Одна из важнейших составных частей ветрогенератора является мачта. Безопасность, а также эффективность ветроустановки напрямую зависит от правильности выбора типа мачты и высоты. Для того чтобы правильно выбрать тип опоры и высоту нужно учитывать ряд характеристик: местность, где будет установлена ветроустановка, возможность технического обслуживания, непосредственно тип ветряка.
Немаловажная характеристика, влияющая на эффективную работу ветроустановки — высота. Сначала, нужно рассчитать минимальную высоту, когда начнет выдаваться генератором ветроустановки номинальная мощность. Ряд проведенных наблюдений и замеров показал, что разница между нижней частью лопастей и препятствием (деревья, крыши домов и т.д.) должна составлять 10м. При таком условии не имеет значение местность, а сила ветра оптимальная. Следует учесть, что в радиусе 150м от ветроустановки не должно быть строений или насаждений деревьев. Исходя из этих условий, рассчитать высоту мачты достаточно просто, это может сделать любой человек. Для примера расчета можем взять местность, с насаждением деревьев высотой 12м. Следовательно, прибавляя 10 необходимых метров, получаем, что нижняя часть лопасти должна быть на высоте не ниже 22м. Чтобы получить окончательное значение высоты опоры к полученным 22м нужно прибавить еще высоты лопасти. При диаметре ветряка 6м, высота лопасти составляет 3м. Значит, оптимальная высота мачты ветроустановки для данных условий составляет 25м. Установка ветряка ниже этого уровня не целесообразна, так как ниже уровня 25м, силы ветра будет недостаточно, что бы вырабатывать нужное количество энергии.
Следующий важный аспект это тип мачты, на котором будет установлен ветряк.
Среди существующих конструкций мачт можно выделить 4 самых распространенных типа:
1. Мачта на растяжках делается из труб малого диаметра. Соединяются они одним или несколькими поясами растяжек. Растяжки это стальные тросы. К достоинствам этой конструкции можно отнести то, что ей не нужно основательного фундамента, она дешевая и очень простая. Чтобы такую конструкцию установить достаточно лебедки. Недостатками есть то, что данная конструкция подходит для ветряков с малой мощностью, высота у них до 20м и на нее невозможно залезть. Поэтому для технического обслуживания конструкцию нужно опускать, и потом обратно поднимать. К тому же нужно большую площадь чтобы установить растяжные системы.
2. Коническая мачта изготавливается также из труб, но уже в сравнении с предыдущим типом, трубы используются большего диаметра. Такие опоры уже идут высотой до 36м и на них можно устанавливать ветрогенераторы до 5 кВ. Достоинство этого типа есть сама конструкция, позволяющая эффективно работать установке при любой силе ветра, а вибрация во время работы будет очень маленькая. Но основной ее недостаток это ее стоимость. Так как на изготовление этой опоры уходит больше материалов, следовательно, она дороже, чем предыдущий тип.
3. Мачта-ферма изготавливается из отдельных деталей, а монтаж ее производится непосредственно на месте установки. Данный тип конструкции довольно дешевый и надежный. Но такая конструкция имеет недостаток в виде большой парусности из-за этого постоянный гул. К тому же этот тип опор имеет непривлекательный внешний вид. Но если установка происходит в местности отдаленной от домов, то этот недостаток не имеет особого значения.
4. Гидравлическая опора можно сказать, полностью автоматическая. Система гидравлики, которая в ней применяется, может опускать и подымать ветрогенератор на заданную высоту. Это очень хорошо для проведения технического обслуживания оборудования, так как не нужно для персонала никаких подъемных устройств. Но у этих мачт есть один большой недостаток – это их высокая цена. Этот тип мачт самый дорогой из всех представленных.
