Рекомендации по выбору ветроэнергоустановки

Выбор ВЭУ - достаточно сложная задача.



1. Использование электроэнергии от ветра экономически выгодно при среднегодовых скоростях ветра более 5 м/с, либо при отсутствии или нерегулярной подаче сетевого электричества.

2. Серийного производства ВЭУ (более 10 шт. в месяц) в настоящее время в России и СНГ нет нигде. Сегодня существует около 10 реальных производителей и еще 10-20, которые пытаются или пробовали раннее изготавливать ВЭУ в РФ.

3. Иностранных производителей ВЭУ можно исключить сразу, так как их цены в несколько раз выше отечественных (и на то много причин).

4. Особое внимание стоит уделять не только мощности ВЭУ (именно ВЭУ, а не инвертора, входящего в комплект), но и при какой скорости ветра эта мощность может быть получена. Некоторые продавцы представляют завышенные показатели. Для этого не поленитесь подсчитать по несложной формуле мощность, которую способен отдать ветряк с винтом конкретного диаметра. Эта мощность практически зависит только от скорости ветра V и диаметра винта D, а все остальные факторы - количество лопастей, их вес, площадь, профиль, крутка, генератор, подшипники и т.д. - второстепенные и большой погрешности не дают. Упрощенная формула расчета реально отдаваемой ветром мощности в зависимости от скорости ветра и диаметра винта: Р = D2V3/7000 кВТ, с точностью ±20 % (зависит от КПД винта и генератора). + 20% - идеальная ВЭУ, ее цена увеличится в 2-3 раза. - 20% - первый ветряк энтузиаста-любителя. При равной мощности ВЭУ выбирайте ту, у которой диаметр ветроколеса больше.

5. При выборе ВЭУ необходимо иметь в виду, что наиболее экономически эффективную отдачу мощности при ветровых условиях вашей местности можно получить при двукратной среднегодовой скорости ветра, которую можно назвать номинальной.

Для Московского региона Vср. год = 4 м/с, a Vном = 8 м/с. Для ВЭУ с диаметром винта 5 мР = 5^2 - (4х2)^3/7000 = 1,83 кВт. Таким образом, номинальная мощность ВЭУ не превысит 2 кВт при диаметре винта 5 м, а более мощные ВЭУ с таким же диаметром винта практически никакого выигрыша не дадут, но их цена будет выше.

Для Vcp. год = 5,5 м/с (в приморских и степных районах), Vном = 11 м/с, номинальная мощность будет равна Р = 5^2 (5,5х2)^3 / 7000 = 4,75 кВт, что соответствует ВЭУ с номинальной мощностью 5 кВт и винтом диаметром 5 м.

6. Как это не парадоксально, но чем меньше лопастей в ветроколесе, тем выше его КПД. Это проверено как теоретическими исследованиями, так и продувками в аэродинамической трубе, хотя разница между 1, 2, 3 лопастями незначительна.

7. Некоторые производители представляют результаты продувок своих ветроэлектрических установок по мощности в аэродинамической трубе. Это хорошо, и говорит о серьезном подходе к делу. Однако, необходимо учитывать, что мощность в аэродинамической трубе и в природе на ветру отличаются примерно на 10-30% вследствие идеализации воздушного потока в трубе.

8. Вертикально-осевые ветроустановки имеют право на жизнь, но наукой и опытом давно доказана их очень низкая эффективность по сравнению с горизонтально-осевыми. Это примерно как гребные колеса у дореволюционных пароходов по сравнению с обычным винтом любого современного корабля или катера.

9. При сравнении цен разных производителей обязательно учитывайте состав продаваемого Вам оборудования и его функциональность. Ведь ВЭУ - это целый комплекс, куда обязательно входят:

а) ветроэлектрический агрегат - это генератор, лопасти, узел крепления к мачте; кроме того, сюда может входить регулятор скорости вращения винта (центробежный, механический) и устройство ориентации на ветер (хвост или виндроза);

б) мачта может быть как специальная, так и сооруженная из водопроводной трубы или столба. Здесь можно сэкономить, так как специальная мачта достаточно дорогая.
Стоимость такой комплектации моей ВЭУ составит от 1500$ за 5 кВт.

При необходимости запасать электроэнергию на случай безветрия Вам предстоит обзавестись следующим оборудованием:
- аккумуляторные батареи (автомобильные);
- блок обработки электроэнергии и зарядки аккумуляторов (Блок ОЭЗА);
- преобразователь напряжения (инвертор) -48В 220В 50Гц.

Стоимость такого полного комплекта с ВЭУ обойдется от 2500$ до 5000$. То есть от 500$ до 1000$ (зависит от количества и качества аккумуляторов и мощности и качества инвертора) за 1 кВт, тогда как среднемировая цена 1 кВт составляет 2000-3000$.

Средняя выработка электроэнергии составит 800-1200 кВт-час в месяц, то есть около 12000 кВт-час в год, что при стоимости сетевого электричества 1,5 руб. за 1 кВт-ч (или 0,05$) составит 650$ в год. То есть срок окупаемости ВЭУ составит около 4-х лет при среднегодовой скорости ветра 6 м/с или 6-8 лет при среднегодовой скорости в 4 м/с.

А если сравнивать с автономным электричеством от бензогенератора, у которого себестоимость 1 кВт/часа - около 8 руб., то срок окупаемости ВЭУ будет соответственно в 5 раз меньше, то есть не более одного года.

Ресурс же безредукторной ВЭУ - более 10 лет.

10. Не стоит увлекаться поиском ВЭУ, начинающих работать на малых скоростях ветра - до 3 м/с, так как на этих скоростях ветра его энергия ничтожно мала. Например, для ВЭУ с диаметром винта 5 м выдаваемая мощность при скорости ветра 2 м/с будет менее 30 Вт минус половина этой мощности уйдет на трение в подшипниках и прочие потери, а оставшиеся 15 Вт - ничто, ведь для зарядки одной аккумуляторной батареи емкостью 50 А/ч необходимо 70 Вт. Так что кроме наслаждения от вращения ВЭУ вы больше ничего не получите.

11. При работе ВЭУ в дождь или снег, выдаваемая мощность снижается на 10…30%.

12. Шум от работы безредукторной ВЭУ напоминает свист ветра через приоткрытое окно легкового автомобиля на большой скорости. При работе редукторных ВЭУ гудение редуктора может быть значительным, а ресурс намного ниже.

13. В районах с невысокой среднегодовой скоростью ветра - до 5 м/с рекомендую для полной автономности электрообеспечения дополнительно установить бензоэлектрический агрегат мощностью 2 кВт (12…20 тыс. руб.), который зарядит аккумуляторы в период безветрия.

14. Использовать ВЭУ для отопления дома экономически целесообразно только при среднегодовой скорости ветра более 5-6 м/с.