Як встановити вітряну турбіну самостійно, щоб живити електрикою весь будинок

Вітряні турбіни дають можливість використовувати поновлювану енергію і знизити залежність від електромережі. Хоча процес установки вимагає ретельного планування і досвіду, він може стати відмінною довгостроковою інвестицією. Фокус наводить рекомендації експерта з відновлюваної енергії This Old House Росса Третевея щодо того, як правильно монтувати вітряки.

Як працюють вітряні турбіни

Домашні вітряні турбіни перетворюють кінетичну енергію вітру в електричну, яка живить будинок. Ці системи зазвичай складаються з лопатей, гондоли (корпусу, в якому міститься генератор та інші компоненти) і вежі або стовпа для підняття турбіни над рівнем землі, пише Enel Green Power.

Коли вітер дме над лопатями, він змушує їх обертатися. Ця обертальна енергія перетворюється на електрику генератором всередині гондоли. Потім нова електрика вирушає вниз вежею по дротах і може використовуватися для живлення будинку або повертатися в мережу.

Оцінка вітропотенціалу

Перед встановленням вітряної турбіни потрібно оцінити вітропотенціал у тому місці, де її буде встановлено. Ідеальні місця для вітряних турбін мають такі характеристики, каже Третевей:

• Середня швидкість вітру не менше 16 км/год.
• Відкриті простори без перешкод на кшталт високих будівель або дерев.
• Місцеві закони, що дозволяють установку вітряків.

Професійна оцінка вітрових ресурсів може надати докладні дані, допомагаючи визначити, чи підходить вітряк у принципі, чи ні.

Планування установки вітряної турбіни

Етап планування гарантує, що система відповідає місцевим нормам і працює ефективно. Користувачеві необхідно:

• Отримати необхідні дозволи, якщо потрібно.
• Перевірити місцеві закони зонування та будівельні норми.
• Проконсультуватися з асоціацією домовласників, якщо це потрібно.
• Повідомити комунальну компанію про свої плани.
• Вибрати правильний розмір турбіни.

Детальніше про всі процедури Фокус писав у матеріалі"Вітрова електростанція в Україні: хто може встановити і чи потрібен дозвіл".

Розмір вітряка залежить від енергетичних потреб домогосподарства та доступного простору. Турбіна потужністю 1,5 КВт цілком підійде, вважає експерт.

Фактори, які слід враховувати при виборі розміру турбіни:

Середньомісячне споживання електроенергії: потрібно буде зіставити вихідну потужність турбіни зі споживанням домогосподарства, щоб не переплатити за вітрогенератор, який буде потужнішим за потрібний, або, навпаки, не поставити недостатньо потужну установку.

Доступне місце для встановлення вежі: вища вежа може вловлювати більш стабільні та сильні вітри, але знадобиться достатньо місця для її встановлення. Якщо простір обмежений, доведеться ставити коротшу вежу, що може призвести до меншого виробництва енергії. У деяких випадках місцеві правила або закони зонування можуть обмежувати висоту вежі.

Місцеві швидкості та режими вітру: райони з високою середньою швидкістю вітру від 16 до 30 км/год ідеально підходять для домашніх вітряних турбін. У районах зі слабкими або непостійними вітрами турбіна може не виробляти достатньо енергії, щоб виправдати інвестиції.

Обмеження за бюджетом: витрати можуть варіюватися від кількох сотень доларів до кількох тисяч.

Вибір місця встановлення

Щоб переконатися, що вітряк максимально ефективний і безпечний, потрібно буде вибрати найкраще місце для його встановлення. Враховувати варто таке:

Відстань від будинку до турбіни: Вітряні електростанції створюють шум і вібрації, які можуть бути неприємними, якщо вони розташовані занадто близько до будинку користувача, або його сусідів.

Близькість до ліній електропередач: чим ближче турбіна до ліній електропередач, тим нижча вартість її підключення до електричної системи будинку. Великі відстані можуть вимагати додаткової проводки та обладнання, що збільшить витрати.

Стан ґрунту для стійкості фундаменту: Вітрякам необхідний стійкий фундамент для підтримки вежі та витримування вітрових навантажень. У районах із поганими ґрунтовими умовами, як-от пухка, піщана або важка глина, можуть знадобитися додаткові інженерні роботи для проєктування відповідного фундаменту.

Доступність для обслуговування і ремонту: Турбіна повинна знаходитися в місці, яке забезпечує легкий доступ для планового обслуговування і ремонту.

Встановлення вітряної турбіни

Встановлення домашньої вітряної турбіни складається з декількох основних етапів: від підготовки фундаменту до підйому вежі та монтажу компонентів.

Підготовка фундаменту

Міцний фундамент має вирішальне значення для стійкості та безпеки вітроелектростанції.

• Викопайте яму діаметром 3 м і глибиною 1 м.
• Залийте бетон, щоб створити міцну основу.
• Встановіть анкерні болти для кріплення вежі.
• Викопайте траншею від фундаменту до місця розташування інвертора і прокладіть підземний дріт у траншеї.

Збір вежі

Вежа піднімає турбіну для вловлювання сильних і постійних вітрів. Для складання виконайте такі дії:

• Розкладіть секції вежі на землі.
• Надійно з'єднайте секції.
• Встановіть внутрішню проводку через вежу, протягнувши електричний дріт через вітряну вежу і в канал гондоли.
• Встановіть компоненти турбіни.

Кріплення до вежі компонентів турбіни:

• Приєднайте гондолу до верхньої частини вежі.
• Прикріпіть хвостову лопать до гондоли для правильної орієнтації вітру за допомогою ланцюгового ключа.
• Встановіть лопаті на вал гондоли.
• Закріпіть усі з'єднання і закрийте відкриті компоненти.
• Підніміть вежу.

Підйом вежі:

• Прикріпіть напрямні троси до вежі та закріпіть їх на заземлювальних анкерах.
• Використовуйте лебідку або кран, щоб повільно підняти вежу на місце.
• Закріпіть основу вежі на фундаментних болтах.
• Затягніть і відрегулюйте всі розтяжки для належного натягу.

Електричні з'єднання та інтеграція в мережу

Для безпечної інтеграції вітряної турбіни з електричною системою будинку та електромережею необхідні правильні електричні з'єднання. Тут варто проконсультуватися з професійним електриком.

Підключення турбіни до інвертора

Електрику, що виробляється вітряною турбіною, необхідно перетворити з постійного струму на змінний для домашнього використання, виконавши такі дії:

• Прокладіть підземну проводку від основи вежі до місця розташування інвертора.
• Встановіть спеціальний автоматичний вимикач для системи вітряної турбіни.
• Підключіть проводку турбіни до входу інвертора.

Інтеграція з електричною системою будинку

Щоб використовувати енергію, що виробляється вашою вітряною турбіною:

• Підключіть вихід інвертора до головної електричної панелі будинку.
• Встановіть двонаправлений лічильник для відстеження виробництва і споживання енергії.
• Налаштуйте всі необхідні системи моніторингу для відстеження продуктивності турбіни.

Нарешті, переконайтеся, що ви пройшли електричну перевірку перед увімкненням турбіни.

Підключення вітряка до мережі дасть змогу використовувати електроенергію мережі, коли вітрогенерації недостатньо, а також продавати надлишки електроенергії назад комунальній компанії.

Поради з технічного обслуговування та безпеки

Регулярне технічне обслуговування є ключем до підтримки ефективної та безпечної роботи вітряної турбінної системи. Ось кілька рекомендацій від Росса Третевея.

Планові завдання з технічного обслуговування

Щоб підтримувати максимальну продуктивність вітряної турбіни, виконайте такі дії:

• Щорічно перевіряйте лопаті на предмет пошкоджень або зносу.
• Перевіряйте і затягуйте всі болти та з'єднання.
• Змащуйте рухомі частини відповідно до рекомендацій виробника.
• Очищайте лопаті та гондолу в міру необхідності.

Запобіжні заходи

Вітряні турбіни містять у собі рухомі частини та електричні системи, тому безпека має бути головним пріоритетом:

• Ніколи не піднімайтеся на вишку без належного захисту.
• Вимикайте турбіну перед виконанням будь-якого обслуговування.
• Тримайте область навколо основи вежі в чистоті.
• Регулярно перевіряйте розтяжки та анкери на предмет натягу і зносу.

Професійні перевірки

Хоча домовласники можуть виконувати багато завдань з технічного обслуговування самі, Росс рекомендує наймати професіонала для періодичного огляду системи:

• Заплануйте щорічні перевірки із сертифікованим фахівцем з вітряних турбін.
• Перевіряйте електричні з'єднання досвідченим електриком.
• Негайно усувайте будь-які незвичайні шуми або проблеми з продуктивністю.

Висновок

Встановлення домашньої вітряної турбіни — складний проект, але він має багато довгострокових переваг. Хоча цей процес вимагає ретельного планування, професійних знань і правильного розташування, коректно встановлена вітряна турбіна може забезпечити чисту, стійку електроенергію для дому та зменшити вуглецевий слід.