Сравнительный анализ различных конструкций ветрогенераторов.
 

Сравнительный анализ различных конструкций.
В настоящее время существует множество конструкций ветрогенераторов. Все это множество можно условно разделить на два типа. Первый тип использует силу напора потока (ветряк с вертикальной осью вращения), второй тип использует подъемную силу ветра (ветряк с горизонтальной осью вращения). В большинстве случаев ветряк с вертикальной осью вращения использует силу напора потока (парус) а ветряк с горизонтальной осью вращения использует подъемную силу ветра (винт). Но существуют и исключения например ротор Дарье. Ось вращения у него вертикальная но он использует подъемную силу ветра как горизонталка.
Давайте подробнее рассмотрим какие силы действуют на ветряки. Возьмем пластину стоящую поперек потока. Когда пластина стоит неподвижно она испытывает максимальное давление ветра но не выполняет ни какой работы если пластина движется по направлению ветра она выполняет какую-то работу но уже испытывает меньшее давление ветра, так как убегает от него. Если пластина движется со скоростью ветра она не испытывает ни какого давления и не может выполнить ни какой работы. Давно доказано что максимальную работу пластина выполняет если движется в три раза медленнее потока. Винт напротив выполняет максимальную работу когда движется со скоростью потока. Если вспомнить что мощность это произведение силы на скорость станет ясно что винты в три раза эффективнее парусников. Если вспомнить теорию КИЭВ идеального винта с горизонтальной осью вращения Н.Е. Жуковский 0,593 Г.Х. Сабинин 0,683 . У ветряков использующих силу напора потока теоретический КИЭВ 0,192 . То есть соотношение примерно такое же три к одному. Кажется все ясно винты в три раза эффективнее парусников но давайте не будем торопится.
Оценивая эффективность ветряка мы предъявляем ему конкретные требования, предполагая что он будет крутить генератор, насос и тд. Предъявляем определенные требования необходимые для работы нагрузки и на этом основании оцениваем сам ветряк. В этом и заключается ошибка оценки эффективности ветряков.
Давайте рассмотрим следующий пример. Возьмем два ветряка винт и парусник в качестве нагрузки будет генератор который генерирует электроэнергию по средством пьезоэлектриков, на основе пьезоэффекта (как в зажигалке). То есть основным требованием к ветряку будет создание максимального давления. Для работы необходимо надавливать и отпускать пьезоэлектрик и чем быстрее и сильнее это делать тем выше эффект. Рассмотрим парусник, пластина стоящая поперек потока испытывает максимальное давление, и передает это давление по средством какого то механизма на пьезоэлектрик. При переключении механизм разрывает связь между пластиной и пьезоэлектриком, пластина свободно движется по направлению ветра, пьезоэлектрик не испытывает ни какова давления. Через секунду механизм переключается и пластина со всей силой патока и инерцией опять давит на пьезоэлектрик. Через секунду механизм переключается и тд. и тп. Рассмотрим винт, ему необходимо время чтобы разогнаться до скорости ветра затем торможение из за создаваемого давления и снова необходимо время для разгона. Мы видим что парусник может сделать гораздо больше циклов надавил отпустил чем винт, за тоже самое время. Пользуясь той же формулой мощность это произведение силы на скорость теперь получим противоположный результат, теперь парусник гораздо эффективнее чем винт.
На основании этих примеров можно сделать вывод, если нужно что то быстро крутить выгодно использовать подъемную силу ветра (винт). Если сильно давить, выгодно использовать силу напора потока (парус).
Можно возразить что таких генераторов нет, сегодня нет, но не кто не даст гарантию что завтра не найдется умник который придумает новый сверх эффективный пьезоэлектрик на основе которого можно будет построить такой генератор. В настоящее время парусник превосходит винт если стоит задача тянуть большую нагрузку, например насос, где основные требования высокий стартовый порог большой крутящий момент а скорость вращения вторичный показатель. Но возможно в будущем, с появлением новых материалов, парусники как ветрогенераторы станут эффективнее винтов.
В развитии ветроэнергетики на данный момент можно выделить два направления. Первое это строительство ветра парков в местах с высокой ветровой нагрузкой, и дальнейшей транспортировкой электроэнергии потребителям. Второй установка ветрогенераторов непосредственно в местах потребления электроэнергии.
Первое направление характерно тем что на данных площадках постоянный, относительно ровный поток ветра, который не сильно изменяется по скорости и направлению. Данная особенность позволяет эффективно использовать ветрогенераторы с вертикальной осью вращения. Небольшие перепады скорости патока позволяют изготовить винт с углами заклинения под среднюю скорость ветра и небольшие отклонения от средних значений позволяют эффективно использовать винт. Постоянство направления ветра позволяет использовать винты по истине циклопических размеров. В условиях когда нет необходимости постоянно поворачивать винт ориентируя его по направлению меняющегося ветра циклопические размеры конструкции не будут являться недостатком.
Второе направление, установка ветрогенераторов в местах потребления электроэнергии, предъявляет конструкциям новые требования. Практически на всей территории России резко выраженный континентальный климат, а это значит изменения скорости ветра от полного штиля до ураганных порывов при постоянном изменении направления. Данные условия предъявляют конструкции особые требования, такие как высокий стартовый порог, большой крутящий момент, простоту и скорость ориентирования по ветру. В условиях резко выраженного континентального климата классический винт эффективно работать не будет. Углы заклинения и углы атаки винта рассчитывают под конкретную скорость ветра и только при этой скорости ветра винт способен выдать максимум. КИЭВ винта будет меняться в зависимости от скорости ветра, если скорость ветра соответствует параметрам винта винт будет работать эффективно в остальное время КИЭВ будет значительно ниже заявленного. Чтобы избавится от этого недостатка делают винт регулируемого шага. То есть меняют угол атаки в зависимости от скорости ветра. КИЭВ становится постоянным, но меняя угол атаки приходится отказаться от углов заклинения что значительно ухудшает аэродинамические характеристики винта и винт уже не способен выдать максимальный КИЭВ. Так же необходимо помнить и про ориентирование конструкции по направлению ветра. Классический горизонтальный винт довольно трудно крутить ориентируя по направлению ветра. При больших скоростях ветра резкое изменение направления приводит к разрушению конструкции, отламыванию хвостового флюгера. Во избегании таких последствий усложняют конструкцию, делают складывающийся хвостовой флюгер.
Ветрогенераторы использующие силу напора потока (вертикальные) имеют постоянный КИЭВ не зависящий от скорости ветра. КИЭВ турбины Савониуса 0,18 и он ни как не меняется ни при каких обстоятельствах. Вертикальные ветрогенераторы имеют высокий стартовый порог что позволяет им начинать работать при более низких скоростях ветра. Они не нуждаются в ориентировании по направлению ветра что является так же неоспоримым преимуществом.
Все выше перечисленные особенности конструкций при эксплуатации в условиях резко выраженного континентального климата снижают преимущество винтов в сравнении с парусниками с теоретических в 3 раза до практических в 2 раза. Но все равно при использовании существующих генераторов, которые надо быстро крутить, выгодней использовать ветрогенераторы использующие подъемную силу ветра как движущую силу.
В статье, конструкция винта ветрогенератора, была описана конструкция ветрогенератора использующая подъемную силу ветра как движущую силу. Имеющую возможность использовать силу напора потока при старте что дает ей высокий стартовый порог, и относительно легкое ориентирование по направлению ветра, не требующее разворачивать всю конструкцию, как классический ветрогнератор с горизонтальной осью вращения.
На сегодняшний день на рынке малой ветроэнергетики широко представлены конструкции горизонтальных ветрогенераторов (винтов) с различным количеством лопастей, от однолопастных (ветряки Мельникова) до многолопастных. Так же широко представлены высоко оборотистые ветрогенраторы на основе ротора Дарье.
Если сравнить конструкцию описанную в статье, конструкция винта ветрогенератора, с горизонтальной ветра турбиной то она имеет следующие преимущества, постоянный КИЭВ не зависящий от скорости ветра. Возможность использовать силу напора потока дает конструкции высокий стартовый порог, а изменение угла атаки в зависимости от снимаемой нагрузки большой крутящий момент. Данная конструкция имеет преимущества и в сравнении с ротором Дарье. Ротор Дарье конструктивно имеет довольно малый момент приложения силы. То есть подъемная сила ветра возникает только в момент когда лопасть находится под определенным углом к набегающему потоку ветра. На окружности, по которой движется лопасть, это две точки с угловым размером 3-5 градусов. Конструкция, представленная в майском номере журнала Радиолоцман, имеет момент приложения силы раз в 20 больше, и если вспомнить принцип сохранения энергии это даст конструкции значительное преимущество.
Эксплуатация ветрогенератора в условиях резко выраженного континентального климата предъявляет конструкциям довольно жесткие требования, для выполнения которых приходится усовершенствовать, усложнять конструкции адаптируя их к эксплуатации в предложенных условиях. Простых решений, таких как у винта КИЭВ выше значит он лучше, в данных условиях не будет.

Вертикалки не имеют преимуществ перед горизонталками, хотя бы потому, что у вертикалки работает половина ометаемой площади в результате чего КИЭВ всегда меньше, чем у горизонталки, а собирать энергию на малых ветрах не имеет смысла, т.к. она мизерная.

Андрей П, вы ссылку на источник указывайте, если это не ваши умозаключения.

Это моя статья, первоначально это было вертикалки или горизонталки что лучше я ее дописал и выложил под новым названием.
Преимущество вертикалок высокий стартовый порог. Допустим у нас простая конструкция с прямым приводом на насос, (типа колонка на даче) вертикалка провернет вал к которому прикреплен сам поршень насоса. Чтобы горизонталка смогла сдвинуть тот же поршень придется увеличить обметаемую поверхность ветряка раз в десять в сравнении с вертикалкой.
А что касается мизерной энергии, все относительно. Я живу в квартире в месяц трачу примерно 150 кВт, то есть если раскидать равномерно это источник мощностью в 200 ват. Допустим вертикалка на слабом ветре выдает 50 ват, это четверть моего потребления, и складывает эту мощность в аккумулятор, от понятно что я дольше протину на вертикалке чем на горизонталке которая при таком ветре ни чего не выдает.

Так ставьте редуктор 1:7 на Z7 и увидите результат.

И коробку передач, потому что когда стартанет и разгонится до рабочей скорости крутящий момент возрастет.
Речь идет о прямых плюсах, высокий стартовый порог, большой крутящий момент, не надо ориентировать по направлению ветра, и тд и тп.

Андрей П, разрешите вопрос? А реализованные проекты горизонталки и вертикалки есть? Или только теория?

Спагетти удобно есть вилкой, а суп ложкой. А наоборот никак не удобно. Но это не говорит о недостатках столовых приборов. Вертикалка хорошо крутит механический насос, горизонталка хорошо крутит генератор. Кому что нравится визуально - этот вопрос вообще не в технической плоскости :) И отсылы к КИЭВ не уместны. Если насос на вертикалке качает воду и выполняет задачу по поливу то зачем переживать что у него эффективность 10%, а 90% энергии ветра улетело мимо? Если бы этого насоса не было то все 100% улетели бы мимо и никакой работы бы не было выполнено. Если поставить горизонталку с КИЭВ 0.4 и потерять половину мощности на сопротивлении генератора и проводов, от оставшейся половины потерять половину на нагрев насоса и в итоге получить 10% на подъем воды. Тут можно гордится что мы отняли у ветра целых 40% энергии, а мимо пролетело всего 60%. А можно расстраиваться что КПД опять получился 10%.

Это только теория, я хочу реализовать свою конструкцию (конструкция винта ветрогенератора), вот и прикидываю как и что делать и в результате обдумывания всплывают сравнения которые я выкладываю на форум чтобы обсудить и понять в чем прав а в чем ошибаюсь.

Зачем же, возрастет крутящий момент, увеличится скорость, увеличится полезная работа, воду быстрее качать будет.

Вертикалка чем то принципиально отличается? :)

Есть многолопастные горизонталки с таким же крутящим моментом и КИЭВ в 2 раза больше, т.е. воды накачают в два раза больше при той же ометаемой площади.

Вы когда на практике реализуете то, о чем пишете, только тогда у Вас будет понимание, а так это "стихи" о самом лучшем...

Андрей П, если нет знаний (научных, образования) подкрепленных практикой изготовления.... То все эти буквы простая трата времени (Вашего).
Метод "научного тыка" в таких делах не поможет. Вы хоть 1000000000 строк напишите основываясь на "мне кажется", "я прикинул", "я подумал" это не даст Вам АБСОЛЮТНО ничего. Даже прочитав 1000000000 раз умные книги про ветроэнергетику Вы не приблизитесь на же на долю к тем людям, которые их написали. Люди потратили СВОЮ жизнь на эти знания. А Вы хотите с "с подскока" понять больше их.
Поэтому чем быстрее вы перейдёте на ПРАКТИКУ тем быстрее Вы познаете истину и смысл тех строк которые написаны в тех книгах.

Я вижу спор переходит в*плоскость*(а ты лысый*рожей*не*вышел*чтобы о высоком рассуждать) мне гораздо интереснее услышать аргументированные возражения. На форуме есть сторонники*и*вертикалок*и*горизонталок*и спор что лучше возникает регулярно, я своей статьей попытался раздвинуть рамки оценки ветряков. Вы на этом форуме имеете высокий статус попытайтесь соответствовать и спорить аргументированно, укажите на мои ошибки или изложите свою точку зрения.

Для каждых условий эксплуатации конструкции имеют свои преимущества, даже не обсуждается, винт тоже имеет киэв 43-45% только при определенном ветре то есть длина окружности к ширине лопасти от сюда вытекает ускорение линейной скорости лопасти к скорости потока и этот параметр можно заточить только на 1у единицу скорости потока ветра, но стоит отклониться скорости ветра от заточенного параметра как киэв падает и значительно, у вертикалок этого изьяна нет, есть другие изьяны, так что спорить что лучше нелепо.

Не думайте так. Просто реализуйте в металле и вертикалку и горизонталку одинаковой мощности и всё встанет на свои места. Тогда это будет конструктивный диалог. Я вот вертикалку еще не делал, так что какая с моих слов польза?

+ 100 Опять же по причине отсутствия в эксплуатации у одного человека обоих видов ветряков одинаковой мощности.

Это еще не факт получить истину, условия ветра и местности могут по разному давать характеристики ветряков и что одному хорошо второму смерть.

Ну в смысле? Стоят два ветряка на расстоянии 5 метров друг от дружки, на одной высоте (представляю вертикалку на высоте 20 метров :) ) с одинаковыми генами.
Всё есть ветер 5 м/с - есть показания энергии на приборах. Сравниваем.
В глаза сразу бросится массо-габаритные различия ветряков.
Потом еще и затраты считаем и т.д.
p.s. Для того что бы горизонталка стартовала на ветре 2 м/с без превышения энергии винта над энергией генератора, то вертикалку делают с аксиальным генератором, без железа и всё.

Добавлено через 15 минут
Вы найдите владельца и тех и тех он вам расскажет. Боба в расчет не берем.

Надо понимать что за местность , какого типа ветра там, какая рельефная обстановка, и так далее, мы ведь не одномоментно сравниваем получение энергии, а длительной эксплуатации, вот и получается где то винт хорош, а где то вертикалка выиграет.

Ну в смысле? Стоят два ветряка на расстоянии 5 метров друг от дружки, на одной высоте (представляю вертикалку на высоте 20 метров ) с одинаковыми генами.

Генераторы должны быть разные. Для горизонталок делают генераторы с разным количеством полюсов и катушек, чтобы уменьшить залипание, но это снижает КПД генератора на 15-20%. Для вертикалки можно этого не делать она и так стартанет и мы в плюсе по мощности.

Я имел в виду мощность расчетная одинаковая.Что бы на ветре к примеру 7 м/с давали 300 ватт.

Вы не делали ветряки и генераторы для них :) Не понимаете "физику" процесса....
Генераторы там одинаковые как по технологии так и по методикам.... Ладно.... ждем реализации в железе.

А это совершенно не факт. Если не городить редуктор на вертикалку то рабочие обороты генератора должны быть ниже чем для горизонталки. То есть если делать генератор из одного и того же мотора для вертикалки и горизонталки - при одной и той же магнитной системе (ротор с магнитами) количество витков в катушках будет разное. Для горизонталки: обороты больше => витков меньше => провод войдет толще => сопротивление генератора меньше. Для вертикалки наоборот: обороты меньше => витков больше => провод тоньше => сопротивление генератора больше.
А если делать редуктор (мультипликатор) то повысив обороты мы повысим момент страгивания, а значит опять идти на уменьшение залипаний ценой КПД.

KAA, всё объяснил.

Да как не прикидывай а крутить генератор выгодней винтом.

Поставь на балконе пару солнечных панелей и будет тебе счастье (и с соседями отношения не испортятся , и головников меньше )

А зачем? У него в квартире розетка есть и ни когда он их не окупит.

Не знаю куда кинуть ссылку кину сюда, вот наткнулся на "новинки"
http://sirocco.energy/
телефон левый на почту не отвечают) но может есть работающие аналоги?

Очередной бред псевдоихобретателя - http://konkurent.in.ua/news/luck/840...oenergiyi.html .

многовинтовой ветрогенератор
 

добрый день . начну из далеко и перейду к сути . озадачился я вопросом об альтернативной энергии и пошел гулять по просторам интернета в поисках ответа на сколько все это выгодно и ужаснулся этих цифр окупаемость ветрогенератора (промышленного на 100 квт) составит от 10 до 30 лет это не наш вариант) и вот какие расчеты пришли в голову при средней цене 3 р за 1 квт а нужно 500 квт в сутки с пиком 100 квт ч и на мой взгляд окупаемость проекта не должна превышать 5 лет получаем следующее значение цены установки 3*500*365*5 =2737500 (рублей бюджет такой установки а именно производительность в пике 100 квт и номинал при 4 м\с около 30-40 квт в итоге получаем затраты на 1 квт (в пике ) не более 27350 руб вот и решил от этого двигаться. почитал пришел к мнению что все таки лучший вариант использования автомобильных генераторов от (газели) 140 а/ч при 8000 оборотах. главная проблема это нужное число оборотов не стал изобретать велосипед а точнее используем конструкцию велосипеда а именно звезды на винт ставим звезду на 63 зуба и через цепь передаем на звездочку с 14 зубьями и получаем передаточное соотношение 1/4,5 . вместо мультипликатора также используем туже пару звезд вот что получается 200*4,5*4,5 получаем около 4000 оборотов . конечно одного вентилятора не хватит на мой взгляд провернуть все это дело, поэтому вот как это нужно реализовать на одной планке устанавливается по 7-8 вентилятором и от них запитывается 2-3 генератора , далее также устанавливаются такие же рамы и получаем решетку из 7х7 или 8х8 вентиляторов с эфектом аэро трубы , вся эта конструкция устанавливается на поворотную платформу (за основы оптимально крановая установка или гусеничный эксковатор) которая и будет поворачиваться по ветру . кто что думает о реализации такой схемы. имеется собственный цех металлообработки сварка всех типов грузоподъемные механизмы плазма с чпу токарная группа. в результате получаем 21 генератор по 140 ач при кпд 40% на выходе имеем следующее 21*140*0,4= 1176 ач или около 12 квт в номинале или 35квт в пике соответственно умножаем 35х27350= 957250 руб пиковая стоимость установки более чем реальная сумма для ее создания , мог ошибиться в расчетах не очень понимаю всех этих значений поправляйте если где то ошибся. отдельно для скептиков если вы пишите что это не реально прошу подкреплять это расчетами формулами мыслями и тд

Очень коротко:
Любительские ветряки не окупятся ни когда, это баловство и увлечение или безысходность если нет розетки.
Горизонталка для сильных ветров и для генератора.
Вертикалка для слабых ветров и с приводом на механические устройства типа насос или для низкооборотных генераторов с прямым приводом. Их преимущество крутиться при 2м/с и давать хоть что то.

Интересно - есть ли какая нибудь фирма или организация (кроме государственной) , которая разрабатывает инновационные ветроэнергетические установки ? Я погуглил и кроме инвестиционных проектов Чубайса ни чего не нашёл ... Может есть зарубежные конторы которые занимаются подобными разработками ?

Добавлено через 8 минут
))) Вы хотите спроектировать вашу модель и запустить хотя бы опытный образец или занимаетесь поиском альтернативных вариантов с т.з. инвестирования в ваш стартап ?

Если нет сетевой энергии, то ветряки имеют смысл и окупаемость, лучше вместе с СБ.
Если сеть есть, то смысл установки только при наличии зеленого тарифа на покупку энергии, или когда энергия дорогая.
Инновационые ветряки и работающие ветряки это вообще противоположные понятия.

Да вам батюшка нужно быть близким родственником начальника энерго-компании...или платить по тарифам,(что вы сейчас наверно и делаете) - такие мощностя любительской альтернативой не осилить...

Ндэ...

))) так в чём инновационность и в чём противоположность ? Хочу понять это "понятия" ...

смысл всего этого мероприятия связан с желанием открыть тепличное хозяйство площадью 2500 кв м и основные затраты это освещение а оно может работать на светодиодах 12в отметка 100 квт это пиковое значение в зимнее время когда работают циркуляционные насосы, полив и освещение. И что самое главное Уважаемые я спрашиваю о работоспособности многовинтовой системы а по поводу выгоды показаны расчеты финансовых затрат от них и двигаемся , не думаю что в монополистической системе энергоснабжения 7-10 км столбов трансформатор проект и разрешение будет стоить дешевле 3 млн руб

Добавлено через 16 минут
на данный момент да как опытный образец (как и вся сфера моей деятельности что то сделали пытаемся продать) но для конкретных нужд а дальнейшее если это реализуется то почемубы не сделать патент и не запустить в работу если будут заказы

Добавлено через 3 минуты
еще один момент по поводу разгрузки системы электроснабжения , отопление будет работать за счет избыточного тепла от пиролизных углевыжигательных печей и система отопления будет откртая с естественной циркуляцией, насосы будут прокачивать только 25-30% теплоносителя для подогрева грунта

Добавлено через 10 минут
Уважаемый в моем понимании любительское это когда собирают из того что валяется в гараже плюс чуток денег в размере пары пузырей и закусона, а я выдал конкретный бюджет на установку 2 750 000 сомневаюсь что такую сумму можно назвать любительской с учетом того что в арсенале кроме этой суммы производство в 1000 кв.м металлоконструкций

Добавлено через 41 минуту
Уважаемый нивкоем случае не хочу вас обидеть но с вашим подходом к данному вопросу мы должны вернуться в каменный век и бегать с копьем за мамонтом. зачем человеку мозг разве не для развития? и создания нового? еще раз повторюсь в стандартном понимании ветряк это один вентилятор один генератор, я спрашиваю о много винтовой установки с принудительным вращением , это не стандартное решение вариантов масса от применения разнорамерных винтов, применение общих валов и тд меня интересует мнение о работоспособности или не возможности исполнение в силу каких то особенностей а каких именно интересно слышать от вас

Если просто. То работающие ветряки это быстроходные горизонтально-осевые трехлопастные. В последне время в основном безмультипликаторные с прямой передачей на генератор.
На оговоренные деньги можно купить старый европейский ветряк киловатт на 100 и попробовать переделать на автономную работу.
Ну или побаловаться с китайскими ветряками 50 кВт, получите огромный опыт (но не энергию).
И...вы назвали только пиковое значение мощности, которое от ветряка совсем не зависит , а зависит от применяемого инвертора.
От ветряка и местности зависит выработка энергии за какой то срок.

Вот пример https://kontur.ru/articles/4815 . Парнишка просто молодец ! Много ли у нас таких "кулибиных" ?

Полистай форум и поймёшь ,что тот парнишка нервно курит в стороне .

площадь пиццы 18' больше площади двух пицц 12'
при том, что 12дюймовые пиццы занимают больше места.
потому никто никогда так не делает, кроме как ради красоты или грантоедства

Добавлено через 1 минуту
Парниша просто дилетант (в плохом смысле) без желания учиться.

Вы зря привязываетесь к генератору газели. Тут Вам сразу потребовалось мудрить мультипликатор чтобы просто что то получить. Решетка 7х7 8х8 будет весьма шумной. Прикинем размеры: диаметр винта чтоб через мультипликатор получить что то с газелевского генератора: минимум 2,5м. Прикинем размер 7*2,5 + 6*0,5 = 20,5м (полметра между ветряками). При этом один ветряк диаметром 20,5м даст 40кВт на 8м/с и 140кВт на 12м/с. При это матрица из 7х7 ветряков диаметром 2,5м даст 29кВт и 98 кВт при тех же ветрах в 8м/с и 12м/с.


Самый главный вопрос в ветроэнергетике это не мощность, а безопасность. ветра то нет, то его слишком много. При буре ветроустановка без защиты обречена. Ее сломает и обломки лопастей разлетятся по всей округе. Сделать простую ветрозащиту (складывающийся хвост) на матрицу винтов нельзя. Придется делать на каждый модуль ВРШ (винт регулируемого шага). На 20м ветряк точно ВРШ делать, там без вариантов. Но он один. Прикидывайте попутно прочность мачты - усилие действующее на ветряк примерно такое как если бы там был не винт в 3 лопасти, а щит диаметром 20м. И при порыв в 20м/с не должен сломать мачту.


Кстати про мачту 20м это самый минимум.


Ветер он то есть то нет. То ураган. То дует постоянно, то порывами. То его вовсе нет. Тот ветер который субъективно кажется сильным при измерении анемометром может оказаться 3-5м/с. С 3м/с вообще ловить нечего. Зависимость то кубическая от скорости.


На прямую от ветряка систему тоже запитать не получится. Потребуется МНОГО аккумуляторов. И мощные инверторы. При желаемых 100кВт пикового потребления напряжение сборки аккумуляторных батарей 96В минимум. По ТЗ суточный расход 500кВт*ч сколько потребуется емкость для поддержания штатного режима в течении 3 дней если ветер пропал: 1250 аккумуляторов 12В 100Ач. Стоимость такой батареи от 9млн.руб. Это AGM батарея со сроком службы 10лет. Автомобильные дешевле но и кончатся быстрее (лет 5 если повезет).


Понятно батарею можно меньше. Если закладывать бензо/дизель генератор. И желательно солнечные панели.


Либо урезать что то надо. Например делить на очереди по электропитанию. Первая циркуляционные насосы, вторая различные электроприборы дежурное освещение, третья освещение для растений. Совсем мало ветра только циркуляция, побольше +2 группа, дует сильно и круглосуточно тогда и светить можно.

Однозначно .