Постоянное удорожание электроэнергии и рост строительства загородных домовладений обусловили появление на рынке нового, альтернативного (возобновляемого) вида источников электроэнергии – ветрогенераторов, гидрогенераторов, а также генераторов, использующих энергию солнца, приливов и т.п. Использование энергии ветра и воды выросло за последние годы в десятки раз, а по данным ученых запасы энергии ветра более чем в 100 раз превышают запасы гидроэнергии всех рек нашей планеты.

Ветряные электростанции (ветряные генераторы, ветроэлектрические установки, ветрогенераторы, ветряки, вэу) – это электростанции бытового или промышленного назначения, генерирующие электрическую энергию при помощи энергии ветра, т.е. посредством энергии перемещающихся воздушных масс (кинетической энергии). Стационарные ветрогенераторы могут полностью обеспечивать электрическим питанием жилой дом или небольшой производственный объект, накапливать в АКБ необходимый ресурс электр энергии для применения в периоды отсутствия ветра, могут функционировать в сочетании с дизельгенераторами или солнечными генераторами, а также давать экономию при использовании центральной электросети. Мобильные ветряные электростанции могут применяться в путешествиях для подзарядки автомобильных аккумуляторов или для непосредственного питания электроприборов.

В мире наибольшее распространение получили ветрогенераторы с тремя лопастями и горизонтальной осью вращения. Установка мощных стационарных ветрогенераторов требует предварительных исследований и проведения ряда электромонтажных, грунтовых и строительных работ. Все ветряные электростанции можно разделить на две основные категории: промышленные и бытовые ветрогенераторы. Промышленные ветрогенераторы отличаются очень большой мощностью, которая для некоторых ветрогенераторов может достигать 5-6МВт.

Промышленные ветрогенераторы обычно объединяют в единые сети. Бытовые ветрогенераторы, в отличие от промышленных ветроустановок, обычно имеют мощность не более 10-15 кВт.

Ввиду большой стоимости ветрогенераторов, среди населения наибольшим спросом пользуются ветряные электростанции относительно небольшой мощности 2-5 кВт. При условии среднегодовой скорости ветра от 3-4 м/сек, такой миниэлектростанции вполне хватит для полного энергообеспечения загородного дома средних размеров, кафе, станций техобслуживания и т.п.

В сравнении с электростанциями, работающими посредством использования бензинового (бензогенераторы) или дизельного топлива (дизель генераторы), применение грамотно подобранных ветряных электростанций в долгосрочной перспективе обойдется намного дешевле, в тому же ветрогенераторы не загрязняют окружающую среду вредными выбросами ввиду их полного отсутствия. Ветряные электростанции также отличаются и автономностью, что позволяет использовать их в удаленных местах, а также на яхтах (ветрогенераторы для плавательных средств могут отличаться от наземных устройств водонепроницаемостью, компактностью и меньшим весом) и т.п. К основным же недостаткам же ветрогенераторов можно отнести повышенный шум, создание помех радиосигналам и нестабильность получаемой энергии ввиду изменения скорости ветра.

В комплект бытовой ветряной электростанции обычно входит сама турбина ветрогенератора, мачта, хвост, лопасти, крепления электростанции, тросы мачты, контроллер заряда и поворотный механизм ветряной электростанции. Ветряная электростанция может работать как в комплексе с солнечной батареей, так и без нее, а также в режиме без аккумулятора для питания нагрузки, не требующей стабилизации напряжения.

Пока что лидерами по применению ветряных электростанций остаются Европа и Америка, однако Россия также увеличивает применение ветрогенераторов, например, в скором времени в Краснодарском крае планируется установить комплекс ветряных электростанций мощностью 1 000 000 кВт (1000 мВт). Среди основных производителей ветрогенераторов в России можно выделить такие компании, как Сапсан-Энергия (1-5 кВт), Ветроэнергетика (до 10 кВт), ГРЦ-Вертикаль (1,5-55 кВт). Существует также много специализированных фирм по реализации и установке ветрогенераторов.

Основной данных ветрогенераторов является инвертор и внешние аккумуляторные батареи. Для большинства потребителей загородного дома обычно достаточно инвертора серии НТ с синусоидальным выходным напряжением переменного тока максимальной мощностью 1500ВА (модель НТ-1500) напряжением постоянного тока 24В. Для автономной работы инвертора обычно применяют две автомобильные аккумуляторные батареи 12В, соединенные последовательно. В зависимости от емкости применяемых батарей запас электроэнергии при автономной работе составит: для батарей 50А*ч (аккумулятор большинства малолитражек) - 1 кВт*ч, для батарей 100А*ч - 2 кВт*ч. При наличии централизованного электроснабжения системы инвертор-аккумулятор достаточно для резервного электроснабжения дома при частых отключениях сетевого электропитания.

При наличии напряжения в сети инвертор заряжает аккумуляторы и передает в цепь потребителей электроэнергию сети через встроенный стабилизатор напряжения. Переключение в режим инвертора при отключении сети происходить за время 4 мс, которое не сказывается на работе никаких бытовых потребителей

При отсутствии в доме централизованного электроснабжения возможны два варианта обеспечения электроэнергией:

Первый способ - обеспечить наличие двух комплектов аккумуляторных батарей, из которых один находится в доме в работе, а другой на зарядке в месте, где доступно сетевое электропитание (этот вариант подобен ситуации с баллонным газом).

Второй вариант - установка ветрового турбогенератора, применяемого для заряда батарей. Чаще всего комбинируют оба способа как взаимно дополняемые. При первом способе, как правило, приобретают два инвертора: рабочий более мощный и резервный меньшей мощности для заряда запасного комплекта батарей.

Мощность ветряной электростанции зависит только от интенсивности ветра в месте установки. Более мощные ветрогенераторы применяются при большой продолжительности безветренных периодов. Определить достаточность мощности ветрогенератора возможно только опытным путем с применением специальных регистрирующих приборов в течение длительного времени. В большинстве случаев достаточно установить ветрогенератор максимальной мощности 600 ВА, а в случае, если такой мощности окажется недостаточно, то установить еще один генератор дополнительно. Мощные ветряные электростанции более 1 кВА устанавливают в крайнем случае из-за повышенного уровня низкочастотного звукового шума, а также сложностью установки и демонтажа для обслуживания. Инверторы для поставляемых ветрогенераторов оснащены процессорным устройством управления производства компании MOTOROLA, которые обеспечивают режим заряда, разряда и тренировки батарей для увеличения срока службы последних, что особенно важно для бывших в длительном использовании аккумуляторов.