Nous sélectionnons et installons une éolienne pour une maison privée

Fabricants mondiaux d'éoliennes

1. Suzlon Energy est l'un des principaux fabricants d'éoliennes non seulement en Asie, mais dans le monde entier. L'entreprise emploie treize mille spécialistes qui travaillent dans dix usines en Inde, en Belgique, aux États-Unis et en Chine. La première éolienne a été produite en 1996 et déjà en 2000, la première centrale électrique a été conçue. La croissance des volumes de production, conformément aux exigences du marché, a commencé à s'accélérer fortement en 2006. Actuellement, la société indienne est classée sixième en termes de performances des produits en question.
2. Depuis 2007, le fabricant allemand ENERCON GmbH est un leader dans les pays du monde et en Allemagne, où se trouve plus de cinquante pour cent du marché. Les premiers produits sont sortis de la chaîne de montage en 1986. Actuellement, les usines sont situées en Inde, en Suède et au Portugal.
3. Sinovel appartient à la première entreprise en Chine à développer, concevoir, fabriquer et vendre des parcs éoliens terrestres et offshore. Sinovel fabrique des turbines pour éoliennes allant de 1,5 à 6,0 mégawatts. Les produits sont divisés en quatre lignes : SL1500, SL3000, SL5000, SL6000.
4. Le fabricant d'éoliennes Vestas Wind Systems possède des usines au Danemark, en Allemagne, en Inde, en Roumanie, au Royaume-Uni, en Espagne, en Suède, en Norvège, en Australie, aux États-Unis et en Chine. L'entreprise produit des éoliennes d'un diamètre de rotor de quarante-sept à cent soixante-quatre mètres, d'une capacité de 660 kW à 7 mégawatts.

Faire un moulin à vent de vos propres mains

Les principaux travaux à effectuer sont la fabrication et l'installation d'un rotor tournant. Tout d'abord, vous devez choisir le type de structure et ses dimensions. Connaître la puissance requise de l'appareil et les capacités de production aidera à déterminer cela.

La plupart des nœuds (sinon tous) devront être créés indépendamment, de sorte que le choix sera affecté par les connaissances dont dispose le créateur de la structure, les appareils et les appareils qu'il connaît le mieux. Habituellement, une éolienne d'essai est d'abord fabriquée, à l'aide de laquelle les performances sont vérifiées et les paramètres de la structure sont spécifiés, après quoi ils commencent à fabriquer une éolienne en état de marche.

Sélection d'éoliennes

Les éoliennes de la plus haute qualité sont produites en Allemagne, en France et au Danemark. Ces pays fabriquent des éoliennes pour fournir de l'électricité au secteur privé résidentiel, aux fermes, aux écoles et aux petits commerces de détail.En Russie, en raison du faible coût de l'électricité et du monopole tacite sur la vente d'électricité, les éoliennes, panneaux solaires et autres types d'énergie alternative ne sont pas très courants.

L'éolienne mobile convient à l'industrie pétrolière ou aux équipes d'installation qui construisent dans les champs (prototype)

Mais le coût élevé du raccordement des installations éloignées au réseau électrique (il y a encore des villages qui ne sont pas électrifiés), l'impolitesse des responsables, les longues procédures pour faire le tour et obtenir les spécifications techniques des entreprises monopolistiques obligent les propriétaires à utiliser des énergies alternatives pour leurs installations.

Tout d'abord, vous devez comprendre que l'efficacité d'une éolienne est d'environ 60 %, qu'il y a une dépendance à la vitesse du vent et qu'un entretien périodique sera nécessaire. Si vous décidez tout de même d'opter pour une éolienne, vous devez le savoir. Il est nécessaire de choisir une éolienne en fonction des circonstances spécifiques de son application. Il y a de nouveaux développements et modèles : avec une efficacité accrue, verticale, horizontale, orthogonale, sans lame.

Pour les entreprises ou une maison privée, ces données peuvent être sur le projet ou les factures d'électricité. Si vous avez besoin de fournir de l'électricité au chalet, un modèle d'éolienne de 1 à 3 kW est sélectionné, l'onduleur a besoin d'une faible puissance et vous pouvez vous passer de batteries. Le principe d'avoir une éolienne datcha est simple : il y a du vent - il y a de l'électricité, pas de vent - on travaille dans le jardin ou autour de la maison. Vous pouvez fabriquer vous-même une éolienne simple, il vous suffit de rassembler les matériaux nécessaires et de les connecter ensemble.

Pour une maison privée de résidence permanente, ce principe ne fonctionnera pas. Lorsqu'il n'y a souvent pas de vent, une attention particulière doit être portée à l'accumulateur.Cela nécessite une grande capacité. Cependant, pour qu'il se charge plus rapidement, le générateur d'électricité lui-même doit également être de grande puissance. C'est-à-dire que les nœuds individuels de l'installation sont étroitement interconnectés les uns avec les autres. Une combinaison plus fiable est une symbiose avec un générateur diesel et des panneaux solaires. C'est une garantie à 100% de la disponibilité de l'électricité dans la maison, mais aussi plus chère.

Les éoliennes commerciales sont maintenant largement utilisées. L'électricité produite avec leur aide est vendue à diverses entreprises qui manquent d'approvisionnement en énergie. Typiquement, de telles centrales sont constituées de plusieurs éoliennes de différentes capacités. La tension alternative de 380 volts qu'ils génèrent est directement injectée dans le réseau électrique de l'entreprise. De plus, les éoliennes peuvent être utilisées pour charger un grand nombre de batteries, à partir desquelles l'énergie convertie en tension alternative est également injectée dans le réseau électrique.

Éoliennes de fabrication russe

Dans la plupart des cas, les propriétaires d'entreprise installent des éoliennes, des panneaux solaires et des générateurs diesel pour les besoins de leur propre production. Obtenir l'autorisation de vendre de l'électricité en Russie est, dirons-nous, une autre histoire. Après un audit énergétique, la puissance est libérée, par exemple en remplaçant les lampes d'éclairage par des LED. La période de récupération est calculée, en l'absence de budget, la modernisation peut être divisée en étapes.

Combien coûte une éolienne

Les prix des éoliennes de fabrication russe sont inférieurs à ceux des éoliennes allemandes, danoises ou indiennes. Les moulins à vent chinois les moins chers, bien que leur qualité soit bien inférieure.Les éoliennes les plus simples pour les maisons privées coûtent jusqu'à 500 $. Ils peuvent être utilisés pour la production d'électricité locale, mais ils ne peuvent pas résoudre le problème de l'alimentation complète à domicile. Des éoliennes plus puissantes à partir de 3 kW pour alimenter entièrement une maison en électricité coûteront plus cher.

Coût approximatif d'un ensemble d'éoliennes pour une maison :

• pour une petite maison (de campagne) particulière, puissance 3 kW/72V, équiv. 1700-1800 $ ;
• pour fournir l'électricité au chalet, puissance 5 kW/120V, équiv. 4 000 $ ;
• pour alimenter en électricité plusieurs maisons ou une ferme, puissance 10 kW / 240V, équiv. 8500 $.

Les éoliennes à axe de rotation vertical de la production russe font l'objet d'une demande particulière. Parmi les avantages de cet équipement :

1. petites vitesses de vent nécessaires pour le mouvement du rotor ;
2. indépendance de la direction du vent ;
3. faible bruit de fond, pas de vibration ;
4. Conception sans danger pour les oiseaux
5. aucun démarrage forcé requis ;
6. fonctionne dans toutes les conditions météorologiques, quelle que soit la force du vent.

Composants et calculs

Le coût de construction varie considérablement en fonction de la conception de l'éolienne et des composants utilisés. Il existe deux principaux types d'éoliennes - avec un axe de rotation horizontal (doit être situé à une hauteur, de manière optimale 25-35 m) et avec un axe vertical, qui peut être placé simplement au niveau du sol.

En plus du générateur lui-même, pour les éoliennes à axe de rotation horizontal, un rotor à pales, une boîte de vitesses et une queue pivotante, ainsi qu'un carter de protection sont nécessaires. Tout cela est généralement monté sur un haut mât.Étant donné que le mât, en règle générale, est une structure plutôt massive et haute, il sera nécessaire de poser une fondation en dessous, ainsi que de la fixer avec des câbles extensibles supplémentaires.

En plus du prix total de la structure, le coût d'installation avec une grue est ajouté. Pour éviter la construction d'un mât haut et coûteux, pour les petites éoliennes, on utilise de plus en plus souvent des options de conception avec un axe de rotation vertical du rotor, qui sont capables de fonctionner à une hauteur inférieure à des vitesses de vent de 1 m/s . Mais ces systèmes sont relativement nouveaux, de sorte que des statistiques sans ambiguïté sur leur fonctionnement n'ont pas encore été accumulées. Ils donnent moins d'électricité, mais ils sont beaucoup moins chers et moins bruyants, ils sont plus faciles à fabriquer de vos propres mains.

Au sol, à l'intérieur, il y a un onduleur pour convertir le courant continu du générateur en courant alternatif, un ensemble de batteries, des sectionneurs et des disjoncteurs nécessaires pour redistribuer l'électricité reçue et éteindre l'appareil en cas d'urgence ou pour réparation.

La quantité approximative d'énergie générée tout au long de l'année par une éolienne à axe de rotation horizontal peut être calculée à l'aide de la formule empirique suivante : E = 1,64 * D * D * V * V * V. Où: E - électricité par an (kWh / an), D - diamètre du rotor (en mètres), V - vitesse moyenne annuelle du vent (Mme). Après cela, nous calculons la quantité et le coût de l'électricité consommée par votre maison par an, puis multiplions les chiffres obtenus par 25 à 30 ans - la durée de vie estimée du moulin à vent. Sur cette base, nous calculons la taille requise des pales et le coût total approximatif de la structure, en fonction du coût des composants.

Si le mât peut être construit indépendamment, il est conseillé d'acheter l'équipement électrique et le moulin à vent lui-même en série, assemblés en usine. Bien que les artisans aient démontré à plusieurs reprises des exemples d'éoliennes auto-construites pour la maison basées sur des composants d'autres appareils (générateurs électriques de voiture, équipements industriels, ils parviennent même à utiliser des moteurs électriques convertis à partir d'appareils électroménagers), utilisent des pales de rotor faites maison et queue.

Les schémas, méthodes et astuces sont faciles à trouver sur Internet ou dans des revues techniques spécialisées, mais dans ce cas, l'entière responsabilité des performances et de la sécurité de l'éolienne construite vous incombera uniquement.

Évidemment, avec une augmentation du diamètre des pales du rotor et de la hauteur du mât et, par conséquent, une plus grande énergie éolienne collectée, la puissance générée augmente, mais le coût final de la structure augmente proportionnellement.

Selon diverses estimations, le coût de construction d'une petite éolienne pour une maison est de l'ordre de 2 à 8 000 dollars par 1 kW d'électricité. Si vous ne disposez pas d'une alimentation électrique centralisée à la maison, une éolienne coûtera probablement moins cher que de poser vous-même une ligne électrique ou d'alimenter un générateur diesel.

S'il a été conçu comme un moyen d'épargne, réfléchissez et tirez des conclusions sur sa nécessité pour le foyer. Soit dit en passant, l'électricité produite par les grandes éoliennes industrielles pour 1 kW est déjà moins chère que l'électricité produite par les centrales thermiques classiques. Le coût de l'électricité des petites éoliennes est légèrement plus élevé, mais ces dernières années, il n'a cessé de baisser.

Dans tous les cas, si aujourd'hui l'éolienne s'avère non rentable, ne jetez pas les calculs faits par vous-même - après un certain temps, l'apparition de nouveaux modèles de générateurs avec des indicateurs à haut rendement, les modifications des tarifs de l'électricité peuvent radicalement changer votre décision précédente .

Surveillez également la situation avec le tarif de rachat, qui est appliqué dans de nombreux pays. Dans le cadre de ce tarif, l'électricité produite à domicile à l'aide de sources alternatives, y compris l'énergie éolienne, peut être renvoyée au réseau électrique moyennant un supplément. L'apparition d'un tarif de rachat dans le pays ou un changement de son taux peut affecter de manière significative le délai de récupération d'une éolienne et les économies qu'elle apporte au foyer.

Meilleurs modes d'utilisation

Le vent souffle de manière inégale et l'augmentation de la production d'électricité avec son aide coïncidera rarement avec des périodes de consommation maximale dans la maison. Par conséquent, il est souhaitable que vous ayez la possibilité de fournir la charge nécessaire et d'utiliser tout l'électricité excédentaire générée par l'éolienne - pour chauffer l'eau dans la chaudière, des radiateurs électriques à l'intérieur de la maison qui complètent le système de chauffage, une pompe dans le puits qui pompe l'eau dans le réservoir sur le toit, ou pour des tâches encore plus exotiques comme recharger les batteries d'un véhicule électrique - ils devraient tous s'allumer automatiquement en cas de vent fort et avec une faible consommation totale.

En général, dans les conditions du climat russe avec de longs hivers froids et des vitesses de vent relativement faibles, le schéma le plus économe en énergie et le moins cher est une éolienne à axe de rotation vertical installée au niveau du sol ou sur un petit mât de 5 à 10 m haut, l'élevant au-dessus du toit de la maison et couronne les arbres fruitiers. L'éolienne est directement connectée à un radiateur électrique séparé et à une chaudière à l'intérieur, sans convertisseurs de courant ni batteries.

Il est tout à fait possible de mettre en œuvre un tel schéma de vos propres mains, sans impliquer les installateurs. Dans ce cas, l'éolienne produit essentiellement de la chaleur pour chauffer la maison, qui, à son tour, sert d'accumulateur de chaleur sans dimension et vous permet de ne pas trop vous soucier des changements irréguliers de l'énergie éolienne, en utilisant pleinement toute l'électricité générée par le vent Générateur. De plus, un tel système s'avère autorégulateur - un vent fort refroidit la maison plus rapidement, mais en même temps, il permet également à un tandem d'éolienne et de radiateur électrique de la chauffer de l'intérieur.

Types d'éoliennes

Deux principaux types d'éoliennes sont utilisés, qui présentent des différences fondamentales :

• horizontal
• vertical

Dans les deux cas, on parle de l'axe de rotation du rotor. La conception de divers modèles d'appareils horizontaux diffère peu les uns des autres, représentant une sorte de ventilateur domestique ou d'hélice. Les appareils verticaux ont une plus grande variété de types de conception, extérieurement très différents les uns des autres. Considérons-les plus en détail:

Moulins à vent horizontaux

Les structures horizontales sont plus efficaces, car elles ne perçoivent le flux du vent qu'avec le côté travaillant des pales.Les turbines à trois pales sont les plus largement utilisées, mais pour les petites conceptions, le nombre de pales peut être augmenté.

Ce sont les structures horizontales qui sont utilisées pour la fabrication de grands modèles industriels avec une grande envergure de pale (plus de 100 m), qui, lorsqu'ils sont combinés, forment des centrales électriques assez productives. Les États d'Europe occidentale, comme le Danemark, l'Allemagne, les pays scandinaves, utilisent activement des éoliennes pour fournir de l'énergie à la population.

Les appareils ont un inconvénient - ils doivent être orientés vers le vent. Pour les petites éoliennes, le problème est résolu en installant une queue comme un avion, qui positionne automatiquement la structure face au vent. Les grands modèles ont un dispositif de guidage spécial qui contrôle la position de la roue par rapport au débit.

Ouvrages verticaux

Les éoliennes de type vertical ont une efficacité moindre, de sorte qu'elles ne sont utilisées pour fournir de l'énergie qu'à des consommateurs individuels - une maison privée, un chalet, un groupe d'appareils, etc. Pour l'auto-fabrication, de tels appareils sont les plus appropriés, car ils ont un large choix d'options de conception, ils n'ont pas besoin de monter sur un mât très haut (bien que cela ne leur soit pas contre-indiqué).

Les rotors verticaux peuvent être assemblés à partir de n'importe quel matériau disponible, n'importe quel type parmi une variété de rotors bien connus peut être utilisé comme échantillon :

• Rotors Savonius ou Darier
• rotor Tretiakov plus moderne
• conceptions orthogonales
• dispositifs hélicoïdaux, etc.

Il n'est pas nécessaire de décrire tous les types en détail, car leur nombre ne cesse d'augmenter.Presque tous les nouveaux développements sont basés sur un axe de rotation vertical et sont destinés à être utilisés dans des maisons privées ou des domaines. La plupart des développements offrent leur propre solution au problème principal des appareils verticaux - le faible rendement. Certaines variantes ont des taux assez élevés, mais ont une structure de coque complexe (par exemple, la conception de Tretiakov).

Principes de sélection

Pour commencer, nous formulons le problème que nous entreprenons de résoudre : pourquoi avez-vous exactement besoin d'énergie éolienne, quel processus cela fournira-t-il. En d'autres termes, quel sera le consommateur. Ensuite, le processus de création d'un projet pour une future éolienne: vous devrez décider de quel type il s'agira, comment exactement l'énergie sera transmise au consommateur final (courant électrique ou mécanique - sous forme de couple, mouvements de translation, en quelque sorte différemment).

Dans l'article, nous parlerons des types de l'élément le plus important d'une éolienne - le rotor, nous analyserons les avantages et les inconvénients de chaque option. Nous aborderons également le thème de l'utilisation de l'énergie générée. Nous espérons que ces informations vous aideront lors de la conception de l'unité.

Nous espérons que ces informations vous aideront lors de la conception de l'unité.

Combien coûte une éolienne pour une maison

Vous trouverez ci-dessous les prix des éoliennes pour la maison et le jardin. En règle générale, la puissance de ces installations est comprise entre 5 et 50 kW.

• 3 kW, 48 volts. L'alimentation auxiliaire et l'alimentation principale sont utilisées. L'énergie générée par de tels modèles est suffisante pour assurer la durée de vie du chalet. Le prix est d'environ 90 000 roubles;
• 5 kW, 120 volts.Cette éolienne alimentera toute une maison avec un grand nombre d'appareils électriques sans aucun problème. Le prix est de 200 à 250 000 roubles;
• 10 kW, 240 volts. De telles éoliennes peuvent fournir de l'électricité à une ferme ou à plusieurs bâtiments résidentiels. Il existe de nombreux exemples où de telles installations sont utilisées pour produire de l'énergie dans de petits supermarchés, des garages, etc. Le prix est d'environ 400 000 roubles;
• 20 kW, 240 volts. C'est tout à fait suffisant pour fournir de l'électricité à une station de distribution d'eau. Le prix est d'environ 750 000 roubles;
• 30 kW, 240 volts. Une telle éolienne fournira de l'électricité à un immeuble de 5 à 7 étages. Le coût d'installation est d'environ un million de roubles;
• 50 kW, 380 volts. De telles installations sont utilisées dans l'industrie. Ils ne conviennent pas à un usage domestique. Le prix est de plus de 3 millions de roubles.

Champs d'éoliennes

Avantages et avantages des parcs éoliens

• Énergie renouvelable gratuite. L'énergie éolienne est renouvelable et gratuite. Les éoliennes n'émettent pas de CO₂ ou d'autres substances nocives. Le vent est une source d'énergie idéale et infinie. La construction de plus de parcs éoliens entraîne une réduction de la fréquence des centrales électriques qui émettent des substances nocives dans l'atmosphère.
• Diversité. L'utilisation de l'énergie éolienne favorise une variété de sources d'énergie et minimise la dépendance à l'égard des centrales électriques conventionnelles ou d'autres types de production d'énergie.
• Avenir. L'éolien a de l'avenir ! La création de nouveaux parcs éoliens conduit au développement technologique, à l'innovation technique et à la création de nouveaux emplois.
• Diminution des coûts. Les coûts de l'énergie éolienne ont considérablement baissé ces dernières années.Au cours des vingt dernières années, le coût a baissé jusqu'à 80 %, faisant de ce type d'énergie actuellement la plus rentable de tous les types de centrales.
• Bénéfice supplémentaire. Le propriétaire du site sur lequel les parcs éoliens sont situés peut s'attendre à tirer profit de la location de ce terrain, car la superficie réelle requise pour la centrale électrique est faible. De plus, le terrain sur lequel se trouve la centrale électrique peut être utilisé dans l'agriculture (pour la culture de différentes cultures) puisque les stations n'ont pas d'émissions nocives.
• Prudence. La durée de vie d'une telle centrale électrique est en moyenne de 20 à 30 ans, et après son démantèlement, il ne reste aucune trace - ni dans le paysage ni dans l'atmosphère.
• Efficacité. Le processus d'exploitation des parcs éoliens est assez simple, le temps de montage est très court et les coûts d'exploitation et de maintenance sont également assez faibles. La centrale produit 85 fois plus d'énergie qu'elle n'en consomme. Il a également des pertes relativement faibles lors du transport d'énergie.
• Adoption. La mise en place d'un parc éolien bénéficie de l'acceptation du public. La grande majorité des gens comprennent et soutiennent les avantages de l'utilisation de cette forme d'énergie.

Installer ou pas

Lorsque vous décidez d'installer ou non un parc éolien, vous devez obtenir les données initiales suivantes :

• La vitesse moyenne du vent sur le site d'installation en mètres par seconde. En première approximation, l'image est donnée par une carte des vents en Russie. Mais dans un lieu d'installation particulier, il peut y avoir divers facteurs qui affectent la vitesse du vent, par exemple, les collines, les lits des rivières.Pour déterminer avec précision la carte annuelle des vents, vous pouvez utiliser la girouette Wild, un anémomètre, ou effectuer des observations quotidiennes de la nature environnante.

• Disponibilité d'une alimentation électrique centralisée, coût du kilowattheure et possibilité de poser une ligne électrique.

L'algorithme d'évaluation du retour sur investissement d'une éolienne est le suivant :

• Selon la carte des vents et les caractéristiques techniques de l'appareil, déterminer la puissance générée pour les périodes été et hiver ou mensuelle. Par exemple, pour l'appareil de 2 kW évoqué ci-dessus, la puissance générée à une vitesse de 5 m/s sera de 400 W ;
• Sur la base des données obtenues, déterminer la capacité annuelle générée ;
• Sur la base du coût du kilowattheure, déterminer le prix de l'électricité produite ;
• Divisez le coût du kit éolienne par le chiffre obtenu et obtenez un retour sur investissement en années.

Pour apporter des ajustements au calcul, considérez :

• Les piles devront être changées au moins une fois tous les trois ans ;
• La durée de vie d'une éolienne moderne est de 20 ans ;
• L'appareil doit être réparé. Le coût et les conditions de service doivent être clarifiés avec le vendeur de l'équipement ;
• Le coût d'un kilowattheure augmente chaque année, au cours des 10 dernières années, il a augmenté de plus de 3 fois. Pour 2017, les tarifs devraient augmenter d'au moins 4%, on peut donc partir de ce chiffre d'une augmentation du coût de l'électricité.

Si les chiffres de retour sur investissement obtenus ne sont pas satisfaisants, mais que vous souhaitez disposer d'une source d'énergie alternative ou qu'il n'y a aucune possibilité de se connecter à une alimentation électrique centralisée, vous devez alors envisager des options pour augmenter l'efficacité de l'éolienne et réduire le coût de son mise en place et entretien.

Les options suivantes sont possibles :

• Installation de plusieurs appareils de plus petite puissance au lieu d'un seul gros. Cela réduira le prix de l'équipement principal, réduira les coûts d'installation et de maintenance et augmentera la productivité du fait que les petites éoliennes sont plus efficaces à faible vitesse de vent ;
• Installation d'un système spécial de gestion de l'alimentation du réseau, combiné à un système d'alimentation central. De tels dispositifs sont aujourd'hui disponibles dans le commerce.