Vēja enerģētikas iekārtu darbība balstās uz vēja izmantošanu, kas rodas nevienmērīgās zemes virsmas sasilšanas dēļ. Vēja turbīnas pārveido vēja kinētisko enerģiju elektrībā.

Mūsdienīgās mazjaudīgās turbīnas lielākoties ir ierīces ar horizontālo asi un vēja riteni ar 2-3lāpstiņām; tās visbiežāk tiek izgatavotas no kompozītmateriāliem (stiklšķiedras). Rotora diametrs lielā mērā nosaka elektrības daudzumu, ko ģenerē turbīna. Vēja ietekmē ritenis rotē un nodod griezes momentu ģeneratoram, kas ģenerē elektroenerģiju, vai arī vēja sūknim vai elektroģeneratoram. Ražotājs parasti norāda maksimāli pieļaujamo vēja ātrumu, kuru spēj izturēt turbīna. Vairums turbīnu tiek arī aprīkotas ar automātisko sistēmu, kas novērš nekontrolējamo rotora darbību vētru gadījumos.

Vēja iekārtām ir arī t.s. "galenis" jeb orientējošā vēja riteņa plāksne, kas ir stinrgi perpendikulāra vēja plūsmai.

Turbīna tiek ierīkota uz masta, kas ļauj piekļūt spēcīgā vēja zonā.

Iekārtas parametri

Mazjaudīgā vējģeneratora jauda svārstās no 400 Wt līdz 20 kWt. Turbīnas izmērs jānosaka atkarībā no nepieciešamā elektrības daudzuma. Mazjaudīgās turbīnas visbiežāk izmanto patērētāju autonomai elektroapgādei, ūdens pārsūknēšanai, akumulatoru uzlādei utt.

Masta augstums

Jo lielāks ir augstums, jo spēcīgāks ir vējš, tādēļ vēja turbīnas parasti ierīko uz mastiem. Jo augstāks ir masts, jo lielāks elektrības daudzums tiek ģenerēts. Masts tāpat vējģeneratoru paceļ virs turbulences zonas, kas veidojas blakusesošo šķērsļu dēļ (ēku, koku, kalnu u.c.).

Masta garums faktiski ir investīcijas nākotnē. Pat nebūtisks augstuma palielinājums spēj krietni vien uzlabot esošo situāciju: ģeneratora ar jaudu 10 kWt pārcelšana no 2 m augstā masta uz 3 metru augsto, palielinās ierīkošanas izdevumus par aptuveni 10%, savukārt enerģijas izstrāde palielināsies par 25%.

Masti mēdz būt vertikālie un slīpie. Vertikālos mastus var nostiprināt ar atsaitēm, tie var arī būt autonomie. Slīpos mastus vienmēr nostiprina ar atsaitēm.
Mājas vējģeneratoru ierīkošanai parasti izmanto vertikālos mastus ar atsaitēm - šāds variants izmaksā lētāk. Masti var būt iekārtoti caurules, koka staba vai balsta veidā no caurulēm, trosēm un leņķtērauda.

Masta ierīkošanas process ar atsaitēm ir krietni vien vienkāršāks par autonomā masta montēšanu. Taču jāņem vērā tas, ka atsaitēm būs nepieciešama brīva platība ap mastu, kuras rādiuss nedrīkst būt mazāks par 0.5-0.75 masta garuma.
Slīpie masti pasūtītājam izmaksā vairāk, taču tās atvieglo vējģeneratora apkopi. Tie arī nodrošina iespēju tos nolaist tuvāk zemei vērtru gadījumos. Tāpat nav ieteicams izmantot alumīnija caurules, kas ļoti ātri salūzt.

Vējģeneratora ierīkošanas vietas izvēle

Nelielas vējenerģētikas ierīkošana ir lietderīga, ja:

• Jūsu māja atrodas teritorijā ar labu vēja potenciālu;
• Ēka izvietota ārpus pilsētas, bet zemesgabala kopējā platība ir vismaz 1 akrs;
• Vējģeneratora ierīkošana netraucēs kaimiņiem;
• Jūs spējat precīzi aprēķināt, cik daudz enerģijas būs jums nepeiciešams;
• Jums ir vajadzīgas investīcijas ilgtermiņā;
• Jūsu mājai nav piekļuves centralizētās elekroapgādes tīkliem.

Teritorijas vēja potenciāls

Pirms uzsākt vēja ģeneratora uzstādīšanu, jānoskaidro vidējais vēja ātrums un galvenais tā virziens konkrētajā teritorijā. Tieši šie rādītāji lielā mērā ietekmē iekārtas produktivitāti.

Ja dzīvojat kalnainā apvidū, ir vērts nopietni izvērtēt iespējamo vēja iekārtas ierīkošanas vietu. Ģenerators, kas ir ierīkots kalna vējiem pakļautajā pusē vai uz tā virsotnes, nodrošina labāku piekļuvi vēja zonai, nekā turbīnas, kad atrodas pretējā kalna malā.

Tāpat vērā jāņem visi esošie paaugstinājumi, kā, piemēram, koki, saimniecības ēkas u.c., kas šķērso gaisa plūsmas ceļu. Ievērojiet, ka nākotnē dotajā teritorijā var rasties arī vēl jauni objekti - piemēram, Jūs gribēsiet uzcelt vēl kādu būvi, bet koki izaugs garāki. Turbīnai jābūt par metru augstāk nekā jebkurš objekts 10 m rādiusā.
Vēja potenciāla novērtēšanai var izmantot šādas metodes:

1. Izmantojie vēja ātrumu karti.
2. Mēģiniet iegūt datus par vēju tuvējā lidostā.
3. Uzmanīgi izpētiet augu segu. Koki, it īpaši skuju koki, deformējas vēja ietekmē. Deformācijas tips var sniegt informāciju par galveniem vēja virzieniem dotajā vietā.
4. Precīzāku vēja ātruma un virzienu ainu var iegūt ar speciālo aprīkojumu (anemometru) . Ideāli, ja vēja izmērīšana notiek vietās, kur nav ēku, koku un citu šķēršļu. Vērtīgākie dati tiek iegūti, kas ir nolasīti potenciālās turbīnas augstumā (uz masta).
5. Ja Jūsu zemesgabala apkaimē jau ir neliela vēja iekārta, tad Jūs varat viegli iegūt informāciju par vēja ātrumiem dotajā apvidū, kā arī noskaidrot ģenerējamās eneŗgijas apjomus.

Vējģeneratora ierīkošana un tā apkope

Pareizi ierīkots un atbilstoši kopts mazjaudīgs vējģenerators kalpos vairāk par 20 gadiem. Pirms ierīkošanas Jums vajadzēs:

· Atrast optimālo uzstādīšanas vietu.
· Noteikt vēja iekārtas vēlamos izmērus.
· Saskaņot vēja turbīnas ierīkošanu ar kaimiņiem.

Vējģeneratora montāžu vislabāk uzticēt speciālistiem. Ja Jūs uzskatat, ka varat tikt galā arī pats, tad vispirms atbildiet uz šiem jautājumiem:
· Vai spēsiet patstāvīgi sagatavot cementa pamatu?
· Vai varēsiet uzstādīt mastu?
· Vai Jūs pilnībā izprotat maiņstrāvas un līdzstrāvas atšķirības?
· Vai spēsiet patstāvīgi pievienot akumulatorus?
Ja esat atbildējuši negatīvi uz vismaz vienu no šiem jautājumiem, tad labāk vēršaties pēc palīdzības pie speciālistiem.

Neraugoties uz to, ka mazjaudīgās turbīnas ir izturīgas un drošas, tās tomēr jāremontē katru gadu. Kārtējās apskates gaitā ieteicams:
· Pārbaudīt un piestiprināt skrūves un elektriskos savienojumus;
· Pārliecināties, ka mehānismu nav skārusi korozija, kā arī, ka atsaites ir pienācīgi piestiprinātas;
· Pārbaudīt, vai uz lāpstiņu malām nav bojājumu (lāpstiņas un gultņi vidēji jāmaina reizi 10 gados, taču nepieciešamības gadījumā tās var nomainīt arī ātrāk).
Ja Jūs neesat pietiekoši kompetents, lai spētu pats uzņemties sistēmas apkopu, šo pakalpojumu Jums var sniegt uzņēmums, kas sistēmu ierīkoja.

Vairāk rakstu - sadaļā "Ekoloģiskā celtniecība un tehnoloģijas"