К основным компонентам системы, без которых работа ветряка невозможна, относят следующие элементы:

1. 1. Генератор – необходим для заряда аккумуляторных батарей. От его мощности зависит как быстро будут заряжаться ваши аккумуляторы. Генератор вырабатывает трех фазный переменный ток с частой от 0 до 60 Hz. Сила тока и напряжение генератора зависит от скорости и стабильности ветра.
2. 2. Лопасти – приводят в движение вал генератора благодаря кинетической энергии ветра.
3. 3. Флюгер – присутствует только у «младших» моделей, его задача – ориентация установки по ветру и разворот генератора (складывание) при буревом ветре.
4. 4. Мачта – обычно, чем выше мачта, тем стабильнее и сильнее сила ветра. Отсюда следует – чем выше мачта, тем больше выработка генератора. Мачты бывают разных форм и высот.

Контроллер ВУ и контроллер заряда АКБ

Список дополнительных необходимых компонентов:

1. Контроллер – управляет многими процессами ветроустановки, такими, как поворот лопастей, заряд аккумуляторов, защитные функции и др. Он преобразовывает переменный ток, который вырабатывается генератором в постоянный пригодный для заряда аккумуляторных батарей. Контролеры бывают нескольких типов: контроллер, объединенный с сетевым зарядным устройством; гибридный контроллер с возможностью подключения солнечных батарей; контролер-инвертор объединенный с инвертором, сетевой контроллер, для работы с сетевым инвертором.

2. Аккумуляторные батареи – подбираться по напряжению и общей емкости рекомендованным производителем ветряка и составляют аккумуляторную станцию для накапливании электроэнергии и ее последующего использования. Также они выравнивают и стабилизируют выходящее напряжение из генератора. Благодаря им вы получаете стабильное напряжение без перебоев даже при порывистом ветре. Питание вашего объекта идёт от аккумуляторной станции.

3. Анемоскоп и датчик направления ветра – отвечают за сбор данных о скорости и направлении ветра в установках средней и большой мощности.

4. АВР – автоматический переключатель источника питания. Производит автоматическое переключение между несколькими источниками электропитания за промежуток в 0,5 секунды при исчезновении основного источника. Позволяет объединить ветроустановку, общественную электросеть, дизель-генератор и другие источники питания в единую автоматизированную систему. АВР не позволяет работать сети одного объекта одновременно от двух разных источников питания!

5. Инвертор – преобразовывает ток из постоянного, который накапливается в аккумуляторной станции, в переменный, который потребляет большинство электроприборов. Инверторы бывают разных типов:

• Модифицированная синусоида – преобразовывает ток в переменный с напряжением 220 В с модифицированной синусоидой (ещё одно название: квадратная синусоида). Пригоден только для оборудования, которое не чувствительно к частотным характеристикам: освещение, нагревательные, зарядные устройства и т.п.

• Чистая синусоида - преобразовывает ток в переменный с напряжением 220 В с чистой синусоидой. Необходим при использовании оборудования оснащенного асинхронными электродвигателями: холодильники, насосы, кондиционеры и др.

• Все вышесказанное относится и к трехфазным инверторам с напряжением 380 В.

• Инверторы с встроенным зарядным устройством АКБ, при отсутствии ветра или солнца зарядка производится из сети.

6. Сетевой инвертор - единственная возможность сделать вашу электростанцию рентабельной. Сетевой инвертор преобразовывает постоянный ток от контроллера в существующую сеть. Для его работы не требуются аккумуляторы, что значительно снижает капитальные расходы, экономит место и повышает безопасность систем. сетевые инверторы выпускаются со следующими функциями:

• Сетевой инвертор для работы с солнечными панелями фотоэлектрических систем.

• Сетевой инвертор для работы с контроллером ветрогенератора.

• Сетевой инвертор для работы с гибридным контроллером.

• Сетевой инвертор с возможностью работы без сети или при ее отключении, в том числе с подключением любого количества АКБ.

Типы ветродвигателей

1. Ветродвигатели с вертикальной осью вращения (карусельные: лопастные и ортогональные).

2. Ветродвигатели с горизонтальной осью вращения (крыльчатые - типы крыльчатых ветродвигателей отличаются только количеством лопастей);

Традиционная компоновка ветряков – с горизонтальной осью вращения – лучшее решение для агрегатов малых размеров и мощностей. Когда же размахи лопастей выросли, такая компоновка оказалась неэффективной, так как на разной высоте ветер дует в разные стороны. В этом случае не только не удается оптимально ориентировать агрегат по ветру, но и возникает опасность разрушения лопастей. Но это относиться к ветроустановкам мегаваттной мощности, лопасти которых «ометают» диаметр свыше 100 м. Коэффициент использования энергии ветра у крыльчатых ветродвигателей с горизонтальной осью намного выше, чем у карусельных и подобных типов, что подтверждает их повсеместное применение. В настоящее время традиционная компоновка имеет лучшее соотношение мощности и массы при меньшей стоимости единицы установленной мощности.

На сегодняшний день доступны следующие модели:

• Ветрогенераторы морского исполнения на магнитных подшипниках, работающих по принципу магнитной левитации при низкой скорости ветра - от 1,5 м/с.

• Многолопастные, низкорослые и малошумные модели.

• Полупромышленные модели мощностью до 20 кВт, построенные на безредукторных генераторах, основное отличие такой компоновки - низкая цена и отсутствие необходимости обслуживания системы.

Карусельные - при увеличении скорости ветра они быстро наращивают силу тяги, после чего скорость вращения стабилизируется. Карусельные ветродвигатели тихоходны и это позволяет использовать простые электрические схемы, например, с асинхронным генератором, без риска потерпеть аварию при случайном порыве ветра. Еще более важным преимуществом карусельной конструкции стала ее способность без дополнительных ухищрений следить за тем “откуда дует ветер”, что весьма существенно для приземных рыскающих потоков. Недостаток который сводит на нет все преимущества данного вида ветродвигателя это вес установки на кВт производимой энергии. Например: ветрогенератор карусельного типа на 2 кВт весит 200 кг, традиционный ветряк – 50 кг … это сказывается не только на цене установки, но и на стоимости монтажа и обслуживания.

Лопастные ветроагрегаты - уникальной разработкой является ветрогенератор с поворотными лопастями. Оборудование выходит в режим при скорости ветра 7 м/с, что делает его незаменимым для средней полосы России. Не смотря на заявление скептиков - о высокой цене подобного оборудования, хотим привести простой пример для МО: выработка энергии подобного оборудования, в наших условиях, составляет до 90% от заявленной мощности, а обычный ветроагрегат производит до 30%, поэтому ответ на вопрос: что дороже - один дорогой или три подешевле ..., мы бы оставили за потребителем.

Ортогональные ветроагрегаты - как полагают специалисты, перспективны для большой энергетики. Сегодня перед ветропоклонниками ортогональных конструкций стоят определенные трудности. Среди них, в частности, проблема запуска. В ортогональных установках используется тот же профиль крыла, что и в дозвуковом самолете. Самолет, прежде чем “опереться” на подъемную силу крыла, должен разбежаться. Так же обстоит дело и в случае с ортогональной установкой. Сначала к ней нужно подвести энергию – раскрутить и довести до определенных аэродинамических параметров, а уже потом она сама перейдет из режима двигателя в режим генератора.

МАЧТЫ / ВЫШКИ / БАШНИ:

Мачты с растяжками наиболее дешевый вид мачт, позволяющий самостоятельно опускать и поднимать ветроустановку за счет применения автомобиля или лебедки. Недостаток – требуется много места для размещения креплений под тросовые оттяжки мачты, каждая из которых должна крепиться на расстоянии равном половине длины мачты от ее основания.

Конические мачты или свободностоящие мачты по сравнению с традиционными мачтами с оттяжками, свободностоящие мачты занимают небольшую площадь, так как не нужно дополнительное место для растяжек. Мачта-башня-вышка существенно тяжелее и дороже мачты на растяжках. Свободностоящая мачта ветрогенератора представляет собой цельносварную стальную трубу, состоящую из одной или нескольких (сборных) секций разного диаметра. Секционные и цельносварные мачты устанавливаются краном и … дальнейшее обслуживание тоже требует применения спецмашин.

Гидравлические мачты - свободностоящие мачты имеющие в своем основании шарнирный узел, позволяющие поднимать и опускать установку за счет гидроцилиндра. Насосы для создания давления в гидроцилиндре бывают ручными или с электрическим двигателем.

Решетчатые (фермные) мачты - сварные или сборные конструкции, требующие применения спецтехники, и отличающиеся высокой ценой.

ОКРАСКА

На ствол мачты, по согласованию с заказчиком, может быть нанесено полимерное покрытие красного и белого цвета,

выполняющее также сигнальную функцию.

Для районов с повышенной влажностью (в т.ч. приморских) поставляется цельнооцинкованная вышка.

Магнитный ветрогенератор

В основе работы магнитного ветрогенератора состоит принцип взаимодействия полей магнитного подшипника и ротора генератора. Использование высококачественных магнитных материалов и магнитной энергии ротора является инновационным методом в сфере энергосбережения. Система стабильна, обладает высоким КПД, безвредна для окружающей среды, характеризуется отсутствием шумового загрязнения. Отличительные особенности:

• - вращение лопастей при любом направлении ветра;
• - стартовое вращение на ветру низкой скорости (от 1,5 м/с);
• - чувствительность лопастей к слабым порывам ветра при непостоянной его скорости.

Отсутствие щёток в генераторе также усиливает достоинства системы. Способ снятия энергии без использования щёток исключает механическое трение в опорном подшипнике и устраняет необходимость их замены.

Ветрогенератор из асинхронного двигателя

Ветрогенератор, выполненный на базе асинхронного двигателя, надёжен и удобен в эксплуатации. Асинхронный двигатель является доступным и распространённым, поскольку при относительной простоте конструкции обладает отличными стабильными характеристиками. Принципиальное его отличие от синхронного двигателя состоит в исполнении ротора и регулируемой частоте его вращения внутри статора. То есть частота вращения ветрогенератора не постоянна и зависит от нагрузки на валу двигателя. Это имеет принципиальное значение для обслуживания стационарной бытовой техники, чувствительной к частотным характеристикам.

Сетевой инвертор

Сетевой инвертор - единственная возможность сделать вашу электростанцию рентабельной. Сетевой инвертор преобразовывает постоянный ток от контроллера в существующую сеть. Для его работы не требуются аккумуляторы, что значительно снижает капитальные расходы, экономит место и повышает безопасность систем.

Сетевые инверторы

Сетевые инверторы выпускаются со следующими функциями:

• - Сетевой инвертор для работы с солнечными панелями фотоэлектрических систем.
• - Сетевой инвертор для работы с контроллером ветрогенератора.
• - Сетевой инвертор для работы с гибридным контроллером.
• - Сетевой инвертор с возможностью работы без сети или при ее отключении, в том числе с подключением любого количества АКБ.

Инвертор для ветрогенератора – необходимое и продуктивное решение. Это позволяет получать энергию, выработанную системой, в полном объёме и значительно экономить на приобретении батарей. В зависимости от мощности ветрогенераторной установки и её назначения используются разные инверторы. Для системы подходит любой его тип.

Установка автономного электропитания, основанная на современных технологиях, целесообразна, востребована и высокоэффективна. Но она требует профессионального подхода и правильного расчёта специалистами определённых параметров, необходимой мощности и грамотного подбора комплектующих элементов.

От мощности инвертора напрямую зависит и мощность системы. Мощность также прямо пропорциональна высоте мачты и весу магнитов. Таким образом, чем массивнее магнитные элементы в ветрогенераторе, тем больше выходная мощность генератора.

С Ветроустановки и вспомогательное оборудование также смотрят