Еще раз о ветряном генераторе

Еще раз о ветряном генераторе

Таких обращений в редакцию поступило более десяти. Обобщая, можно выделить ряд стандартных вопросов, которые задают читатели. Наш корреспондент встретился с ген. директором ЗАО <Сапсан-энергия ветра> ВАСИЛЬЕВЫМ В.В. и попросил его ответить на вопросы наших читателей.

- Что собой представляют ветряки?

- Мы исследовали российский рынок ветроэнергетических установок. Все представленные аппараты можно разделить на четыре группы.

1. Существующие только в чертежах, которые никогда не изготавливались и не испытывались. Качество таких проектов очень разное. Среди них можно найти и добротные разработки, выполненные квалифицированными конструкторами на базе научных расчетов. Но большая часть - плохо оформленные идеи самодеятельных умельцев. Практического интереса для рядового потребителя, лишенного электроэнергии, такие проекты не представляют.
2. Существующие в виде опытного экземпляра. Как правило, такие ветряки предлагают небольшие конструкторские бюро при старых машиностроительных заводах. И расчетная, и конструкторская часть таких проектов соответствуют всем научно-техническим канонам. Недостаток один, но очень существенный: разработчиков не интересует единичное или мелкосерийное производство. В отделе продаж вам могут сообщить: <Заказ от 50 штук>. Все силы производителя направлены на поиск инвестора. <Дайте нам 100 (200, 300...) тысяч долларов и полгода, и мы завалим рынок ветряками>. Однако оценить практичность и работоспособность этих изделий можно только с годами, поэтому вложение денег в такие проекты - весьма рискованное дело.
3. Выпускавшиеся серийно еще при советской власти. То же, что в п.2, но серийное производство было налажено еще в застойные годы. Такие предприятия существовали за счет финансирования по линии различных государственных программ, например, по поддержке малочисленных народов Севера, и не пережили перехода к рыночной экономике. В настоящее время производство остановлено, распродаются старые запасы. Благодаря хорошей упаковке и заводской консервации эти ветряки благополучно долежали до наших дней и вполне могут использоваться по назначению, но предварительно их необходимо проверять и приводить в рабочее состояние.
4. Единичное или мелкосерийное производство. К этой категории мы относим и нашу фирму. Существует совсем немного компаний, где можно действительно купить ветряк. У каждой ветроэнергетической установки есть достоинства и недостатки.

- Есть такая строительная фирма <Сапсан>. Вы имеете к ней отношение?

- ЗАО <Сапсан-энергия ветра> возникло как подразделение хорошо известной строительной фирмы <Сапсан>. Занимаясь строительством загородных домов, мы постоянно сталкиваемся с проблемой электроснабжения, особенно если строительство ведется на земле заказчика. Можно сказать, что жизнь заставила нас заняться поиском альтернативных источников электроэнергии. И мы готовы поделиться опытом.

- Расскажите, пожалуйста, о принципе работы ваших устройств.

- Ветер дует, вращает ветроколесо, генератор вырабатывает электроэнергию. Например, ветрогенератор <Сапсан-1000> при частоте вращения 450 об/мин дает напряжение 48-56 В/45 Гц. Но на самом деле скорость ветра все время меняется, поэтому меняется частота вращения ветроколеса, и правильнее было бы сказать, что генератор выдает вам напряжение от 0 до 56 В с частотой от 0 до 45 Гц. Вся <грязная> электроэнергия, выработанная ветрогенератором, поступает на зарядное устройство и используется для зарядки аккумуляторной станции.

Схема ветроэлектростанции

- А уже с аккумуляторной станции получаем 220 вольт?

- Не сразу. Аккумуляторы дают вам постоянный ток, поэтому в комплект ветроэлектростанции входит еще один прибор: преобразователь тока (инвертор). Его цель - преобразовать постоянный ток с аккумуляторной станции в переменный 220 В/50 Гц.

- Довольно сложная система. Нельзя ли все-таки обойтись без аккумуляторов?

- В некоторых случаях можно. Во-первых, если вы собираетесь использовать энергию ветроэлектростанции для питания приборов, нечувствительных к качеству электроэнергии (например, отопители, освещение). В этом случае можно подсоединять потребителей напрямую. Во-вторых, существуют ветряки с автоматически регулируемым шагом лопасти (например, представленный у нас на выставке АВЭУ6-4М). Такие ветряки поддерживают приблизительно одинаковую частоту вращения независимо от силы ветра (в определенных пределах), и на выходе вы всегда имеете приблизительно 220 В. Но учтите: и в первом, и во втором случае у вас нет защиты на период безветрия. Нет ветра - нет электроэнергии. Преимущество использования аккумуляторной станции в том, что она позволяет запасать электроэнергию в период сильных ветров и отдавать ее потребителям при слабом ветре или его отсутствии.

- Что представляет собой аккумуляторная станция?

- Аккумуляторная станция - это набор из аккумуляторных батарей. В базовый комплект (1-киловаттная установка) входит 4 батареи по 100 А/ч каждая. Вы всегда найдете, куда поставить 4 батареи. А если, к примеру, вы собираетесь ставить ветряк на 20 кВт, то может потребоваться отдельное, и не маленькое, помещение под аккумуляторную. Кроме того, аккумуляторы и инвертор значительно удорожают стоимость всей системы. Размеры и стоимость аккумуляторной станции - главная проблема при создании мощных автономных ветроэнергетических комплексов. Но в России на сегодняшний день другого пути нет.

- А за рубежом есть другие пути?

- В Европе наибольшее распространение получили так называемые сетевые ветряки. Вся <грязная> электроэнергия от генератора через электрический счетчик и специальный прибор согласования частоты и напряжения подается в центральную сеть. Потребление идет через другой электрический счетчик из той же сети. Владелец ветряка платит за разницу: потребленная электроэнергия минус выработанная электроэнергия.

Энергоснабжающие организации фактически покупают у владельца ветряка <ветряную> электроэнергию. Зачем? Во-первых, в комплексе с тепловыми и другими электростанциями ветряки повышают общую мощность сетей. А во-вторых, в цивилизованной Европе стимулируется выработка экологически чистой электроэнергии.

Владелец ветряка ощущает реальную экономию на электроэнергии, потому что, с одной стороны, стоимость киловатт-часа в Европе значительно выше, чем в России, а с другой, ветряк без аккумуляторной станции и инвертора обходится значительно дешевле.

- Так можно ли сэкономить на электроэнергии, установив ветряк?

- Для того чтобы понять, можно ли сэкономить, нужно сравнить стоимость киловатт-часа, полученного от ветряка, со стоимостью киловатт-часа в центральной сети. Произведем упрощенный расчет для подмосковных условий, приняв срок службы ветряка 20 лет (а основные агрегаты ветряка действительно имеют такой срок службы). В Подмосковье с однокиловаттного ветряка потребитель сможет получить 150 кВтч в месяц. В год это составит 1800 кВтч (150х12), а за 20 лет - 36000 кВтч (1800х20).

Чем мощнее вы покупаете ветряк, тем дешевле получаете электроэнергию.Хочу отметить, что расчет производился для Подмосковья с его низкой среднегодовой скоростью ветра. В других регионах скорости ветра, тарифы и стоимость подключения могут быть другими. Соответственно и результаты расчетов, и выводы из них могут измениться.

- Допустим, я покупаю ветряк в 1 кВт. Значит ли это, что я буду иметь на выходе мощность 1 кВт в любое время?

- Не совсем так. Номинальную мощность ветрогенератор выдает при определенных оборотах ветроколеса, которые соответствуют определенной скорости ветра. Для производимых нами ветряков расчетная (номинальная) скорость ветра составляет 8 м/с. Это значит, что ветряк в 1кВт будет вырабатывать 1кВт при скорости ветра 8 м/с. Если ветер будет больше, например 16 м/с, то вы получите 2 кВт. Но чаще скорость ветра бывает меньше, особенно в Подмосковье. И вы совсем ничего не получите, если ветра нет или он слишком слабый (меньше скорости страгивания ветроколеса ~ 2,5 м/с).

- Как же в этом случае быть?

- Как раз на этот случай в комплект ветряка включается аккумуляторная станция, которая запасает электроэнергию в период сильных ветров. Но если ветер слабый в течение длительного времени и ваш ветряк не выходит на номинал, а вы в это время беспрерывно свой номинал потребляете, то рано или поздно истощите аккумуляторную станцию и инвертор просто отключится. Для обеспечения гарантированного электроснабжения, особенно в подмосковных условиях, рекомендуется устанавливать смешанные системы, например ветро-дизельные или ветро-солнечные. С их помощью при неблагоприятных погодных условиях вы всегда сможете <добрать> недостающие киловатт-часы.

- На что же можно рассчитывать, покупая ветряк в 1 кВт?

- Производительность ветряка (она измеряется в выработанных киловатт-часах в месяц или год) напрямую зависит от среднегодовой скорости ветра в регионе. В Подмосковье и прилегающих областях среднегодовая скорость ветра составляет от 3,7 м/с до 4,2 м/с, поэтому в наших условиях ветряк в 1 кВт даст в месяц от 150 кВтч. Много это или мало? Не очень много, но и не очень мало. Такая выработка соответствует расходу однокомнатной квартиры (холодильник, телевизор, несколько лампочек и др.). В Санкт-Петербурге, где среднегодовая скорость ветра составляет 6 м/с, с того же ветряка потребитель получит 250 кВтч. Узнав на ближайшей метеостанции или в аэропорту среднегодовую скорость ветра для вашего региона, сможете довольно точно установить, на что стоит рассчитывать.

- У меня дом стоит в таком месте, где почти постоянно дует сильный ветер.

- Очень может быть, что ваши конкретные ветровые условия значительно отличаются от средних по региону. Но ведь вы не станете устраивать на чердаке своего дома метеостанцию, чтобы в течение года производить замеры скорости ветра с целью вычисления среднегодового значения. Поэтому при покупке ветряка все равно приходится ориентироваться на средние по региону показания. И если в результате вы получите электроэнергии больше, чем ожидалось, мы будем очень рады.

- Как выбрать площадку для установки ветряка?

- Желательно устанавливать ветряк на открытом месте. Все препятствия, такие как деревья, холмы или здания будут способствовать образованию <неровных> воздушных потоков, что значительно уменьшает производительность ветряка. Эти потоки в значительной степени теряют первоначальную силу, постоянно меняют направление, способствуют усилению вибрации. Поэтому, если на местности есть крупные препятствия, высоту мачты придется увеличить. Для наилучшего функционирования ветроколеса, его следует устанавливать на высоте 3-4 м выше любого препятствия, находящегося ближе 200 м.

Следует также иметь в виду, что ветряк необходимо монтировать как можно ближе к аккумуляторной станции, чтобы снизить потери энергии в электропроводке и уменьшить стоимость кабеля (чем длиннее кабель, тем больше должен быть его диаметр).

- Что собой представляет фундамент для ветряка?

- Это 5 или 6 бетонных армированных столбиков диаметром 500 мм, заливаемых на глубину промерзания (для Подмосковья - 1,8 м). На один из столбиков устанавливается мачта, к четырем другим крепятся растяжки. Если вы планируете поднимать мачту с помощью лебедки, то заливается еще один столбик для крепления лебедки. Можно также поднять мачту подъемным краном, в этом случае шестой столбик не нужен. Чертежи фундамента и фундаментные закладные покупатель получает сразу после заключения договора.

- Увеличение высоты мачты отразится на стоимости ветряка?

- Конечно, ведь в прайс-листе указывается стоимость стандартной комплектации. Однако, как показывает практика, стандартных договоров практически не бывает.

- Сколько стоит ветряк для коттеджа средних размеров?

- Система за 335 000 руб., состоящая из ветрогенератора <Сапсан-1000>, мачты 12 метров, 4 аккумуляторов по 150 А/ч и инвертора на 3 кВа в условиях Подмосковья (среднегодовая скорость ветра 3-4 м/с) будет давать среднемесячную выработку ~ 200 кВтч. Этого достаточно для работы такого бытового оборудования как: погружной насос (для поднятия воды из скважины), циркуляционный насос (для котла отопления), холодильник (бытовой двухкамерный), освещение (10-15 энергосберегающих ламп), телевизор, компьютер.В условиях, например, Санкт-Петербурга, с этой же ветроэлектростанции можно получить ~ 350 кВтч электроэнергии в месяц, а это значительно расширяет количество возможной для использования электротехники. Более того, в Санкт-Петербурге, в отличие от Москвы, имеет смысл устанавливать более мощный ветрогенератор, например <Сапсан-5000>; это значительно увеличит среднемесячную выработку электроэнергии системы. Комплект за 640 000 руб., включающий в себя ветрогенератор <Сапсан-5000>, мачту 12 метров, 8 аккумуляторов по 150 А/ч и инвертор на 5 кВа, даст среднемесячную выработку от 400 кВтч.

- Каковы сроки и условия поставки?

- Срок поставки зависит от наличия комплектующих на складе и может колебаться (в среднем, 2 недели). Предоплата - 70 %. Но даже если все необходимое есть на складе, это не значит, что через неделю вы сможете установить ветряк. Ведь прежде всего необходимо подготовить фундамент, который набирает проектную прочность не менее 3-х недель с момента заливки.

- А могу я заказать у вас ветряк <под ключ>, чтобы вы подготовили мне и фундамент, и все остальное?

- Полный комплект работ включает в себя два этапа.
1-й этап - подготовка фундамента:
I. Заказчику предоставляются схема заливки фундамента для мачты и детали, которые необходимо установить в фундамент.
II. Заказчик заливает фундамент и устанавливает детали мачты, прокладывает наземный кабель от основания мачты до места расположения аккумуляторной станции 2-й этап - установка и подключение ВЭУ:
I. Шеф-монтаж. Он осуществляется под руководством технического специалиста компании <Сапсан-Энергия ветра>. Со стороны заказчика необходимо присутствие минимум трех рабочих.
II. Подключение системы к электрощиту заказчика.
III. Проверка работоспособности оборудования.
IV. Краткий инструктаж по эксплуатации ВЭУ.

- Спасибо за квалифицированные и подробные ответы на вопросы наших читателей. Надеемся, что они помогут в выборе решения: приобретать ветряк или нет.

В материале использованы фотографии, предоставленные компанией <Сапсан-Энергия ветра>.

Подготовил В. Кузьмин