В связи с ростом цен на энергоносители, все больше дачников посматривают в сторону использования альтернативных и возобновляемых источников энергии, ветровой, солнечной, гидроэнергии.

Прежде чем кидаться в объятья этого, по своему увлекательного, но чрезвычайно трудоемкого и ресурсозатратного процесса, необходимо знать , что вас ждет на тернистом пути освоения природных ресурсов. Что бы знать, где постелить соломки. В стаье пойдет речь о ветроэнергии. Т.е. об энергии, которую приносит (и уносит) нам ветер.

Человек использует ветер уже несколько тысяч лет, с тех самых пор, как был изобретен парус. Несколько меньше — на ветряных мельницах. Последние лет 100 ветряки в основном ориентируют на выработку электроэнергии.

Основная проблема самодеятельных строителей ветряков не в том, что они ошибаются в своих расчетах. А в том, что они вообще никаких расчетов не делают, прежде чем начать тратить время и деньги на постройку или приобретение ветряка (или деталей к нему).

Смотря на бешено вращающийся флюгер-пропеллер или анемометр (прибор для измерения силы ветра), самодельщик думает, вот бы хорошо на нее генератор поставить, пусть халявный ток дает. И закипела работа… Или наоборот. В руки к нему попадает невесть откуда взявшийся генератор и самодельщик, ничтоже сумняшися, решает, вот разрежу пару бочек, да насажу на ось. Вот и будет генератор. И как итог — потраченное время, деньги, и все без толку. И маячит над его участком такой ветряк или пропеллер, как памятник глупости и скоропалительности решений.

Прежде чем предпринять попытку обуздывать вольный ветер и пытаться заставить его работать на себя, необходимо провести довольно большую теоретическую и практическую подготовительную работу. Мне, как строящему ЭКО-дом, в снабжении которого разной энергией ветер будет играть значительную роль, пришлось перелопатить огромное количество материала по ветроэнергетике. Некоторыми выводами и размышлениями я и хочу поделиться.

Основой основ принятия правильного решения можно считать анализ энергии, которую несет в себе ветер. Не отвлекаясь на пространные рассуждения я сразу приведу формулу расчета энергии ветра:

P = 0,6 х S x V^3

P — это мощность, в Вт

S — площадь (М2) на которую перпендикулярно дует ветер.

V — скорость ветра, в метрах в секунду (в формуле — в кубе).

Т.е. мощность, энергия, что несет в себе ветер прямо пропорционально обдуваемой им площади и кубу его скорости.

Например, ветер дующий на 1 кв. метр со скоростью 2 м/с «несет» в себе энергию 4,8 Ватт.

Если скорость ветра увеличится до 8 метров в секунду, то мощность возрастет до 307 Ватт.

И больше чем эта вы от ветра не получите в принципе, даже теоретически. (Это к вопросу о «разрезанной бочке» и прицепленному к ней 3-х киловатному генератору, призванному решить все ваши энергетические проблемы раз и навсегда). Так что сделать «маленький но мощный» ветроэлектрогенератор не получится даже в принципе. На скорость ветры вы вообще не влияете, поэтому остается влиять только на площадь вашего ветряка.

Надеюсь, этот факт немного остудит тех, кто рассчитывает перевести обогрев дома на «от ветряка». Прикиньте площадь своего дома, умножьте на коэффициент 100 (ватт на кВ.м.), а получившуюся цифру умножьте на 5 (КПД ветроустановок в целом 20-30%, не более). Вот такая энергия потребуется вам для отопления.

Для примера: Дом 100 кв.м., Мощность ветра на отопление потребуется 50 Квт. Достигается при скорости ветра в 6 метров/сек площадью ветряка 385 (!!!) кв.м. (диаметр ветряка 22 метра). Если бы скорость ветра была 10 м/с, то площадь бы потребовалась 80 кв.м (диаметр ветряка 10 метров). Ну и как вам?

Но это вовсе не означает, что делать ветряк не стоит. Стоит! Надо просто немного поуменьшить свои амбиции.

Когда стоит делать или покупать ветряк.

Постройка ветряка может быть, например, хобби. Вообще говоря, построить небольшой, но реально работающий ветряк, вырабатывающий несколько Ватт энергии можно за пару часов и за 7 копеек, использую совершенно подручные материалы, например, пластиковые ПЭТ бутылки. И он реально будет работать и вырабатывать эти 2-3 Ватта энергии, котрые вы можете направить, например на зарядку аккумулятора мобильника или на водокачку.

Постройка более серьезного ветряка (мощностью в десятки Ватт) так же реальная задача, не несущая в себе больших материальных затрат. А вот ветряки мощностью в сотни Ватт, а тем более киловатт — это уже очень серьезная задача, требующая огромных капвложений (сотни и тысячи долларов). И не факт, что они вообще когда то окупятся.

Если у вас есть на участке электроэнергия, нет смысла задаваться целью строить огромный ветряк. Электроэнергия ветряка будет всегда дороже покупной. Считайте, что это аксиома. Строить большой ветряк при наличии стационарной электроэнергии «от Чубайса» стоит только тогда, когда либо с ней очень частые перебои, серьезно отражающиеся на качестве вашей жизни, либо все мощности выбраны подчистую и нет никаких перспектив по их наращиванию. Тогда возможно ветряк будет выходом.

Не стоит рассчитывать на ветряк как на аварийный источник энергии. Бензиновый аварийный генератор в 2-3 квт даст 100 очков фору ветряку, с его заморочной системой выработки энергии в зависимости от ветра, ее аккумулированию и обратному преобразованию.

С другой стороны, строительство любого серьезного ветряка связана с большими трудностями. Поэтому если уж строить — надо строить ветряк максимально возможной мощности. Соблюдая при этом принцип учета затраты/выход . Т.е. проводить анализ «что даст вам дополнительное увеличение мощности и во что оно вам обойдется». Это, кстати, общий принцип энергетики — стоимость генерирующих мощностей. Если вы можете построить ветряк в 200-400 Ватт за 500$ и сроком службы лет 10, то при ежедневной (средней) выработке 2-3 Квт энергии за 10 лет ее объем составит 10.000 КВт. Т.е. по 5 центов/Квт*час. Это хорошее вложение. Нужно энергии больше? Поставьте 2-3 ветряка.

А если на участке нет электроэнергии вообще, и перспективы ее туда провести туманны и дороги, то постройка ветряка может оказаться весьма неплохим способом решения проблем электроснабжения.

Тоже самое можно сказать и о мобильном использовании ветрогенераторов. Тут необходимо строить мобильный, небольшой, но максимально эффективный ветроэлектрогенератор.

Если вы хотите использовать энергию ветра, вы должны решить для себя главную задачу — «зачем». Что вы хотите получить от ветра, какая ЦЕЛЬ будет у будущего ветряка.

Это может быть достаточно широкий диапазон запросов. Например, декоративная цель (вы строите ветряную мельницу), получение электричества, получение тепла (непосредственно), ветряная водокачка и т.д. Давайте их рассмотрим.

Декоративная. Эта цель не рассматривается в принципе. Если вы захотите ее достигнуть, вы это с легкостью сделаете потом, прочитав статью до конца.

Подъем воды с помощью ветряка. Этой цели достигнуть достаточно легко. Энергия, необходимая на подъем веса на высоту равна mgh, где m –масса, g- ускорение свободного падения (9,8), h- высота. Т.е. поднять 1 литр воды на 10 метров за 1 секунду «стоит» 98 ватт. За 10 секунд – 9,8 Ватт, за 100 секунд – всего 1 Ватт. Т.е. если никуда не торопиться, то поднимать воду из колодца или скважины можно самыми слабыми ветрами и очень небольшим ветряками. Да, пусть ваша водокачка поднимает всего 30-50 литров в час. Но за 10-15 часов ветра она поднимет уже полтонны воды! Т.е. небольшой ветрячок, при наличии достаточно большой промежуточной емкости-накопителя обеспечит вас водой полностью. Создание такого ветряка не потребует больших затрат и усилий. Другой вопрос, что для вас проще — использовать электрический насос в течении получаса или строить ветряк.

Вообще говоря, я видел очень много заброшенных ветряков – водоподъемников в европейских странах. Развитие электротехники, в частности появление достаточно емких аккумуляторов, дешевых бензогенераторов и производительных насосов сделало их неэффективным способом подъема воды. Так что вам решать, нужен ли вам ветряк водокачка. Хотя, если нет электричества — ветряк не самый плохой вариант.

Получение тепла непосредственно от ветряка достаточно затруднительная задача. Получить тепло можно, но очень трудно его передать в место назначения. Поэтому такой способ использования ветровой энергии практически не используется.

Самым популярным вариантом является использование ветряков для выработки электроэнергии. О особенностях ветроэлектрогенераторов, подводных камнях и граблях, ждущих строителя ветряка — в следующей статье.