Энергия ветра и солнца

Как использовать Солнце и ветер

Сегодня приобретает резонанс установка частными лицами и предприятиями альтернативных систем добычи электроэнергии. Все чаще мы можем увидеть панель солнечной батареи на крыше дома соседа или, включив телевизор на научно-просветительском канале, все только и слышим слова про ветроэлектростанции в Австралии и Польше. Действительно, современные научные исследования уже привели инженеров к таким совершенным машинам по производству электричества «из воздуха», что их уже целесообразно массово запускать в производство. Ветрогенератор по сути не сложно устроен: ветер вращает лопасти, лопасти вращают ротор в электрогенераторе. А работа солнечной батареи основана на давно открытом и изученном физическом явлении внешнего фотоэффекта. Оба этих источника дают постоянный ток, но прибор под названием инвертор превращает его в переменный с параметрами 220 В и 50 Гц. Основная проблема ветрогенератора и солнечной батареи остается одна – непостоянство сил, которые способствуют генерации свободных электронов. Ветер может менять свою силу и направление в любой момент, солнечные лучи вовсе исчезают ночью каждые сутки. С этой проблемой справляются аккумуляторы, которые обеспечат свет и тепло при отсутствии ветра или потока солнечных фотонов. Таким образом, выбирая что установить на даче для себя, нужно учесть погодные особенности на своей местности.

Установка солнечной батареи или ветрогенератора обойдется Вам в кругленькую сумму и окупится через год-два, но это стоит того ибо срок службы этих устройств довольно внушительный: ветряк – 20-25 лет, фотопластина – 50-70 лет. Нетрудно подсчитать сколько вы сэкономите за эти года. Плюс ветрогенераторы и солнечные батареи – экологически чистые источники электричества. Так Вы внесете свой посильный вклад в экологическую программу своей страны. Пора выходить на новый уровень использования природными ресурсами – не наносить вреда.

Приобретая или изготавливая самостоятельно одно из этих устройств, позаботьтесь о том, чтобы Вы могли при надобности легко поворачивать голову ветряка или менять угол наклона фотопластин. Это нужно для того, чтобы Ваша миниэлектростанция обладала максимальной производительностью: генератор произведет больше электроэнергии, если скорость ветра перпендикулярна к лопастям ветряка, а падающие лучи Солнца на фотоэлемент перпендикулярны плоскости солнечной батареи. 

Экологичный ветер

В последние десятилетия активно развиваются разные направления экологичных способов добычи электрической энергии. Традиционные методы сильно вредят окружающей среде, а ресурсы необходимые для их реализации вскоре закончатся. Необходимость изобретения и совершенствования новых средств электрификации человечества очевидны многим прогрессирующим странам мира, к сожалению, только не России.
Ветрогенератор – технологическая электромеханическая конструкция, которая позволяет преобразовать кинетическую энергию ветра в электрический ток с любыми необходимыми параметрами.Ветряные хозяйства – будущее электроэнергетики. Ученые подсчитали, что только пятая часть энергии ветра, которую может использовать человек, может увеличить производство электроэнергии в 7 раз. Для тех, кто путешествовал по Германии или Польше не секрет, что в этих странах уже давненько посреди бескрайних ухоженных полей выросли огромные грациозные стальные машины – ветрогенераторы внушающих мощностей.

Стопроцентными лидерами по производству электроэнергии «из воздуха» являются на данный момент Китай и США. Однако, и страны западной Европы не игнорируют сей прогресс в энергетике. Испания и Германия, Дания и Франция уже питаются электроэнергией на 1/8-1/5 от ветра.
В России ветряк сооружен в Калининградской области мощностью 5,1 мегаватт. Планирует строиться ветровое хозяйство в Калмыкии, но эти успехи ничтожны по сравнению с достижениями перечисленными выше.
Почему же в такой огромной могущественной стране так обстоят дела? Проблема в том, что для изготовления установки такого габаритного оборудования необходимы колоссальные материальные вложения, которые могло бы обеспечить государство, но не обеспечивает по невнятным причинам для «простых смертных», а внешние инвесторы опасаются влаживать финансы в альтернативную энергетику в стране с мощнейшим производством по традиционным технологиям.

На самом деле, ветряные электростанции не стопроцентно экологичны, ведь мощный ветропарк заставит циклонные потоки воздуха замедлиться, что на первый взгляд может вызвать ужасные необратимые процессы, приводящие к катастрофам. Но спешу Вас успокоить, это ученые уже тоже выяснили. При очень глобальных нагрузках на ветер температура может измениться всего на 0,1 градуса, а вероятность изменения осадков около 1%. Так что влияние мизерное, не приводящее к серьезным последствиям. 

Как сделать самодельный ветрогенератор

Безусловно, готовый ветрогенератор приобрести и установить гораздо удобнее. Но такое устройство обычно бывает очень больших размеров и мощностей, и на его эксплуатацию необходимо получать специальное разрешение. К тому же в частном использовании редко встречается необходимость в крупногабаритных ветряках. Такие обстоятельства наводят на мысли о создании оборудования своими усилиями, самодельного ветрогенератора.

У запасливых людей зачастую существует набор деталей и материалов, оставшихся от вышедших из строя аппаратов. А если еще знать места, где продают ненужную списанную технику, можно «вооружиться» в полную мощь.   Главный и дорогой элемент в нашем ветряке – аккумулятор. Отлично подойдет от трактора. Цена договорная. На остальные запчасти для блока управления и непосредственно инвертор уйдет около 75 долларов.

Для сравнения, заводской ветрогенератор стоит в среднем 1000 долларов. Это не считая мачты, инвертора, контроллера и аккумуляторных блоков.
Итак, готовим ветряк с лопастями 1,8 метра и горизонтальной осью, мощность 300 Вт. Некрупный и мощность невелика, но если применить светодиоды, это хватит для создания вполне яркого освещения. Холодильник «без компании» остальных приборов вполне справится. Компьютер и телевизор вдвоем тоже выдержат. В общем, если использовать технику без излишеств, вполне можно жить хотя бы в период отключения электроэнергии.

Итак, для создания шести лопастей понадобится лист алюминия 2 мм, для облегчения нагрузки. Лопасть размером 120 х 650 мм,поворот лопасти к оси получился около 12 градусов, проверено практическими испытаниями.  Лопасти держатся на шпильках через приделанные втулки. Шпильки же вкручены в центровое колесо с контргайками.
Размер хвоста 400 х 600 мм. Ступичный автомобильный подшипник использован для выполнения узла поворота. Мачта изготовлена из стальной трубы, размером 5,5 м.

Генератором послужил электродвигатель ленточного накопителя данных. Блок управления должен состоять из 2х модулей: импульсного коммутатора нагрузки и импульсного стабилизатора напряжения.
На практике выявлено, что ветряк,  самодельный ветрогенератор своими силами – вполне осуществимая затея. Электричество им вырабатывается, в обслуживании он не нуждается. 

Датский остров Эрё – оплот возобновляемой энергетики с 1981 года

Остров Эрё – неприметный клочок суши на юге архипелага в Дании. Однако именно на нем некогда зародилось движение, целью которого является полный переход на возобновляемые источники энергии. В наше время большое половины всей потребляемой на острове энергии производят объекты возобновляемой энергетики, и в будущем на острове ожидается полный переход на альтернативную энергию.
Началось все в 1981 году, в одной из школ острова прошла целая серия лекций, описывающих перспективы возобновляемой энергетики. В это же время была создана неофициальная исследовательская группа, которая состояла из энтузиастов. Несколько месяцев небольшая группа местных людей самых разных профессий, вела активное обсуждение о целесообразности внедрения объектов возобновляемой энергетики на острове. Позже эта группа получила название Ассоциация Эрё, в нее и по сей день входит более двух сотен местных жителей.

Впервые на практике Ассоциация Эрё воплотила свои идеи в 1985 году, тогда они построили небольшой ветропарк. Это было 11 ветряных мельниц, каждая из которых обладала мощностью в 55 кВт. Чтобы профинансировать эту затею, они создали общество акционеров, в которое вошло 128 местных жителей. Государству такая идея показалась привлекательной, и все акционеры, а также их семьи, получили определенные льготы. Вся производимая ими электроэнергия продавалась ими в энергосеть – за каждый проданный киловатт-час общество получало по 6 евроцентов. Мощность установленных ветряных генераторов составила 2,5 МВт, а период их окупаемости – 7 лет.

В дальнейшем они вели кропотливую работу, нацеленную на развитие альтернативной энергетики в стране. Вскоре ее популярность распространилась на всю страну, и уже в середине девяностых годов в Дании начался бум установки солнечных электрогенераторов. Уже к 2002 году на теплоцентрали Ærøskøbing появились солнечные панели. На острове Эрё сегодня установлено более 28 тыс. метров квадратных солнечных панелей, это по 4 квадратных метра на каждого жителя острова. Сама Дания к началу 2015 года довела долю использования ветряной электроэнергии до 20%, хотя еще в 1990 году на долю ветряков приходилось лишь 2% от всей производимой в стране электроэнергии. Избыток электроэнергии Дания поставляет за границу, и является одним из крупнейших в мире производителей ветрогенераторов.