Начало статьи: https://zen.yandex.ru/media/id/61c08b023ba2f433768cccb5/vetrianye-elektrostancii-chast-1-6217a8ebf985406252ab4aa9
Большинство производителей предлагают потребителям трехлопастные модели ветрогенераторных установок, которые рассчитаны на работу при высокой средней скорости ветра.
Следует признать, что такие модели фактически непригодны для средней полосы России ввиду низкой средней скорости ветра.
Более целесообразно для таких условий использовать многолопастные ветрогенераторы, которые встречаются значительно реже.
Ветротурбины с горизонтальной осью вращения не требуют большой скорости ветра для запуска.
Для небольших проектов могут применяться ветротурбины с вертикальной осью вращения, например, турбина Дарье. Она менее требовательна к качеству монтажных работ и имеет более низкий уровень шума по сравнению с ветротурбинами с горизонтальной осью вращения.
Недостатком ветротурбин Дарье является бóльшая масса ротора, чем у ветротурбин с горизонтальной осью вращения, что увеличивает нагрузку на опорную мачту.
Из-за более высокой металлоемкости ветротурбины Дарье имеют более длительный срок окупаемости, чем ветротурбины с горизонтальным ротором.
Также для начала работы ветротурбины Дарье необходима более высокая начальная скорость ветра.
Неоспоримым преимуществом ветротурбин Дарье является отсутствие необходимости ориентации ротора ветротрубины по направлению ветра.
Это чрезвычайно важно для небольших проектов из-за невозможности применения системы слежения на направлением ветра.
Ветротубина Дарье является быстроходной, что снижает упрощает конструкцию ветрогенератора. Практически все небольшие ветротурбины электрической мощностью до 10 кВт оснащаются ротором Дарье.
В условиях Средней полосы системы электроснабжения с ветрогенераторами можно рассматривать только в качестве источника энергии при отсутствии электрических сетей и при наличии системы аккумуляторов, которые позволят покрыть разрыв между временем максимальной генерации и максимального потребления электрической мощности.
При этом ветротурбину нельзя рассматривать как резервный источник электроснабжения объектов ввиду низкого коэффициента использования установленной мощности, особенно в летний период из-за низкой плотности воздуха.
В определенный момент времени может возникнуть ситуация, когда скорость ветра окажется недостаточной для устойчивой работы ветрогенератора и выдачи нужной электрической мощности.
При рассмотрении проекта для резервного электроснабжения частного дома более устойчивым источником электроэнергии можно считать источник бесперебойного питания для кратковременного нарушения питания от электросетей, а также классическую генераторную установку для более длительных перерывов электроснабжения.
Для крупных проектов с ветрогенерацией необходимо опытное определение среднегодовой скорости ветра в данной местности по месяцам с применением анемометров и привлечения специалистов-метеорологов.
Крупные ветрогенераторы имеют горизонтальную ось вращения и требуют наличия специальных кранов для монтажных и ремонтных работ.
В связи с этим в целом проекты на ветровой генерации значительно сложнее проектов солнечных электростанций, т.к. требуют квалифицированного монтажа, а также значительного объема подготовительных строительных работ.
Для построения нужной солнечной электростанции определённой мощности достаточно знать типовые данные по инсоляции для каждого месяца. Далее мощность электростанции подбирается, исходя из эффективности и количества солнечных панелей.
В случае с ветротурбинами установка достаточного количества ветрогенераторов не гарантирует определенной величины электрической мощности на выходе, поскольку электрическая мощность ветрогенератора является вероятностным параметром.
Необходимо учитывать, что мощность ветровой турбины пропорциональна третьей степени скорости ветра и линейно пропорциональна диаметру ротора и высоте его установки.
Из этого следует, что при отсутствии устойчивых ветров в данной местности увеличение высоты установки ротора ветротурбины не сможет обеспечить достаточное увеличение скорости ветра для устойчивой работы ветрогенератора.
В связи с этим вопрос о пригодности рассматриваемой местности для установки ветрогенератора может быть решен только после построения достоверной ветровой карты местности.