Зростання потреби в енергоносіях на тлі нестабільних цін на газ і нафту змушує шукати альтернативні розв’язання енергетичних проблем. Саме використання вітру на сьогодні є одним з найдешевших, найбільш ефективних джерел електроенергії.

Вітрогенератори набувають все більшого розповсюдження і в Україні. Привабливість полягає в тому, що вони не завдають шкоди навколишньому середовищу, їх можна встановити там, де немає інших джерел енергії або коли під’єднання до наявних мереж коштує дорого.

Все частіше вітроенергетичні установки використовують як основне джерело електрики та опалення завдяки надійності конструкції та зручності експлуатації.

Вітрові установки

Вітрогенератор або вітроелектрична установка (ВЕУ) перетворює кінетичну енергію вітру в електричну енергію для її подальшого використання.
Основна відмінність вітрової електростанції від традиційних видів електростанцій – повна відсутність сировини та відходів.
Але єдина важлива умова ефективної роботи вітрової станції — високий середньорічний рівень вітру.

Розрізняють вітрові установки з горизонтальною і з вертикальною віссю обертання. Останні, незважаючи на те, що генератор у них облаштований так, що не потрібно орієнтувати конструкцію на вітер, менш поширені. Це зумовлено тим, що для їх ефективної роботи потрібен сильний вітер і зовнішнє джерело для запуску.
Обираючи вітрову установку, потрібно, насамперед, визначитися з кількістю енергії та метою її використання.

Однією із найпростіших конструкцій вітрових установок вважають вітряки потужністю до 300 Вт. Переносна вітрова установка легко вміщується навіть у багажник автомобіля і здатна забезпечити заряд мобільних пристроїв та освітлення. Таку вітрову установку можна взяти з собою в дорогу або облаштувати на дачі. Її може встановити одна людина за короткий термін. Дво-, п’яти- або десятикіловатні вітроустановки зможуть забезпечити необхідною кількістю енергії будинок, котедж, магазин, кафе, ресторан, навіть ферму, готель або будівельний майданчик. Надлишки енергії акумулюються та використовуються у період затишшя і тоді, коли енергії потрібно більше ніж дає вітер.
Вітрова установка потужністю у 20 кВт виробляє кількість енергії, якої достатньо для кількох великих заміських будинків, невеликих селищ, баз відпочинку тощо. Кілька таких електростанцій можуть забезпечити енергією навіть завод. Середній термін експлуатації вітроустановок становить 10—20 років.

Встановлення ВЕУ у заміському будинку

Встановлювати вітрові генератори доцільно, якщо вітер більш-менш постійний, а його середньорічна швидкість не менша 4 м/c. При повній відсутності інших джерел енергії ВЕУ навіть невеликої потужності здатна забезпечити електроенергією побутові потреби мешканців. Однак використання вітроенергії як основного джерела, як правило, не достатньо. Потужні опалювальні та інші електроприлади швидко «з'їдають» накопичену в акумуляторах енергію.

Принцип дії ВЕУ

Принцип дії вітрової установки для заміського будинку простий. Під тиском вітру колесо з лопатями обертається і передає обертальний момент валу до генератора, який виробляє електроенергію. Для цього колесо розкручується до певної швидкості. Пристрій перетворює електроенергію на постійний струм, придатний для заряду акумуляторів.
За потреби можна використовувати накопичену акумуляторами електроенергію за допомогою інвертора, який переробляє постійний струм на  змінний, придатний для роботи побутових приладів.
Вітряк зазвичай монтують на підготовленому бетонному фундаменті, на відстані 30–40 м від житлових приміщень, щоб не витрачати багато коштів на проводку і не потерпати від шуму лопатів генератора. Висота щогли повинна бути такою, щоб вісь вітроколеса була на 3–4 м вищою за споруди та дерева довкола.

Сталеву щоглу, на якій розташовано колесо та генератор, закріплюють за допомогою тросових розтяжок. До прикладу, енергія вітру на висоті 10 му два рази вища, ніж на висоті 2 м. Відтак сильне збільшення висоти щогли може не забезпечити відчутного результату, натомість збільшити вартість встановлення устаткування.

Встановлювати великий вітрогенератор потужністю більше 10 кВт для побутових потреб —  дорого й невигідно. Практика показує, що при потребі вигідніше скомплектувати вітрокомплекс із 2–3 вітрових установок, які працюють на загальну акумуляторну батарею, 1–2 інверторів потужністю 3–4 кВт для отримання «побутової» мережі 220 Вт змінного струму, ніж купувати одну велику вітроелектростанцію.

Конструкція вітроустановки

1- Лопать турбіни (приводить у рух вал генератора завдяки кінетичній енергії вітру) 2- Ротор 3- Напрямок обертання лопаті 4- Демпфер 5- Вісь 6- Механізм обертання лопаті 7- Генератор 8-Контролер обертання  9- Датчик вітру 10- Хвостовик 11- Гондола 12- Вісь генератора 13- Механізм обертання турбіни
14- Двигун обертання  15- Щогла (виробнича можливість генератора залежить від її висоти).

Додаткові необхідні елементи:

– акумуляторні батареї;
– автоматичний перемикач джерела;
– інвертор.

Олександр ФІНЬКО