Ветрогенератор работа со слабым ветром

На сегодняшний день в развитии ветроэнергетики можно выделить два направления. Строительство ветра парков в местах с высокой ветровой нагрузкой, и дальнейшая транспортировка электроэнергии потребителям и установка ветра турбин в местах потребления электроэнергии.

Первое направление характерно тем что на данных площадках постоянный, относительно ровный поток ветра, который не сильно изменяется по скорости и направлению. Данная особенность позволяет эффективно использовать ветрогенераторы с вертикальной осью вращения. Небольшие перепады скорости патока позволяют изготовить винт с углами заклинения под среднюю скорость ветра и небольшие отклонения от средних значений позволяют эффективно использовать винт. Постоянство направления ветра позволяет использовать винты по истине циклопических размеров. В условиях когда нет необходимости постоянно поворачивать винт ориентируя его по направлению меняющегося ветра циклопические размеры конструкции не будут являться недостатком.

Второе направление, установка ветрогенераторов в местах потребления электроэнергии, предъявляет конструкциям новые требования. Практически на всей территории России резко выраженный континентальный климат, а это значит изменения скорости ветра от полного штиля до ураганных порывов при постоянном изменении направления. Данные условия предъявляют конструкции особые требования, такие как высокий стартовый порог, большой крутящий момент, простоту и скорость ориентирования по ветру.

Существует мнение что разработка слабых ветров не перспективна, слабый ветер мало энергии. Но как говорится все относительно, для примера я живу в квартире за свет по счетчику в среднем набегает 150 киловатт в месяц. Давайте посчитаем, 150 киловатт разделим на 30 дней и на 24 часа. В результате получим что мне для энергоснабжения квартиры достаточно источника мощностью около 200 ват.

Я живу в Краснодаре среднегодовая ветровая нагрузка 6 м/с зная что мощность воздушного потока равна (площадь умножить на плотность воздуха 1,29 кг/м умножить на скорость ветра в кубе и все это разделить на два) получим что один квадратный метр воздушного потока при скорости 6 м/с обладает энергией около 140 ват. Взять у потока мы можем в лучшем случаи половину, то есть для энергоснабжения моей квартиры нужен ветрогенератор площадью не менее трех квадратных метров.

Конечно я описал очень оптимистичный сценарий, взять у потока ветра половину энергии очень трудно и большинство ветрогенераторов с этой задачей не справится, но моя конструкция ориентирована на решение этой задачи. Конструкция описанная в статье Винт ветрогенератора будет эффективно работать при слабом, нестабильном, порывистом ветре. Ветряк использует подъемную силу ветра как движущую силу, но реализует это по средством иной траектории движения лопастей, что дает конструкции возможность регулировать угол атаки лопасти и как следствие управляемый крутящий момент. Это позволит конструкции удвоить мощность на выходе за счет минимизации потерь при трансформации выходного напряжения в сравнении с существующими аналогами представленными сегодня на рынке.

Конечно для освещения квартиры устанавливать ветряк ни кто не будет но там где невозможно подключиться к центральному энергоснабжению ветрогенератор может стать решением задачи. Давайте рассмотрим один из вариантов такого использования.

Идея энергетически эффективной теплицы проста. Современные теплицы строят из стекла, стекло очень плохой терма изолятор. Если заменить стекло на другие материалы с высокими термоизолирующими свойствами энергоэффективность теплицы увеличится многократно.

Давайте рассмотрим подробней. Продолжительность светового дня летом около 16 ти часов, зимой около 8 ми часов, поэтому зимой теплицу освещают несколько часов до восхода солнца и после заката, чтобы продлить светлое время суток до значений летнего времени. То есть, грубо говоря, стеклянный потолок сэкономит половину электроэнергии потраченной на освещение в сравнении с непрозрачным потолком. При этом потери тепла через стеклянный потолок будут колоссальны. Если мы построим теплицу из непрозрачных материалов с высокими термоизолирующими свойствами мы с одной стороны увеличим энергозатраты на освещение но с другой экономим тепло. С точки зрения энергетических затрат осветить ограниченный объем гораздо дешевле чем отопить такой же объем. Современные светодиодные светильники потребляют очень мало электроэнергии в сравнении со своими предшественниками при сохранении той же мощности светимости. Построив теплицу из термоизолирующих материалов и установив светодиодные светильники мы многократно увеличим энергоэффективность теплицы.

Идея очень проста но для освещения теплицы необходим источник электроэнергии которым может стать ветрогенератор. Для освещения теплицы с использованием светодиодных технологий энергии слабых ветров будет достаточно.

Существующие сегодня тепличные хозяйства это большие агрокомплексы с большим числом рабочих и жесткой привязкой к энергоисточникам, электроэнергии и газопроводов для отопления и освещения теплиц. Строительство таких агрокомплексов очень дорого а места строительства ограничены возможностью подведения коммуникаций.

Сегодня существует только два направления, крупные тепличные агрокомплексы а с другой стороны парники. Промежуточной небольшой отапливаемой теплице, сегодня не существует, точней сказать ее размещение ограничено отсутствием энергоснабжения. То есть получив сейчас дальневосточный гектар мы сможем только разбить там парники, об отапливаемой теплице не может быть и речи без источника энергоснабжения.

Строительство небольших энергетически эффективных теплиц экономически выгодно. Теплица строится из многослойных панелей (с наружи фанера в нутрии пенопласт). Из за небольших размеров в конструкции теплице не используются дорогостоящие металлические несущие конструкции.Такая теплица не нуждается в подведении мощных энергоисточников. Это делает строительство таких теплиц доступным для фермерских хозяйств и малого бизнеса, так же эта идея может заинтересовать крупные торговые сети. Торговые сети вкладываются в разработку технологии полного цикла производства, строительства теплицы, выращивание продукции и реализации ее через свои торговые площадки.

Торговая сеть предлагает покупателю полностью готовый проект что то вроде франшизы, полный цикл от семян до реализации готовой продукции через свою торговую сеть. Для торговой сети это не просто возможность заработать на реализации теплиц, а в первую очередь расширить сеть поставщиков продукции на выгодных для себя условиях не вкладывая собственные средства в развитие этого направления. Детальная проработка проекта не будет стоить материальных затрат достаточно административного ресурса. Специалисты проектных, строительных, юридических и тд. отделов могут сделать подробный анализ и указать на слабые места проекта.