Малые и средние ветротурбины: пионеры экологически чистой энергетики в области распределенных источников энергии.

Под малыми и средними ветряными турбинами обычно подразумевают ветроэнергетическое оборудование мощностью менее 500 киловатт, обеспечивающее электроэнергией домохозяйства, фермы, населенные пункты, малые предприятия, микросети или автономные объекты.

Малые ветротурбины: обычно подразумеваются модели мощностью от 1 кВт до 10 кВт, в основном используемые для автономных или подключенных к сети жилых зданий, небольших ферм и т. д.

Ветротурбины средней мощности: обычно подразумеваются модели мощностью от 10 кВт до 500 кВт, в основном используемые в жилых комплексах, школах, малых и средних предприятиях, базовых станциях связи, для орошения сельскохозяйственных угодий и т. д.
(Примечание: Иногда устройства мощностью менее 1 кВт называют «микро», а устройства мощностью более 100 кВт — «крупными».)

К основным типам конструкций относятся ветротурбины с горизонтальной и вертикальной осью вращения.

Ветротурбина с горизонтальной осью вращения, где ось вращения ротора параллельна земле, похожа на крупную ветровую турбину. Благодаря зрелой технологии и высокой эффективности использования ветровой энергии она является основным типом на рынке. Обычно она оснащена хвостовым рулем или активной системой рыскания, которые необходимо корректировать в соответствии с направлением ветра, что приводит к относительно высокому уровню шума и установке на большой высоте.

Ветротурбина с вертикальной осью вращения ротора, перпендикулярной земле. Не требует ветра, может улавливать ветер в любом направлении. Низкий уровень шума при работе, простота обслуживания. Эффективность использования энергии ветра, как правило, ниже, чем у ветротурбин с горизонтальной осью вращения.

Полная система генерации малой и средней ветровой энергии обычно включает в себя ветряную турбину, генератор, лопасти, ступицу и фюзеляж, а также систему руля/рыскания, используемую для ветряных турбин с горизонтальной осью вращения для поддержания ориентации по направлению ветра. Башня поддерживает ветряные турбины на большой высоте для получения более сильных и стабильных ветров. Система управления отвечает за мониторинг запуска, остановки, безопасности и рабочего состояния системы. Система хранения энергии (для автономных систем) хранит избыточную электрическую энергию для использования в отсутствие ветра. Инвертор имеет автономный инвертор, который преобразует постоянный ток от батареи в переменный ток для бытовых приборов. Имеется сетевой инвертор, который преобразует электроэнергию, вырабатываемую ветряными турбинами, в переменный ток той же частоты и фазы, что и сеть, и подает его в сеть.

Сценарии применения малых и средних ветротурбин включают автономные и подключенные к сети приложения. Автономное применение для базовых станций связи: обеспечение электропитанием базовых станций мобильной связи в отдаленных районах. Мониторинг дорог: обеспечение электропитанием оборудования мониторинга на автомагистралях и в тоннелях. Применение в сельском хозяйстве и животноводстве: например, электрические ограждения для пастбищ, орошение сельскохозяйственных угодий, электроснабжение рыболовных судов и т. д. На открытом воздухе и в чрезвычайных ситуациях: автодома, кемпинг, аварийное электроснабжение при стихийных бедствиях. Подключенные к сети приложения для коммерческих пользователей: установка ветротурбин средней мощности на заводах, в парках и т. д. для снижения затрат на электроэнергию, собственного потребления и подключения избыточной электроэнергии к сети. Школы и сообщества: в качестве популярного научно-образовательного проекта и демонстрационного проекта в области зеленой энергетики.

Преимущество малых и средних ветротурбин заключается в распределенной выработке энергии, позволяющей генерировать электроэнергию на месте и снижать потери при передаче на большие расстояния. Нулевые выбросы углерода – это чистая энергия. Она может формировать ветро-солнечную систему, дополняющую солнечные фотоэлектрические системы, для повышения надежности электроснабжения. Система, подключенная к сети, может компенсировать часть или все потребление электроэнергии из сети.

Ограничениями для ветротурбин малого и среднего размера являются, как правило, необходимость среднегодовой скорости ветра не менее 4-5 метров в секунду, а также открытая и незагроможденная площадка. Первоначальные инвестиции относительно высоки, а стоимость самого оборудования и установки (особенно башни) высока.
Скорость и направление ветра изменчивы, а выходная мощность нестабильна; может вызывать шумовые помехи для жителей близлежащих домов.

Если вы рассматриваете возможность установки ветряной турбины малого или среднего размера, вам необходимо оценить ветровые ресурсы: используйте профессиональное оборудование для измерения данных в течение как минимум одного года или запросите местную метеорологическую информацию. Это самый важный шаг. Рассчитайте потребность в электроэнергии: уточните вашу нагрузку и потребление электроэнергии, чтобы определить, сколько энергии вам потребуется от ветряной турбины. Выберите подходящий тип: в зависимости от ваших потребностей и условий окружающей среды выберите ветряную турбину с горизонтальной или вертикальной осью вращения. Осмотрите место установки: убедитесь в наличии достаточного открытого пространства и избегайте препятствий, таких как здания и деревья. Ознакомьтесь с нормативными требованиями: проконсультируйтесь с местными органами власти по вопросам разрешений на строительство, ограничений по высоте, норм шума и правил подключения к сети. Выберите надежные бренды и установщиков: выбирайте сертифицированные и известные продукты и профессиональную команду установщиков, чтобы обеспечить безопасность и послепродажное обслуживание. Экономический анализ: рассчитайте период окупаемости инвестиций, учитывая стоимость оборудования, стоимость установки, стоимость технического обслуживания и сэкономленную электроэнергию/субсидии.

Ветротурбины малого и среднего размера — мощные инструменты для достижения энергетической самодостаточности и экологичного образа жизни, особенно подходящие для районов с хорошими ветровыми ресурсами и неудобными электросетями. Однако это не универсальное решение, которое можно сразу установить, и его успех во многом зависит от тщательной оценки, а также профессиональной установки и обслуживания на ранних этапах. Прежде чем принимать решение, обязательно проведите тщательное исследование и подготовку.