Современный дачный электрик
Шрифт:
Накопителем тока служит как минимум одна батарея. Для таких установок требуются специальные батареи (автомобильные не походят!), которые аккумулируют малейшие токи и потому надежны в плане инерционной и глубокой зарядки (12 В/125 А-ч).
Обычно от батарей могут питаться только 12– или 24-вольтовые потребители. Но при подключении инвертора (преобразователя тока) можно включать приборы на 220 В.
При полном штиле ток, естественно, не вырабатывается, а если подключены пользователи длительного действия (на 12 или 24 В), батареи быстро разрядятся. Если батареи часто подвергаются полной разрядке, то срок их эксплуатации значительно
Конструкция ветряных генераторов предусматривает защиту от ураганных ветров. Высокая мачта должна быть надежно закреплена на прочных растяжках (тросами). Все токоподводящие части тщательно изолируют.
2.6.6. Схемы включения ветрогенератора
В загородном доме электрическая сеть может питаться только от ветроэнергетической установки, в схему которой включены аккумуляторные батареи (рис. 2.14).
Рис. 2.14. Автономная ветроэнергетическая установка
Для того чтобы ветроустановка надежно и бесперебойно обеспечивала электричеством загородный дом, в его сеть желательно включить дизель-генератор и солнечную батарею. Это особенно целесообразно в регионе с нестабильными ветрами. При исчерпании запаса энергии, накопленной ветрогенератором, мгновенно и незаметно для пользователя происходит включение дизельного генератора.
Наличие в загородном доме централизованной электрической сети позволяет построить переключение питания дома при отсутствии ветра и полном разряде аккумуляторов на электросеть (рис. 2.15). Переключение производится устройством автоматического включения резерва (АВР), которые специально предназначены для автоматического переключения электропитания с первого питающего ввода на второй в случае пропадания напряжения на первом вводе. Переключение с одного ввода на другой происходит за время от 0,1 до 30 с, при этом временная уставка может регулироваться.
Рис. 2.15. Автономная ветроэнергетическая установка с переключением на центральную электрическую сеть
Схема, приведенная на рис. 2.15, может задействовать ветрогенератор в качестве резервного источника питания. В этом случае АВР переключает вас на аккумуляторные батареи ветрогенератора при потере питания от электросети.
2.6.7. Разновидности ветрогенераторов
Различают две основные конструктивные разновидности ветрогенераторов: вертикальные и горизонтальные (рис. 2.16). У горизонтальных ось вращения ветроколеса расположена горизонтально относительно поверхности земли, у вертикальных, соответственно, вертикально [16].
Рис. 2.16. Автономные горизонтальный (а) и вертикальный (б) ветрогенераторы
Особого различия в работе или производительности
По принципу работы различают автономные ветрогенераторы (off-grid) и подключенные к внешней сети электроснабжения (on-grid). Системы on-grid при нехватке энергоресурса ветрогенератора берут недостающую энергию во внешней сети. Если ветрогенератор вырабатывает энергии больше, чем потребляет подключенный к нему объект, излишки энергии также поступают в сеть.
Ветрогенераторы делятся на промышленные и бытовые. Промышленные ветрогенераторы обладают мощностью до 5–6 МВт. Бытовые ветрогенераторы предназначены для использования частными лицами и обладают мощностью до 10–15 кВт.
Ветрогенераторы большей мощности обычно называют ветряными электростанциями или ВЭС. Такие станции могут обеспечить электроэнергией поселок или небольшой город, но они занимают значительную площадь. Ветрогенераторы, установленные вдоль морского побережья, постоянно поставляют электроэнергию потребителям.
2.6.8. Выбор ветрогенератора
Специалисты рекомендуют перед выбором ветрогенератора оценить следующие основные факторы: пиковую нагрузку на объекте, среднее месячное потребление электроэнергии, среднюю скорость ветра и площадь, отводимую под установку ветрогенератора.
Чем больше высота мачты, тем больше скорость ветра, который крутит "вертушку". Однако с увеличением высоты мачты растет стоимость оборудования и его монтажа. Оптимальным, по мнению специалистов, считается ветрогенератор, поднятый на 10 метров над самым высоким деревом или строением в радиусе 100 метров.
Среднее месячное потребление электроэнергии в вашем коттедже можно посчитать самостоятельно. Для этого достаточно выписать в табличку все электроприборы, указать их мощность, умноженную на время работы, и сложить полученные показатели.
В зависимости от места установки выбирают тип мачты. Если есть свободное пространство, то мачту устанавливают на растяжках. Более компактные варианты – конические или гидравлические мачты и ажурные мачты-фермы. Чем выше мачта, тем больше будет КПД ветрогенератора.
Определить мощность, необходимую для обеспечения загородного дома электроэнергией, можно из следующих соображений [18].
Сначала разделим среднемесячное потребление энергии на 720. Допустим, энергопотребление дома составляет в среднем 800 кВт в месяц, тогда получаем мощность электроэнергии, потребляемой домом, 1112 Вт.
Так как ветер изменчив и непостоянен, то берем генератор с запасом. Чтобы определить необходимый запас обратимся к анемометру: начальная скорость работы многих ветрогенераторов 2 м/с, а номинальная скорость, при которой генератор выдает максимальную мощность, 9-10 м/с. Сделав соответствующие замеры, желательно, в течение месяца, определим процент запаса. Обычно считают, что генератор в среднем работает на 50 % своей мощности. Тогда для расчета берем полученную мощность и умножаем на 2 и по полученному результату 2224 Вт выбираем ветрогенератор.