Как добавить ветряную турбину в солнечную систему

Мы отключились от национальной энергосистемы всего три недели назад, и уже сейчас очевидно, что наша система нуждается в подпитке.

Поскольку сезон дождей не за горами, доступное количество солнечных часов скоро сократится, и нам придется изо всех сил пытаться запитать наши светильники и приборы.

Добавление дополнительных солнечных панелей не поможет, но ответом может стать дополнение нашей существующей солнечной системы микро-ветряком.

Вы можете относительно легко добавить ветряную турбину к существующей солнечной системе, если у вас есть все необходимые компоненты.

К ним относятся ветряная турбина, блок управления зарядом и гибридный инвертор.

Блоки управления зарядом для гибридных ветро-солнечных систем

Хотя у нас есть существующий блок управления солнечным зарядом, он не будет работать с ветряной турбиной, потому что она не может сбросить избыточную нагрузку.

В то время как блоки управления зарядом от ветра и солнца защищают батарею от перезарядки, блок управления зарядом от ветра немного сложнее из-за механической природы турбины.

Солнечные панели преобразуют свет в энергию с помощью фотогальванических элементов.Здесь нет движущихся частей, и когда солнечная панель отключена, цепь остается разомкнутой, то есть электроны не передаются.

Без этого процесса передачи нет тока, поэтому солнечная панель не вырабатывает энергию.

Ветряная турбина продолжает генерировать энергию независимо от того, подключена она к сети или нет. Лопасти будут продолжать вращаться, а редуктор будет работать, даже если мощности некуда девать.

Когда это происходит, вместо этого мощность накапливается внутри турбины, нагревая всю систему. Этот процесс может привести к перегоранию двигателя.

Из-за механической природы ветряной турбины блок управления зарядом должен иметь возможность отводить или сбрасывать эту избыточную нагрузку.

Для нас это означает добавление второго блока управления зарядом для управления питанием от генератора.

Можно получить гибридные контроллеры заряда, которые могут работать с несколькими источниками энергии, но поскольку нашему солнечному контроллеру заряда всего несколько недель, его замена на данном этапе не имеет финансового смысла.

Как работает гибридный инвертор

Инвертор преобразует мощность вашего источника энергии из постоянного тока в переменный ток.

В большинстве домашних солнечных систем используются гибридные солнечные инверторы, которые могут использовать энергию либо от солнечных батарей, либо от аккумуляторов.

Наш инвертор также может получать питание от вспомогательного источника, который в настоящее время является нашим резервным генератором.

Чтобы добавить ветряную турбину в нашу систему, мы можем использовать наш существующий инвертор, добавив турбину в качестве нового вспомогательного источника энергии.

Если вашему инвертору не хватает этой мощности, вам необходимо заменить его гибридным инвертором, который может получать питание от вспомогательных источников, а также от ваших солнечных батарей и аккумулятора.

Подключение ветряной турбины к существующей солнечной системе

Лучший способ включить ветряную турбину в существующую солнечную систему — это использовать ту же систему проводки. Для этого вам понадобится гибридный контроллер заряда, который может работать с обеими системами.

В качестве альтернативы вы можете подключить ветряную турбину отдельно, используя разные контроллеры заряда для каждого источника энергии и, возможно, ручной переключатель.

Это возможно с гибридным инвертором, который принимает вспомогательные источники энергии, при условии, что ветряная турбина вырабатывает постоянный ток при правильном напряжении.

Вы не должны пытаться сделать проводку самостоятельно, так как этот этап установки критичен и потенциально опасен. Привлечение квалифицированного специалиста для выполнения этой работы сведет к минимуму риск и обеспечит эффективную работу вашей системы.

Расширение солнечной энергии против добавления ветряной турбины

Мы рассмотрели некоторые плюсы и минусы гибридной ветро-солнечной системы в предыдущей статье, но вот несколько дополнительных моментов, которые следует учитывать, прежде чем добавлять ветряную турбину в существующую солнечную систему:

Надежность и производительность

Наличие двух источников энергии делает ваше автономное электроснабжение более надежным. Скорее всего, когда солнце не светит, дует ветер, поэтому вы всегда вырабатываете электричество, даже ночью.

С другой стороны, микроветряные турбины, подходящие для домашнего использования, редко работают в оптимальном режиме, и по отраслевым оценкам они работают примерно на 30-40% мощности.

Это означает, что установка турбины мощностью 1 кВт гарантирует мощность от 400 до 400 Вт, тогда как одна солнечная панель будет производить в среднем 1,35 кВт в день.

Для нас это не имеет значения, поскольку мы стремимся производить энергию в пасмурные дни, когда солнечная энергия невозможна.

Если бы у нас была большая батарея для хранения солнечной энергии, увеличение количества панелей могло бы оказаться более рентабельным, чем добавление ветряной турбины.

Законность

Рекомендуемая высота для микроветряных турбин составляет 65 футов; все, что ниже этого, будет негативно затронуто окружающими зданиями и деревьями.

Поскольку мы живем в сельской местности, это не проблема для нас, но если вы живете в жилом районе, вполне могут быть ограничения по зонированию, которые не позволяют вам установить его.

Вам также может потребоваться получить разрешение на строительство от местного правительства, прежде чем вы сможете установить ветряную турбину.

Шум

Одной из наиболее распространенных проблем, связанных с микро-ветряными турбинами в США, является количество производимого ими шума.

Люди, планирующие добавить турбину в существующую солнечную систему, опасаются, что они и их соседи будут подвергаться воздействию беспощадного низкочастотного шума, который иногда ассоциируется с ветряными электростанциями.

К счастью, микроветряки намного тише, чем вы себе представляете. Современные турбины «издают звук, который едва различим на фоне окружающего шума, даже с помощью измерителя децибел (дБ)».

Вы можете просто заметить звук своей турбины по сравнению с окружающим шумом, но это все.

Затраты на техническое обслуживание

В отличие от солнечных батарей, ветряные турбины имеют множество движущихся частей, которые нуждаются в регулярном обслуживании. Согласно этому поучительному видео, совокупные затраты на замену масла, смазки и фильтров, а также рутинные механические и электрические проверки составляют от 1,5% до 2% от первоначальной стоимости турбины.