Ветрогенератор для дома своими руками




Промышленные ветрогенераторы: образец для подражания

Ни для кого не секрет, что альтернативная энергетика действительно позволяет получать электричество буквально от ветра. В европейских странах промышленные ветряные генераторы занимают большие площади и автономно работают на благо людей.

Промышленные ветряные турбины

Они огромны по размеру, расположены в открытых для всех ветров местах, возвышаются над деревьями и местными объектами.

А ветряки установлены на некотором расстоянии друг от друга. Поэтому случайные поломки и повреждение одного не могут повредить соседние постройки.

Эти принципы создания ветрогенераторов мы возьмем за основу при разработке самодельных устройств. Они основаны на научных исследованиях,
проверен на длительную эксплуатацию, работает эффективно.

Начнем с анализа характеристик земли, на которой мы планируем построить ветряную электростанцию.

Законность установки ветрогенератора

Альтернативные источники энергии — мечта каждого дачника или домовладельца, чей участок находится вдали от центральных сетей. Однако, получая счета за электроэнергию в городской квартире и глядя на повышенные тарифы, мы понимаем, что ветряк, построенный для бытовых нужд, нам не помешает.

Прочитав эту статью, возможно, вы воплотите свою мечту в реальность.

самодельный-vetrjgenerator-01-1-1.jpg
Ветрогенератор — отличное решение для обеспечения электричеством загородного объекта. Более того, в некоторых случаях его установка — единственно возможный выход

Чтобы не тратить зря деньги, силы и время, решаем: существуют ли внешние обстоятельства, которые будут создавать препятствия в процессе эксплуатации ветрогенератора?

Для обеспечения электричеством дачи или небольшого коттеджа достаточно малогабаритной ветряной электростанции, мощность которой не будет превышать 1 кВт. Такие устройства в России приравнивают к товарам для дома. Их установка не требует дополнительных сертификатов, разрешений или согласований.

самодельный-vetrjgenerator-01-1-430x230.jpg
Чтобы определить возможность создания ветряной электростанции, необходимо знать ветровой потенциал конкретной местности (нажмите, чтобы увеличить)

Нет налога на производство электроэнергии, которая расходуется на собственные нужды. Таким образом, можно безопасно установить маломощную ветряную турбину, с ее помощью вырабатывать бесплатную электроэнергию, не платя никаких налогов государству.

Тем не менее, на всякий случай необходимо узнать, существуют ли местные правила в отношении отдельного источника питания, которые могут создать препятствия для установки и эксплуатации этого устройства.

Ваши соседи могут пожаловаться, если почувствуют неудобства, связанные с работой ветряной турбины. Помните, что наши права заканчиваются там, где начинаются права других.

Поэтому при покупке или изготовлении собственного ветрогенератора для дома нужно обращать пристальное внимание на следующие параметры:

  • Шум от коробки передач и лопастей. Параметры генерируемого шума можно установить с помощью специального устройства, после чего результаты измерений могут быть задокументированы. Важно, чтобы они не превышали установленные нормы шума.
  • Запросы на экологические услуги. Эта организация может помешать вам управлять объектом только в том случае, если это мешает миграции перелетных птиц. Но это маловероятно.
  • Высота дерева. При сборке ветрогенератора нужно учитывать ограничения по высоте отдельных построек, существующие во многих странах мира, а также расположение вашего участка. Обратите внимание, что возле мостов, аэропортов и туннелей запрещено строить здания высотой более 15 метров.
  • Эфирная интерференция. В идеале при создании ветряной турбины должна быть предусмотрена защита от создания телеинтерференций, когда устройство может создавать такие проблемы.

При создании и установке устройства самостоятельно изучите эти моменты, а при покупке готового изделия обратите внимание на параметры, которые есть в его паспорте. Лучше защитить себя заранее, чем потом злиться.

  • Постоянно растущая стоимость электроэнергии убедительно свидетельствует в пользу устройства ветрогенератора;
  • В случае частых перебоев в строительстве мини-электростанции, перерабатывающей энергию ветра, установка минимизирует неудобства;
  • необходимо иметь достаточно большую площадь, полезная площадь которой не будет существенно уменьшена из-за установки системы;
  • Владелец системы должен быть готов к тому, что вложенные в готовый продукт средства окупятся не сразу. Экономический эффект может стать ощутимым через 10-15 лет;
  • Если окупаемость системы не последний момент, стоит задуматься о строительстве мини-электростанции своими руками.
  • Из-за шума, который сопровождает работу ветряной мельницы, желательно, чтобы расстояние между жилыми помещениями соседей и установкой составляло не менее 200 м;
  • Установка ветрогенератора возможна только в тех районах, где власти не вмешиваются, а, скорее, поощряют использование зеленой энергии;
  • Пригодность ветрового устройства подтверждается, в первую очередь, достаточно высоким и стабильным ветровым давлением на местности;

Как определить скорость ветра: хватит ли его напора для бытового ветряка

Обсудим этот вопрос на основе научных фактов и ошибок, уже допущенных многими владельцами частных домов

Теоретическая часть проекта: на что обратить внимание при выборе конструкции

Среднегодовое значение ветра для любого района России или другой страны можно найти на карте ветров. Эти данные широко доступны.

Карта ветров

Если посмотреть на всю территорию, то мест для выгодного использования энергии ветра со скоростью 5 м / с и более не так много, как в Европе.

Я объясняю эту ситуацию тем, что теплый воздух Гольфстрима, поднимаясь из нагретой воды, сразу устремляется в холодные регионы. Чем больше разница температур, тем больше его скорость.

Пройдя несколько тысяч километров над Европой, его силы ослабевают. Большая разница температур весной и осенью вызывает штормы и ураганы.
Нам важно понимать, как правильно определять скорость ветра в нашем районе.

Берем за основу значение 5 м / с и рассчитываем мощность ветрового потока для наиболее распространенного осевого генератора, расположенного горизонтально.

Расчет ветряка

Учтем, что его лопасти покрывают площадь круга S (кв. М.) С диаметром D (м). Ветер проходит через него со скоростью V (м / с).

Энергия ветра Рв рассчитывается по формуле:

В = V3 ∙ ρ ∙ S

— плотность воздушной массы (кг / м3.)

Если взять средние значения, например, площадь 3 квадратных метра и плотность
воздух 1,25 кг / м3, поэтому ветер, дующий со скоростью 5 м / с, может создать мощность чуть менее 2 киловатт.

Теперь наша задача — определить, сколько ее можно преобразовать в полезную электрическую энергию. Ориентировочно его можно оценить в 30 ÷ 40%. Конструктивные и технологические особенности ветроколеса просто не позволят взять с большей эффективностью.

Более точное определение дает формула, которая учитывает:

  • КПД редуктора — ∙ максимум около 90%;
  • КПД генератора ≈85%.
  • коэффициент ε, определяющий долю использования энергии ветра проектом ветряной турбины. Максимальная ценность, создаваемая высокоскоростными конструкциями, составляет 40-50%;

Значения всех этих коэффициентов для разных моделей ветрогенераторов сильно отличаются друг от друга. Я привел значения для промышленных товаров. Для самоделок они будут намного ниже.

Если подставить все эти числа, то даже в заводском проекте ветрогенератора, сделанном по точным чертежам и на промышленных машинах, можно при скорости 5 м / с и лопасти пропеллера описанной 3 квадратных метра получить менее 700 Вт электроэнергии.

Какую его часть сможет унести самодельная ветряная мельница, остается только гадать.

Мировые производители ветрогенераторов указывают, что для выработки 3 кВт электроэнергии, что является оптимальным значением для частного дома, необходимо:

  • иметь диаметр ротора 4,5 метра;
  • используйте ветер со скоростью 10 м / с.
  • снять с ветроколеса около 5,1 кВт;
  • разместить мельницу на высоте 12 метров;

Колесо должно начать вращать генератор уже со скоростью 2 м / с. Только в этом случае можно говорить об износе всей конструкции и эффективном использовании энергии ветра.

Если скорость снизится, хотя бы до 7 м / с, энергия ветрогенератора уменьшится на 50%. А теперь присмотримся к карте ветров России…

Однако не все так плохо. Теоретические расчеты можно проверить на практике. Для нашего случая в продаже представлены многочисленные модели средств измерений: анемометры.

Анемометр

Они не дорогие, в них есть дополнительные функции измерения температуры с указанием текущего времени. Их можно заказать в Китае.

Такой анемометр позволяет реально оценить силу ветра в вашем районе, чтобы проанализировать варианты управления будущей ветроэлектростанцией (ВЭС). А их как минимум 2:

  1. частичное удовлетворение потребности в электроэнергии;
  2. полный переход на альтернативные источники энергии.

Скрытая ошибка — слабый ветер: что умалчивают продавцы

Первая трудность

Обратите внимание на высоту ветрового колеса по отношению к земле. Подумайте, почему все промышленные ветряные турбины имеют длину 25 и более метров.

Ведь это сильно усложняет их монтаж, эксплуатацию, обслуживание, ремонт. Приходится использовать дорогостоящее высотное оборудование, создавать прочные площадки для его размещения.

Установка ветрогенератора

И ответ прост: на высоте 25 метров скорость ветра намного выше, чем на земле. Все таблицы и справочники карты ветров в основном созданы для промышленных установок, возвышающихся на площади 50-70 м.

Если вы установите самодельный ветряк на высоте 10 метров, ветер будет слабее, чем указано в руководстве. А разместить ветряк на большой высоте без специальных технических средств очень проблематично.

Работа ветроколеса вызвана не столько скоростью движения воздушной массы, сколько ее давлением на лопасти колеса. А еще это зависит от веса и плотности атмосферы.

В альтернативных источниках энергии давно учтено соотношение, согласно которому удвоение давления ветра увеличивает мощность, вырабатываемую ветрогенератором, в восемь раз.

Как влияет зона турбулентности

Работа мельницы, расположенной на малой высоте, может значительно осложняться зоной турбулентности, которая зависит не только от местности и формы холма, но и от скорости движения воздушных масс.

Турбулентность

Молниезащита ветрогенератора

Работающая крыльчатка постоянно трется об воздух, накапливая статическое электричество, как и фюзеляж любого летящего самолета. Эту проблему авиаконструкторы успешно решают разными способами.

Промышленные ветряные генераторы также оснащены эффективной молниезащитой, разряды которой могут происходить в любое время в течение определенного периода времени.

Молния

Большинство владельцев частных домов даже не задумываются об этой проблеме, а зря. В лучшем случае некоторые владельцы могут обнаружить SPD во входной электрической панели, чего явно недостаточно.

Классы СПД

Подняв над крышей своего дома железную конструкцию, которая также генерирует электрическое напряжение, они уже сделали отличный громоотвод. Он будет надежно притягивать огромные токи молнии.

Если вы не предоставите эффективный способ вывести их за пределы здания к потенциалу земли, то вам придется постоянно искушать судьбу, подвергать себя неожиданной опасности.

Как лукавят производители ветряков

Окончательные испытания заводских моделей проводятся в аэродинамической трубе с идеальной ламинарностью потока, однородной направленной структурой и высокой плотностью.

Аэродинамическая труба

В реальных условиях частного дома таких условий просто нет. Они больше подходят для движения воздушных масс на промышленных предприятиях, расположенных на больших высотах.

Для самодельных ветряных турбин, установленных на расстоянии до 10 метров, турбулентность и слабый ветер могут серьезно ограничить вращение ротора.

Почва влияет на удельную мощность. Например, прямо под горкой он резко обрывается и в его верхней части создаются идеальные условия за счет сжатия аэродинамических характеристик и повышения давления.

Удельная ветровая мощность

Также будут затронуты бытовые постройки, садовые деревья, заборы и соседние постройки.

Ветряки для дома своими руками: обзор конструкций

Как вы уже поняли, самая первая часть, воспринимающая энергию ветра, — это ветровое колесо. Без него не обходится ни одна схема ветряка для дома.

Это может быть выполнено:

  • с вертикальной осью вращения;
  • или горизонтально.

Вертикальный ветряк

Покажу на фото одну из несложных в изготовлении конструкций, сделанную из обычного стального прутка.

Вертикальный ветрогенератор своими руками

Такой ручной вертикальный ветрогенератор, даже размещенный над землей, в окружении зданий и растений, не сможет развивать нормальную скорость для выработки электроэнергии, достаточной для питания частного дома.

Только для маломощного оборудования он сможет выполнять несколько индивидуальных задач. К тому же низкая скорость вращения его ротора потребует обязательного использования лифтовой передачи, а это дополнительные потери энергии.

Такие конструкции были популярны в начале прошлого века на пароходах. Водяное колесо, расположенное лопастями по направлению движения корабля, обеспечивало его движение.

Пароход

Сейчас это редкость, утратившая актуальность. В авиации такой проект не только не прижился, но даже не рассматривался.

Ротор Онипко

Из тихоходных моделей ветряков ротор Онипко сейчас массово распространяется через Интернет. Рекламодатели показывают, что он курсирует даже при очень слабом ветре.

Ротор Онипко

Однако я почему-то тоже критически отношусь к этому развитию, хотя повторить его собственными руками не так уж и сложно. Восторженных отзывов среди покупателей, научных расчетов об экономической целесообразности его использования я не нашел.

Если кто-то из читателей отговорит меня от этого мнения, я буду признателен.

Горизонтальный ветряк

С самого начала в авиадвигателях стал использоваться пропеллер, проталкивающий воздух по корпусу самолета. Его форма и конструкция выбраны таким образом, чтобы в дополнение к активной силе давления использовать реактивную составляющую.

По такому принципу работает любой горизонтальный ветрогенератор, изготовленный промышленным способом или вручную. Показываю пример самодельной конструкции с фотографией.

Горизонтальный ветряк

По принципу использования энергии ветра это более эффективная конструкция, а с точки зрения конструкции для обеспечения бытовых проблем электроснабжения — маломощная.

Небольшой электродвигатель, ротор которого вращает ветряную турбину, может, даже при оптимальном давлении и силе ветра, генерировать лишь небольшую мощность в качестве генератора. К нему можно подключить слабую светодиодную лампочку.

Подумайте сами, нужно ли вам собирать такой флюгер с подсветкой или нет. С другими задачами такая конструкция не справится. Хотя его все же можно использовать для отпугивания кротов в этом районе. Им очень не нравятся шумы, сопровождающиеся вращением металлических деталей.

Чтобы в полной мере использовать электрическую энергию, получаемую от ветра, крыльчатка ветрогенератора должна иметь размеры, соответствующие потребляемой мощности. Он имеет диаметр около 5 метров.

Горизонтальный ветрогенератор своими руками

При его создании вы столкнетесь с технической трудностью: вам придется тщательно сбалансировать крупные детали. Центр тяжести всегда должен находиться посередине оси вращения.

Это минимизирует биение подшипников и колебания высотной конструкции. Однако балансировать таким образом непросто.

Как установить ветрогенератор: надежная схема мачты для крепления на высоте

Вес крыльчатки для нормальной выработки электроэнергии вполне приличный. Его нельзя установить на простую опору.

Вам нужно будет создать прочный бетонный фундамент для металлического вала и анкерных болтов стяжных шпилек. В противном случае вся конструкция, собранная с большим трудом, могла обрушиться в любой неподходящий момент.

Падение ветряка

Поднятую на высоту опору для ветряка можно сделать:

  1. в виде сборного вала, собранного из секций с раскосами;
  2. или коническая трубчатая опора.

Обе схемы потребуют усиления от опрокидывания за счет создания различных уровней стяжек из тросов, необходимых для удержания мачты в случае сильных порывов ветра. Их нужно будет надежно прикрепить к заглушкам и анкерам.

Из личного отрицательного опыта: при использовании аналогового телевидения у меня была антенна Spider-line с диаметром круга 2 метра. Он стоял на высоте 8 метров, был закреплен на деревянном шесте с двумя уровнями мальчиков. Сильные порывы ветра раскачивали его так, что стеллаж рухнул.

К счастью, современное цифровое телевидение требует гораздо меньших антенн. Их не только легко сделать своими руками, но и связать их не так уж и сложно.

Как сделать дерево для мельницы

Сразу обратите внимание на создание прочной и безотказной конструкции. В противном случае просто повторить печальный опыт сотрудников ЯнтарьЭнерго, попавших в аварию во время шторма: дерево весом в несколько тонн рухнуло, а по территории разлетелись обломки от лопастей.

Авария ветряной турбины

Устройство вала потребует расчета количества материалов, необходимых для создания конструкции из стального уголка различного сечения. Форма и размер подбираются с учетом местных условий.

Устройство вала

Oн состоит из трех-четырех столбов. Каждый из них снизу крепится на защелку. На вершине дерева создана площадка для установки ветряка.

Поскольку длина углов ограничена, дерево собирается из нескольких секций. Жесткость общей фиксации придают боковые ребра, закрепленные с помощью распорок.

Закладные металлические элементы — обязательный элемент фундамента. Они будут использоваться для закрепления деталей. Придется позаботиться о сварке и соединительных болтах.

Не упускайте из виду дополнительные связующие линии.

Как сделать подставку из труб

Телескопическую конструкцию из стальных труб соответствующего профиля собрать проще, но ее следует более тщательно рассчитывать на прочность. Изгибающий момент, создаваемый тяжелым наконечником при штормовом ветре, не должен превышать критического значения.

При этом возникнут сложности с профилактикой, осмотром и ремонтом собранного силового агрегата. Если по дереву можно подняться на высоту, как по лестнице, то по трубе сделать это проблематично. А работать наверху очень опасно.

Поэтому сразу необходимо подумать о варианте безопасного опускания техники на землю и недорогом способе ее подъема. Это позволяет выполнять одну из двух схем с:

  1. Ось поворота на основной опоре.
  2. Нажимной рычаг в нижней части опоры.

В первом случае создается прочный фундамент для установки основной опоры. К его оси вращения прикреплена конструкция из сварных труб с ветряком и системой цепных тали на стальных тросах.

Поворотная опора

Внизу трубы расположен противовес для облегчения подъема и опускания с помощью ручной лебедки.

Тросы безопасности ремня мальчика на снимке не показаны. Они просто свешиваются со своих опор на землю, когда мачта поднимается и опускается, и прикрепляются к неподвижным бетонным стойкам для непрерывной работы.

Схема установки и опускания ветряка по второму варианту представлена ​​ниже.

Схема установки

Вал и толкающий рычаг противовеса, усиленный ребром жесткости, установленным перпендикулярно ему, вращаются вертикально лебедкой с системой цепной тали.

Ось вращения созданной конструкции находится на вершине прямого угла и закреплена в направляющих, заложенных в фундамент. При подъеме или опускании мачты стяжки снимаются с закрепленных на земле анкеров. Их можно использовать как страховочную веревку.

Ветрогенератор: устройство и принцип работы электрической схемы простыми словами

Промышленные ветряные электростанции спроектированы таким образом, что могут сразу же подавать электроэнергию в сеть для потребителей. Своими руками это не сделаешь.

При выборе генератора, который будет вращать ветряное колесо, используется принцип обратимости электрических машин. К электродвигателю прилагается крутящий момент, и обмотки статора находятся под напряжением.

Однако идея поворота ротора трехфазного асинхронного электродвигателя наподобие генератора для получения электрического тока напряжением 220/380 вольт реализуется двигателями внутреннего сгорания, давлением воды, а не ветром.

Общая конструкция генератора с ротором станет тяжелой, иначе не удастся гарантировать высокие скорости вращения вала.

Для небольших мощностей возможно:

  • применить мотор-колесо от электровелосипеда;
  • собирать
    конструкция неодимового магнита с катушками из медной проволоки.
  • использовать автомобильный генератор, вырабатывающий 12/24 вольт;

Также можно взять за основу проданный в Китае ветряк. Но ему нужно сразу провести ревизию: обратить внимание на качество монтажа обмоток, состояние подшипников, прочность лопастей, общую балансировку ротора.

Придется настроиться на то, что значение выходного напряжения генератора будет сильно меняться в зависимости от скорости ветра. Поэтому батареи используются как промежуточное соединение.

Батареи ветряных турбин

Их перезарядка должна быть назначена контроллеру.

Бытовые приборы сети 220 вольт необходимо запитать переменным током от специального преобразователя — инвертора. Самая простая схема домашней ветроэлектростанции выглядит следующим образом.

Домашняя ветряная электростанция
Инвертор

Его можно значительно упростить, поскольку бытовая цифровая электроника — компьютеры, телевизоры, телефоны — работают на постоянном токе от источников питания 12 В.

Если они выведены из эксплуатации и цифровое оборудование питается напрямую от батарей, то потери электроэнергии будут уменьшены за счет отмены двойного преобразования в инверторе и блоках.

Поэтому рекомендую делать отдельные розетки на 12 вольт, запитывая их напрямую от батареек.

Внутри электрической цепи должен поддерживаться такой же баланс мощности, что и в механической конструкции. Каждая подключенная нагрузка должна соответствовать энергетическим характеристикам вышестоящего источника.

Бытовая техника 220 вольт не должна перегружать инвертор. В противном случае он отключится от встроенной защиты, а при выходе из строя просто сгорит. Аккумуляторы, силовые контакты контроллера и сам генератор работают по одному принципу.

Защита с помощью автоматического выключателя для домашнего ветряка должна выполняться в обязательном порядке.

Для этого ему нужен научный совет
выбирайте подходящий строго по, проверяйте и настраивайте.

Предсказать случайную перегрузку, а тем более появление тока короткого замыкания невозможно. Следовательно, этот модуль необходимо установить в качестве основной защиты.

Схема подключения аккумуляторов, инвертора и контроллера ветрогенератора практически не отличается от той, что используется в солнечных станциях со световыми панелями.

Поэтому сразу напрашивается разумный вывод: собрать комбинированную бытовую электростанцию, работающую одновременно на ветровой и солнечной энергии. Эти два источника хорошо дополняют друг друга, и затраты на сборку отдельных станций значительно снижаются.

Есть много каналов на YouTube, посвященных ветряным турбинам для дома. Понравилась работа хозяина «Солнечные батареи». Я считаю, что он достаточно объективно излагает эту тему. Поэтому рекомендую присмотреться.

Аккумуляторы для ветрогенератора: еще одна проблема для владельца дома

Одной из дорогостоящих задач ветряной или солнечной электростанции является проблема хранения электроэнергии, которую решают только батареи. Их нужно будет покупать и обновлять, а стоимость довольно высока.

Чтобы их выбрать, нужно знать рабочие характеристики — напряжение и емкость. Обычно используются композитные аккумуляторы от аккумулятора на 12 В, причем количество ампер-часов в каждом конкретном случае следует определять опытным путем, исходя из мощности потребителей, времени их работы.

Выбирать батареи для ветрогенератора нужно будет из довольно широкого ассортимента. Не буду ограничиваться одним полным обзором, а всего четырьмя
популярные виды кислотных аккумуляторов:

  1. обычные стартерные автомобили;
  2. Тип AGM;
  3. гель;
  4. бронированный.

Продавцы не рекомендуют покупать стартерные батареи для ветряных электростанций, поскольку они предназначены для работы в критических условиях эксплуатации транспортного средства:

  • во время движения они подвергаются вибрации и тряске;
  • подзарядка происходит в буферном режиме генератором
    при езде на автомобиле с разными оборотами двигателя.
  • при хранении на холоде они должны выдерживать огромные пусковые токи, возникающие при запуске холодного двигателя;

В котором:

  • восстановленные аккумуляторы, требующие периодического уровня электролита и доливки дистиллированной воды, рассчитаны на 100 циклов разряд / заряд;
  • без капитального ремонта — имеют более сложную конструкцию и количество циклов 200.

Стартерные аккумуляторы

Однако аккумулятор ветрогенератора при работе внутри дома:

  • не подвергающийся ударам и вибрации, стационарный
    установлен в устойчивом состоянии;
  • они заряжаются генератором небольшими токами, которые благоприятно влияют на режим десульфатации пластин.
  • обычно размещают в подвале, где оптимальная температура держится круглый год на уровне + 5 ÷ + 10 градусов;
  • они не получают экстремальных нагрузок при пуске, а при включении бытовой техники через инвертор работают деликатно;

Все это самые выгодные условия для их эксплуатации. Поэтому предлагаю отметить эту опцию тем, кто не поленился периодически контролировать напряжение на банках и следить за уровнем электролит в них.

Аккумуляторы AGM имеют более сложную конструкцию. У них такие же пластины, но стеклянные маты пропитаны кислотой, которые одновременно действуют как диэлектрический слой. Их цикл разряд / заряд 250 ÷ 400. Перезарядка опасна.

Аккумулятор AGM

Газовые батареи также создаются из необслуживаемой конструкции с герметичным корпусом и гелевым электролитом. Они не очень любят зарядку, но более устойчивы к глубоким разрядам. Количество расчетных циклов — 350.

Гелевый аккумулятор

Бронированные батареи относятся к числу самых современных разработок. Их электродные площадки защищены полимерами от воздействия кислоты. Интервал рабочего цикла: 900 ÷ 1500.

Батареи брони

Все эти четыре типа аккумуляторов существенно различаются по цене и условиям эксплуатации. Если вы примете во внимание рекомендации продавцов, вам придется выложить довольно приличную сумму денег.

Однако рекомендую сначала прислушаться к полезным советам, которые дает сам владелец солнечных батарей в своем видео «Как выбрать батареи для ветряной электростанции и солнечной станции».

У него есть собственное противоположное мнение по этому поводу. Как вы относитесь к нему — ваше дело. Однако ознакомиться с информацией из противоположных источников и выбрать из нее наиболее подходящий вариант — оптимальное решение для думающего человека.

Защита кабеля от перекручивания

Как известно, ветер не имеет постоянного направления. А если ваш ветрогенератор вращается вокруг своей оси, как флюгер, без дополнительных мер защиты, кабель, идущий от ветрогенератора к другим элементам системы, быстро перекручивается и через несколько дней приходит в негодность. Предлагаем вашему вниманию несколько способов уберечь вас от подобных проблем.

Метод первый: разъемное соединение

Самый простой, но совершенно непрактичный метод защиты — установка разъемного кабельного соединения. Разъем позволяет вручную распутать спиральный кабель, отключив ветряк от системы.

Я знаю, что некоторые люди просто вставляют что-то вроде вилки в розетку. Скрутил шнур — вытащил из розетки. Потом — открутил и снова собрал заглушку. И дерево не нужно опускать, и токосъемники не нужны. Я читал об этом на форуме о самодельных ветряках. По словам автора, все работает и не слишком часто перекручивает кабель.

Метод второй: с помощью жесткого кабеля

Некоторые пользователи рекомендуют подключать к источнику питания толстые, эластичные и жесткие кабели (например, сварочные кабели). Метод, на первый взгляд, ненадежный, но имеет право на жизнь.

Найдено на одном сайте: Нашим методом защиты является использование сварочного кабеля с твердым резиновым покрытием. Проблема скрученных проводов в конструкции небольшой ветряной турбины сильно переоценивается, и сварочный кабель №4… №6 обладает особыми качествами: твердая резина предотвращает спутывание кабеля и предотвращает вращение ветряной турбины в том же направлении.

Метод третий: установка контактных колец

На наш взгляд, только установка специальных контактных колец поможет полностью защитить кабель от перекручивания. Такой способ защиты реализовал в конструкции своего ветрогенератора пользователь Михаил 26.

Типы вертикальных ветрогенераторов

Внешний вид и характеристики вертикальных ветрогенераторов во многом зависят от конструктивного устройства этих устройств. Давайте разберемся с основными.

Ортогональные системы

Вертикальные ветроустановки 10 квт
Вертикальные ветроустановки 10 квт

Технические характеристики ортогональной вертикальной ветряной турбины предполагают не очень высокую производительность при больших размерах по сравнению с устройствами с горизонтальной осью, однако независимость от направления ветра делает ее приоритетной.

  • Все лопасти удалены от центра вращения на определенное расстояние.
  • С таким устройством приводной механизм можно разместить на уровне земли, что значительно облегчает выполнение работ по техническому обслуживанию и ремонту.
  • В основе конструкции этих генераторов лежит центральная (вертикальная) ось вращения и несколько плоских лопастей, расположенных параллельно ей.

Интересно знать! Ортогональные ветрогенераторы имеют непродолжительный срок службы, так как во время работы ротор оказывает высокие динамические нагрузки на опорные элементы конструкции. Чтобы продлить срок службы, детали подшипников следует регулярно проверять и незамедлительно заменять.

Ротор Дарье

Вертикальные ветряные турбины мощностью 10 кВт с ротором Дарье
Вертикальные ветряные турбины мощностью 10 кВт с ротором Дарье

Лопасти этого генератора полностью отличаются от предыдущих. Обычно это две-три полосы характерной изогнутой формы, не имеющие аэродинамического профиля. Они прикреплены к основанию и вершине центральной оси вращения.

  • Устройство способно развивать высокую скорость вращения.
  • Агрегат также можно разместить на основании.
  • Направление ветра также не имеет значения для турбины.

КПД такого ветрогенератора также не очень высок из-за тех же динамических нагрузок, которые все же ложатся на вращающиеся агрегаты. При этом запустить генератор может только порыв ветра достаточной силы — при равномерном увеличении потока пуска не будет.

Ротор Савониуса

Вертикально-осевой ветряк с ротором Савониуса
Вертикально-осевой ветряк с ротором Савониуса

Эти агрегаты имеют полуцилиндрическую лопастную систему.

  • Мощность генераторов этого типа не превышает 5 кВт.
  • Из недостатков системы можно отметить большой расход металла и, как следствие, вес.
  • Система способна эффективно работать даже в условиях слабого ветра.
  • Они редко используются в качестве отдельных источников энергии, в основном используются для создания пускового момента в роторах Дарье.
  • КПД устройства также ниже, чем у генераторов на горизонтальной оси.
  • Эти генераторы отличаются от других моделей высоким пусковым моментом.

Многолопастные роторы с направляющей системой

Вертикальный ветряк 10 кВт многолопастный
Вертикальный ветряк 10 кВт многолопастный

Такая конструкция, по сути, мало чем отличается от классической ортогональной системы, за исключением того, что ротор состоит из двух рядов лопастей (внешнего и внутреннего).

  • Внутренний ряд вращается от воздушного потока, который отражается от внешнего под определенным углом.
  • Эффективность конструкции очень высока, что позволяет ей эффективно работать даже при небольших скоростях ветра.
  • Внешний ряд служит ориентиром. Поскольку он статичен, его задача — улавливать поток ветра, сжимать его и направлять внутрь. Таким образом, поток ветра фактически увеличился.
  • Специалисты считают эти генераторы наиболее эффективными, но слишком высокая цена делает эту категорию устройств менее доступной.

Ветрогенераторы с геликоидными роторами

Ветряк с винтовой ротором
Ветряк с винтовой ротором

Такие роторы еще называют установками Горлова. Действительно, мы снова сталкиваемся с модификацией ортогональной системы, однако лопасти используются не прямые, а закрученные по дуге.

  • Надежность таких роторов очень высока, однако ложку дегтя нам не бросить. Во время работы агрегата на небольшом расстоянии создаются достаточно громкие звуковые эффекты, в том числе звуковые волны.
  • Производство лопаток сложной формы довольно дорогое, поэтому стоимость готового агрегата достаточно высока.
  • Такая конструкция позволяет легко захватывать даже небольшие потоки воздуха и плавно вращаться, без рывков, что значительно снижает динамическую нагрузку, а вращающиеся основания и агрегаты работают долго и правильно.

Вертикально-осевые роторы

Осевой ротор с вертикальными лопастями
Осевой ротор с вертикальными лопастями

Лопасти такого генератора расположены вертикально, плавно изгибаются и чем-то напоминают крыло авиалайнера.

  • Конструкция очень эффективна и имеет довольно солидный срок службы.
  • Продукцию завода тоже нельзя отнести к самым дорогим, поэтому они пользуются большим спросом.
  • Эти установки быстро набирают скорость работы и практически не шумят, а значит, не мешают другим.

Лопастники

Ветряки с горизонтальной осью вращения более эффективны, так как энергия ветрового потока используется только на рабочих поверхностях, без контакта с тыльной стороной лопастей

При этом критически важно иметь устройство, автоматически устанавливающее направление ветра для ветряка. Обычный вариант — ветряк, свободно вращающийся вокруг вертикальной оси, и хвостовой стабилизатор, как у самолета

Генератор

Генератор — это устройство, преобразующее энергию вращения в электрический ток. Генератор ветряной турбины вместе с ротором является основным агрегатом, обслуживаемым всеми остальными элементами установки. Используются готовые чертежи, входящие в комплект поставки или приобретаемые отдельно, а также самодельные образцы, которые зачастую работают лучше заводских.

Аварийный флюгер

Так в среде специалистов принято называть устройство для снятия крыльчатки с чрезмерно сильного ветрового потока. Вращение, превышающее расчетную скорость, создает ток большей силы и напряжения, чем расчетный, и не требуется для оборудования.

Чтобы исключить такие ситуации, существуют тормозные устройства, одно из которых работает по принципу саморегулирования. Перпендикулярно направлению оси установлена ​​специальная лопасть, жестко связанная с ротором.

Хвостовой стабилизатор крепится к несущему винту с помощью пружинного шарнира. Когда ветер достигает слишком высокой скорости, сила на тормозном лезвии превышает силу пружины, ротор уходит от ветра и перестает вращаться на слишком высокой скорости.

Токосъемник

Устройство для подачи или, в нашем случае, отвода электричества — коллектор — довольно капризный агрегат, требующий регулярного ухода, смазки, замены щеток и т.д. Необходимо иметь достаточно надежный и безопасный механизм опускания вала, иначе оборудование долго не прослужит.

Мельница своими руками или как получить свет на ветру

Лопастной ветрогенератор + солнечная панель для электроснабжения дачи

Идея объединения солнечных батарей с ветряными генераторами возникла практически с первых дней появления этих конструкций. Их привлекает абсолютно бесплатная энергия ветра и солнца, для улавливания и трансформации которых требуется только оборудование. Оба комплекса вполне могут работать вместе, дополняя друг друга.

Источники

 

  • https://eco-kotly.ru/vertikalnyj-vetrogenerator-svoimi-rukami-posagovye-instrukcii-po-sborke/
  • https://Elektrik-a.su/elektrooborudovanie/generatory/vertikalnyj-vetrogenerator-1796
  • https://ElectrikBlog.ru/vetrogenerator-dlya-chastnogo-doma-svoimi-rukami/
  • https://oboiman.ru/ingeneer/vertikalnyj-vetrogenerator-svoimi-rukami-kak-sobrat-vetrak.html
  • https://remont-system.ru/alternativnaya-energiya/kak-sdelat-vertikalnyy-vetrogenerator-svoimi-rukami

[свернуть]


Adblock
detector