Как установить ветряную турбину самостоятельно, чтобы питать электричеством весь дом

Ветряные турбины дают возможность использовать возобновляемую энергию и снизить зависимость от электросети. Хотя процесс установки требует тщательного планирования и опыта, он может стать отличной долгосрочной инвестицией. Фокус приводит рекомендации эксперта по возобновляемой энергии This Old House Росса Третевея касательно того, как правильно монтировать ветряки.

Как работают ветряные турбины

Домашние ветряные турбины преобразуют кинетическую энергию ветра в электрическую, которая питает дом. Эти системы обычно состоят из лопастей, гондолы (корпуса, в котором находится генератор и другие компоненты) и башни или столба для поднятия турбины над уровнем земли, пишет Enel Green Power.

Когда ветер дует над лопастями, он заставляет их вращаться. Эта вращательная энергия преобразуется в электричество генератором внутри гондолы. Затем новое электричество отправляется вниз по башне по проводам и может использоваться для питания дома или возвращаться в сеть.

Оценка ветропотенциала

Перед установкой ветряной турбины нужно оценить ветропотенциал в том месте, где она будет установлена. Идеальные места для ветряных турбин имеют следующие характеристики, говорит Третевей:

• Средняя скорость ветра не менее 16 км/ч.
• Открытые пространства без препятствий вроде высоких зданий или деревьев.
• Местные законы, разрешающие установку ветряков.

Профессиональная оценка ветровых ресурсов может предоставить подробные данные, помогая определить, подходит ли ветряк в принципе, или нет.

Планирование установки ветряной турбины

Этап планирования гарантирует, что система соответствует местным нормам и работает эффективно. Пользователю необходимо:

• Получить необходимые разрешения, если нужно.
• Проверить местные законы зонирования и строительные нормы.
• Проконсультироваться с ассоциацией домовладельцев, если это нужно.
• Уведомить коммунальную компанию о своих планах.
• Выбрать правильный размер турбины.

Подробнее обо всех процедурах Фокус писал в материале "Ветровая электростанция в Украине: кто может установить и нужно ли разрешение".

Размер ветряка зависит от энергетических потребностей домохозяйства и доступного пространства. Турбина мощностью 1,5 КВт вполне подойдет, считает эксперт.

Факторы, которые следует учитывать при выборе размера турбины:

Среднемесячное потребление электроэнергии: нужно будет сопоставить выходную мощность турбины с потреблением домохозяйства, чтобы не переплатить за ветрогенератор, который будет мощнее, чем нужно, или, наоборот, не поставить недостаточно мощную установку.

Доступное место для установки башни: более высокая башня может улавливать более стабильные и сильные ветры, но понадобится достаточно места для ее установки. Если пространство ограничено, придется ставить более короткую башню, что может привести к меньшему производству энергии. В некоторых случаях местные правила или законы зонирования могут ограничивать высоту башни.

Местные скорости и режимы ветра: районы с высокой средней скоростью ветра от 16 до 30 км/ч идеально подходят для домашних ветряных турбин. В районах со слабыми или непостоянными ветрами турбина может не вырабатывать достаточно энергии, чтобы оправдать инвестиции.

Ограничения по бюджету: затраты могут варьироваться от нескольких сотен долларов до нескольких тысяч.

Выбор места установки

Чтобы убедиться, что ветряк максимально эффективен и безопасен, нужно будет выбрать лучшее место для его установки. Учитывать стоит следующее:

Расстояние от дома до турбины: Ветряные электростанции создают шум и вибрации, которые могут быть неприятными, если они находятся слишком близко к дому пользователя, либо его соседей.

Близость к линиям электропередач: чем ближе турбина к линиям электропередач, тем ниже стоимость ее подключения к электрической системе дома. Большие расстояния могут потребовать дополнительной проводки и оборудования, что увеличит траты.

Состояние почвы для устойчивости фундамента: Ветрякам необходим устойчивый фундамент для поддержки башни и выдерживания ветровых нагрузок. В районах с плохими почвенными условиями, такими как рыхлая, песчаная или тяжелая глина, могут потребоваться дополнительные инженерные работы для проектирования подходящего фундамента.

Доступность для обслуживания и ремонта: Турбина должна находиться в месте, которое обеспечивает легкий доступ для планового обслуживания и ремонта.

Установка ветряной турбины

Установка домашней ветряной турбины состоит из нескольких основных этапов: от подготовки фундамента до подъема башни и монтажа компонентов.

Подготовка фундамента

Прочный фундамент имеет решающее значение для устойчивости и безопасности ветроэлектростанции.

• Выкопайте яму диаметром 3 м и глубиной 1 м.
• Залейте бетон, чтобы создать прочное основание.
• Установите анкерные болты для крепления башни.
• Выкопайте траншею от фундамента до места расположения инвертора и проложите подземный провод в траншее.

Сбор башни

Башня поднимает турбину для улавливания сильных и постоянных ветров. Для сборки выполните следующие действия:

• Разложите секции башни на земле.
• Надежно соедините секции.
• Установите внутреннюю проводку через башню, протянув электрический провод через ветряную башню и в канал гондолы.
• Установите компоненты турбины.

Крепление к башне компонентов турбины:

• Подсоедините гондолу к верхней части башни.
• Прикрепите хвостовую лопасть к гондоле для правильной ориентации ветра с помощью цепного ключа.
• Установите лопасти на вал гондолы.
• Закрепите все соединения и закройте открытые компоненты.
• Поднимите башню.

Подъем башни:

• Прикрепите направляющие тросы к башне и закрепите их на заземляющих анкерах.
• Используйте лебедку или кран, чтобы медленно поднять башню на место.
• Закрепите основание башни на фундаментных болтах.
• Затяните и отрегулируйте все растяжки для надлежащего натяжения.

Электрические соединения и интеграция в сеть

Для безопасной интеграции ветряной турбины с электрической системой дома и электросетью необходимы правильные электрические соединения. Тут стоит проконсультироваться с профессиональным электриком.

Подключение турбины к инвертору

Электричество, вырабатываемое ветряной турбиной, необходимо преобразовать из постоянного тока в переменный для домашнего использования, выполнив следующие действия:

• Проложите подземную проводку от основания башни до места расположения инвертора.
• Установите специальный автоматический выключатель для системы ветряной турбины.
• Подключите проводку турбины к входу инвертора.

Интеграция с электрической системой дома

Чтобы использовать энергию, вырабатываемую вашей ветряной турбиной:

• Подключите выход инвертора к главной электрической панели дома.
• Установите двунаправленный счетчик для отслеживания производства и потребления энергии.
• Настройте все необходимые системы мониторинга для отслеживания производительности турбины.

Наконец, убедитесь, что вы прошли электрическую проверку перед включением турбины.

Подключение ветряка к сети позволит использовать электроэнергию сети, когда ветрогенерации недостаточно, а также продавать излишки электроэнергии обратно коммунальной компании.

Советы по техническому обслуживанию и безопасности

Регулярное техническое обслуживание является ключом к поддержанию эффективной и безопасной работы ветряной турбинной системы. Вот несколько рекомендаций от Росса Третевея.

Плановые задачи по техническому обслуживанию

Чтобы поддерживать максимальную производительность ветряной турбины, выполните следующие действия:

• Ежегодно проверяйте лопасти на предмет повреждений или износа.
• Проверяйте и затягивайте все болты и соединения.
• Смазывайте движущиеся части в соответствии с рекомендациями производителя.
• Очищайте лопасти и гондолу по мере необходимости.

Меры предосторожности

Ветряные турбины включают в себя движущиеся части и электрические системы, поэтому безопасность должна быть главным приоритетом:

• Никогда не поднимайтесь на вышку без надлежащей защиты.
• Отключайте турбину перед выполнением любого обслуживания.
• Содержите область вокруг основания башни в чистоте.
• Регулярно проверяйте растяжки и анкеры на предмет натяжения и износа.

Профессиональные проверки

Хотя домовладельцы могут выполнять многие задачи по техническому обслуживанию сами, Росс рекомендует нанимать профессионала для периодического осмотра системы:

• Запланируйте ежегодные проверки с сертифицированным специалистом по ветряным турбинам.
• Проверяйте электрические соединения опытным электриком.
• Незамедлительно устраняйте любые необычные шумы или проблемы с производительностью.

Заключение

Установка домашней ветряной турбины — сложный проект, но он имеет много долгосрочных преимуществ. Хотя этот процесс требует тщательного планирования, профессиональных знаний и правильного расположения, корректно установленная ветряная турбина может обеспечить чистую, устойчивую электроэнергию для дома и уменьшить углеродный след.