Как показывает практика эксплуатации систем электроснабжения частных и загородных домов и коттеджей резервное электроснабжение достаточно часто является необходимым для обеспечения действительно бесперебойного электробеспечения. В качестве источников резервного электроснабжения применяются генераторы различного типа и различной мощности – дизельные, бензиновые или работающие на природном или сжиженном газе.
Любые генераторы и тепловые электросиловые установки работают на не возобновляемом углеводородном топливе со всеми негативными последствиями от сжигания природных ресурсов до выбросов парниковых газов и ускорению глобального потепления. По этой причине во всем мире идут многочисленные исследования по совершенствованию существующих устройств и разработке новых, преобразующих природные возобновляемые источники энергии в электрическую и прежде всего ветровую и солнечную и другие виды энергии.
Из всех видов технических устройств для использованию природной энергии наиболее совершенными являются устройства для использования энергии ветра – ветрогенераторы, которые преобразуют кинетическую энергию ветра в механическую энергию ротора генератора, который в свою очередь преобразует механическую энергию ротора в электрическую энергию. Ветрогенераторы выпускаются двух основных видов – промышленного назначения и бытовые. Промышленные достаточно большой мощности ветрогенераторы объединяются в ветрогенераторные электростанции, общей мощностью до нескольких мегаватт.
Мощность ветрогенераторов целиком и полностью зависит от скорости ветрового потока в данном месте, ометаемой им площади и конструкции самого генератора. По своей конструкции ветросиловые установки подразделяются на два типа – с вертикальной осью вращения – роторные и горизонтальной осью вращения – крыльчатые. Причем опыт их эксплуатации свидетельствует, что крыльчатые ветросиловые установки с горизонтальной осью вращения имеют существенно более высокий коэффициент использования энергии ветрового потока по сравнению с роторными. Современные ветросиловые установки способны устойчиво работать при скорости ветрового потока от 1 до 30 м/сек., тем не менее для эффективной работы бытовых ветрогенераторов необходимо выбирать место с достаточно устойчивым ветром.
Основным конструктивным элементом ветрогенератора является ветротурбинка с электрогенератором, размещенные в одном корпусе, устанавливаемым на достаточной высоты мачте с растяжками. .Вырабатываемый электрогенератором электрический ток поступает в контроллер заряда, подключенный к аккумуляторам с напряжением 24 вольт, от которых поступает в инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный напряжением 220 В с частотой 50 Гц.
Бытовые ветрогенераторы для частных и загородных домов и коттеджей применяются, как правило, в дополнение к постоянной системе электроснабжения. Комбинированная схема электроснабжения предусматривает подключение ряда электрических групп к постоянной сети, а ряд групп запитывается от ветрогенератора. В случае возникновения перебоев в сети электроснабжения осуществляется переключение электропотребителей на ветросиловую установку, которая в таких случаях будет выполнять роль резервного электроснабжения.
Ветроэнергосиловые установки являются устройствами быстрой окупаемости, так как при выработке электроэнергии они не несут практически никаких затрат, а для полной окупаемости своей стоимости им достаточно не более двух лет. В настоящее время многие электротехнические компании располагают широким рядом ветрогенераторов различной конструкции, различной мощности и стоимости.