Виды работ 

Парусный ветряк. Парусные ветрогенераторы - раздел

Говорят, новое - хорошо забытое старое. И энергетика здесь, похоже, не является исключением. Ожегшись на Чернобыле, столкнувшись в ряде мест с угрозой энергетического кризиса, человечество все чаще обращает свой взор на технические решения, незаслуженно списанные в прошлом в архив. Использование даровой силы ветра - в числе именно таких решений. Приходят к ним в своих творческих изысканиях и любители мастерить все своими руками (см., например, «М-К» № 4/84, 5/86, 6/90, 7/92|.

В этой связи предлагаемая публикация сделанная по материалам американского журнала «Механик иллюстрейтед», думается, представляет особый интерес и актуальность для многих наших читателей.

Идея - обуздать ветер, обеспечив тем самым сеЬя даровой электроэнергией,- несомненно, весьма заманчива. Но выпускаемые промышленностью ветроэнергоустановки не всегда подходят для размещения их, например, возле загородного дома. Да и цены на них астрономические.

Альтернативой может стать вполне доступная с точки зрения семьи со средним достатком самодельная ветроэнергоустановка - такая, как изображена на публикуемых иллюстрациях. За исключением синхронного электрогенератора переменного тока, ее конструкция не содержит дорогих и остродефицитных деталей и узлов. Проста (а следовательно, надежна в работе, легка в изготовлении и наладке) кинематика. А энергетические возможности таковы, что при средней скорости ветра Увср=4,8 м/с. они с лихвой обеспечат потребность в электроэнергии небольшого дома с усадьбой и хозяйственными постройками.

«Изюминка» всей конструкции здесь - ветровое колесо. Во-первых, оно лопастное. Уступая простейшему роторному некоторой архаичностью своего внешнего вида, напоминающего средневековые мельницы, с которыми сражался небезызвестный Дон-Кихот, этот ветряк выигрывает в главном: мощности, отдаваемой в нагрузку. Во-вторых, в паре с ветром в данном случае работает… парус - на каждой из трех лопастей с изменяемой площадью Б* и самоограничением, предусмотренным для сильных ветров.

Дело в том, что лопастной узел у крыла ветряка состоит из жесткой передней кромки, ребер соответствующего сечения и «закрутки», обеспечивающих оптимальный режим работы концевой, средней частей и основания, а также задней кромки, натяжение которой обеспечивает стальной трос. Парус лопасти - из пропитанного синтетическим лаком капрона. Он натянут на остов с закреплением прижимной планкой на распорке-основании (см. рис.), а благодаря тросу - всегда упруг. Ткань после пропитки синтетическим лаком отнюдь не потеряла своей эластичности, и лопасть способна изменять форму в ответ на порывы ветра. Автоматически принимает и наилучший для каждой конкретно складывающейся ветровой нагрузки угол тангажа.

Ну а случись - налетит ураган. Что тогда? Да ничего страшного не произойдет. Трос, задающий натяжение задней кромке, напряжен так, что при скоростях ветра, превышающих рабочий диапазон, парус опадает, становится как бы недействующим: возникает режим самоограничения, причем - автоматически.

Из других технических решений, удачно вписавшихся в конструкцию данной ветроэлектроустановки, нельзя не отметить также простоту и надежность выполнения опорно-поворотного узла, съем электроэнергии в нагрузку, использование в кинематической схеме не углового редуктора, а обычных цепных передач, успешное размещение практически всей кинематики в капсуле обтекателя. Неплохо зарекомендовала себя в деле и сама капсула.

Особенности изготовления основных узлов, как и всей рассматриваемой ветроэлектроустановки,- следствие ее оригинальности.

Взять, к примеру, переднюю кромку лопастного узла. По сути своей это кессонная конструкция. Для нее нужен остов: лонжерон с соответствующими взаимосвязанными элементами. А их не сделать без шаблонов.

Шаблонов потребуется шесть. Два - для образующих ребра

блоков, три - для сборочного приспособления лопастного узла (стапеля) и один - для исходной заготовки ребра. При их изготовлении требуются максимальные аккуратность и сосредоточенность, чистота разметки.

1 – потребитель электроэнергии (нагрузка), 2 синхронный электрогенератор с трансмиссией в капсуле обтекателя. 3 - лонжерон лопасти (3 шт.), 4 - кок ветроколеса, 5 - лопасть парусная (3 шт.), 6 опорно-поворотный узел, 7 - мачта из металлических ферм, 8 – оттяжки.

1- ветроколесо трехлопастное парусное, 2- шарикоподшипник радиально-упорный (2 шт.), 3 - труба опорная квадратного сечения, 4 - вал ведущий, 5 - шарикоподшипник радиальный (2 шт.), 6 - промежуточный вал, 7 - передача силовая с приводной роликовой цепью ПР-19,05, 8 - обтекатель, 9 - передача силовая с приводной роликовой цепью ПР-12,7, 10 - генератор синхронный мощностью 1200 Вт, 11 - стойка-труба внутренняя, 12 - подшипник радиальный самосмазывающнйся, 13 - стойка-труба внешняя, 14 - подпятник, 15 - мачта нз металлических ферм.

1 - планка прижимная (полоса сечением 3X25 мм, АЛ9-1), 2 - распорка-основание (отрезок склепанных и «эпоксидированных» вместе алюминиевых уголков 25X25 мм с приданием нужной конфигурации), 3 - парус (пропитанное синтетическим лаком капроновое полотно массой 113,4 г), 4 - большая укосина (12-мм алюминиевый прокат), 5 - особой конфигурации), 9 - ребро-«сандвич» (склепанные и «эпоксидированные» вместе заготовки из 6-мм листа АЛ9-1; 3 шт.), 10 - кронштейн стыковочный (20-мм отрезок алюминиевого уголка 25X25 мм, 6 шт.), 11 - малая укосина (12-мм алюминиевый прокат), 12 - законцовка (отрезок склепанных вместе и «эпоксидированных» алюминиевых уголков 25Х 25 мм), 13 - гильза свинцовая (12-мм отрезок сплющиваемого цилиндра с наружным диаметром 12 мм и внутренним - 3 мм, 2 шт.), 14 - оболочка троса (два последовательно составленные отрезка полиэтиленовой трубки), 15 - трос натяжной.

1 - полоса усиления (75-мм ширины капрон) законцовочной части, 2 - припуск шва 20-мм, 3 - заготовка полотна паруса (капрон, сложенный вдвое), 4 - полоса усиления основания (75-мм ширины капрон).

1 - ребро-«саидвнч» (3 шт.), 2 - «носик» раскорки-законцовки, 3 - кронштейн стыковочный (6 шт.), 4 - хвостовик распорки-законцовки и (такая же деталь) распорка-середина, 5 - распорка-основание.

1 - формующий брусок (20-мм фанера), 2 - кронштейн стыковочный, 3 - контур деревянного блока, а равно - второго слоя у ребра-«сандвича», 4 - первый слой ребра-«саидвича».

1 - базис, 2 - распорка, 3 - стойка-фиксатор лонжерона лопасти (2 шт.), 4 - шаблон для выполнения работ на основании паруса, 5 - плаика усиления (3 шт.), 6 - стойка-фиксатор середины паруса, 7 - стойка для работ на законцовке. Все детали стапеля изготавливаются из 20-мм фанеры, крепление - на шурупах. Стрелками указаны направления, в которых прикрепляются ребра-«сандвичн» к стапелю на предусмотренные для них места.

1 - вал ведущий (диаметр 25 мм, длина 1500 мм, Сталь 45), 2 - кок ветроколеса (Д16), 3 - держатель (полоса сечения 3×25 мм, Ст3, 3 шт., 4 - спица ступицы приварная (стальной уголок 25 X 25 мм, 3 шт.), 5 - ступица {Сталь 20), 6 подшипниковый узел ведущего вала (2 шт.), 7 - горизонтальный кронштейн (стальной уголок 25X 25 мм, 2 шт.), 8 - труба опорная стальная (в сечении - квадрат 50Х 50 мм, толшина стенки 4 мм) с наварными квадратными стальными 4-мм щечками на концах, 9 - звездочка Z3=45 (Сталь 45), 10 - цепь ПР 12,7, II - кронштейн вертикальный (300-мм отрезок стального швеллера № 8, приваренный к боковым стенкам опорной трубы), 12 - гайка М14 с шайбой Гровера (4 шт.), 13 - промежуточный вал (диаметр 20 мм, длина 350 мм, Сталь 45), 14 - подшипниковый узел промежуточного вала (2 шт.), 15 - болт М14 (4 шт.), 16 - цепь ПР-19,05, 17 - звездочка Z2= 18 (Сталь 45), 18 - звездочка Z1 = 42 (Сталь 45), 19 - болт М18 (4 шт.), 20 звездочка Z4= 17 (Сталь 45), 21 - кронштейн коробчатый (размеры по месту установки в зависимости от типа генератора, Ст3, 2 шт.), 22-генератор электрический, синхронный, мощностью 1200 Вт, 23 - опорно-поворотный узел, 24 - стойка-труба стальная внутренняя (длина 90 мм, внешний диаметр 60 мм, толшина стенки 4,5 мм), 25 - укосина приварная (305 мм отрезок стального уголка 25X 25 мм, 2 шт.), 26 - шайба стопорная (4 шт.), 27 - гайка М18 (4 шт.), 28 - гайка М12 самоконтрящаяся прорезная (6 шт.), 29 - лонжерон лопасти (1830-мм отрезок трубы с внешним диаметром 50 мм и толщиной стенки 3,5 мм, АЛ9-1, режим термообработки Т6, 3 шт.), 30 - болт М12 (6 шт.).

1- шпангоут основной (многослойная фанера, 3 шт.), 2 - продольная панель обшивки люка (12-мм фанера, 2шт.), 3 - лонжерон (рейка из многослойной фанеры, вырезанная с изгибом после 3-го шпангоута, 4 шт.), 4 - соединение болтовое М16 с самофиксацией (8 шт.), 5 - кронштейн-направляющая (100-мм отрезок стального уголка 40Х Х40 мм, 4 шт.), 6 - полоса обшивки (фанера, суживающаяся по ширине после прогиба на 3-м шпангоуте, 23 шт.), 7 - шпангоут переходной (20-мм фанера), 8 - шпангоут концевой, 9 - покрытие стеклопластиковое, 10 - насадка конусообразная (максимальный диаметр 386 мм, пенопласт) ,11 - поперечная панель обшивки люка (20-мм фанера).

1- кронштейн приварной (стальной уголок 25Х 25 мм), 2- заклепка (4 шт.), 3 - кабель электрический, 4 - клемма н подвод к щетке контактной (2 шт.), 5 - жила электрокабеля (2 шт.), 6 - 5-мм пластина стеклотекстолитовая, 7 - упор-кронштейн (алюминиевый уголок 12Х 12 мм, 2 шт.), 8 - пружина с контактным винтом (2 шт.), 9 - гнездо-направляющая (алюминиевая труба квадратного сечения с элементами крепежа, 2 шт.), 10 - щетка контактная (2 шт.) ,11 - электропривод изолированный (2 шт.), 12 - стойка-труба стальная внутренняя, 13 - кольцо латунное с контактным винтом (2 шт.), 14 - втулка текстолитовая с двумя установочными винтами, 15 - шайба (Ст3) гребенчатая с двумя установочными винтами, 16 - подшипник радиальный самосмазывающийся (АФГМ), 17-стойка-труба стальная наружная, 18 - подпятник (БрАЖ9-4), 19 - болт М24 с гайкой и фиксацией затяжки.

Два шаблона (см. рис. 6, поз. 1) приклеивают к отрезку 20-мм фанеры. Следуя контуру, вырезают ножовкой или лобзиком две образующие ребро фанерные подкладки. Просверливают 5-мм отверстия под центр лонжерона и разметки сборки. Закругление радиусом 2,5 мм (для загибания фланца) и пятиградусный срез заднего угла выполняют с помощью рашпиля.

Шаблон (поз. 4 рис. 6) с 15-мм кромкой под фланец приклеивают к 6-мм алюминиевому листу АЛ9-1, прошедшему термообработку Т4. Получившуюся заготовку аккуратно вырезают; просверливают лонжеронный центр, а для правильной установки на стапеле - соответствующие отверстия. Это своеобразный новый шаблон для изготовления еще восьми таких заготовок (по 3 шт. на каждую лопасть).

Ребра-«сандвичи» получают, «прослаивая» заготовки между двух формующих блоков (подкладок). Жесткой фиксации добиваются, вставляя 5-мм болты через отверстие в стапеле и отверстие лонжеронного центра в формующие блоки с заготовками. А чтобы «прослаивание» шло успешнее, будущие «сандвичи» зажимают в кузнечных тисках. Отгибания фланцев в нужные стороны достигают, используя резиновый молоток.

Формовку фланца завершают, используя свинцовый мягкий припой. После чего получившееся ребро вынимают, подрезают задний край, чтобы максимально приспособить к лонжерону. Теперь дело за остальными деталями лопасти.”

Стыковочные кронштейны изготавливают из алюминиевого уголка 25X25 мм. Из него же выполняют распорки для удержания каната и натяжения задней кромки в основании, в середине и на законцовке лопасти. Делают их весьма своеобразно: не из одного, а их двух отрезков алюминиевого уголка, склепанных и «эпоксидированных» вместе. Длина такой заготовки 2,4 м. В своем сечении она напоминает букву Т. Высокое качество шва достигается тщательной очисткой поверхностей до их соединения, для чего используют сильные моющие средства с последующим «прополаскиванием водой и протиранием до блеска металлической «путанкой».

Нужной формы у распорок добиваются, воспользовавшись ножовкой по металлу. А вырез для лонжерона, заклепочные и тросовое отверстия высверливают электродрелью. Как, впрочем, и отверстия в распорке-основании для прикрепления впоследствии прижимной планки, чтобы надежно удерживать парус на лопасти даже во время самых больших ветровых нагрузок.

Что касается стыковочных кронштейнов, то они приклепываются и «эпоксидируются» и к распоркам (см. иллюстрации), и к ребрам-«сандвичам», и к лонжерону лопасти. Причем удобнее это делать на специальном приспособлении - стапеле, благодаря которому обеспечивается единообразное выполнение лопастей и правильно устанавливаются углы тангажа.

Вот одна из таких операций.

Ребра-«сандвичи» прикрепляют болтами к стапелю на предусмотренные для них места (в направлениях, указанных на рис. 7 соответствующими стрелками, и по установочным отверстиям, которые сделаны как в стапеле, так и в самих ребрах). Затем аккуратно укладывают, начиная с законцовки, «боковые полочки» тросовых распорок на предназначенные для них «постаменты», располагающиеся под требуемыми углами к базису торцы фанерных выступов: стойки 7, стойки-фиксатора 6 и шаблона 4 (см. рис. 7). Лопастный лонжерон продевают в образовавшиеся на стапеле отверстия, благо полукруглые выемки радиусом 25 мм для этого специально и предусмотрены.

Выполняют разметку заклепочных отверстий в лонжероне. Потом последний вынимают, сверлят в нем отверстия. А установив лонжерон вновь в стапеле, приклепывают и «эпоксидируют» стыковочные кронштейны.

Алюминиевую обшивку передней кромки лопасти выполняют из 6-мм листа АЛ9-1, предварительно изогнув его в виде параболы. Причем последнее лучше сделать на ровном полу с помощью длинной доски, наложенной ребром по оси изгиба. Упершись коленями в доску, руками, всем телом создают необходимое давление на лист, добиваясь получения желанной формы.

Следующая операция - прикрепление обшивки к лопастному скелету. При этом целесообразно воспользоваться специальными С-образными зажимами (на иллюстрациях не показаны).

Начиная с законцовки, просверливают заклепочные отверстия в покрытии, лонжероне и в ребрах. Соединяемые детали «эпоксидируют» и приклеивают. А после того как «эпоксид» затвердеет окончательно, выполняют обрезку «избыточного» алюминия с опиловкой образовавшихся острых краев.

Теперь - несколько слов о задней кромке лопасти. Монтируется она с 3-мм гибким стальным тросом, который продевают через предназначенные для него отверстия в распорках. Трос устанавливают в хлорвиниловые трубки и закрепляют у законцовки, зажав его в свинцовой гильзе. После чего на лопастный скелет натягивают парус.

Столь ответственную операцию лучше выполнять вдвоем. Один человек встает на стол, удерживая в своих руках лопасть таким образом, чтобы распорка-основание находилась внизу, а трос задней кромки располагался вертикально с навешенной на конце двухпудовой гирей. Тогда другой (помощник), убедившись, что требуемое натяжение достигнуто, запрессовывает на тросе вторую, находящуюся у распорки-основания свинцовую гильзу. Излишек троса и гильзы обтачивают. А «открытый» конец паруса заворачивают с последующим закреплением на распорке-основании с помощью прижимной планки и болтов с гайками.

Остальные лопасти изготавливают аналогичным образом. Что касается других узлов и деталей, то их выполнение особых трудностей, как правило, ни у кого не вызывает. То же можно сказать и о сборке всей ветроэлектроустановки в целом. Проста и отладка. Дерзайте!

Материал подготовил к публикации Н. КОЧЕТОВ

Рассказать в:
Тут теория!!! перейти к практике можно сюда!!!

Как сделать ветряк своими руками. Возможен ли вообще самодельный ветрогенератор?

Некоторые любознательные граждане не раз задумывались над вопросом: "Как сделать ветряк своими руками, какие чертежи необходимы и насколько сложно его изготовление?"

Кажется невероятным, но самодельный ветрогенератор своими руками можно изготовить из обыкновенного велосипедного колеса. Главное - это немного разбираться в физике и иметь "золотые" руки.

На велосипедное колесо устанавливаются лопасти, количество которых может быть от трех до шести, в зависимости от замысла изобретателя. Балку для хвоста можно изготовить из ПВХ трубы. Велосипедное колесо крепится к торцевой заглушке трубы, в которой предварительно сверлится отверстие. Генератором служит двигатель, рабочее напряжение которого имеет параметр 24В. Раньше такие движки широко применялись в старых компьютерах для привода диска. Скорее всего, такие моторчики не составит труда подыскать на "барахоловках" компьютерной техники.

Далее, генератор необходимо при помощи обыкновенного уголка прикрепить к ветряку. Итогом должна стать прочная палочка, которая закрепляется с помощью хомутов. Этот шест предназначается для того, чтобы ветряные электростанции своими руками находились на достаточной возвышенности и могли взаимодействовать с потоками ветра. Кроме того, внутри него также прокладывается вся электропроводка.

Самодельный ветрогенератор должен полностью уравновешиваться хвостом, для чего заранее просчитывается его вес. В качестве генератора в данном примере был использован двигатель, работающий на постоянных магнитах, а также приводной ремень, устойчивый к длительному солнечному воздействию.

Характеристики разработанной конструкции способны составить конкуренцию солнечным батареям, а выходных параметров вполне хватает для обеспечения автономного энергоснабжения жилого дома. Общая стоимость самодельного аппарата при условии, что все комплектующие были приобретены в магазине, окупается за несколько месяцев его работы.

По данной технологии можно изготавливать также и ветрогенераторы вертикальные, но длина шеста в этом случае должна быть в 1.5 раза больше.

Ветровые электростанции - энергия ветра в наших руках.

С каждым днем возрастают цены на традиционные носители энергии. В связи с этим в современное время особой актуальностью пользуется альтернативная, нетрадиционная энергетика, как более экономный способ обеспечения энергоресурсами потребностей населения. Естественно, что энергия ветра не осталась без внимания, так как это неиссякаемый источник для получения электричества и, к тому же, абсолютно бесплатный.

Ветроэнергетика - отрасль энергетики, основной специализацией которой является возможность использования ветровой энергии, вырабатываемой кинетической энергии от движения всех воздушных масс в слоях атмосферы.

Уже никого не удивляют загадочные конструкции, представляющие собой мельницы на длинных столбах, которые можно встретить на возвышенной местности. Все знают, что это ветровые электростанции, предназначенные для выработки электрической энергии из движения воздушных масс. Когда-то давно они считались экзотикой и устанавливались только на крупных предприятиях, способных позволить себе такое дорогостоящее оборудование.

На сегодняшний день ситуация кардинально изменилась. Данные конструкции можно встретить на сельскохозяйственных и промышленных территориях, а также в частных секторах, где иногда легче позаботится об автономной системе энергоснабжения, чем зависеть от централизованных линий.

Ветроэнергетические установки являются экономичными, а главное, экологически чистыми, так как при их использовании полностью исключается возможность выброса токсичных отходов в атмосферу. Также следует учитывать, что для работы таких электростанций нет необходимости использовать какие-либо топливные ресурсы, что, учитывая всевозрастающие цены на бензин и дизельное топливо, ставят ветер вне конкуренции.

Нельзя исключать и технические аспекты: отпадает необходимость в традиционной электроэнергии, что позволяет обустраивать бесперебойное энергоснабжение даже в местах, где его полного отсутствия. Ветроустановки способны обеспечивать предприятия или частные постройки электричеством на долгие годы при условии минимальной скорости ветрового потока 9м/с.

Ветряные генераторы для дома и дачи. Устройство и область применения.

Ветряные генераторы считаются одним из наиболее перспективных на сегодняшнее время систем, способных вырабатывать электроэнергию в автономном режиме. Наиболее оптимальным и мощным по количеству вырабатываемой энергии является система ветрогенераторов, объединенных в одну сеть при помощи компьютерной системы. Это дает возможность управления несколькими сотнями ветровых турбин одновременно.

Прежде чем устанавливать данные устройства, необходимо произвести некоторые расчеты. Прежде всего, нужно будет определить, каким ветропотенциалом обладает местность в районе, где планируется возводить автономные источники энергии. Также особое внимание следует уделить разработке схемы размещения турбин, учитывая характеристики площадки.

В большинстве случаев ветряки, ветряные электростанции для дома или для промышленных предприятий состоят из следующих основных компонентов: ветротурбины, включающей в себя генератор и поворотное устройство, блоков управления и преобразования, мачты, на которую крепится турбина и аккумуляторной батареи.

Как правило, ветротурбины состоят из трех лопастей, хотя, теоретически, возможно любое их количество. Во избежание возникновения частых неисправностей турбины, используется аэромеханическая система, предназначенная для стабилизации частоты вращения.

За производство электроэнергии отвечает генератор, который подсоединен к турбине. В зависимости от модели установки, возможно его подсоединение как напрямую, так и через трансмиссию.

Для возможности ориентирования ветротурбины в зависимости от направления ветровых потоков в данный момент времени, предусмотрено специальное устройство, расположенное на мачте.

Ветрогенераторы для дома, дачи имеют отличную от профессионального оборудования комплектацию и являются менее мощными устройствами. Однако, они прекрасно справляются с проблемой энергообеспечения отдельно стоящих домов во время обесточивания централизованной линии. Они могут вырабатывать энергию круглосуточно, являются экономичными, экологичными, а также достаточно красивыми.

Вертикальные ветрогенераторы. Основные характеристики.

На сегодняшний день ветрогенераторы с вертикальной осью вращения можно встретить гораздо реже, чем с горизонтальной. Однако, они также заслуживают внимания потребителей. В отдельных случаях их установка - это наиболее оптимальное решение проблемы автономного энергоснабжения.

По принципу работы они подразделяются на:
- тихоходные;
- быстроходные.

Наиболее распространенным примером вертикальной ветровой установки являются ветряки карусельного типа.

Ниже приведены усредненные рабочие параметры такого рода конструкции, которые могут незначительно меняться в зависимости от конкретной модели:
- оптимальная мощность - 1кВт;
- установлено два ветромодуля;
- в конструкции отсутствуют растяжки;
- средняя высота установки составляет 12 метров;
- полностью бесшумна;
- минимальная скорость ветра, при которой осуществляется выработка энергии, составляет 3 м/с.

В современное время данные установки пользуются особой популярностью в США, Японии, Канаде и Англии, где их производство поставлено на массовый поток. Вертикальные ветрогенераторы являются простыми в эксплуатации, не требуют сложного технического обслуживания и способны прекрасно справляться даже с приземными часто меняющимися воздушными потоками.

В случае возрастания скорости ветра, данная система способна моментально нарастить силу тяги. После этого скорость вращения будет автоматически стабилизирована. К числу особенностей данной установки также можно отнести их тихоходность, что позволяет применять к ним простейшие электрические схемы. При этом полностью исключается риск повреждения агрегата в случае резкого порыва ветра.

Также существует ортогональный тип ветроустановок, который, в основном, используется в крупной энергетике. Данный тип ветрогенераторов имеет один, но очень существенный недостаток: ему необходим "разбег". Другими словами, чтобы перевести аппарат в режим генератора из режима двигателя, необходимо подвести к нему энергию, чтобы осуществить его раскрутку до необходимых аэродинамических параметров.

Самодельный генератор для ветряка.

Оказывается, что самодельный генератор для ветряка своими руками способен изготовить человек, даже далекий от инженерной деятельности. Для этого необходимо раздобыть тормозные диски автомобиля, у которых следует отшлифовать внутреннюю сторону. Это необходимо сделать для того, чтобы обеспечить магнитам лучшее крепление.

В процессе изготовления к статору необходимо приварить оси для дисков ротора, а в просверленные заранее отверстия обязательно нужно будет вставить шпильки для возможности его крепления.

Все катушки статора должны наматываться в одном и том же направлении, а начало обмоток рекомендуется сразу же помечать, чтобы впоследствии их удалось правильно соединить. На данном этапе придется потрудиться над изготовлением приспособления для намотки. После того, как катушки намотаны, их необходимо покрыть клеем. В итоге должно получиться девять катушек. После этого необходимо приступать к изготовлению формы для отливки статора. В качестве материала для ее изготовления лучше всего подойдут фанерные листы.

Катушки следует равномерно разложить по отмеченной окружности и залить эпоксидной клеем. Для придания статору максимальной прочности, с обеих сторон делаются прокладки из стекловолокна.

Итогом всех манипуляций будет являться трехфазный генератор - основное устройство ветрогенератора, без которого он просто не сможет функционировать.

Конечно, можно избежать всех этих утомительных операций и изготовить ветряк из автомобильного генератора, который, в принципе, удовлетворяет всеми необходимыми характеристиками для данных целей.

Лопасти для ветрогенератора можно изготовить из фанеры, листового пластика или даже из кровельного железа. Главное - позаботиться о том, чтобы они были подходящего размера. В любом случае, по возможности необходимо избегать чрезмерно толстых заготовок, так как ротор должен иметь малый вес. Это уменьшит трение, возникающее в подшипниках и, как следствие, весь барабан будет намного легче раскручиваться ветровыми потоками.

Самодельный ветрогенератор на постоянных магнитах.

Для тех, кто всерьез задумался обеспечить свое жилище постоянным автономным энергоснабжением и при этом использовать бесплатную энергию ветра, особый интерес представляет самодельный ветрогенератор на постоянных магнитах, который возможно изготовить самостоятельно.

Для него необходимо раздобыть велосипедную втулку от заднего колеса. Магниты для генератора можно найти в старых громкоговорителях (колокольчиках), которые и на сегодняшний день можно увидеть на вокзалах, в общественных местах и везде, где обустраивали раньше громкую связь.

Как показывает практика, вполне хватит четырех сгоревших динамиков. Далее, их следует распилить на 16 частей и установить таким образом, чтобы они были направлены друг на друга одинаковыми полюсами.

Соединение катушек можно выполнять двумя способами: последовательным и параллельным. Следует учитывать, что при первом способе соединения увеличивается сила тока, а при втором - напряжение. Какой из этих вариантов будет наиболее оптимальным в конкретной ситуации, следует подбирать экспериментальным методом.

Данный тип ветровой мини-электростанции является достаточно простым, практичным и не требует материальных затрат на его изготовление. Но перед тем, как сделать ветряк, ветрогенератор, необходимо рассчитать его необходимые параметры и учесть планируемые условия эксплуатации.

Также самостоятельно можно изготовить и ветрогенераторы вертикальные. Обычно на них устанавливают четыре лопасти, каждая из которой имеет 1 метр в высоту и ширину 0.8 метра. Материалом для их изготовления могут служить крыши легковых автомобилей, скрепляемых между собой металлическими крестовинами.

Крепление крестовин проводится к трубе, которою можно раздобыть в старых строительных лесах. Основание такой электростанции будет представлять собой пирамидальную сварную конструкцию.

Основными преимуществами такой конструкции являются маленькая стоимость расходных материалов, надежность, простота сборки, возможность перемещения агрегата из одной точки в другую, простое техническое обслуживание.

Ветрогенераторы промышленные. Достаточна ли мощность?

Для обеспечения бесперебойным автономным электроснабжением различных промышленных и сельскохозяйственных предприятий используются специальные установки, способные получать электричество из энергии ветра. На сегодняшний день ветрогенераторы промышленные устанавливаются за средства, выделенные государством или крупнейшими корпорациями. Зачастую, отдельные устройства объединяют в цепи с компьютерным управлением. Так получаются ветроэлектростанции.

Основным преимуществом ветра, как источника энергии, является полное отсутствие как исходного сырья для питания генераторов, так и отходов, которые могли бы нанести вред окружающей среде.

К сожалению, и в настоящее время промышленные установки такого плана, преимущественно, производят за рубежом ввиду необходимости использования масштабной ресурсоемкости производства. Плюс к этому, в некоторых странах наблюдаются серьезные проблемы с энергообеспечением, и такие установки представляют собой единственный выход из сложившейся ситуации.

Применимо к промышленным агрегатам для выработки энергии из ветра, по конструкции наиболее распространены трехлопастные ветрогенераторы с осью вращения, расположенной горизонтально. Прежде чем переходить к их установке на местности, необходимо произвести полные исследования площадей, а также выполнить ряд сложных подготовительных и монтажных работ.

Большая мощность ветрогенератора, достигающая 6 Мвт - вот отличительная особенность электростанций, работающих на энергии ветра, что, естественно, сказывается на их стоимости.

Для населения промышленные агрегаты являются недоступными по цене, поэтому среди обычных потребителей наиболее распространены установки небольшой мощности порядка 2-5 кВт. Если скорость ветра будет достигать 4 м/с, такая миниэлектростанция вполне способна будет обеспечить электричеством загородный коттедж или частный дом со всеми установленными в нем бытовыми приборами. Последний вид данного такого устройства также применяется к общественным местам небольших площадей, например, кафе, частных гостиницах и т.д.

Ветрогенератор для дачи. Принцип действия и преимущества.

Работа любой ветровой электростанции, независимо от того, предназначена ли она для энергообеспечения целого города или это всего лишь ветрогенератор для дачи, сводится к одним и тем же принципам:

Необходимо, чтобы дул ветер;
- при помощи хвоста генератора конструкция разворачивается по ветру;
- лопасти, которые присоединены к генератору, под воздействием ветра приходят в движение;
- за счет вращения лопастей осуществляется выработка электричества, которое потребители могут использовать в своих бытовых целях.

Такой простой принцип действия и объясняет популярность установки среди потребителей, желающих даже в дачном домике иметь автономное бесперебойное энергообеспечение. Для таких целей идеально подходит мини ветряк, мощность которого составляет всего лишь 2 кВт. Данное устройство прекрасно подойдет для обеспечения освещения и работы необходимых бытовых приборов: холодильника, телевизора и т.д. Такой автономный источник энергии может установить даже один человек.

Небезынтересно будет узнать, что можно изготовить ветрогенератор из автомобильного генератора. Конечно, точную себестоимость данного проекта предварительно назвать не представляется возможным. Все зависит от того, какие комплектующие и детали имеются в арсенале у мастера, а какие ему необходимо будет приобрести в магазине. Если придется все покупать, то рекомендуется идти не в магазин, а на рынок, где возможно приобрести б/у детали хорошего качества. Приведем некоторые расценки: б/у генератор мощностью 3-4кВт можно купить за 30-40 у.е. Также необходимо будет обзавестись конденсаторами (металлобумажными или бумажными определенной емкости), схемами подключения конденсатора к обмотке и схемой блока управления, которая состоит из трех рубильников. На данном этапе можно считать, что генераторная установка готова.

Своими руками также можно сконструировать бытовой ветрогенератор вертикальный бесшумный, основное отличие которого заключается в положении оси вращения. Обладатель такой установки, безусловно, оценит все ее преимущества: долговечность, стабильность выдаваемого тока, полное отсутствие шума.

Парусный ветряк. Конструктивные особенности изготовления.

Самым тихоходным ветрогенератором является, безусловно, парусный ветряк. Однако, из-за колоссальной аэродинамики его быстроходность находится в пределах 1- 1,5. Но, несмотря на это, у него существует масса достоинств, основным из которых является чрезвычайная чувствительность. Он реагирует на малейшее движение воздушных масс, начиная от 1 м/с. Это преимущество особенно важно для российской местности, где редко встречается ветер, скорость которого превышает 4-5 м/с. Именно в таких ситуациях, когда более быстроходные ветряки простаивают без дела, данные ветряные электрогенераторы прекрасно справляются с поставленной перед ними задачей.

Еще одним безусловным достоинством данного рода конструкции является элементарность его изготовления. Составляющие данного агрегата можно пересчитать по пальцам: вал установки на подшипниках, на валу находится ступица, к ней, в свою очередь, крепятся мачты, количество которых может варьироваться от 8-ми до 24-х. К мачтам крепятся паруса, которые изготовляются из тонкой, но очень прочной материи, преимущественно синтетической. Противоположный конец паруса прикрепляется при помощи штоков, выполняющих одновременно две роли: противоштормовой защиты и регуляторов углов поворота.

Именно такое элементарное изготовление ветряков объясняет их использование и в современное время, когда, по логике, такие установки должны были давным-давно быть вытесненными из употребления более технологичными агрегатами.

Кроме того, такие миниэлектростанции являются идеальным вариантом для походов и путешествий, так как в сложенном виде имеют размеры небольшого чемодана, паруса можно свернуть, а мачты - сложить. И хотя их эффективность остается невысокой, для подзарядки аккумулятора мобильного телефона ее вполне хватит.

Как вариант, предлагается использовать в качестве материала изготовления парусов пластик, что может способствовать увеличению быстроходности в несколько раз. Однако, это неминуемо должно привести к снижению мобильности, то есть в разобранном виде данная конструкция будет занимать гораздо больше места.

 Раздел: [Теоретические материалы]
Сохрани статью в:
Оставь свой комментарий или вопрос:

Данный способ получения энергии не оказывает негативного влияния на окружающую среду, а также в процессе не можвет возникнуть техногенной аварии. Кинетические свойства ветра доступны в любом уголке земного шара, поэтому оборудование можно устанавливать повсюду. К 2005 году мощность совокупной энергией ветра составил 59 тыс. мегаватт. И за весь год вырос на 24 %. Ветрогенератор, если говорить научным путём перерабатывает кинетическую энергию в механическую.


На понятном языке, с помощью этого агрегата энергия воздушного потока перерабатывается в электричество, которое можно использовать в населенных и промышленных пунктах, отдалённых от центральной энергосети. Он имеет достаточно простой механизм работы: ветер крутит ротор, который вырабатывает ток и, в свою очередь, передаётся через контроллер на аккумуляторы. Инвертор преобразовывает напряжение на контактах аккумулятора в пригодное для использования.

Конструкция и технические характеристики ветроэнергетической установки

Технические исследования доказали, что атмосферные циклоны намного мощнее наземные, поэтому необходимо выше устанавливать генерирующее устройство. Чтобы получить энергию высотных ветров необходимо определенная технология.

Её можно получить с помощью совокупности турбин и воздушных змеев. Электростанции, находящиеся на поверхности земли или морском шельфе получают поверхностный поток. Изучая технологический процесс производства двух типов станций, эксперты пришли к колоссальной разнице в эффективности. Наземные турбины смогут произвести более 400 ТВт, а высотные – 1800 ТВт.


В общем, ветрогенераторы разделяют на домашние и промышленные. Последние устанавливаться на больших корпоративных объектах, так как имеют большую мощность, иногда их даже объединяют в сеть, что в результате составляет целую электростанцию. Особенностью таких способов выработки электричества является полное отсутствие как самого сырья для переработки, так и отходов. Все что нужно для активного функционирования электростанции - мощные порывы ветра.
Карта ветров по регионам и среднегодовая скорость.

Мощность можете достигать 7,5 мегаватт.

Роторные следует монтировать в местах где скорость ветра больше 4 м/с. Расстояние от мачты до ближайших построек или высоких деревьев, должно составлять не меньше 15 метров, а расстояние от нижнего края ветроколеса до ближайших веток деревьев и строений, должно быть, не меньше 2 метров. Требуется отметить, что конструкцию и высоту мачты каждый рассчитывает индивидуально, в зависимости от местных природных условий, наличия препятствий и скорости воздушного потока.

Установка и горизонтальных, и вертикальных ветрогенераторов производиться на фундамент. Мачту крепят на анкерные болты. Перед установкой мачты фундамент выдерживают месяц, это нужно, чтобы бетон уселся и набрал прочность. В обязательном порядке комплектуются системой грозовой защиты, поэтому могут надёжно обеспечить ваш дом электричеством, даже в дождливую погоду.

Новейшие технологии разработчиков компании NASA, направлены на генерирующие устройства воздушного змея. Это повысит коэффициент полезного действия до 90%. Так как, на земле будет расположен генератор, а в воздухе прибор, улавливающий атмосферные порывы. Сейчас тестируется система полета воздушного прибора, максимальная дальность 610 метров, а размах крыла приблизительно 3 метра. Вращательная фаза шара будет потреблять меньше ресурсов, а турбинные лопасти станут быстрее двигаться. Конструкторы предполагают, что такую инженерию можно внедрять в космосе, например на Марсе.

Змеи – электрогенераторы

Как видим, будущая перспектива достаточно оптимистична, осталось только дождаться, когда это все воплотится в жизнь. Не только космическое агентство предлагает инновационные методы, но уже множество компаний имеет планы на размещение таких конструкций на нужных географических участках Земли. Некоторые из них добились потрясающего прогресса и их детища уже эксплуатируются.

Чего только стоят башни – близнецы в Бахрейне, где два гигантских здания как одна электростанция. Высота достигает 240 метров. За год такой проект вырабатывает 1130 МВт. Примеров можно приводить очень много, суть в том, что с каждым годом растет количество заинтересованных компаний для участия в развитии индустрии.


Схема распределения энергии: 1 - ветрогенератор; 2 - контроллер заряда; 3 - аккумулятор; 4 - инвертор; 5 - распределительная система; 6 - сеть; 7 - потребитель.

Альтернативная ветроэнергетика СНГ

Естественно, ветроэнергетика стран СНГ отстает от передовых государств. Это объясняется многими причинами, в первую очередь экономическими. Правительственные ведомства разрабатывают программы, вводятся «зеленые тарифы», способствующие развивать отрасль.

Для этого есть огромный потенциал, но препятствий к реализации достаточно много. Например, Беларусь совсем недавно начала развиваться в этом направлении, но главной проблемой республики, является отсутствие собственного производства, приходиться заказывать оборудование в странах – партнерах. Говоря о России, данное производство находится в «замороженном» состоянии, поскольку базовыми источниками являются: вода, уголь и атом. Как следствие, 64 место в рейтинге производства электричества. Для Казахстана благоприятное географическое расположение должно способствовать, однако техническая база очень устарела и требует капитальной модернизации.

Развитие ветровой энергии в северной Европе

Норвегия расположена на Скандинавском полуострове, большая часть территории омывается морем, где дуют сильные северные ветра. Возможности получения электричества безграничны. В 2014 году был введен в эксплуатацию парк проектной мощностью 200 мегаватт. Такой комплекс обеспечит 40 тысяч жилых домов. Не стоит забывать, что Норвегия и Дания тесно сотрудничают на энергетическом рынке. Дания – это мировой лидер в области офшорной энергетики.

Большинство электростанций расположено в море, более 35% электроэнергии вырабатывается такими комплексами. Не имея атомных станций, Дания легко обеспечивает себя и Европу электричеством. Грамотное использование альтернативных источников позволило добиться такого прогресса.


Комплектация ветряков

Вертикальный, как правило, состоит из таких деталей:

  • турбина
  • хвост
  • ориентирующий против потока ротор
  • мачта с растяжками
  • генератор
  • аккумуляторы
  • инвертор
  • контроллер заряда аккумулятора

Лопасти ветрогенератора


Отдельно хотелось бы затронуть тему лопастей, от их количества и материала, из которого они сделаны, напрямую зависит эффективность работы установки. Исходя из их количества, они бывают одно- двух-трёх и многолопастные. Последние характеризуются числом лопастей больше пяти, они обладают большой инерцией и КПД, за счёт чего могут использоваться для работы водяных насосов. На сегодняшний день уже разработан довольно эффективный в работе, способный ловить потоки воздуха без лопастей. Он работает по принципу парусника, он ловит порывы воздуха, из-за чего двигаются поршни, что размещаются в верхней части, сразу за тарелкой.

По материалам, из которых сделаны лопасти в установках, различают жёсткие и парусные конструкции. Парусные являются более дешёвым вариантом из стеклопластика, или из металла, но во время активной работы они очень часто ломаются.

Дополнительные элементы ветряка

Некоторые из современных моделей обладают модулем подключения источника постоянного тока для работы солнечных батарей. Порой конструкция вертикального ветряка дополняется необычными элементами, к примеру, магнитами. Очень большой популярностью пользуется из ферритовых магнитов. Эти элементы способны ускорить обороты ротора, а соответственно повысить мощность генератора и КПД.

Именно таким образом добываются повышения эксплуатационных характеристик на собственноручной сборке, к примеру, из старого автомобильного автогенератора. Требуется отметить принцип ветроэлектростанции из ферритовых магнитов - он позволяет обойтись без редуктора, а это минимизирует шум и в несколько раз увеличивает надёжность._

Вертикально осевой Ротор Дарье. Особенности ротора



В новых конструкциях вертикальных ветряков используют Ротор Дарье, он имеет в два раза выше коэффициент переработки ветрового потока, чем все известные до сих пор установки подобного типа. Вертикально осевые с ротором Дарье целесообразно устанавливать для оборудования насосных станций, где нужен мощный момент на оси вращения при добыче воды с колодцев и скважин в условиях степи.

Ротор Савониуса новинка вертикальных генераторов



Русские учёные изобрели вертикальный генератор нового поколения, который работает на роторе Ворониных-Савониуса. Он являет собой, два полуцилиндра на вертикальной оси вращения. На любом направлении и шквалах, “ветряная мельница” на основе ротора Савониуса, будет полноценно вращаться вокруг своей оси и вырабатывать энергию.

Главным минусом его является низкое использование ветровой силы, так как лопасти-полуцилиндры функционируют только в четверть оборота, а остальную часть своей окружности вращения он тормозит своим движением. О того, какой ротор вы выберете, будет также зависеть долгосрочность эксплуатации объекта. К примеру, ветряки с геликоидным, могут равномерно вращаться благодаря закрутке лопастей. Этот момент уменьшает нагрузку на подшипник и увеличивает длительность службы.

Ветрогенератор с разной мощностью

Устройство “мельницы” требуется выбрать в зависимости от того, какая мощность должна быть у него на выходе. Мощность до 300 Вт является одним из самых простых типов оборудования. Такие модели легко помещаются в багажнике автомобиля, и могут быть установлены одним работником за считаные минуты. Он очень быстро ловит попутный поток воздуха и обеспечивают зарядку мобильных устройств, освещение и возможность просмотра телевизора.

5 квт является оптимальным вариантом для небольшого загородного дома. Мощностью в 5-10 квт он может полноценно функционировать на небольших скоростях ветра, поэтому имеют более широкую географию для своей установки.

Плюсы и преимущества использования

Если рассматривать плюсы, тогда в первую очередь хотелось бы отметить, что он даёт условно бесплатную электроэнергию, которая в наше время стоит не дешево. Чтобы обеспечить небольшой дом электричеством, приходиться платить огромные счета. Важно одно-современные ветряки хорошо совместимы с альтернативными источниками. К примеру, они могут функционировать в комплексе с дизельными генераторами, создавая единый замкнутый цикл.

  • Эффективность напрямую зависит от выбора пространства, где она будет размещена
  • Низкие энергопотери в момент транспортировки, потому как потребитель может находиться на близком расстоянии от источника
  • Экологически чистое производство
  • Легкое управление, нет необходимости постоянно обучать персонал
  • Долгое использование комплектующих, не требуется частой замены

Оптимальным скоростным потоком считается уровень 5 – 7 м/с. Мест для достижения такого показателя очень много. Очень часто ветряную ферму используют в открытом море на расстоянии 15 км. от берега. Каждый год уровень добычи энергии повышается на 20 %. Если рассматривать дальнейшие перспективы, в этом ключе природный ресурс бесконечный, чего не скажешь о нефти, газе, угле и т. д. Также, не стоит сбрасывать со счетов безопасность такой промышленности. Техногенные катастрофы, связанные с атомом вызывают страх перед всем человечеством.


Перед глазами стоит ужасная картина, взорвавшегося атомного реактора на Чернобыльской АЭС в 1986 году. А аварию на Фукусиме охарактеризовали, как дежавю Чернобыля. Деструктивные последствия для всего живого после таких ситуаций, вынуждают многие страны отказываться от расщепления атома и искать альтернативные методы производства кВт.

Однажды заплатив определённую сумму, можно несколько лет пользоваться бесплатным электричеством. Неоспоримый плюс также в том, что есть возможность покупать уже бывшие в употреблении, а это позволяет сэкономить ещё больше.

Минусы и недостатки

Несмотря на все позитивные качества ВЭС, также имеют места быть негативные стороны. В большинстве случаев, недостатки похожи на пропаганду и носят противоречивый характер. Рассмотрим наиболее тиражируемые во всех ТВ передачах, газетных статьях и интернет ресурсах:

  • Первым из недостатков является то, что человек не научился контролировать природные явления, поэтому предугадать, как будет работать генератор в тот или иной день, невозможно
  • Ещё одним минусом ветряков есть их аккумуляторы. Они обладают относительной долговечностью и в следствии их обязательно менять через каждые 15 лет
  • Финансовые инвестиции требуют больших затрат. На самом деле, новые технологии имеют тенденцию к снижению
  • Зависимость от силы горизонтального воздушного потока. Данный минус более адекватный, ведь нельзя повлиять на силу вихря
  • Отрицательное воздействие на среду шумовым эффектом. Как показали последние изучения по этому вопросу-нет основательных причин так утверждать
  • Уничтожение птиц, которые попадают в лопасти. Согласно статистическому анализу вероятность столкновения равносильна с ЛЭП
  • Искажение приема сигнала. По оценкам очень маловероятна, тем более множество станций находится вблизи аэропортов
  • Они искажают ландшафт(неподтверждено)

Это лишь малая часть мифов – страшилок, которыми пытаются напугать людей. Это повод и не более, ведь на практике работа ВЭС мощностью 1 МВт, позволяет сэкономить за 20 лет, примерно 29 тыс. тонн угля или 92 тыс. баррелей нефти. Ведущие страны рекордными темпами осваивают альтернативный источник, отказываясь от атомного комплекса. Германия, США, Канада, Китай, Испания активно устанавливают оборудование на своих местностях.


Также требуется напомнить о том, что некоторые типы установок создают сильные шумы. Чем больше мощность установки, тем сильнее будет от него исходить шум. Монтировать необходимо на расстоянии, где уровень шума от станции не превысит 40 децибел. В противном случае, у вас постоянно будет болеть голова. Также они создают помехи в работе телевизора и радиовещания.

Вертикальные и солнечные ветрогенераторы, конструкция и КПД, гибриды нового поколения


Вертикальный нового поколения, как уже выше упоминалось, может отличаться по типу своих лопастей. Ярким примером, является гиперболоидный ветрогенератор, в котором турбина имеет гиперболоидную форму и существенно превосходит крыльчатый ветряк с вертикальной осью вращения. К примеру, функциональная его зона 7…8% площади, а гиперболоидный имеет рабочую зону в 65…70%. На базе таких турбин в США соединили два альтернативных источника ветер и солнце. Компания WindStream Technologies выпустила на рынок накрышную гибридную энергосистему SolarMill («Солнечная Мельница») мощностью 1, 2 кВт.

Ветрогенератор Болотова и его независимость от погодных условий


В последнее время очень большое внимание начало уделяться малым установкам. Одним из самых удачных есть вариант ветряка Болотова. Он являет собой электростанцию с вертикально размещённым валом генератора.

Особенностью оборудование -его необязательно приспосабливать к разным погодным условиям. Генератор Болотова способен принимать поток со всех сторон без соответствующих опций и необходимости разворота установки в другом направлении. Роторный способен форсировать поступающий поток, благодаря чему может полноценно функционировать при ветре любой мощности, включая штормовой.

Ещё одним достоинством этого вида, является удобное расположение в них генератора, электрической схемы и аккумуляторов. Они находятся на земле, в следствии техническое обслуживание оборудования очень удобно.

Однолопастной на мачте

Инновационной разработкой, принято считать однолопастной, главным его достоинством является высокая частота и скорость оборотов. Именно в них вместо оптимального количества лопастей встроен противовес, который мало влияет на сопротивляемость движению воздуха.


Ветряк Онипко

Продолжая обговаривать необычные варианты винтов, невозможно не упомянуть ветряк Онипко, который отличается конусообразными лопастями. Главным плюсом этих установок, является способность получения и преобразование в кВт при скорости потока 0,1 м/с. Лопастные, в отличии, начинают обороты на скорости 3 м/с. Онипко бесшумный и полностью безопасен для внешней среды. Он не нашёл массового распространения, но как говорят результаты исследований, он станет отличным вариантом для больших производственных объектов, что ищут альтернативные источники, так как обладает большой мощностью.

В виде панциря улитки.
Инновационным прорывом считают изобретение компании Archimedes, которая находиться в Нидерландах. Она предложила вниманию общественности конструкцию бесшумного типа, который можно устанавливать прямо на крыше многоэтажного здания. Согласно исследованиям, агрегат может работать в комплексе с солнечными батареями и свести к нулю зависимость здания от внешней энергосети. Новые генераторы носят название Liam F1. Оборудование имеет вид небольшой турбины диаметр которой 1,5 метра, и вес 100 килограмм.


По своей форме установка напоминает панцирь улитки. Турбина разворачивается по направлению захватывая воздушный поток. Агустин Отегу изобретатель всемирно известной спиралевидной турбины Nano Skin, видит будущее человечества не в громадных солнечных батареях и турбинах с большим размахом винтов. Он рекомендует монтировать их в наружных частях зданий. Турбины начнут вращаться ветром и создадут энергию, которая будет передаваться непосредственно в электросеть здания.

Парусный самый быстрый «ловец» потока

Альтернативой лопастного, является парусный. Попутный ветер в лопасти улавливает очень быстро и мгновенно под него подстраивается в результате тот может работать на всех скоростях от самых малых до буревых. Этот тип оборудования вовсе не создаёт шумов и радиопомех, он прост в эксплуатации и транспортировке и это является немаловажным фактором.

Необычные устройства, ветроэнегетика и её проекты

На стадии разработки находиться еще множество конструкций необычного типа. Среди них, особым интересом пользуются:

  • Sheerwind напоминает своим внешним видом музыкальный инструмент
  • ветрогенераторы от компании ТАК, напоминающие уличные фонари на само обеспечении
  • ветряки на мостах в виде пешеходного перехода
  • ветряные качели, которые принимают потоки воздуха со всех сторон
  • «ветряные линзы» диаметром 112 метров
  • плавучие ветряки от корпорации FLOATGEN
  • разработка компании Tyer Wind – ветрогенератор, имитирующий лопастями взмах крыльев колибри
  • в виде реального дома, в котором можно жить от компании TAMEER. Аналогом этой разработки является Anara Tower в Дубаи

Вскоре будут установлены первые в мире установки способные работать без ветра. Представит вниманию человечества их немецкая компания Max Bögl Wind AG. Они будут состоять из турбин высотой 178 метров. Будут также выполнять роль резервуаров с водой. Принцип работы системы достаточно простой, когда есть ветер оборудование будет работать по типу ветрогенератора, а когда погода не ветреная, в работу будет пускаться гидротурбины. Они вырабатывают энергию из воды, которая должна спускаться из резервуаров вниз по холму. Когда он снова появляется, вода начнет перекачиваться обратно в резервуары. Этим самым удастся обеспечить работу электростанции в непрерывном режиме.
Эпоха “мельниц”, с которыми сражался еще Дон Кихот в рассказе Сервантеса уходит в далекое прошлое. Сегодня промышленные объекты больше напоминают уникальные произведения искусства нежели промышленные установки.

Дирижабль от компании Altaeros Energies

С каждым днём появляются всё больше идей, касающихся выработки альтернативных источников и одной из самых новых, считается дирижабль генератор. Лопастные традиционные достаточно шумны, а коэффициент использовании ветрового потока достигает 30%. Именно эти недостатки решили исправить Altaeros Energies разработав дирижабль. Этот инновационный тип будет работать на высотах до 600 метров. Обычные лопастные ветроустановки до этого предела высот не достают, но именно здесь самые мощные ветра, которые могут обеспечить непрерывную работу генераторов. Оборудование являет собой надувную конструкцию, которая выглядит чем-то средним между мельницей и дирижаблем. На нём установлена трехлопастная турбина на горизонтальной оси.

Особенностью такой плавающей ветроэлектростанции-ее можно контролировать дистанционно, она не требует дополнительных затрат на техническое обслуживание и очень проста в эксплуатации. Как утверждают разработчики, в перспективах эти установки будут являться не только источниками электричества, но и смогут проводить интернет на отдаленные участки земного шара, что далеки от развития инфраструктуры. Согласно полученным данным, можно утверждать, что массовое производство этой энергетической вырабатывающей установки станет огромным прорывом в мире техники. И запас мощности у дирижабля хватит на «двоих».



Ветрогенератор «Летающий Голландец» и другие летающие установки.
Это устройство являет собой гибрид дирижабля и мельницы. Во время тестов дирижабль был поднят на высоту 107 метров, и находился там какое-то время. Результаты показали, что эти виды установок способны выработать в два раза больше мощности, чем обычные установки, которые устанавливают на высотных башнях.

Проект Wavestalk

Интересно узнать, что для преобразования силы волн и океанических течений в электричество был предложен альтернативный вариант проекту Windstalk – Wavestalk. Устройство являет собой безлопастный, парусного типа. По своей форме он напоминает большую спутниковую тарелку, которая под действием ветра делает наклоны вперед-назад, создавая этим самым колебания в гидравлической системе.

В данной конструкции ветер запрягается в парус, это позволяет преобразовать большие объёмы кинетической энергии.


Проект Windstalk

Мачта без лопастей уже давно рассматривается, как самый удачный из вариантов альтернативных источников для электричества. В Абудаби в городе Мансард решили построить электростанцию Windstalk. Она являет собой совокупность стеблей, армированных резиной, с шириной 30 см и до 5 см в верхней точке. Каждый такой стебель согласно проекту, содержит слои электродов и керамических дисков, которые способны вырабатывать электрический ток. Ветер качая эти стебли, будет сжимать диски, вследствие чего будет вырабатываться электрический ток. Никакого шума и опасности для окружающей среды, подобные ветроустановки не создают. Площадь, которую занимают стебли в проекте Windstalk охватывает 2,6 гектара, а по мощности намного превосходит идентичное количество лопастного типа, что могут расположиться на этой же территории. На создание подобной конструкции разработчиков натолкнули камыши на болте, которые равномерно раскачиваются на ветру.


Ветряк в виде дерева

Наблюдение за природой, как понятно с выше наведённого примера очень вдохновляет современных инженеров. Еще одним подтверждением этому, есть эта конструкция напоминающая форму дерева. Представила эту необычную концепцию, представители компании NewWind. Разработка получила название Arbre à Vent высота его составляет три метра, а оснащён аппарат 72-мя вертикальными мини-турбинами, что могут работать даже на ветру скорость которого сотавляет 7 км/ч или 2 м/с. Ветряк в виде дерева работает очень тихо, кроме этого выглядит, достаточно реалистично, не портя своим внешним видом, окружающий экстерьер города или загородного участка.


Самый большой ловец ветра

Самым большим в мире принято считать детище компании Enercon. Мощность энергоустановки составляет 7,58 МВт. Высота несущей башни может изменяться в зависимости от требований потребителя, в стандартном варианте высота составляет 135м, а размах лопастей- 126м. Общая масса данной конструкции составляет величину около 6000т.

Панцирные АКБ изготавливаются по уникальной технологии, считаются аккумуляторами нового поколения и отличаются улучшенными свойствами. Большой эксплуатационный срок от 800 до 2 тыс. циклов зарядов-разрядов. Аккумуляторы зависят от температуры окружающей среды. Понижение на 1ºС приводит к уменьшению ёмкости устройства на 1%. Этот параметр АКБ в мороз -25 ºС будет наполовину меньше его значений при +25 ºС.

На каком устройстве остановиться и что необходимо учитывать при выборе

Как видно, из вышеперечисленных моделей, в мире постоянно изобретаются новые электроустановки, что могут работать на природных ресурсах. Каждый из них вы успешно можете использовать в своём загородном участке. Хорошо ознакомившись с принципом действия ветровых установок, вы можете даже попробовать самостоятельно смастерить свою домашнюю станцию, которая станет отличным аналогом центральной электромагистрали и, возможно, даже осуществит прорыв в мире электроники.
Классическая схема электростанции с использованием в цепи контроллера, аккумуляторов и инвертора.

Правило подбора оборудования

  • Количество мощности в кВт что бы обеспечить ваш дом энергией. Мощность надо брать с запасом. Просчитать число аккумуляторов для аккумуляции на случай безветренной погоды.
  • Среднегодовая скорость воздушных потоков. Климатические особенности места проживания. Монтаж себя не оправдывает в полосе где стоят сильные морозы, а также постоянно идёт дождь и снег.
  • Лопасти, а точнее их количество. Меньше лопастей - больше КПД. Интенсивность шума при работе установки. Просмотреть обзоры производителей ветрогенераторов, отзывы о них, а также технические характеристики.

Появились достаточно давно, чтобы успеть обрасти массой вариантов конструкции. Одним из старых, но до сих пор успешно применяющихся и развивающихся вариантов конструкции является парусный ротор. Долговечность конструкции вызвана высокой чувствительностью - большая площадь лопастей позволяет эффективно принимать энергию ветра.

На потоках с низкой скоростью, когда обычные еще не запустились, парусники уже вращаются и вырабатывают энергию. Эти преимущества заставляют конструкторов постоянно совершенствовать конструкцию, создавать новые, более эффективные разработки.

Ветряк-водокачка

Прототипом нынешних парусных турбин был ветряк-водокачка . Он преобразовывал энергию ветра во вращательное, а затем - в возвратно-поступательное движение, заставляя двигаться помпу, подающую из скважины воду на поверхность. Конструкция была проста и весьма надежна, такие ветряки существуют до сих пор.

Примечательно, что внешний вид ветроколеса был практически таким же, что и на нынешних моделях, хотя со времени появления первых промышленных образцов прошло более 100 лет. Единственным отличием является жестяные лопасти у старых образцов и мягкие тканевые у современных.

Современные ветрогенераторы с парусным ротором

Нынешние конструкции выполняют несколько другую задачу. Они вырабатывают электроэнергию, хотя принцип действия остается прежним - превращение энергии ветра во вращательное движение.

С появлением новых технологий и материалов изменился и внешний вид парусного ротора. Лопасти теперь представляют собой рамы лепестковой формы из трубы. На нее натягиваются паруса из плотной синтетической ткани, не боящейся влаги или перепадов температуры. Иногда рама не имеет замкнутой формы, представляя собой подобие буквы «Г».

Обычно парус имеет треугольную форму с вершиной у центра вращения. Одна из сторон треугольника, примыкающая к вершине, не присоединена к раме. Под давлением ветра она несколько выгибается, образуя лопасть с оптимальным для данной силы ветра профилем. Вращение начинается при малых скоростях ветра - уже при 3-4 м/сек генератор способен заряжать аккумуляторные батареи.

Основное преимущество парусников - простота конструкции и возможность отремонтировать или целиком изготовить ее самостоятельно. По сравнению с лопастями, склеенными из стеклоткани или нарезанными из полипропиленовых труб, изготовление и замена не составляют никакого труда. При этом, существуют и промышленные образцы. Они, как правило, производятся небольшими коллективами, но конструкции весьма интересны. Так, есть модели, объединяющие парус и диффузор.

Лопасти расположены не в плоскости, а наподобие лепестков полураскрывшегося цветка. Поток ветра попадает в такой раструб, уплотняется и с максимальным усилием действует на основание лопасти. Давление на этот участок не опасно, а энергия передается наиболее эффективным образом.

Известны также парусники с вертикальной осью вращения. Они во многом повторяют обычные конструкции, в основном, карусельного типа. Строение паруса имеет специфический тип, исключающий одинаковое воздействие на рабочую и тыльную стороны лопастей.

Парусник своими руками

Высокие достоинства парусных ветрогенераторов побудили многих любителей заняться изготовлением подобных конструкций. Принципиальным отличием от других типов ветряков является только сам ротор, остальные элементы установки у всех разновидностей ветрогенераторов одинаковы.

Крыльчатка парусного типа имеет малую массу и вес. Это означает, что инерция покоя мала, нагрузка на опорные конструкции и подшипники также невелика. Еще одной особенностью является способность парусников самостоятельно наводиться на ветер, что снижает сложность создания ротора. Диаметр крыльчатки можно сделать достаточно большим, увеличивая способность принимать энергию потока с большей эффективностью.

Для изготовления лопастей используются металлические трубы. Распространенный вариант - изготовление замкнутой окружности наподобие обруча, от центра расходятся радиусные планки, являющиеся креплениями парусов. Их количество может быть разным, в зависимости от силы ветров в регионе - чем сильнее поток, тем большее число лопастей понадобится сделать. Такое соотношение делается для образования большего количества щелей в плоскости крыльчатки, пропускающих ветер и снижающих излишнюю нагрузку.

Крыльчатка должна быть качественно отбалансирована. Это особенно важно при больших диаметрах (для , способных обеспечить весь дом, понадобится до 10 м диаметра). Кроме того, надо предусмотреть возможность торможения колеса и смены парусов при выходе их из строя. Установка ветряка производится на отдалении от дома или построек, должна обеспечивать контакт с достаточно мощными потоками ветра.

Парусный ветрогенератор отличается материалом своих рабочих лопастей. Если в ветрогенераторах обычных типов лопасти – жёсткие, то здесь они изготавливаются из материалов, которые могут под действием ветра изменять площадь своей рабочей поверхности: парусины, брезента, нетканых слоистых материалов.

О недостатках ветрогенераторов с жёсткими лопастями

Ветрогенераторы традиционного исполнения – системы весьма инерционные: для того, чтобы раскрутить лопасти до более-менее значительной угловой скорости, необходим сильный ветер. Это подтверждается и многочисленными теоретическими выкладками, и практическими вариантами различных конструкций данных ветрогенераторов. Итог неутешителен: например, для лопастей или винта с размахом 3 м, и при минимально необходимом числе оборотов генератора 400 мин -1 , окружная скорость винта/лопасти должна быть не менее 500 км/ч! Иначе, требуемый перепад давлений, при котором жёсткая лопасть не только начнёт вращаться, но и станет при этом вырабатывать хоть какую-нибудь электроэнергию, соответствует скорости ветра не менее 10 м/с. Но и это ещё не всё. Распределение давления ветра на жёсткие лопасти происходит крайне неравномерно: большая часть приходится на центральную часть лопасти, угловая скорость которой намного ниже, чем периферийных областей. Такой неприятный факт приводит к тому, что для увеличения коэффициента использования энергии ветра (КИЭВ) – аналог более привычного термина КПД - необходимо увеличивать размах лопастей до неприлично больших размеров – 10 и более метров! И сразу возникают проблемы – где установить такой монстр, как защитить птиц от истребления вращающимися лопастями, каким образом обслуживать и т.д. И даже в наиболее оптимистичных конструкциях ветрогенераторов с жёсткими лопастями их КИЭВ не превышает 20%.

Виды парусных ветрогенераторов

Практически разрабатываются в двух вариантах:

  • с круговыми парусными лопастями;
  • с круговым парусным колесом.

Ветрогенераторы первого исполнения используют парусные лопасти треугольной формы. Форма треугольника подбирается индивидуально, в зависимости от силы ветра в данной местности. Во многих случаях из-за простоты используют заваленный прямоугольный треугольник (см. рис. 1), хотя для промышленного изготовления более технологичными будут парусные лопасти в виде равнобедренных треугольников (см. рис.2).

В чём же эффективность использования парусных лопастей?

Весь секрет – в упругости материала лопасти, благодаря чему струя воздуха при встрече с поверхностью паруса отклоняется на некоторый угол в сторону и передаёт при этом свою кинетическую энергию парусной лопасти. Последняя начинает вращаться (быстрее это получится у лёгких лопастей с большой площадью) и передавать полезную энергию валу электрогенератора. Вследствие этих особенностей парусный ветрогенератор начинает производить полезную работу уже при скоростях ветра 5 м/с – вдвое меньших, чем для генератора с жёсткими лопастями.

Такие парусные генераторы разрабатываются и производятся во многих странах мира: в США, Франции, России (СКТБ "Энергия-гравио», г.Таганрог) и др.

Вместе с тем парусные ветрогенераторы лопастного исполнения обладают существенными недостатками – низкой стойкостью лопастей (вызванной ограничениями по применяемым материалам) и всё же недостаточным (хотя и большим, чем у ветрогенераторов с жёсткими лопастями) КИЭВ. Объясняется это тем, что круговой парус по определению не сбалансирован, не уравновешен и, следовательно, активен только с одной стороны. При внезапном изменении направления ветра такая лопасть сначала остановится, а потом очень медленно начнёт набирать обороты.

Таких недостатков лишен парусный ветрогенератор с парусным колесом, разрабатываемый и производимый фирмой Saphon Energy (Тунис). В генераторе Saphonian лопасти и вращающиеся части отсутствуют. Внешне конструкция схожа со спутниковой антенной (см. рис. 3).

С помощью воздушных клапанов парус ветрогенератора совершает возвратные высокочастотные колебательные движения. При помощи механической системы эти колебания воспринимаются поршнями гидравлической системы, которые преобразуют энергию получаемой энергии в давление несжимаемой жидкости. Именно энергия давления этой жидкости и используется в дальнейшем для вращения вала электрогенератора.

КИЭВ генератора Saphonian достигает 80%, что в 2 раза превышает эффективность лопастных парусных генераторов. И хотя, строго говоря, Saphonian не представляет собой парусный ветрогенератор в «чистом» виде, его принцип работы заслуживает самого широкого рассмотрения и внедрения.

Подводим итоги

В чём заключаются плюсы парусных ветрогенераторов:

  • более высокий, по сравнению с традиционными ветрогенераторами, КИЭВ;
  • меньший уровень шума;
  • работоспособность при меньших значениях силы и скорости ветра;
  • лёгкость и доступность для внедрения;
  • безопасность в эксплуатации и обслуживании.