Современный дачный электрик
Таблица 2.5. Рекомендуемое сечение проводов в зависимости от мощности и удаленности нагрузки от электрогенератора
2.6. Ветрогенераторы
2.6.1. Общая информация
Современные ветроэнергетические установки (ВЭУ) – это надежные машины, которые весьма эффективно преобразуют энергию ветра в электрическую энергию. Для того чтобы применить ВЭУ в хозяйстве загородного дома, необходимо ответить на вопрос: «Достаточно ли высоки скорости ветра в выбранном месте?» Установить те регионы страны, где имеются достаточные ветроэнергетические ресурсы, можно с помощью ветровых атласов (см. прил. П2.3). Узнав среднегодовую скорость ветра в регионе, можно приближенно определить объем электрической энергии, которую может выработать ВЭУ в течение года. Более точные методы расчета требуют значительного объема дополнительной информации и должны производиться специалистами [12].
Если ветроэнергетические ресурсы в вашем регионе невелики, вполне возможно, что эффективными окажутся другие виды ВИЭ. В перспективных для применения ВЭУ регионах среднегодовая скорость ветра должна быть 4–6 м/с и более. Россия располагает значительными ресурсами ветровой энергии, они сосредоточены главным образом в тех регионах, где отсутствует централизованное энергоснабжение. Такая ситуация характерна для всего Арктического побережья от Кольского полуострова до Чукотки, а также для побережья и островных территорий Берингова и Охотского морей.
В России энергия ветра может быть эффективно использована в следующих регионах:
• области: Архангельская, Астраханская, Волгоградская, Калининградская, Камчатская, Ленинградская, Магаданская, Мурманская, Новосибирская, Пермская, Ростовская, Сахалинская, Тюменская, Краснодарский край, Приморский край, Хабаровский край;
• республики и АО: Дагестан, Калмыкия, Карелия, Коми, Ненецкий автономный округ, Таймырский автономный округ, Хакасия, Чукотка, Якутия, Ямало-Ненецкий автономный округ.
Перспективны и другие отдельные районы многих краев, областей и республик РФ. Например, в Ленинградской области очень многие территории подходят для установок ветрогенераторов, которые будут эффективно вырабатывать энергию практически круглогодично.
Если выясняется, что на интересующей территории нет достаточных ветроэнергетических ресурсов, применять ВЭУ в этом месте не имеет никакого смысла.
После уточнения местной розы ветров можно планировать потребление электроэнергии. Ветряки можно устанавливать индивидуально. Специалисты подсчитали, что для обеспечения так называемого "интеллектуального быта" жильцов (семьи из 3–4 человек) пригородного дома, расположенного в регионе со средней скоростью ветра 1,8–4,5 м/с, вполне хватит одного ветряка мощностью 5 кВт. Он будет вырабатывать энергию, достаточную не только для освещения здания, но и для работы привычного ассортимента бытовой техники: телевизора, холодильника, компьютера и т. п. [13].
Для справки
Ветер скоростью до 3 м/с человек практически не ощущает, полотно из легкой ткани на таком ветру очень слабо колышется.
2.6.2. Шум ветрогенератора
Ветряные энергетические установки производят две разновидности шума:
• механический шум – от работы механических и электрических компонентов; в современных ветроустановках практически отсутствует, но является значительным в ветроустановках старых моделей;
• аэродинамический шум – от взаимодействия ветрового потока с лопастями установки, который усиливается при прохождении лопасти мимо башни ветроустановки.
В настоящее время при определении уровня шума от ветроустановок пользуются только расчетными методами. Метод непосредственных измерений уровня шума не дает информации о шумности ветроустановки, т. к. эффективно отделить шум ветроустановки от шума ветра в данный момент невозможно. Приведем сравнительные значения уровня шума (в дБ) для различных ситуаций:
• болевой порог человеческого слуха – 120;
• шум турбин реактивного двигателя на удалении 250 м – 105;
• шум от отбойного молотка на расстоянии 7 м – 95;
• шум от грузовика при скорости движения 48 км/ч на удалении 100 м – 65;
• шумовой фон в офисе – 60;
• шум от легковой автомашины при скорости 64 км/ч – 55;
• шум от ветрогенератора на удалении 350 м – 35–45;
• шумовой фон ночью в деревне – 20–40.
В непосредственной близости от ветрогенератора у оси ветроколеса уровень шума достаточно крупной ветроустановки может превышать 100 дБ. Законы, принятые в Великобритании, Германии, Нидерландах и Дании, ограничивают уровень шума от работающей ветряной энергетической установки до 45 дБ в дневное время и до 35 дБ ночью. Минимальное расстояние от установки до жилых домов – 300 м.
2.6.3. Некоторые недостатки ветрогенераторов
Несмотря на известные преимущества, у ветрогенераторов есть и трудноустранимые недостатки, с которыми приходится считаться.
• Недостаточная мощность средних, " бытовых" ветряков для отопления домов в холодные сезоны. Для решения проблемы можно установить несколько ветрогенераторов или один очень мощный, что дорого и нерационально с точки зрения использования площадей.
• Для установки ветрогенератора требуется много места. Устанавливать его рекомендуется не ближе чем в 20 м от жилого строения, в противном случае электромагнитные поля, возникающие при работе генератора, могут стать не только источником помех при работе электронной техники, но и причиной заболеваний владельца дома.
• Высокая цена. Средний ветродизельный комплекс, в зависимости от комплектации, стоит 250–400 тыс. руб., а его окупаемость может растянуться на 3–5 лет. Правда, сегодня это не очень смущает.
2.6.4. Ветрогенератор в составе электросети
Средние и крупные ветрогенераторы единичной мощностью от 50 кВт до 5 МВт часто объединяют в группы (ветропарки) и устанавливают на специально подобранных площадках с постоянно дующим свежим ветром при скорости 8-15 м/с. Подобные ветрогенераторы обычно стоят на берегах водоемов, склонах холмов, гор, на равнинах. Стоимость таких ветрогенераторов, в зависимости от производителя и мощности ветряка, составляет 40–60 тыс. руб. за 1 кВт установленной мощности. На рынке имеется много б/у реставрированных ветрогенераторов, стоимость которых вполовину меньше новых моделей [14].
Ветрогенератор может работать в полностью автономном режиме без сети, как правило, это небольшие и средние ветрогенераторы от 0,5 до 30 кВт. Такие ветрогенераторы предназначены для энергоснабжения индивидуальных домовладений и объектов, удаленных от централизованного энергоснабжения (рис. 2.12). Автономные ветряки могут эффективно "обслуживать" небольшие дачи в режиме проживания "по выходным": в течение недели ветряк накапливает электроэнергию в аккумуляторные батареи, которой хватает на выходные дни.
Рис. 2.12. Небольшой автономный ветрогенератор на крыше загородного дома
