Топ 6 лучших ветрогенераторов для дома на 2023 год

На что обратить внимание при покупке ВЭУ

Важно учитывать высоту мачты. Чем выше находится ветряк, тем больше ветра он сможет «поймать»

Скорость ветра увеличивается в зависимости от высоты, так что даже в не особо ветреных районах ВЭУ может успешно работать, если мачта будет достаточно высокой. Стандартная высота мачты — 10 метров. С каждыми последующими десятью метрами мощность ветрового потока будет увеличиваться в полтора раза.

Обратите внимание и на такие факторы:

• фактические объемы электроэнергии, которые сможет выработать ветряк в условиях вашего участка;
• актуальность выбранной модели, как долго она выпускается и насколько хорошо ее оценили другие пользователи;
• гарантийные сроки и периодичность технического обслуживания;
• расчетный срок использования ветроэнергетической установки;
• степень сложности монтажа и обслуживания.

Как бизнес формирует положительный имидж, инвестируя в ВИЭ

Компании по всему миру также создают стратегии и определяют «зеленые» цели, которых они хотят достичь в течение определенного периода времени. Появилось осознание: нужно действовать ответственно и подавать экологичный пример потребителям. Конечно, использование ВИЭ может не только помочь в формировании положительного имиджа для компаний, но и снизить затраты на электроэнергию.

Полная версия отчета Renewables 2019 в формате PDF (см. стр. 47)

Так, новые серверы Facebook, а также компания General Motors будут получать энергию от солнечной электростанции. Ее строят в штате Кентукки в рамках масштабной программы Green Invest.

IKEA запланировала производить больше электроэнергии на основе возобновляемых источников, чем она потребляет, к 2030 году. В 14 странах на магазинах размещены 920 тыс. солнечных панелей, а также более 530 ветряных турбин. Ingka, материнская компания IKEA, инвестировала около $2,8 млрд в различные проекты ВИЭ и стала владельцем 1,7 ГВт мощностей. Она также продолжит вкладывать средства в строительство ветропарков и солнечных электростанций.

Химический концерн BASF будет постепенно переходить на возобновляемые источники энергии, а также планирует инвестировать в ветропарки.

Компания Intel получает энергию от ветра, солнца, воды и биомассы. С 2012 года Intel инвестировал $185 млн в 2 000 проектов по энергосбережению, а 100% электроэнергии, потребляемой корпорацией в США и ЕС, поступает из ВИЭ.

Зеленая экономика

Что такое углеродная нейтральность

Apple также ставит перед собой цель стать углеродно нейтральной. Она приобрела несколько солнечных ферм, обеспечивая устойчивую энергию для своих центров обработки данных. С 2018 года все розничные магазины, офисы и центры обработки данных Apple работают на 100% возобновляемой энергии.

Microsoft ежегодно использует более 1,3 млрд. кВт·ч «зеленой» энергии при разработке ПО, работы центров обработки данных и производства. Компания обязалась сократить выбросы углекислого газа на 75% к 2030 году.

Использование энергии ветра

Ветровые турбины до 6 МВт в настоящее время функционируют во многих странах мира, хотя большинство новых 1-3 МВт.

В эксплуатации такие турбины требуют ветер в диапазоне от 4 до 25 метров в секунду (14-90 км/ч). Относительно небольшое число областей имеет значительные выгоды в этом диапазоне, чтобы использовать эффективно энергию ветра и дать более чем 25% КПД.

Ветровые турбины имеют высокие стальные башни со смонтированным генератором в гондоле, а роторы с тремя винтами длиной до 50 м. Фундаменты требуют существенной масса железобетона. Таким образом, необходимые энергоресурсы в производстве значительны

Также размещение имеет важное значение в получении чистой прибыли от них

Там, где есть резервные мощности электроэнергии, которые могут привлекаться в очень короткие сроки (например гидро), значительная доля электроэнергии может быть предоставлена от энергии ветра. Наиболее экономичным и практичным размер коммерческих ветровых турбин в настоящее время около 2 МВт, сгруппированных в ветровые электростанций до 200 МВт. В зависимости от места, большинство турбин работают на 25% нагрузки по факту в течение года (среднеевропейский), но некоторые достигают 40% в оффшорах. Существует четкое различие между офшорными местами, хотя последние являются более дорогостоящими для установки и запуска. Для Великобритании, в 2021 году, наземная ветроэнергетика в среднем дала КПД 30% мощности, а оффшорные 41%.

Перспективы развития ветроэнергетики

Германия экспериментирует с производством водорода через электролиз используя энергию ветра.

Один из подходов к смягчению непостоянства ветров является добыча водорода методом электролиза. Проводится строительство экспериментального завода для производства до 360 м3/ч водорода в Германии. Было высказано предположение о том, что вся электроэнергия из ветра может использоваться таким образом, значительно упрощая управление электросетями. В Германии, вблизи Нойбранденбурга излишки электроэнергии от 140 МВт ветропарка делают водород, хранят его, а затем сжигают для производства электричества, когда спрос высок. Однако есть 84% потерь в этом двойном процессе.

Недостатки ветроэнергетики

1. Основным недостатком является сильная зависимость от ветра.
2. Убивает птиц, воздействуя, таким образом на окружающую среду. Общества дикой природы США посчитало что за год от ветрогенераторов погибло 83000 хищных птиц (ястребы, орлы, соколы и т.д). Существует особое беспокойство по поводу мигрирующих стаями птиц.

Новые ветровые электростанции чаще всего оффшорные в мелководных морях. В Великобритании 3300 МВт ветроэнергетическая мощность в оффшоре, больше, чем внутренняя ветроэнергетика.

Эффективность энергоснабжения

Возобновляемые источники энергии, составляющие всего 7% от общемирового объема производства энергии, крайне недостаточны для удовлетворения глобальных энергетических потребностей

Это тем более важно, что рост населения в будущем подразумевает увеличение потребления и, следовательно, спроса

Помимо экономической эффективности и устойчивости, альтернативные источники энергии также должны удовлетворять энергетические потребности 21-го века по мере роста населения, а также эффективно способствовать замене производства энергии на ископаемом топливе для удовлетворения будущих глобальных энергетических потребностей.

В свете этой неадекватности правительство, директивные органы, а также бизнес нефтегазовой промышленности утверждают, что до тех пор, пока перспективы возобновляемых источников энергии не станут достаточно жизнеспособными в качестве ключевых поставщиков, единственной разумной альтернативой для удовлетворения глобальных энергетических потребностей является продолжение добычи глобальных запасов ископаемого топлива.

Перспективы и возможности ветрогенераторных установок

Ветроэнергетика переживает второе рождение. Из экзотических видов, применяемых в отдельных регионах планеты, где нет возможности применять другие способы производства электричества, ветроэнергетика становится полноценным видом добычи энергии.

Кроме того, весьма привлекателен сам источник. Потоки ветра обладают огромными запасами кинетической энергии, который никогда не иссякнет. В отличие от углеводородов или радиоактивных источников, ветер будет существовать всегда, пока на Земле есть атмосфера. Пользование таким источником абсолютно бесплатно, ограничивается только возможностями оборудования. Привлекательность источника, имеющего такие свойства, бесспорна и не требует никаких дополнительных аргументов.

Современные ветрогенераторы имеют достаточную производительность, чтобы обеспечивать большие количества потребителей. Такие страны, как Дания, Германия, США, Индия и Китай обладают крупными ветровыми электростанциями, играющими важную роль в энергообеспеченности этих стран.

Так, Китай имеет самую мощную на сегодня ВЭС, способную по производительности соперничать с гидроэлектростанциями, лидирующими среди всех разновидностей электростанций. Немного отстают индийские станции, имеющие несколько мощных станций с большим количеством ветроагрегатов.

Между тем активно ведутся разработки небольших установок, позволяющих снабжать энергией отдельные пункты, дома, экспедиционные отряды и т.д. Возможность автономного обеспечения энергией от устройства, перевозимого с собой или установленного рядом с домом, дает полную независимость от поставщиков энергии, роста тарифов и иных неудобств централизованного энергоснабжения.

Сложность использования солнечной и ветряной энергии

Но при этом некоторые страны будут в них сильно нуждаться. Ведь на нашей планете есть места, где в течение года возникают многодневные периоды отсутствия света и ветра. В качестве можно привести Германию, которая расположена в более высоких широтах — страна будет вынуждена больше пользоваться резервными хранилищами. Недавно на родине сосисок и пива уже было что-то вроде «темной депрессии». Это длилось около двух недель.

В некоторых местах нашей планеты иногда ощущается дефицит солнечного света

В конечном итоге получается, что в будущем человечество все-таки сможет перейти на возобновляемые источники энергии. Но процесс отказа от привычных электростанций будет происходить по-разному, в зависимости от местоположения страны и наличия ресурсов. Исследователи подчеркивают, что переход будет даваться людям тяжело и многое также зависит от общественных и политических факторов. Ведь перед постройкой солнечных и ветряных электростанций необходимо, чтобы к этому были готовы народ и органы власти.

А может, будущее за ядерной энергией?

Звучит интригующе, но некоторые группы ученые считают, что нашу планету одними солнечными и ветряными электростанциями не спасти. Свое мнение они объясняют тем, что концентрация углекислого газа на планете будет снижаться слишком медленно. Этой скорости вряд ли хватит на предотвращение климатической катастрофы. В качестве альтернативного источника энергии ученые и основатель Microsoft Билл Гейтс (Bill Gates) предлагают использовать ядерные электростанции. Подробнее об этом можно почитать на нашем сайте.

Какой ветряк лучше: горизонтальный или вертикальный?

ВЭУ разделяются на типы по направлению оси вращения — горизонтальные и вертикальные. Горизонтальные (крыльчатые) располагают вертикальными лопастями, которые крепятся к мачте на горизонтальной оси. Такие ветрогенераторы занимают около 90% рынка; их легко отыскать в любом каталоге. Популярность крыльчатых ветряков обуславливается их высоким КПД, простым управлением, высокой устойчивостью к ураганам и демократичной стоимостью. Их можно устанавливать на любой высоте и не бояться поломки даже во время шторма.

Вертикальные ветряки (карусельчатые) получили свое название из-за вертикальной оси вращения ротора. Они отличаются легким монтажом и стабильной работой даже при малом ветре. Карусельчатые ветрогенераторы малошумны и компактны, из-за чего их часто устанавливают для домашнего использования. Минус таких ВЭУ — меньшая эффективность (в сравнении с крыльчатыми). Вертикальный ветряк нельзя поставить на высокой мачте из-за особенностей конструкции, поэтому они хорошо работают только в ветреной местности.

Горизонтальные ВЭУ более эффективны: половина работы их лопастей происходит за счет сопротивления противоположному движению ветра. Вертикальные же ветрогенераторы из-за смены направления ветра теряют свою мощность. Горизонтальные требуют меньше места и меньших затрат, они эффективны и мощны. Низкий уровень шума делает вертикальные ВЭУ привлекательным приобретением, однако они будут целесообразной покупкой только для тех домов, которые не требуют большого количества электроэнергии и располагают накопительными аккумуляторами на случай безветренной погоды.

Альтернативная энергетика в странах мира: успехи развития

Переход на возобновляемые источники энергии стал своеобразным трендом среди современных развитых государств. Так, согласно Парижскому соглашению, к целый ряд стран достигнет нулевого процента выброса углерода в атмосферу. На данный момент ситуация развивается следующим образом:

• Австрия. В государстве полностью откажутся от традиционных источников энергии к 2030.
• Великобритания. Стало известно, что 2020 стал самым экологичным для королевства со времен начала промышленной революции! Так, Англия 67 суток смогла обходиться без угля, а полностью отказаться от невозобновляемых источников электроэнергии планирует уже к .
• Евросоюз. ЕС развивает грандиозный проект Green Deal, главная цель которого — сформировать на территории Старого Света углеродно-нейтральное пространство уже к 2030. Для этого планируется сократить объемы выбросов парниковых газов на 40 % и увеличить долю возобновляемых источников энергии до 30 %. Чтобы достичь этого, требуется ежегодные вложения на сумму от 260 млрд евро.
• Индия. С государство развивает возобновляемую энергетику за счет популяризации солнечных батарей и ветрогенераторов.
• Испания. В стране активно развивается солярная энергетика — в два раза скорее, чем в Германии.
• Китай. Всего 10 лет потребовалось этой стране, чтобы стать признанным лидером в поставках оборудования для альтернативной энергетики! КНР — крупнейших производитель солярных батарей: 7 из 10 компаний-изготовителей зарегистрированы тут. Китайское правительство объявило, что республика станет полностью углеродно-нейтральной к 2060.
• Россия. Как показывают исследования, страна может получать из всей необходимой для ее нужд энергии: 10 % — от ветрогенераторов, 15 % — от солнечных батарей. В РФ не развита альтернативная энергетика ввиду доступности таких невозобновляемых источников, как нефть и газ. Тем не менее, первые шаги уже предпринимаются: запуск Центра альтернативной энергетики в Химках (2017), ветропарк в Мурманске (2019-2021), который планирует выйти на мощность в 200 МВт.
• Саудовская Аравия. К 2030 году здесь будут получать 50 % электрической энергии из возобновляемых источников.
• США. Джо Байден вернул Штаты в Парижское соглашение и объявил, что государство к 2050 будет использовать 100 % экологичную энергию. Этот же срок объявляют для себя Новая Зеландия, Южная Корея и Япония.
• Шотландия. В 2020 году 97 % электричества здесь добыли из «зеленых» источников энергии — им удалось обеспечить 7 млн домохозяйств. Страна объявляет, что станет 100 % углеродно-нейтральной к 2030.

Как свидетельствует Bloomberg, среди мировых лидеров по инвестированию в альтернативную энергетику выделяются (в млрд): КНР — $83,6, США — $49,3, Япония — $19,3, Великобритания — $16,2 и Нидерланды — $14,3. Перечисленные страны развивают не только солнечную и ветровую энергетику, но и заинтересованы в таких источниках, как биотопливо, биоэнергия, использование отходов, малая гидроэнергетика.

Важно выделить и успехи отдельных городов мира в переходе на альтернативную энергию. Так, согласно сведениям CDR, 100 из 570 мегаполисов уже получают 70 % электричества из возобновляемых источников:

• Базель (Швейцария). Первый город списка, кто полностью живет на альтернативной энергетике: 90 % — ГЭС, 10 % — ветрогенераторы.
• Берлин (Германия). В мегаполисе осуществляется эко-план Masterplan Solarcity, согласно которому он станет климатически нейтральным к 2050 — главным образом, за счет солярной энергетики.
• Берлингтон (США). Город на 100 % экологичен — энергию дарит Солнце, ветер, вода и биомасса.
• Рейкьявик (Ирландия). Вся электроэнергия столицы получена от ГЭС и геотермальных источников. К 2040 весь местный транспорт будет работать на эко-топливе.

В плане «зеленой» энергетики самыми экологичными считаются города: Окленд, Найроби, Осло, Сиэтл, Ванкувер, Рейкьявик, Порту, Базель, Богота.

Ветроэнергетика в мире

Ветроэнергетика — это альтернативный источник энергии и многие страны этим пользуются. Изучение ветроэнергетики в последние десятилетия стало популярной и быстрорастущей отраслью. За прошлый год было установлено 93 ГВт новых установок.

Лидирующими странами, где этому уделяют большое внимание являются США, Канада, Великобритания, Дания, Германия, Китай. Перспектива развития ветроэнергетики остается положительной, и в ближайшем будущем количество стран, которые будут внедрять альтернативный способ получения энергии, будет только увеличиваться

Перспектива развития ветроэнергетики остается положительной, и в ближайшем будущем количество стран, которые будут внедрять альтернативный способ получения энергии, будет только увеличиваться.

Частные ветряные электростанции

Для России наиболее актуальным вопросом является распространение именно небольших станций, обеспечивающих один дом или усадьбу. Строительство крупных ВЭС в климатических условиях нашей страны нецелесообразно и нерентабельно. Самая большая ценность ветрогенераторов кроется в создании возможности обеспечить энергией отсталые или отдаленные населенные пункты, где нет сетевого подключения.

Для таких районов применение небольших частных станций является оптимальным способом решения вопроса, так как работа ветряка не требует обеспечения топливом, устройство несложно и свободно поддается ремонту. Обеспечить такие регионы дополнительным оборудованием намного проще и дешевле, чем выделять большие средства на проведение линии электропередач, особенно, если речь идет о гористой местности. Небольшие ветряки способны вырабатывать достаточное количество энергии, не нуждаясь в расходах на содержание или топливо, что делает их весьма перспективными и привлекательными вариантами решения проблемы.

КПД ветрогенераторов

Для вертикального и горизонтального ветрогенераторов коэффициент полезного действия примерно одинаков. Для вертикальных он составляет 20-30%, для горизонтальных 25-35%.

КПД зависит от типа ветрогенератора и скорости ветра

Некоторые производители увеличивают КПД вертикальных ветряков до 15%, заменяя подшипники на постоянные неодимовые магниты. Но такое незначительное повышение эффективности всего на 3-5% ведет к значительному удорожанию конструкций.

Не отличаются оба типа и по сроку эксплуатации. В среднем продолжительность выработки энергии рассчитана на 15 — 25 лет службы. Изнашиваются быстрее всего опорно-подшипниковый узел и лопасти. Срок службы которых зависит от качества обслуживания.

Принцип работы ветровой электростанции

Ветряные электростанции представляют собой несколько ветряных установок, объединенных между собой в единую сеть. Крупные станции могут включать в себя более 100 ветрогенераторов. Такие места получили название “ветряные парки”. Ветрогенераторы — это экологический способ добывать энергию в течение неограниченного времени.

Эффективным местом для установки ветровых электростанций являются участки с постоянным потоком ветра — холмистая местность, горы, прибрежные участки морей и океанов. По расположению выделяют следующие виды:

• наземные;
• прибрежные;
• плавающие;
• офшорные.

По типу конструирования можно выделить:

• роторные;
• крыльчатые.

Крыльчатые ветряные электростанция наиболее эффективные и получили широкое применение. Они способны вырабатывать достаточное количество энергии. На высокой мачте устанавливается чаще всего трехлопастной механизм, с горизонтальной осью вращения. Мощность вращения зависит от размера лопастей. Максимальная скорость вращения достигается в моменте, когда поток ветра идет перпендикулярно лопастям. Так как потоки ветра периодически меняют направление, то имеется автоматический блок управления

Роторные электростанции имеют вертикальную ось вращения. Плюсом данного вида является то, что они не издают шум, эффективность работы не зависит от направления потока ветра, поэтому станции не нужны дополнительные блоки управления. Но по сравнению с крыльчатыми электростанциями они менее эффективны.

Принцип работы любой ветряной электростанции одинаков. Поток ветра раскручивает ротор с лопастями, которые связаны с генератором. Чем больше размер лопастей, тем больший поток они захватывают и вращается с большей скоростью. Чем быстрее крутятся лопасти, тем больше энергии вырабатывается. Генератор преобразует движение в энергию и выводит на аккумуляторы. На выходе получается пригодная для использования энергия.

Ветрогенератор Болотова и его независимость от погодных условий

В последнее время очень большое внимание начало уделяться малым установкам. Одним из самых удачных есть вариант ветряка Болотова. Он являет собой электростанцию с вертикально размещённым валом генератора

Он являет собой электростанцию с вертикально размещённым валом генератора.

Особенностью оборудование —его необязательно приспосабливать к разным погодным условиям. Генератор Болотова способен принимать поток со всех сторон без соответствующих опций и необходимости разворота установки в другом направлении. Роторный способен форсировать поступающий поток, благодаря чему может полноценно функционировать при ветре любой мощности, включая штормовой.

Ещё одним достоинством этого вида , является удобное расположение в них генератора, электрической схемы и аккумуляторов. Они находятся на земле, в следствии техническое обслуживание оборудования очень удобно.

Выгодно ли это?

Для начала необходимо:

Определиться, в качестве какого источника электроснабжения будет выступать ветровой генератор.

Это может быть:

1. Основной источник электрической энергии.В этом случае, все потребители подключаются к устанавливаемому устройству и их электроснабжение полностью зависит от работы ветрового генератора.
2. Дополнительный источник.

В этом случае, может быть два варианта:

1. При электроснабжении потребителей от традиционных сетей электроснабжения, к ветровой установке подключена часть мощностей или она включается на определенное время. При использовании подобным образом, достигается снижение затрат на оплату счетов, за потребленную электрическую энергию, от энергоснабжающих организаций;
2. При использовании прочих альтернативных источников электрической энергии (солнечные панели, гидравлические турбины и т.д.), ветровые установки являются частью системы электроснабжения.

Изучить достоинства и недостатки ветровых генераторов, которыми являются:

К плюсам использования подобных устройств относятся:

1. Энергия ветра – это неисчерпаемый и возобновляемый источник энергии;
2. Экономичность установок. После первоначальных затрат на приобретение и монтаж, в последующем не приходится платить за потребляемую электрическую энергию;
3. Энергия ветра — экологически «чистый» источник энергии;
4. Несложная конструкция установок, позволяет самостоятельно выполнить монтаж и осуществлять техническое обслуживание в дальнейшем.

К минусам использования относятся:

1. Зависимость производительности установок от погодных условий и наличия ветровых поток в регионе расположения агрегатов;
2. Создание шума и различных помех (радио, связь, телевидение) в процессе работы установок;
3. Вывод земельных участков, на которых монтируются генераторы, из активного пользования.

Изучите ветровой потенциал региона, где планируется сооружение ветрового генератора.Для этого можно обратиться в метеослужбу региона или воспользоваться информацией в сети интернет.

При выборе устройств основными критериями будут:

1. КПД установок;
2. Стоимость комплекта оборудования.

Когда сделаны необходимые подсчеты, выбран вариант электроснабжения, изучен ветровой потенциал и ассортимент предлагаемого оборудования, каждый делает вывод индивидуально, выгодно использовать ветряк, или нет.

Перспективы развития

Если учитывать, что сейчас идет фокусировка на природных экологических методах извлечения энергии, то ветроэнергетику в ближайшие годы ждет положительная перспектива развития. Все время идет разработка новых и усовершенствование старых моделей ветряков. Одна из последних разработок, это парящие генераторы, которые могут использовать максимальную силу ветра.

Все больше стран в мире уделяет ветряной энергии внимание и начинает строительство своих ветряков на подходящих территориях. Энергия ветра считается одной из перспективных альтернативных отраслей энергетики. Чаще пользуется спросом частные ветряные генераторы, которые могут обеспечить частично или полностью дом энергией

Традиционные источники энергии могут в скором времени закончатся, а также приносят непоправимый вред экологии. Многие считаю, что за ветроэнергетикой, как и за альтернативными экологичными способами добычи энергии, стоит будущее

Чаще пользуется спросом частные ветряные генераторы, которые могут обеспечить частично или полностью дом энергией. Традиционные источники энергии могут в скором времени закончатся, а также приносят непоправимый вред экологии. Многие считаю, что за ветроэнергетикой, как и за альтернативными экологичными способами добычи энергии, стоит будущее.