Установка и обслуживание малой ветроэнергетической системы

Производитель вашей ветровой системы или дилер, у которого вы ее купили, должен быть в состоянии помочь вам установить вашу малую ветровую электрическую систему. Вы можете установить систему самостоятельно — но прежде чем пытаться осуществить проект, задайте себе следующие вопросы:

• Можно ли залить правильный цементный фундамент?
• Есть ли у меня доступ к лифту или способу безопасного подъема башни?
• Знаю ли я разницу между проводкой переменного тока (AC) и постоянного тока (DC)?
• Достаточно ли я разбираюсь в электричестве, чтобы безопасно подключить турбину?
• Знаю ли я, как безопасно обращаться с батареями и устанавливать их?

Если вы ответили «нет» на любой из вышеперечисленных вопросов, вам, вероятно, следует выбрать установку вашей системы системным интегратором или установщиком. Обратитесь за помощью к производителю или в ваш государственный энергетический офис и местную коммунальную службу, чтобы получить список местных установщиков систем. Вы также можете проверить желтые страницы для поставщиков услуг ветроэнергетических систем.

Надежный установщик может предоставлять дополнительные услуги, такие как получение разрешений. Узнайте, является ли установщик лицензированным электриком, попросите рекомендации и проверьте их. Вы также можете обратиться в Better Business Bureau.

При правильной установке и обслуживании малая ветровая электрическая система может прослужить до 20 лет и дольше. Ежегодное обслуживание может включать:

• Проверка и затяжка болтов и электрических соединений по мере необходимости
• Проверка машин на наличие коррозии и растяжек на правильность натяжения
• Проверка и замена изношенной ленты передней кромки лопаток турбины, если это необходимо.
• При необходимости замена лопаток турбины и/или подшипников каждые 10 лет.

Если у вас нет опыта в обслуживании системы, ваш установщик может предоставить программу обслуживания и ремонта.

Производитель или дилер вашей системы также может помочь вам найти лучшее место для вашей ветровой системы. Некоторые общие соображения включают:

• Соображения относительно ветровых ресурсов– Если вы живете в сложной местности, внимательно отнеситесь к выбору места установки. Если вы разместите свою ветряную турбину на вершине или на ветреной стороне холма, например, у вас будет больше доступа к преобладающим ветрам, чем в овраге или на подветренной (защищенной) стороне холма на той же территории. У вас могут быть различные ветровые ресурсы на одной территории. В дополнение к измерению или выяснению годовой скорости ветра, вам необходимо знать о преобладающих направлениях ветра на вашем участке. В дополнение к геологическим образованиям вам необходимо учитывать существующие препятствия, такие как деревья, дома и сараи. Вам также необходимо спланировать будущие препятствия, такие как новые здания или деревья, которые не достигли своей полной высоты. Ваша турбина должна быть расположена с наветренной стороны от любых зданий и деревьев, и она должна быть на 30 футов выше всего в пределах 300 футов.
• Системные соображения– Обязательно оставьте достаточно места для подъема и опускания башни для обслуживания. Если ваша башня оснащена растяжками, вы должны оставить место для растяжек. Независимо от того, является ли система автономной или подключенной к сети, вам также необходимо будет принять во внимание длину проводной линии между турбиной и нагрузкой (домом, батареями, водяными насосами и т. д.). Значительное количество электроэнергии может быть потеряно из-за сопротивления провода — чем длиннее проводная линия, тем больше электроэнергии теряется. Использование большего количества или более крупных проводов также увеличит стоимость установки. Потери в проводной линии больше, когда у вас постоянный ток (DC) вместо переменного тока (AC). Если у вас длинная проводная линия, рекомендуется преобразовать постоянный ток в переменный.

Мощность небольших ветряных турбин, используемых в жилых домах, обычно составляет от 400 Вт до 20 киловатт, в зависимости от количества электроэнергии, которое вы хотите вырабатывать.

Типичный дом потребляет около 10 932 киловатт-часов электроэнергии в год (около 911 киловатт-часов в месяц). В зависимости от средней скорости ветра в этом районе, для значительного удовлетворения этого спроса потребуется ветряная турбина мощностью от 5 до 15 киловатт. Ветряная турбина мощностью 1,5 киловатта удовлетворит потребности дома, которому требуется 300 киловатт-часов в месяц в месте со среднегодовой скоростью ветра 14 миль в час (6,26 метров в секунду).

Чтобы помочь вам определить, какой размер турбины вам нужен, сначала установите энергетический бюджет. Поскольку энергоэффективность обычно менее затратна, чем производство энергии, сокращение потребления электроэнергии вашим домом, вероятно, будет более экономически эффективным и уменьшит размер необходимой вам ветряной турбины.

Высота башни ветряной турбины также влияет на то, сколько электроэнергии будет вырабатывать турбина. Производитель должен помочь вам определить необходимую высоту башни.

Оценка годовой выработки энергии ветряной турбиной (в киловатт-часах в год) — лучший способ определить, сможет ли она и башня производить достаточно электроэнергии для удовлетворения ваших потребностей.

Производитель ветряных турбин может помочь вам оценить ожидаемое производство энергии. Производитель будет использовать расчет, основанный на следующих факторах:

• Конкретная кривая мощности ветряной турбины
• Среднегодовая скорость ветра на вашем участке
• Высота башни, которую вы планируете использовать
• Частотное распределение ветра — оценка количества часов, в течение которых ветер будет дуть с каждой скоростью в течение среднего года.

Производитель также должен скорректировать этот расчет с учетом высоты вашего участка.

Чтобы получить предварительную оценку производительности конкретной ветряной турбины, можно воспользоваться следующей формулой:

АЭО= 0,01328 Д²В³

Где:

• AEO = Годовая выработка энергии (киловатт-часов/год)
• D = Диаметр ротора, футы
• V = среднегодовая скорость ветра, миль в час (миль/ч), на вашем участке

Примечание: разница между мощностью и энергией заключается в том, что мощность (киловатт) — это скорость потребления электроэнергии, а энергия (киловатт-час) — это потребляемое количество.

Малые ветровые энергетические системы могут быть подключены к системе распределения электроэнергии. Они называются сетевыми системами. Ветряная турбина, подключенная к сети, может сократить потребление электроэнергии, поставляемой коммунальной службой, для освещения, бытовых приборов и электрического отопления. Если турбина не может обеспечить необходимое вам количество энергии, коммунальная служба компенсирует разницу. Когда ветряная система производит больше электроэнергии, чем требуется вашему дому, избыток отправляется или продается коммунальной службе.

При таком типе подключения к сети ваша ветровая турбина будет работать только при наличии коммунальной сети. Во время отключений электроэнергии ветровая турбина должна отключаться из соображений безопасности.

Системы, подключенные к сети, могут быть практичными, если выполняются следующие условия:

• Вы живете в районе, где среднегодовая скорость ветра составляет не менее 10 миль в час (4,5 метра в секунду).
• Электроэнергия, поставляемая коммунальными службами, в вашем районе стоит дорого (около 10–15 центов за киловатт-час).
• Требования коммунальной службы по подключению вашей системы к своей сети не являются чрезмерно дорогими.

Существуют хорошие стимулы для продажи излишков электроэнергии или покупки ветряных турбин. Федеральные правила (в частности, Закон о политике регулирования коммунальных услуг 1978 года, или PURPA) требуют, чтобы коммунальные службы подключались к малым ветровым энергетическим системам и покупали у них электроэнергию. Однако вам следует связаться с вашей коммунальной службой перед подключением к ее распределительным линиям, чтобы решить любые проблемы с качеством электроэнергии и безопасностью.

Ваша коммунальная служба может предоставить вам список требований для подключения вашей системы к сети. Для получения дополнительной информации см.домашние энергетические системы, подключенные к сети.

Ветровая энергия может использоваться в автономных системах, также называемых автономными системами, не подключенными к системе распределения электроэнергии или сети. В этих приложениях малые ветровые электрические системы могут использоваться в сочетании с другими компонентами, включаямалая солнечная электрическая система– для создания гибридных энергосистем. Гибридные энергосистемы могут обеспечить надежное автономное электроснабжение для домов, ферм или даже целых сообществ (например, проекта совместного проживания), которые находятся далеко от ближайших линий электропередач.

Автономная гибридная электрическая система может оказаться для вас практичной, если нижеперечисленные пункты описывают вашу ситуацию:

• Вы живете в районе, где среднегодовая скорость ветра составляет не менее 9 миль в час (4,0 метра в секунду).
• Подключение к сети недоступно или может быть сделано только через дорогостоящее расширение. Стоимость прокладки линии электропередач к удаленному объекту для подключения к коммунальной сети может быть непомерно высокой и составлять от 15 000 до более 50 000 долларов за милю в зависимости от рельефа местности.
• Вы хотели бы обрести энергетическую независимость от коммунальных служб.
• Вы хотели бы производить чистую электроэнергию.

Более подробную информацию см. в разделе «Эксплуатация системы вне сети».