой энергии часто будет дешевле, чем оплата коммунальной компании за продление линии электропередачи до вашей собственности.Фактически, в некоторых штатах требуется, чтобы коммунальное предприятие предоставляло информацию об альтернативах возобновляемой энергии всякий раз, когда клиент запрашивает продление линии электропередачи. Американская ассоциация ветроэнергетики дает широкий диапазон ожидаемых сроков окупаемости домашней ветряной турбины — от 6 до 30 лет. Ваша экономия будет зависеть от множества индивидуальных факторов.

Одним из самых простых факторов для расчета является индивидуальное стимулирование использования возобновляемых источников энергии. В США малые ветряные турбины в настоящее время имеют право на получение федеральной налоговой льготы в размере 30 процентов, которая будет действовать до 2016 года.

Другие финансовые льготы могут быть доступны через ваш штат или через отдельные коммунальные предприятия. Лучшее место для текущей информации о стимулах для возобновляемых источников энергии в США, в том числе о правилах чистых измерений, — это База данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и эффективности. В Канаде также есть льготы по использованию домашнего ветра; найти дополнительную информацию в отделе природных ресурсов Канады и Канадской ассоциации ветроэнергетики.

Еще одним ключевым фактором при расчете того, насколько быстро окупится ваша ветряная турбина, является знание того, насколько на самом деле порывистый ветер у вас на территории.В справочнике Министерства энергетики США по ветру рекомендуется минимальная средняя скорость ветра 10 миль в час, если вы хотите рассмотреть возможность установки турбины, подключенной к сети. Вы можете получить приблизительную информацию о ветровых условиях в том месте, где вы живете, проверив карты ветровых ресурсов, например карты Wind Powering America, или запросив в ближайшем аэропорту данные о средней скорости ветра. В некоторых регионах с сильным ветром вы также можете найти независимых оценщиков по разумной цене. Ассоциация возобновляемых источников энергии Среднего Запада, например, ведет список экспертов по оценке объектов .В других местах вам нужно будет ознакомиться с предложениями по оценке ветряных электростанций своими руками или воспользоваться рекомендациями местных дилеров по продаже ветряных турбин. См. «Домашние ресурсы по ветроэнергетике» далее в этой статье, где можно найти более полезные книги и веб-сайты о ветроэнергетике.

Что нужно знать домовладельцам

Что еще вам действительно нужно знать, если вы рассматриваете ветроэнергетику? Пол Гипе, автор книги Wind Power: Renewable Energy for Home, Farm and Business , занимается исследованиями ветряных турбин и пишет о них с середины 1970-х годов.Хотя он является большим сторонником возобновляемых источников энергии, он также является ярым защитником интересов потребителей, который продолжал побуждать ветроэнергетику создавать лучшие небольшие турбины, проводить больше испытаний и публиковать больше информации о характеристиках турбин. «Я хочу, чтобы люди использовали ветряные турбины, но я хочу, чтобы люди использовали их безопасно, и я хочу, чтобы они производили значительное количество электроэнергии», — говорит Гайп.

Вот его краткий список того, что потребители должны знать о небольших ветряных турбинах.

Высота башни. Во-первых, да, вам действительно нужна эта высокая башня, потому что средняя скорость ветра существенно увеличивается с высотой. «Для небольшой турбины жилого размера она должна быть не менее 80–100 футов в высоту», — говорит Гипе. Вы увидите ветряные турбины, установленные на более коротких башнях, и они могут вырабатывать немного электричества — скорее всего, не так много электричества, как вам хотелось бы, и решить финансовую сторону ветра сложно, если вы не производите достаточно энергии. .

Крепление на крышу. «Никогда не ставьте ветряную турбину на крышу», — советует Гайп.Это происходит постоянно, потому что большую часть расходов на турбину составляет башня, и люди ищут способы немного сэкономить. Однако это не способ сделать это. «Если вы хотите, чтобы ветряная турбина была продуктивной, результаты снова и снова доказывают, что установка ветряной турбины прямо на крыше просто не работает», — говорит он. Турбина должна быть значительно выше линии крыши, чтобы вырабатывать много электроэнергии, чего вы не получили бы, если бы не установили высокую башню на крыше — не самое безопасное место для установки большой машины.«Это небезопасно, неразумно и нерентабельно», — считает Гайп.

Сертификация. Не поддавайтесь соблазну новой конструкции ветряной турбины, которая звучит замечательно, но не содержит данных испытаний, подтверждающих ее. Ищите признанных производителей с проверенной репутацией и сертифицированными результатами испытаний, которые показывают, сколько электроэнергии вы сможете произвести. «Не покупайте ничего непроверенного, непроверенного или не сертифицированного Советом по сертификации малых ветроэнергетических установок», — говорит Гайп.(На момент написания этой статьи сертифицированы три турбины — Excel 10 от Bergey Windpower Co., R9000 от Evance Windpower Ltd. и Skystream 3.7 от Southwest Windpower — и еще несколько ожидают утверждения.)

Безопасность. «Убедитесь, что турбину можно безопасно обслуживать и эксплуатировать», — говорит Гипе. «С учетом имеющихся технологий это означает, что башня может быть безопасно опущена на землю». Другими словами, подумайте о наклонной башне, а не о той, которая требует от вас работы с ветряной турбиной на высоте 100 футов в воздухе.

У Иванко и Кивириста есть еще несколько мудрых слов: застрахуйтесь. Им не нужно было делать ничего особенного, чтобы получить страхование ответственности — это был всего лишь еще один пункт, указанный в их страховом полисе домовладельцев, объясняет Иванко. Однако они также застраховали свой ветряк от повреждений и были благодарны за это, когда лопасти треснули во время сильного шторма в прошлом году. Пара предупреждает, что с изменением климата экстремальные погодные явления становятся все более распространенными, поэтому хорошая страховка необходима как никогда.Иванко и Кивирист были в восторге от того, что Берджи решил встать за свои лезвия и бесплатно заменить их, даже несмотря на то, что лезвия больше не находились на гарантии. По этой причине пара также рекомендует покупать у признанных производителей, чтобы убедиться, что турбины сертифицированы, а гарантийная политика надежна.

И несколько заключительных слов Кэм и Мишель Мазер: Не пугайтесь — вы справитесь! Когда Мазеры отключились от сети 15 лет назад, они не могли найти никого в своем районе, кто знал бы о солнечных панелях или ветряных турбинах, поэтому им пришлось все изучить самостоятельно.Причина, по которой они в конечном итоге решили установить турбину, заключалась в том, что они не могли найти достаточно близко дилера, который сделал бы это за разумную плату. Но они заставили это работать и говорят, что нашли много преимуществ в этом практическом подходе. «Если бы мне пришлось, я мог бы обрушить вышку за 20 минут с помощью аккумуляторной дрели», — говорит Кэмерон. «Мне это нравится, потому что я это сделал». Производство энергии из возобновляемых источников энергии и выяснение того, как заставить работать их ветряные турбины, были захватывающими для Кэма.«Мне это очень нравится. Во время сильной бури я могу стоять и смотреть на нее весь день ».

Когда ветер не для тебя: что дальше?

Итак, вы готовы к использованию возобновляемых источников энергии в домашних условиях, но поняли, что установка домашней ветряной турбины на заднем дворе не имеет смысла. Какие у вас есть альтернативы?

Если вы уже решили, что хотите производить собственное электричество, обратите внимание на солнечная энергия . Многие объекты, которые не подходят для установки ветряных турбин, имеют большое количество солнечного света, а стоимость солнечных электрических панелей аналогична той, которую вы бы заплатили за ветряную турбину.

С другой стороны, возможно, вас не волнует практическая сторона возобновляемой энергии — вы просто хотите сократить использование ископаемого топлива и поддержать разработку более чистых форм энергии. Если это ваша ситуация, изучите варианты покупки зеленой энергии . В некоторых случаях это так же просто, как выбрать ветряную электростанцию ​​в вашем коммунальном предприятии. В других случаях это больше похоже на покупку компенсации за выбросы углерода. Узнайте, что доступно там, где вы живете, с помощью ресурса Green Power Агентства по охране окружающей среды.

Если вам просто нравится энергия ветра в жилых домах и вы хотите перенести ее поближе к месту вашего проживания, подумайте о том, чтобы узнать больше о энергии ветра для местных жителей . Хотя вы, возможно, больше всего знакомы с малым ветром для дома или промышленным ветром для коммунальных служб, появляется все больше промежуточных проектов на уровне местных сообществ. В частности, ветряные турбины часто хорошо подходят для школ, где, помимо других преимуществ, они могут использоваться в качестве учебного пособия. Узнайте больше о школьной ветроэнергетике в статье «Почему ветроэнергетика работает для школ».

Домашние ресурсы ветроэнергетики

Книги

Homebrew Wind Power Дэн Бартман и Дэн Финк

Сила ветра: достижение энергетической независимости Дэн Чирас, Мик Сагрилло и Ян Вуфенден

Справочник по возобновляемой энергии Уильяма Кемпа

Сельский ренессанс: возобновление поисков хорошей жизни Джона Иванко и Лизы Кивирист

«Процветание в трудные времена: Справочник по энергетике, продовольствию и финансовой независимости» Кэма Мэзера; Вы можете узнать больше о приключениях Кэма вне сети в блоге Homesteading and Livestock .

Основы ветроэнергетики, Пол Гип

Энергия ветра: возобновляемые источники энергии для дома, фермы и бизнеса Пол Гипе

Основы ветроэнергетики, Дэн Чирас

Прочие ресурсы

Установка ветряной турбины домашнего масштаба (DVD), Cam Mather

Совет по сертификации малых ветроэнергетических установок
независимый орган по сертификации малых ветроэнергетических установок и перечисляет сертифицированные турбины, находящиеся на рассмотрении заявки и подробную информацию для потребителей

Wind-Works
Веб-сайт Пола Гипа; информация о малом ветре, включая особенности различных моделей турбин

Первоначально опубликовано: апрель / май 2013 г.

Ветряная электростанция на крыше может взлететь, используя ключевой принцип полета

Эта статья изначально была опубликована в журнале Scientific American и переиздана здесь как часть проекта «Покрытие климата сейчас», глобального журналистского сотрудничества, направленного на усиление освещения истории о климате.

Солнечные панели, расположенные на крышах домов и других зданий, становятся все более распространенным явлением в Соединенных Штатах, но ветряные системы на крышах никогда 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 от всего производства электроэнергии).

В отличие от солнечных ячеек, 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

Хоученса 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.

Устройство, которое исследователи назвали AeroMINE, может отбирать энергию ветра с большей площади, чем лопасти турбины сами по себе.

Благодаря такой конструкции устройство, которое исследователи называют AeroMINE («MINE» означает «Неподвижная, интегрированная экстракция»), может извлекать энергию ветра из большей площади (по сути, прямоугольной поверхности AeroMINE), чем лопасти турбины могли бы сами по себе. в традиционной установке.Хушенс сравнивает такие стандартные турбины с формочками для печенья, которые оставляют потраченное впустую тесто. Новое устройство использует весь доступный ветер, позволяя извлекать больше энергии.

AeroMINE также не создают таких же вибраций и шума, как обычные турбины; По словам Вестергаарда, они «менее шумны, чем вентиляторы». Относительная простота их конструкции означает, что меньше движущихся частей выходит из строя. К турбине, которая находится внутри здания, будет легче получить доступ, если она действительно нуждается в ремонте.Такое расположение также защищает лезвия от любого контакта с людьми или дикими животными. Команда разрабатывает систему так, чтобы ее можно было использовать вместе с солнечными панелями на крыше, подключаясь к существующей инфраструктуре для сбора энергии, которую они генерируют.

«Я действительно думаю, что эта технология может быть новаторской» для районов с хорошими ветровыми условиями, — говорит Лучано Кастильо, инженер-механик из Университета Пердью, который не участвует в проекте, но в прошлом работал с Вестергардом.

Он также считает, что простота AeroMINE может сделать их хорошим вариантом для развивающихся стран, поскольку новые устройства не требуют специальных деталей или инструментов и их относительно легко исправить. И Кастильо, и Вестергард видят потенциал использования этой конструкции под водой, чтобы использовать приливную энергию.

Джей Апт, содиректор Центра электроэнергетики Карнеги-Меллона, который также не участвует в проекте, согласен с тем, что простота конструкции привлекательна.Но он не уверен, можно ли масштабировать систему для эффективного производства энергии с достаточно низкими затратами в реальных условиях. Хушенс говорит, что при подходящих ветровых условиях он и его коллеги думают, что AeroMINE могут быть конкурентоспособными с нынешней стоимостью солнечной энергии на крышах.