Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения 1квт своими руками: Вертикальный ветрогенератор своими руками: как собрать ветряк

Содержание

Вертикальный ветрогенератор своими руками — пошаговые инструкции по сборке

Альтернативная энергия, добываемая посредством «ветряной мельницы» — заманчивая идея, охватившая огромное число потенциальных потребителей электричества. Что же, электромехаников разного калибра, пытающихся сделать ветрогенератор своими руками, можно понять. Дешёвая (практически бесплатная) энергетика всегда ценилась на вес золота. Между тем установка даже простейшего домашнего ветрогенератора даёт реальную возможность получить бесплатный ток. Но как сделать домашний ветрогенератор своими руками? Как заставить работать систему энергии ветра? Попробуем раскрыть занавес тайны с помощью опыта бывалых электромехаников.

Законность установки ветрогенератора

Альтернативные источники энергии – мечта любого дачника или домовладельца, участок которого находится вдали от центральных сетей. Впрочем, получая счета за электроэнергию, израсходованную в городской квартире, и глядя на возросшие тарифы, мы осознаём, что ветрогенератор, созданный для бытовых нужд, нам бы не помешал.

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


Ветрогенератор – отличное решение для обеспечения загородного объекта электроэнергией. Причем в ряде случаев его установка является единственным возможным выходом

Чтобы не потратить зря деньги, силы и время, давайте определимся: есть ли какие-либо внешние обстоятельства, которые создадут нам препятствия в процессе эксплуатации ветрогенератора?

Для обеспечения электроэнергией дачи или небольшого коттеджа достаточно малой ветроэнергетической установки, мощность которой не превысит 1 кВт. Такие устройства в России приравнены к бытовым изделиям. Их установка не требует сертификатов, разрешений или каких-либо дополнительных согласований.


Для того чтобы определиться с целесообразностью устройства ветрогенератора, необходимо выяснить ветроэнергетический потенциал конкретной местности (кликните для увеличения)

Никакого налогообложения производства электроэнергии, которая расходуется на обеспечение собственных бытовых нужд, не предусмотрено. Поэтому маломощный ветряк можно смело устанавливать, вырабатывать с его помощью бесплатную электроэнергию, не уплачивая при этом государству никаких налогов.

Впрочем, на всякий случай следует поинтересоваться, нет ли каких-либо местных нормативных актов, касающиеся индивидуального энергоснабжения, которые могли бы создать препятствия в установке и эксплуатации этого устройства.

Претензии могут возникнуть у ваших соседей, если они будут испытывать неудобства, связанные с эксплуатацией ветряка. Не забывайте, что наши права заканчиваются там, где начинаются права других людей.

Поэтому при покупке или самостоятельном изготовлении ветрогенератора для дома нужно обратить серьёзное внимание на следующие параметры:

  • Высота мачты. При сборке ветрогенератора нужно учитывать ограничения на высоту индивидуальных построек, которые существуют в ряде стран мира, а также местонахождение собственного участка. Знайте, что поблизости от мостов, аэропортов и тоннелей строения, высота которых превышает 15 метров, запрещены.
  • Шум от редуктора и лопастей. Параметры создаваемого шума можно установить при помощи специального прибора, после чего зафиксировать результаты замеров документально. Важно, чтобы они не превышали установленные шумовые нормы.
  • Эфирные помехи. В идеале при создании ветряка должна быть предусмотрена защита от создания телепомех там, где ваше устройство может такие неприятности обеспечить.
  • Претензии экологических служб. Эта организация может препятствовать вам в эксплуатации установки только в том случае, если она мешает миграции перелетных птиц. Но это маловероятно.

При самостоятельном создании и монтаже устройства учите эти моменты, а при покупке готового изделия обратите внимание на параметры, которые стоят в его паспорте. Лучше заранее обезопасит себя, чем впоследствии расстраиваться.

  • Целесообразность устройства ветряка обосновывается в первую очередь достаточно высоким и стабильным ветряным напором в местности;
  • Необходимо располагать достаточно большим участком, полезная площадь которого не будет существенно сокращена из за установки системы;
  • Из-за сопровождающего работу ветряка шума желательно, чтобы между жильем соседей и установкой было не менее 200 м;
  • Убедительно аргументирует в пользу устройства ветрогенератора неуклонно повышающаяся стоимость электроэнергии;
  • Устройство ветрогенератора возможно только в местностях, власти которых не препятствуют, а лучше еще и поощряют использование зеленых видов энергии;
  • Если в регионе сооружения мини электростанции, перерабатывающей энергию ветра, случаются частые перебои, установка минимизирует неудобства;
  • Владелец системы должен быть готов к тому, что вложенные в готовое изделие средства не окупятся сразу. Экономический эффект может стать ощутимым через 10 — 15 лет;
  • Если окупаемость системы — не последний момент, стоит задуматься об сооружении мини электростанции собственными руками.

Оценка целесообразности установки

Прежде чем приступать к изготовлению ветряного генератора вертикального типа, изучают метеоситуацию в своем регионе и стараются определить, сможет ли агрегат обеспечить необходимое количество ресурса.

Специалисты рекомендуют оценить следующие параметры:

  • количество ветреных дней – берут среднее значение за год, когда порыв превышает 3 м/с;
  • объем электроэнергии, потребляемый за сутки домовладением;
  • подходящее место на собственном участке для ветряного оборудования.

Первый показатель узнают из данных, полученных на ближайшей метеостанции или найденных в интернете на соответствующих порталах. Дополнительно сверяются с печатными географическими изданиями и составляют полную картину о ситуации с ветром в своем регионе.

Статистику берут не за один год, а за 15-20 лет, только тогда средние цифры будут максимально корректными и покажут, сможет ли генератор полностью удовлетворить потребность домовладения в электроэнергии или его сил хватит только на питание отдельных бытовых нужд.

Если в распоряжении владельца большой участок земли, расположенный на склоне, у берега реки или на открытом пространстве, с установкой не будет проблем.

Когда же дом находится в глубине населенного пункта, а двор отличается компактными габаритами и вплотную прилегает к соседским постройкам, установить вертикальную модель ветряка своими руками будет непросто. Конструкцию придется поднимать на 3-5 м над землей и дополнительно укреплять, чтобы при сильном порыве она не упала.

Учесть всю эту информацию нужно на этапе планирования, чтобы стало понятно, сможет ли ветряной генератор взять на себя полное энергообеспечение или его роль останется в рамках вспомогательного источника энергии. Предварительно желательно провести расчет ветряка.

Преимущества и принцип работы ветряков

Современный вертикальный генератор – один из вариантов альтернативной энергии для дома. Агрегат способен преобразовать порывы ветра в энергетический ресурс. Для корректной работы он не нуждается в дополнительных устройствах, определяющих направление ветра.


Ветряной генератор роторного типа очень легко изготовить своими руками. Конечно, полностью взять на себя обеспечение частного крупногабаритного коттеджа энергией он не сможет, но с освещением хозяйственных построек, садовых дорожек и придомовой территории справится на отлично

Прибор вертикального типа функционирует на низкой высоте. Для его обслуживания не нужны различные приспособления, обеспечивающие безопасное проведение высотных ремонтных и обслуживающих работ.

Минимум движущихся деталей делает ветряную установку более надежной и эксплуатационно устойчивой. Оптимальный профиль лопастей и оригинальной формы ротор обеспечивают агрегату высокий уровень КПД независимо от того, в каком направлении дует ветер в каждый отдельный момент.


Малые бытовые модели состоят из трех и более легких лопастей, моментально улавливают самый слабый порыв и начинают вращаться, как только сила ветра превышает 1,5 м/с. Благодаря этой способности их эффективность часто превышает КПД крупных установок, нуждающихся в более сильном ветре

Генератор работает абсолютно бесшумно, не мешает хозяевам и соседям, не создает вредных выбросов в атмосферу и надежно служит в течение многих лет, аккуратно поставляя энергию в жилые помещения.

Вертикальный генератор ветрового типа работает по принципу магнитной левитации. В процессе вращения турбин образуются импульсная и подъемная силы, а также сила фактического торможения. Первые две заставляют крутиться лопасти агрегата. Это действие активирует ротор и он создает магнитное поле, вырабатывающее электричество.


Ветряк, имеющий вертикальную ось вращения, по эффективности уступает своим горизонтальным аналогам. Зато не предъявляет претензий к территориальному расположению и полноценно работает практически в любом удобном для домовладельцев месте

Прибор функционирует полностью самостоятельно и не требует вмешательства хозяев в процесс.

Обслуживание вертикального прибора

Чтобы ветряной вертикальный генератор работал качественно, четко и максимально эффективно, все движущиеся части конструкции обязательно смазывают. Такую процедуру проводят не реже 2 раз за весь календарный год.

Параллельно во время обслуживания подкручивают разболтавшиеся в результате эксплуатации гайки, укрепляют электрические соединения, проверяют механические узлы на наличие коррозийных проявлений, подтягивают ослабшие растяжечные тросы и внимательно осматривают лопасти на предмет разрыва или повреждения.


Зимой за вертикальными установками нужен особый уход. В период морозов лопасти покрываются коркой льда и ее необходимо своевременно очищать, чтобы скорость крутящего момента сохранялась на должном уровне

Покраску деталей производят по мере надобности и 1 раз в год совершают полное обследование всей конструкции на предмет выявления неисправностей. Такой уход обеспечивает корректную работу ветряной установки и продлевает ее эксплуатационный период.

Ветрогенератор с вертикальной осью вращения

В ветряных генераторах данного вида вращающаяся ось генератора расположена вертикально по отношению к поверхности земли.

За годы использования устройств данного вида появились разнообразные конструкции которые объединены в группы, это:

С ротором Дарье — агрегаты оснащаются двумя или тремя лопастями, изогнутыми в форме овала.

К положительным особенностям данной конструкции можно отнести:

  • Самостоятельную ориентацию по отношению к воздушным потокам;
  • Удобное обслуживание установки.
  • Простота схемы агрегата.

К отрицательным относятся:

  • Нет возможности в самостоятельной раскрутке лопастей;
  • Значительная нагрузка на элементы конструкции;
  • Лопасти должны быть идентичны и соответствовать заданному профилю;
  • Повышенный уровень шума в процессе работы.
  • С ротором Савониуса – агрегаты оснащены лопастями в виде цилиндрических поверхностей.

Достоинствами данной группы являются:

  • Для запуска в работу требуются незначительные потоки ветра;
  • Способность быстрого набора крутящего момента;
  • Надёжность конструкции;
  • Низкая стоимость.

К недостаткам можно отнести:

  • Низкий КПД устройств этой группы.

Устройства с ротором Савониуса применяют при монтаже комбинированных ветровых генераторов, их используют для разгона агрегатов с ротором Дарье.

С вертикально-осевой конструкций ротора — у агрегатов этой группы лопасти напоминают форму крыла самолета и расположены вертикально, ось ротора расположена параллельна валу.

По внешнему виду агрегаты данной группы похожи на устройства с ротором Дарье.

К положительным качествам устройств относятся:

  1. Простота в изготовлении;
  2. Способность быстрого набора скорости вращения;
  3. Низкий уровень шума.
  4. Надежность в работе.
  5. С геликоидным ротором – агрегаты этой группы являются более развитым вариантом устройств с вертикально-осевым ротором. Лопасти имеют форму геликоидной кривой.

Положительные качества:

  1. Более низкие нагрузки на элементы конструкции;
  2. Быстрый набор скорости вращения.

Недостатки:

  • Повышенный уровень шума;
  • Высокая стоимость.
  • Многолопастный ротор – в основу агрегатов этого типа положена вертикально-осевая конструкция с устройством дополнительного внешнего кольца неподвижных лопастей.

Достоинства агрегатов данной группы:

  • Более высокий КПД установок;
  • Чувствительность к потокам ветра.

Недостатки:

  • Высокая стоимость;
  • Повышенный уровень шума.

ВС

На первой позиции – самый простейший, чаще всего называемый ротором Савониуса. На самом деле его изобрели в 1924 г. в СССР Я. А. и А. А. Воронины, а финский промышленник Сигурд Савониус бессовестно присвоил себе изобретение, проигнорировав советское авторское свидетельство, и начал серийный выпуск. Но внедрение в судьбе изобретения значит очень много, поэтому мы, чтобы не ворошить прошлое и не тревожить прах усопших, назовем этот ветряк ротором Ворониных-Савониуса, или для краткости, ВС.

ВС для самодельщика всем хорош, кроме «паровозного» КИЭВ в 10-18%. Однако в СССР над ним работали много, и наработки есть. Ниже мы рассмотрим усовершенствованную конструкцию, не намного более сложную, но по КИЭВ дающую фору лопастникам.

Примечание: двухлопастный ВС не крутится, а дергается рывками; 4-лопастный лишь немного плавнее, но много теряет в КИЭВ. Для улучшения 4-«корытные» чаще всего разносят на два этажа – пара лопастей внизу, а другая пара, повернутая на 90 градусов по горизонтали, над ними. КИЭВ сохраняется, и боковые нагрузки на механику слабеют, но изгибные несколько возрастают, и при ветре более 25 м/с у такой ВСУ на древке, т.е. без растянутого вантами подшипника над ротором, «срывает башню».

Дарье

Следующий – ротор Дарье; КИЭВ – до 20%. Он еще проще: лопасти – из простой упругой ленты безо всякого профиля. Теория ротора Дарье еще недостаточно разработана. Ясно только, что начинает он раскручиваться за счет разности аэродинамического сопротивления горба и кармана ленты, а затем становится вроде как быстроходным, образуя собственную циркуляцию.

Вращательный момент мал, а в стартовых положениях ротора параллельно и перпендикулярно ветру вообще отсутствует, поэтому самораскрутка возможна только при нечетном количестве лопастей (крыльев?) В любом случае на время раскрутки нагрузку от генератора нужно отключать.

Есть у ротора Дарье еще два нехороших качества. Во-первых, при вращении вектор тяги лопасти описывает полный оборот относительно ее аэродинамического фокуса, и не плавно, а рывками. Поэтому ротор Дарье быстро разбивает свою механику даже при ровном ветре.

Во-вторых, Дарье не то что шумит, а вопит и визжит, вплоть до того, что лента рвется. Происходит это вследствие ее вибрации. И чем больше лопастей, тем сильнее рев. Так что Дарье если и делают, то двухлопастными, из дорогих высокопрочных звукопоглощающих материалов (карбона, майлара), а для раскрутки посередине мачты-древка приспосабливают небольшой ВС.

Ортогонал

На поз. 3 – ортогональный вертикальный ротор с профилированными лопастями. Ортогональный потому, что крылья торчат вертикально. Переход от ВС к ортогоналу иллюстрирует рис. слева.

Карусельный и ортогональный роторы

Угол установки лопастей относительно касательной к окружности, касающейся аэродинамических фокусов крыльев, может быть как положительным (на рис.), так и отрицательным, сообразно силе ветра. Иногда лопасти делают поворотными и ставят на них флюгерки, автоматически держащие «альфу», но такие конструкции часто ломаются.

Центральное тело (голубое на рис.) позволяет довести КИЭВ почти до 50%. В трехлопастном ортогонале оно должно в разрезе иметь форму треугольника со слегка выпуклыми сторонами и скругленными углами, а при большем количестве лопастей достаточно простого цилиндра. Но теория для ортогонала оптимальное количество лопастей дает однозначно: их должно быть ровно 3.

Ортогонал относится к быстроходным ветрякам с ОСС, т.е. обязательно требует раскрутки при вводе в эксплуатацию и после штиля. По ортогональной схеме выпускаются серийные необслуживаемые ВСУ мощностью до 20 кВт.

Геликоид

Геликоидный ротор, или ротор Горлова (поз. 4) – разновидность ортогонала, обеспечивающая равномерное вращение; ортогонал с прямыми крыльями «рвет» лишь немного слабее двухлопастного ВС. Изгиб лопастей по геликоиде позволяет избежать потерь КИЭВ из-за их кривизны. Хотя часть потока кривая лопасть и отбрасывает, не используя, но зато и загребает часть в зону наибольшей линейной скорости, компенсируя потери. Геликоиды используют реже прочих ветряков, т.к. они вследствие сложности изготовления оказываются дороже равных по качеству собратьев.

Бочка-загребушка

На 5 поз. – ротор типа ВС, окруженный направляющим аппаратом; его схема представлена на рис. справа. В промышленном исполнении встречается редко, т.к. дорогостоящий отвод земли не компенсирует прироста мощности, а материалоемкость и сложность производства велики. Но самодельщик, боящийся работы – уже не мастер, а потребитель, и, если нужно не более 0,5-1,5 кВт, то для него «бочка-загребушка» лакомый кусок:

Вертикальный ротор с направляющим аппаратом

  • Ротор такого типа абсолютно безопасен, бесшумен, не создает вибраций и может быть установлен где угодно, хоть на детской площадке.
  • Согнуть «корыта» из оцинковки и сварить каркас из труб – работа ерундовая.
  • Вращение – абсолютно равномерное, детали механики можно взять самые дешевые или из хлама.
  • Не боится ураганов – слишком сильный ветер не может протолкнуться в «бочку»; вокруг нее возникает обтекаемый вихревой кокон (мы с этим эффектом еще столкнемся).
  • А самое главное – поскольку поверхность «загребушки» в несколько раз больше таковой ротора внутри, КИЭВ может быть и сверхединичным, а вращательным момент уже при 3 м/с у «бочки» трехметрового диаметра такой, что генератору на 1 кВт с предельной нагрузкой, как говорится, лучше и не дергаться.

Видео: ветрогенератор Ленца

Классификация вертикальных генераторов

Между ветроулавливающими устройствами вертикального типа есть некоторая конструкционная разница. Она не делает агрегаты лучше или хуже, а просто позволяет подобрать самый удобный вариант для выполнения конкретных задач в определенной местности.

#1: Особенности ортогональных систем

Конструкционно ортогональный ветряной генератор состоит из прочной оси вертикального вращения и нескольких параллельных лопастей, удаленных от центровой основы на определенное расстояние.

Прибор не нуждается в дополнительных направляющих механизмах и нормально работает, независимо от направления ветра. Вертикально расположенный главный вал дает возможность размещать приводное оборудование на уровне земли, что существенно облегчает эксплуатацию, ремонт и техническое обслуживание.


Опорные узлы ортогонального генератора имеют не очень высокий срок службы. Это обусловлено высокими динамическими нагрузками, которые на них оказывает в процессе работы ротор. Чтобы установка не вышла из строя раньше времени, все опорные части необходимо регулярно осматривать и своевременно менять поврежденные на новые

К минусам ортогональных приборов относятся слишком массивная лопастная система и низкая эффективность по сравнению с КПД горизонтально-осевых модулей.

#2: Генераторы с ротором Дарье

Ветряной генератор, оснащенный ротором Дарье, имеет вертикальную ось вращения и 2-3 плоские полосы-лопасти без характерного аэродинамического профиля, закрепленные у основания и на верхушке оси вращения.

Агрегат в своей работе не ориентируется на силу или направление ветра, имеет высокую скорость вращения и допускает расположение приводных устройств на земле, что облегчает и ускоряет процесс планового обслуживания и возможного ремонта.


Двухлопастные генераторные установки с ротором Дарье активируются только сильным порывом ветра. При равномерно набегающем потоке запуститься самостоятельно они не могут

Опорные и вращающиеся узлы прибора с ротором Дарье уязвимы к повышенным динамическим нагрузкам, а эффективность лопастной системы по многим параметрам уступает осевым горизонтальным установкам.

#3: Агрегаты с ротором Савониуса

Вертикальный ветряной прибор с ротором Савониуса имеет полуцилиндрическую лопастную систему и от аналогичных установок отличается высоким пусковым крутящим моментом и способностью эффективно работать при низкоскоростных ветрах.


Мощность предлагаемых на рынке вертикальных ветрогенераторов с ротором Савониуса не превышает 5 кВт. Приборы редко используют как самостоятельную рабочую единицу, а чаще всего применяют для создания более высокого пускового момента для роторных установок Дарье

В упрек вертикальному комплексу с ротором Савониуса ставят повышенную материалоемкость и более низкий КПД по сравнению с ветрогенераторами горизонтальноосевого типа. Именно поэтому выпуск высокомощного оборудования такого класса считают не целесообразным.

#4: Ветряк с многолопастным ротором и направляющей

Этот вид прибора – усовершенствованная версия классического ортогонального ветрогенератора. Роторный комплекс здесь состоит из лопастей, расположенных в два ряда.

Внешний лопастной ярус остается статичным и работает как направляющий аппарат. Он улавливает ветряной поток, захватывает его, сжимает и таким способом заметно увеличивает фактическую скорость ветра.

Внутренний ряд лопастей представляет собой подвижную структуру, на которую под определенным углом попадает воздухопоток от первой роторной установки.


КПД ветряного генератора, имеющего многолопастный ротор с направляющей системой, делает этот прибор особенно привлекательными для потребителей. Однако, стоимость такого оборудования довольно высока, и оно окупается несколько дольше, нежели аналогичные устройства более простой конфигурации

Специалисты называют этот тип прибора максимально эффективным в своем классе и подчеркивают, что специфическая конструкция позволяет ему работать даже при максимально низких скоростях ветра.

#5: Характеристика приборов с геликоидным ротором

Геликоидная ветряная установка или генератор Горлова – еще одна модификация традиционной ортогональной роторной системы. Лопасти модели закручены по дуге. Эта конструкционная особенность дает возможность быстро улавливать поток воздуха и плавно вращаться без рывков.

Такой принцип работы существенно снижает динамическую нагрузку на основание и подвижные узлы, тем самым увеличивая срок их службы.


Аппараты с ротором геликоидного типа очень надежны и легко выдерживают значительные эксплуатационные нагрузки. Однако во время работы такие ветряки создают выраженные шумовые эффекты и производят дополнительные звуковые волны, находящиеся в коротковолновой области звукового спектра

Закрученные роторные лопасти для геликоидного ветряка делают по очень прогрессивной, но сложной технологии. Из-за этого агрегаты имеют достаточно высокую стоимость и не пользуются широкой популярностью у частных потребителей.

#6: Характеристика вертикально-осевых роторов

Главное отличие вертикально-осевого генератора – это вертикально расположенные лопасти, по профилю напоминающие авиационное крыло, чья ось четко параллельна вертикальному валу. Конструкция чем-то напоминает ротор Дарье, но в производственных условиях изготовляется значительно быстрее и проще.


Генератор с вертикально-осевым ротором гораздо быстрее, чем аналогичные приборы этого класса, набирает рабочую скорость и начинает выдавать требуемый энергоресурс. Процесс сопровождается небольшим звуковым эффектом и не мешает ни владельцам установки, ни соседям

Ветряки с ротором вертикально-осевого типа отличаются надежностью и долговечностью, легко выдерживают значительные эксплуатационные нагрузки и не стоят слишком больших денег. Эти качества делают их актуальными для использования не только в промышленных, но и в бытовых целях.

Особенности выбора ветрогенераторов для частного дома и обзор лучших предложений представлены в этой статье.

Как изготовить ветрогенератор с вертикальной осью вращения своими руками

Составные элементы:

  • Осевая мачта — это несущая конструкция в форме пирамиды, треноги или шеста высотой около пяти метров. На ней закрепляют лопасти и генератор.
  • Лопасти улавливают потоки ветра.
  • Статор вмещает в себя фазы из катушек.
  • Ротор — это подвижная часть ветряка.
  • Контроллер включает замедление ветрогенератора, когда тот развивает мощность, выше его базовых метрик.
  • Инвертор дает переменный ток.
  • Аккумулятор накапливает сгенерированную энергию.

Подготовка элементов

Чтобы сделать лопасти для вертикального ветрогенератора, понадобится качественный пластик и/или жесть. Например, лопастную конструкцию можно сделать из пластиковых труб, Тогда к каждой стороне трубы крепятся полукруглые жестяные фрагменты. Высота и радиус вращения должны достигать 70 см. Или же можно изготовить лопастную конструкцию из запчастей.

Для ротора нужны 2 ферритовых диска диаметром 32 см, 6 неодимовых магнитов и клей. Роторная система состоит из двух дисков. Схема каждого диска следующая: нужно так расположить магниты, чтобы их полярность чередовалась, угол между ними составлял 60 градусов, а диаметр размещения равнялся 16,5 см. После правильного размещения магниты заливаются клеем.

Для статора нужно сделать девять катушек с 60 витками медной проволоки диаметром 0,1 см. Чтобы сделать три фазы, катушки необходимо спаять между собой в следующем порядке:

  1. Для первой фазы начало 1-ой катушки соединяем с концом 4-ой, а начало 4-ой с концом 7-ой;
  2. Для второй фазы делаем то же самое, но начинаем со 2-ой катушки;
  3. Для изготовления третьей фазы начинаем с 3-ей катушки.

Форму для катушек делают из фанеры и выкладывают стекловолокном. После размещения фаз их нужно залить клеем и оставить сохнуть на несколько дней.

Монтаж конструкции

Когда с изготовлением составных элементов покончено, можно приступать к их соединению между собой. Сначала нужно соединить ротор и статор:

  • В верхнем диске ротора сделайте отверстия для четырех шпилек.
  • В статоре сделайте отверстия для крепления к подставке.
  • Положите нижний диск ротора на подставку магнитами вверх.
  • На нижнем роторе разместите статор и уприте шпильки в алюминиевую пластину.
  • Накройте конструкцию вторым роторным диском (магниты расположены внизу).
  • При помощи вращения шпилек добейтесь равномерного сближения верхнего и нижнего роторных дисков, после этого шпильки и пластину аккуратно убирают.
  • Зафиксируйте генератор гайками.

Готовый генератор прикрутите к осевой мачте. После этого к генератору можно прикреплять лопастную конструкцию. Теперь ваш ветряк готов к установке! Для установки ветряка подготовьте армированный фундамент и зафиксируйте конструкцию растяжкой.

В последнюю очередь подключается электросеть в следующем порядке: энергия от генератора попадает на контроллер, затем собирается на аккумуляторе, а потом преобразуется в переменный ток при помощи инвертора.

Балансировка ветряного колеса

Когда лопасти будут выполнены, нужно укомплектовать ветряное колесо и произвести его балансировку. Делать это следует в закрытом строении большой площади при условии полного безветрия, поскольку колебания колеса на ветру способны исказить результаты балансировки.
Балансировку колеса необходимо выполнять так:

  1. Укрепить колесо на такой высоте, чтобы оно могло беспрепятственно двигаться. Плоскость соединительного механизма должна быть идеально параллельна вертикальному подвесу.
  2. Добиться полной статичности колеса и отпустить. Оно не должно шевелиться. Затем прокрутить колесо на угол, равный отношению 360/число лопастей, остановить, отпустить, снова прокрутить, так наблюдать некоторое время.
  3. Испытания следует проводить до полного прокручивания колеса вокруг своей оси. Когда отпущенное либо остановленное колесо продолжает качаться, его часть, тяготеющая книзу излишне тяжела. Необходимо конец одной из лопастей подточить.

Кроме того, следует выяснить, насколько гармонично лопасти лежат в плоскости вращения колеса. Колесо необходимо остановить. На расстоянии около двух миллиметров от каждого края одной из лопастей укрепить две планки, которые не будут препятствовать вращению. При прокручивании колеса лопасти не должны цепляться за планки.

Ветрогенераторы своими руками на 220 в

Для того, чтобы собрать ветроуловитель нам понадобятся: генератор на 12 вольт, аккумуляторные батареи, преобразователь с 12 v на 220 в, вольтметр, медные провода, крепежи (хомуты, болты, гайки).


Чтобы ветрогенератор получился практичным и качественным, перед его изготовлением лучше дополнительно ознакомиться с подробной инструкцией

Изготовление любого ветряка предполагает наличие таких этапов как:

  1. Изготовление лопастей. Лопасти вертикального ветрогенератора можно сделать из бочки. Нарезать детали можно при помощи болгарки. Винт для небольшого ветряка можно изготовить из трубы ПВХ с сечением в 160 мм.
  2. Изготовление мачты. Мачта должна быть высотой не менее 6 метров. При этом, для того, чтобы крутящее усилие не сорвало мачту, ее необходимо закрепить ее на 4 растяжки. Каждую растяжку, при этом, нужно намотать на бревно, которое следует закопать глубоко в землю.
  3. Установка неодимовых магнитов. Магниты наклеиваются на диск ротора. Лучше выбирать прямоугольные магниты, магнитные поля в которых сосредотачиваются по всей поверхности.
  4. Намотка катушек генератора. Намотка выполняется медной нитью с диаметром не менее двух мм. При этом, мотков должно быть не более 1200.
  5. Фиксация лопастей к трубе при помощи гаек.

При наличии мощных аккумуляторных батарей и инвертора, полученное устройство сможет выработать такое количество электричества, которого будет достаточно для использования бытовой техники (например, холодильника и телевизора). Отлично подойдет такой генератор для поддержания работы систем освещения, отопления и вентиляции небольшого дачного домика, теплицы.

Нюансы балансировки и эксплуатации ветрогенератора

Чтобы повысить эффективность работы устройства, необходимо выполнить балансировку лопастей. Ее осуществляют в помещении, огражденном от сквозняков и ветра. Детали собирают в полноценную конструкцию и ставят в рабочем виде, следя за тем, чтобы ось была строго горизонтальной, линию проверяют по уровню. Перпендикулярно линии земли и оси выставляют плоскость вращения винта, так она получается горизонтальной.

Обездвиженный винт следует повернуть на 360°столько раз, сколько в нем предусмотрено лопастей. Правильно сбалансированное устройство в идеале останется неподвижным, здесь не приемлемы отклонения даже на градус. В тех случаях, когда лопасть поворачивается под влиянием собственного веса, ее подправляют с одной стороны, чтобы ликвидировать отклонение от оси. Процедуру повторяют до тех пор, пока конструкция не будет сохранять неподвижность во всех положениях. Чтобы результат испытаний был корректным, важно устранить фактор ветра.

Все части должны вертеться в рамках одной плоскости. Чтобы проверить это условие, с обеих сторон винта устанавливают ограничивающие контрольные пластины на отдалении в 2 мм, при вращении изделие не должно их касаться.

Эксплуатация ветрогенератора подразумевает сборку схемы, способной аккумулировать переработанную энергию для ее сохранения и дальнейшей передачи конечному потребителю.

Сборка аксиальной ВЭУ на неодимовых магнитах

Поскольку неодимовые магниты в России появились относительно недавно, то и аксиальные ветрогенераторы с безжелезными статорами стали делать не так давно.

Появление магнитов вызвало ажиотажный спрос, но постепенно рынок насытился, и стоимость этого товара стала снижаться. Он стал доступен для умельцев, которые тут же приспособили его для своих разнообразных нужд.


Аксиальная ВЭУ на неодимовых магнитах с горизонтальной осью вращения – более сложная конструкция, требующая не только умения, но и определенных знаний

Если у вас имеется ступица от старого авто с тормозными дисками, то её и возьмем в качестве основы будущего аксиального генератора.

Предполагается, что эта деталь не новая, а уже эксплуатировавшаяся. В этом случае её необходимо разобрать, проверить и смазать подшипники, тщательно вычистить прочь осадочные наслоения и всю ржавчину. Готовый генератор не забудьте покрасить.


Ступица с тормозными дисками, как правило, достаётся умельцам в качестве одного из узлов старого автомобиля, отправившегося в утиль, поэтому нуждается в тщательной чистке

Распределение и закрепление магнитов

Неодимовые магниты должны быть наклеены на диски ротора. Для нашей работы возьмем 20 магнитов 25х8мм.

Конечно, можно использовать и другое количество полюсов, но при этом необходимо соблюдать следующие правила: количество магнитов и полюсов в однофазном генераторе должно совпадать, но, если речь идёт о трехфазной модели, то соотношение полюсов к катушкам должно составлять 2/3 или 4/3.

При размещении магнитов полюса чередуются. Важно не ошибиться. Если вы не уверены, что расположите элементы правильно, сделайте шаблон-подсказку или нанесите сектора прямо на сам диск.

Если у вас есть выбор, купите лучше не круглые, а прямоугольные магниты. В прямоугольных моделях магнитное поле сосредоточено по всей длине, а в круглых – в центре.

У противостоящих магнитов должны быть разные полюса. Вы ничего не перепутаете, если с помощью маркера пометите их знаками минус или плюс. Чтобы определить полюса, возьмите магниты и поднесите их друг к другу.

Если поверхности притягиваются, поставьте на них плюс, если отталкиваются, то пометьте их минусами. При размещении магнитов на дисках чередуйте полюса.


Магниты установлены с соблюдением правила чередования полисов, по наружному и внутреннему периметрам расположены бортики из пластилина: изделие готово к заливке эпоксидной смолой

Для надежности закрепления магнита нужно применять качественный и максимально сильный клей.

Чтобы усилить надежность фиксации, можно воспользоваться эпоксидной смолой. Её следует развести так, как это указано в инструкции, и залить ею диск. Смола должна покрыть диск целиком, но не стекать с него. Предотвратить вероятность стекания можно, если обмотать диск скотчем или сделать по его периметру временные пластилиновые ограждения из полимерной полосы.

Генераторы однофазного и трехфазного вида

Если сравнивать однофазный и трехфазный статоры, то последний окажется лучше. Однофазный генератор при нагрузке вибрирует. Причиной вибрации становится разница в амплитуде тока, возникающая из-за непостоянной его отдачи за момент времени.

Такого недостатка у трехфазной модели нет. Она отличается постоянной мощностью из-за компенсирующих друг друга фаз: когда в одной происходит нарастание тока, в другой он падает.

По итогам тестирования отдача трехфазной модели почти на 50% больше, чем аналогичный показатель однофазной. Ещё одним достоинством этой модели является то, что в отсутствии лишней вибрации повышается акустический комфорт при функционировании устройства под нагрузкой.

То есть, трехфазный генератор практически не гудит в процессе его эксплуатации. Когда вибрация снижается, срок службы устройства логично повышается.


В борьбе между трехфазными и однофазными устройствами неизменно побеждает трехфазное, потому что оно не так сильно гудит в процессе работы и служит дольше однофазного

Правила наматывания катушки

Если спросить специалиста, то он скажет, что перед тем, как наматывать катушки, нужно выполнить тщательный расчет. Практик в этом вопросе положится на свою интуицию.

Мы выбрали не слишком скоростной вариант генератор. У нас процедура зарядки двенадцативольтового аккумулятора должна начаться при 100-150 оборотах за минуту. Такие исходные данные требуют, чтобы общее количество витков всех катушек составило 1000-1200 штук. Эту цифру нам осталось поделить между всеми катушками и определить, сколько же витков будет на каждой.

Ветряк на низких оборотах может быть мощнее, если увеличится количество полюсов. Частота колебаний тока в катушках при этом увеличится. Если для намотки катушек применять провод большего сечения, сопротивление уменьшится, а сила тока увеличится. Не упустите из виду тот факт, что большее напряжение может «съедать» ток из-за сопротивления обмотки.

Процесс намотки можно облегчить и сделать эффективнее, если использовать для этой цели специальный станочек.


Совсем необязательно такой рутинный процесс как наматывание катушек делать вручную. Немного смекалки и отличный станочек, который легко справляется с намоткой, уже есть

На рабочие характеристики самодельных генераторов большое влияние оказывают толщина и количество магнитов, которые расположены на дисках. Совокупную итоговую мощность можно рассчитать, если намотать одну катушку, а затем прокрутить её в генераторе. Будущая мощность генератора определяется путем измерения напряжения на конкретных оборотах без нагрузки.

Приведем пример. При сопротивлении 3 Ом и 200 оборотах в минуту выходит 30 вольт. Если отнять от этого результата 12 вольт напряжения аккумулятора, получится 18 вольт. Делим этот результат на 3 Ом и получаем 6 ампер. Объём в 6 ампер и отправится на аккумулятор. Конечно, в расчете мы не учли потери в проводах и на диодном мосту: фактический результат окажется меньше расчетного.

Обычно катушки делают круглыми. Но, если их немного вытянуть, то получится больше меди в секторе и витки окажутся прямее. Если сравнивать размер магнита и диаметр внутреннего отверстия катушек, то они должны соответствовать друг другу или размер магнита может быть немного меньше.

Толщина статора, который мы делаем, должна правильно соотноситься с толщиной магнитов. Если статор сделать больше за счет увеличения количества витков в катушках, междисковое пространство возрастет, а магнитопоток уменьшится. Результат же может оказаться таким: образуется такое же напряжение, но, из-за увеличившегося сопротивления катушек, мы получим меньший ток.

Для изготовления формы для статора применяют фанеру. Впрочем, сектора для катушек можно разметить на бумаге, используя в качестве бордюров пластилин.

Если поверх катушек на дно формы поместить стеклоткань, прочность изделия повысится. Перед нанесением эпоксидной смолы нужно форму смазать вазелином или воском, тогда смола не прилипнет к форме. Некоторые используют вместо смазки скотч или пленку.

Между собой катушки закрепляются неподвижно. При этом концы фаз выводятся наружу. Шесть выведенных наружу проводов следует соединить звездой или треугольником. Вращая собранный генератор рукой, производят его тестирование. Если напряжение будет 40 V, то сила тока составит примерно 10 ампер.

Окончательная сборка устройства

Длина готовой мачты должна составлять примерно 6-12 метров. При таких параметрах её основание должно быть забетонированным. Сам ветряк будет закреплен на верхней части мачты.

Чтобы до него можно было добраться в случае поломки, нужно предусмотреть в основании мачты специальное крепление, которое позволит поднимать и опускать трубу, используя при этом ручную лебедку.


Высоко вздымается мачта с прикрепленным к ней ветрогенератором, но предусмотрительный мастер сделал специальное устройство, которое позволяет при необходимости опустить конструкцию на землю

Чтобы изготовить винт, можно использовать трубу ПВХ диаметром 160 мм. Она будет использоваться для вырезания из её поверхности двухметрового винта, состоящего из шести лопастей. Форму лопастей лучше разработать самостоятельно опытным путем. Цель – усилить крутящий момент при низких оборотах.

Винт-пропеллер следует беречь от слишком сильного ветра. Для решения этой задачи используют складной хвост. Выработанная энергия накапливается в аккумуляторах.

Вниманию наших читателей мы предоставили два варианта ветрогенераторов, сделанных своими руками на 220 в, которые пользуются повышенным вниманием не только владельцев загородной недвижимости, но и простых дачников.

Обе модели ВЭУ эффективны по-своему. Особенно хорошие результаты эти устройства способны продемонстрировать в степной местности с частыми и сильными ветрами. Они достаточно эффективны, чтобы использоваться в организации альтернативного отопления дома и в поставке электроэнергии. И их не так уж сложно соорудить своими руками.

Выбор вида лопастей

Лопасти преимущественно могут быть двух видов:

  • парусного типа;
  • крыльчатого профиля;

Можно соорудить плоские лопасти по типу «крыльев» ветряной мельницы, то есть, парусного типа. Выполнить их проще всего из самого разнообразного материала: фанеры, пластика, алюминия.

Этот метод имеет свои минусы. При кручении ветряка с лопастями, выполненными по принципу паруса, не участвуют аэродинамические силы, кручение обеспечивает лишь мощность давления ветрового потока.

Производительность этого прибора минимальна, в энергию трансформируется не более 10% силы потока ветра. При незначительном ветре колесо будет пребывать в статичном положении, а тем более не станет производить энергию для употребления в быту.

Более приемлемой будет конструкция, являющая собой ветряное колесо с лопастями крыльчатого профиля. В ней наружная и внутренняя поверхности лопастей обладают различными площадями, что позволяет достигать несоответствия давления воздуха на противоположные поверхности крыла. Аэродинамическая сила значительно увеличивает коэффициент использования ветряного прибора.

Место установки ветрогенератора

Ветрогенератор, описываемый здесь, установлен на 4-х метровой опоре на краю горы. Трубный фланец, который установлен снизу генератора обеспечивает легкую и быструю установку ветрогенератора — достаточно прикрутить 4 болта. Хотя для надежности, лучше приварить.

Обычно, горизонтальные ветрогенераторы «любят» когда ветер дует с одного направления, в отличии от вертикальных ветряков, где за счет флюгера, они могут поворачиваться и им не важно направление ветра. Т.к. данный ветряк установлен на берегу скалы, то ветер там создает турбулентные потоки с разных направлений, что не очень эффективно для данной конструкции.

Другим фактором, который необходимо учитывать при подборе места размещения, является сила ветра. Архив данных по силе ветра для вашей местности можно найти в интернете, правда это будет очень приблизительно, т.к. все зависит от конкретного места. Также, в выборе месторасположения установки ветрогенератора поможет анемометр (прибор для измерения силы ветра).

Варианты форм лопастей

При изготовлении лопастей для ветрогенератора нужно учитывать, что эффективность ветряка будет зависеть от следующих их характеристик:

  • веса,
  • формы,
  • количества,
  • размеров,
  • базового материала.

Данные параметры очень важны, если хочется сделать лопасти своими руками. Ошибочно полагать, что для увеличения количества перерабатываемой ветровой энергии достаточно увеличить число крыльев на винте. Здесь, напротив, наблюдается снижение эффективности механизма, так как каждый отдельный сегмент при движении вынужден преодолевать неизбежное сопротивление воздуха. Поэтому для выполнения одного оборота винтом с большим количеством лопастей необходимо увеличение силы ветра.

Нельзя забывать, что избыток широких крыльев нередко вызывает формирование перед винтом своеобразной «воздушной шапки» – это явление, когда воздушный поток огибает ветряк, хотя должен проходить сквозь него. Форма элементов обладает существенным значением, так как определяет скорость перемещения винта. Если в результате неправильного расчета лопастей ветрогенератора возникает плохое обтекание, появляются вихри, способные затормозить колесо.

Однолопастные устройства зарекомендовали себя как самые продуктивные, но их довольно сложно самостоятельно сконструировать и сбалансировать. При высоком КПД конструкция отличается крайней ненадежностью, поэтому для тех, кто собирает устройство своими руками, будет удобна трехлопастная модель.

В домашних условиях принято выполнять лопасти крыльчатого или парусного типа. Последние выглядят как простые широкие полосы по аналогии с ветряной мельницей. Они малоэффективны, КПД варьируется в пределах 10-12%.

Крыльчатые лопасти функционируют по принципам аэродинамики, благодаря которым осуществляется перемещение самолетов. Подобный винт вращается быстрее, его легче привести в движение. Благодаря обтеканию воздухом уменьшается сопротивление. С одного края изделие имеет характерное утолщение, напротив наблюдается пологий спуск. Здесь КПД составляет 30-35%.

Результат работы ветряка: расчет эффективности

Тестовые испытания ветрогенератора при разной скорости ветра показали следующие результаты:

  • при скорости ветра 5 м/с получаем 60 об/мин — 7 В и 2,3 А = 16 Вт;
  • при скорости ветра 10,6 м/с получаем около 120 об/мин — 13 В и 3,4 А = 44 Вт;
  • при скорости 15,3 м/с примерно 180 об/мин — 15 В и 5,1 А = 76,5 Вт;
  • при скорости ветра 18 м/с получаем 240 об/мин — 18 В и 9 А = 162 Вт.

В основном ветряк выдает 16–45 Вт, так как ветер более 15 м/с бывает редко. Однако, если поставить скоростной винт, тогда можно получить более высокие результаты.

Необходимые материалы и инструменты

Потребуются следующие материалы:

  • дерево либо фанера;
  • алюминий;
  • стекловолокно в листах;
  • трубы и комплектующие из ПВХ;
  • материалы, имеющиеся дома в гараже либо подсобных помещениях;

Необходимо запастись следующими инструментами:

  • маркер, можно использовать карандаш для черчения;
  • ножницы для резки металла;
  • лобзик;
  • ножовка;
  • бумага наждачная;

Парусники

Парусные ветряки существуют с незапамятных времен. Они представляют собой устройства с большой площадью контакта лопастей и потока ветра, но с малой массой крыльчатки. Это дает существенное уменьшение инерции покоя, позволяющие стартовать при слабых ветрах.

Промышленные ветряки, качающие воду, известны уже более 100 лет. Они имели парусные лопасти с жестким заполнением, обладавшие низким КПД. Со временем были разработаны конструкции с мягким парусом, представляющие собой жесткую рамку с натянутой плотной тканью, одна сторона которой свободна и образует естественным образом специфический профиль. В результате получается крыльчатка с большой площадью, малым весом, простая в изготовлении и удобная в эксплуатации. Парусные конструкции успешно используются в разных условиях и обеспечивают энергией различные типы потребителей.

О безопасности

Вопрос безопасности использования ветрогенератора непрост. Лопасти ветряка при высоких скоростях и больших размерах способны причинить серьезные травмы, вплоть до летального исхода. Кроме того, высокие мачты опасны при возникновении сильного ветра, поскольку могут опрокинуться на жилые дома, людей, оказавшихся поблизости, причинить вред имуществу или постройкам.

При этом, большинство противников ветроэнергетики находят проблемы не там, где они есть. Существует масса утверждений о вреде устройств:

  • наличие шума
  • вибрация
  • мерцающая тень, способствующая нервно-психическим расстройствам
  • магнитный фон
  • помехи радио- и телевизионным приемникам
  • непереносимость установок животными, опасность для птиц

Большинство из этих утверждений — следствие надуманных противниками автономных источников питания аргументов. Они имеют место, но величина проблем настолько не соответствует действительности, что эти проблемы попросту не заслуживают времени на обсуждение. Если ветрогенераторы и представляют опасность, то лишь для представителей ресурсоснабжающих компаний, не желающих терять клиентов.

Тем не менее, мощные промышленные установки, использующиеся в составе крупных электростанций, способны создавать неудобства для жителей, что доказано в американском суде. Ветряки продуцировали инфразвук, вызывавший расстройства здоровья у индейцев, живших в резервации на расстоянии 200 км. Однако, учитывая размеры и мощность частного ветряка, говорить о вреде от него незачем.

Из чего делают лопасти в домашних условиях

Материалы, которые подойдут для строительства ветрогенератора – это, прежде всего, пластик, легкие металлы, древесина и современное решение – стеклоткань. Главный вопрос заключается в том, сколько труда и времени вы готовы потратить на изготовление ветряка.

Канализационные трубы из поливинилхлорида

Самый популярный и широко распространенный материал для изготовления пластиковых лопастей для ветрогенератора является обыкновенная канализационная ПВХ-труба. Для большинства домашних генераторов с диаметром винта до 2 м хватит трубы 160 мм.

К преимуществам такого метода относят:

  • невысокую цену;
  • доступность в любом регионе;
  • простоту работы;
  • большое количество схем и чертежей в интернете, большой опыт использования.

Трубы бывают разными. Это известно не только тем, кто изготавливает самодельные ветряные электростанции, но всем, кто сталкивался с монтажом канализации или водопровода. Они отличаются по толщине, составу, производителю. Труба стоит недорого, поэтому не нужно пытаться еще больше удешевить свой ветряк, экономя на ПВХ-трубах.


Некачественный материал пластиковых труб может привести к тому, что лопасти треснут при первом же испытании и вся работа будет проделана впустую

Сначала нужно определиться с лекалом. Вариантов существует много, каждая форма имеет свои недостатки и преимущества. Возможно, имеет смысл сначала поэкспериментировать, прежде чем вырезать итоговый вариант.

Поскольку цена на трубы невысокая, а найти их можно в любом строительном магазине, этот материал отлично подойдет для первых шагов в моделировании лопастей. Если что-то пойдет не так, всегда можно купить еще одну трубу и попробовать сначала, кошелек от таких экспериментов не сильно пострадает.


Опытные пользователи энергии ветра заметили, что для изготовления лопастей для ветрогенератора лучше использовать оранжевые, а не серые трубы. Они лучше держат форму, не изгибаются после формирования крыла и дольше служат

Конструкторы-любители предпочитают ПВХ, так как во время испытаний сломанную лопасть можно заменить на новую, изготовленную за 15 минут прямо на месте при наличии подходящего лекала. Просто и быстро, а главное – доступно.

Алюминий — тонкий, легкий и дорогой

Алюминий – легкий и прочный металл. Его традиционно используют для изготовления лопастей для ветрогенераторов. Благодаря небольшому весу, если придать пластине нужную форму, аэродинамические свойства винта будут на высоте.

Основные нагрузки, которые испытывает ветряк во время вращения, направлены на изгиб и разрыв лопасти. Если пластик при такой работе быстро даст трещину и выйдет из строя, рассчитывать на алюминиевый винт можно гораздо дольше.


Однако если сравнивать алюминий и ПВХ-трубы, металлические пластины все равно будут тяжелее. При высокой скорости вращения велик риск повредить не саму лопасть, а винт в месте крепления

Еще один минус деталей из алюминия – сложность изготовления. Если ПВХ-труба имеет изгиб, который будет использован для придания аэродинамических свойств лопасти, то алюминий, как правило, берется в виде листа.

После вырезания детали по лекалу, что само по себе гораздо сложнее, чем работа с пластиком, полученную заготовку еще нужно будет прокатать и придать ей правильный изгиб. В домашних условиях и без инструмента сделать это будет не так просто.

Стекловолокно или стеклоткань — для профессионалов

Если вы решили подойти к вопросу создания лопасти осознанно и готовы потратить на это много сил и нервов, подойдет стекловолокно. Если ранее вы не имели дела с ветрогенераторами, начинать знакомство с моделирования ветряка из стеклоткани – не лучшая идея. Все-таки этот процесс требует опыта и практических навыков.

Лопасть из нескольких слоев стеклоткани, скрепленных эпоксидным клеем, будет прочной, легкой и надежной. При большой площади поверхности деталь получается полая и практически невесомая

Для изготовления берется стеклоткань – тонкий и прочный материал, который выпускается в рулонах. Помимо стекловолокна пригодится эпоксидный клей для закрепления слоев. Начинают работу с создания матрицы. Это такая заготовка, которая представляет собой форму для будущей детали.


Матрица может быть изготовлена из дерева: бруса, доски или бревна. Прямо из массива вырубают объемный силуэт половины лопасти. Еще вариант – форма из пластика

Сделать заготовку самостоятельно очень сложно, нужно иметь перед глазами готовую модель лопасти из дерева или другого материала, а только потом по этой модели вырезают матрицу для детали. Таких матриц нужно как минимум 2. Зато, сделав удачную форму однажды, ее можно применять многократно и соорудить таким образом не один ветряк.

Дно формы тщательно смазывают воском. Это делается для того, чтобы готовую лопасть можно было легко извлечь впоследствии. Укладывают слой стекловолокна, промазывают его эпоксидным клеем. Процесс повторяют несколько раз, пока заготовка не достигнет нужной толщины.


Затем клей должен высохнуть. Некоторые рекомендуют поместить форму в вакуумный пакет и откачать воздух. Так клей лучше проникает во все слои стеклоткани, не оставляя непропитанных участков

Когда эпоксидный клей высохнет, половину детали аккуратно вынимают из матрицы. То же делают со второй половиной. Части склеивают между собой, чтобы получилась полая объемная деталь. Легкая, прочная, правильной аэродинамической формы лопасть из стекловолокна – вершина мастерства домашнего любителя ветряных электростанций.

Ее главный минус – сложность реализации задумки и большое количество брака на первых порах, пока не будет получена идеальная матрица, а алгоритм создания не будет отточен.

Дешево и сердито: деревянная деталь для ветроколеса

Деревянная лопасть – дедовский метод, который легко осуществим, но малоэффективен при сегодняшнем уровне потребления электричества. Сделать деталь можно из цельной доски легких пород древесины, например, сосны. Важно подобрать хорошо высушенную деревянную заготовку.


Если дерево будет сырым, в процессе высыхания винт может «повести» и он деформируется. Да и вес влажного дерева существенно выше сухого

Нужно выбрать подходящую форму, но учитывать тот факт, что деревянная лопасть будет не тонкой пластиной, как алюминиевая или пластиковая, а объемной конструкцией. Поэтому придать заготовке форму мало, нужно понимать принципы аэродинамики и представлять себе очертания лопасти во всех трех измерениях.


Придавать окончательный вид дереву придется рубанком, лучше электро. Для долговечности древесину обрабатывают антисептическим защитным лаком или краской

Главный недостаток такой конструкции – большой вес винта. Чтобы сдвинуть с места эту махину, ветер должен быть достаточно сильным, что трудноосуществимо в принципе. Однако дерево – доступный материал. Доски, подходящие для создания винта ветрогенератора, можно найти прямо у себя во дворе, не потратив ни копейки. И это главное преимущество древесины в данном случае.

КПД деревянной лопасти стремится к нулю. Как правило, время и силы, которые уходят на создание такого ветряка не стоят полученного результата, выраженного в ваттах. Однако, как учебная модель или пробный экземпляр деревянная деталь вполне имеет место быть. А еще флюгер с деревянными лопастями эффектно смотрится на участке.

Мини и микро

Но с уменьшением размеров лопастника трудности падают по квадрату диаметра колеса. Изготовление горизонтальной лопастной ВСУ своими силами на мощность до 100 Вт уже возможно. Оптимальным будет 6-лопастный. При большем количестве лопастей диаметр ротора, рассчитанного на ту же мощность, будет меньше, но их окажется трудно прочно закрепить на ступице. Роторы о менее чем 6 лопастях можно не иметь в виду: 2-лопастнику на 100 Вт нужен ротор диаметром 6,34 м, а 4-лопастнику той же мощности – 4,5 м. Для 6-лопастного зависимость мощность – диаметр выражается следующим образом:

  • 10 Вт – 1,16 м.
  • 20 Вт – 1,64 м.
  • 30 Вт – 2 м.
  • 40 Вт – 2,32 м.
  • 50 Вт – 2,6 м.
  • 60 Вт – 2,84 м.
  • 70 Вт – 3,08 м.
  • 80 Вт – 3,28 м.
  • 90 Вт – 3,48 м.
  • 100 Вт – 3,68 м.
  • 300 Вт – 6,34 м.

Оптимальным будет рассчитывать на мощность 10-20 Вт. Во-первых, лопасть из пластика размахом более 0,8 м без дополнительных мер защиты не выдержит ветер более 20 м/с. Во-вторых, при размахе лопасти до тех же 0,8 м линейная скорость ее концов не превысит скорость ветра более чем втрое, и требования к профилировке с круткой снижаются на порядки; здесь уже вполне удовлетворительно будет работать «корытце» с сегментным профилем из трубы, поз. Б на рис. А 10-20 Вт обеспечат питание планшетки, подзарядку смартфона или засветят лампочку-экономку.

Мини- и микроветрогенераторы

Далее, выбираем генератор. Отлично подойдет китайский моторчик – ступица колеса для электровелосипедов, поз. 1 на рис. Его мощность как мотора – 200-300 Вт, но в режиме генератора он даст примерно до 100 Вт. Но подойдет ли он нам по оборотам?

Показатель быстроходности z для 6 лопастей равен 3. Формула для расчета скорости вращения под нагрузкой – N = v/l*z*60, где N – частота вращения, 1/мин, v – скорость ветра, а l – длина окружности ротора. При размахе лопасти 0,8 м и ветре 5 м/с получаем 72 об/мин; при 20 м/с – 288 об/мин. Примерно с такой же скоростью вращается и велосипедное колесо, так что свои 10-20 Вт от генератора, способного дать 100, мы уж снимем. Можно ротор сажать прямо на его вал.

Но тут возникает следующая проблема: мы, потратив немало труда и денег, хотя бы на моторчик, получили… игрушку! Что такое 10-20, ну, 50 Вт? А лопастный ветряк, способный запитать хотя бы телевизор, дома не сделаешь. Нельзя ли купить готовый мини-ветрогенератор, и не обойдется ли он дешевле? Еще как можно, и еще как дешевле, см. поз. 4 и 5. Кроме того, он будет еще и мобильным. Поставил на пенек – и пользуйся.

Второй вариант – если где-то валяется шаговый двигатель от старого 5- или 8-дюймового дисковода, или от привода бумаги или каретки негодного струйного или матричного принтера. Он может работать как генератор, и приделать к нему карусельный ротор из консервных банок (поз. 6) проще, чем собирать конструкцию наподобие показанной на поз. 3.

В целом по «лопастникам» вывод однозначен: самодельные – скорее для того, чтобы помастерить всласть, но не для реальной долговременной энергоотдачи.

Видео: простейший ветрогенератор для освещения дачи

Бесконтактный велосипедный генератор

Бутылочный и кареточный генераторы выдают электроэнергию, соприкасаясь с движущимся колесом. Динамо-втулка является встроенным элементом колеса. Бесконтактный генератор никак не прикасается к колесу, не создает сил трения и сопротивления вращению. Вихревые токи образуются за счет близкого расположения плоскости вращения намагниченного обода и сильного магнита.

Фары встроены прямо в устройство, передача электричества идет напрямую через выпрямляющий мост. К неоспоримым достоинствам этого генератора относятся:

  • отсутствие кабелей;
  • нет силы трения и сопротивления со стороны устройства;
  • небольшой вес конструкции – не более 60 г.


Бесконтактные источники энергии можно смело применять на шоссейных велосипедах для дальних путешествий

Приборы крепятся парно: на вилку – передняя фара, на перо – задний катафот. Фактически это самостоятельные фонарики, только работают они не от батареек, а через вращение колес в магнитном поле. Светимость ламп находится на уровне или превышает аналогичный параметр аккумуляторных световых приборов.

При замедлении колеса интенсивность вихревых токов снижается, лампочки должны тускнеть, а при остановке колеса – полностью гаснуть. Для обеспечения равномерного света и возможности использовать свет даже на стоянке, в конструкции предусмотрен конденсатор («батарея» для получения электроэнергии), который наполняется при движении велосипеда.

Дополнительное электрооборудование

Как уже было сказано выше, неотъемлемой частью ветряной электростанции является аккумулятор, берущий на себя питание потребителей. при его выборе нужно помнить, что чем больше его емкость, тем дольше он сможет поддерживать напряжение в сети, но при этом и дольше будет заряжаться. Приблизительное время работы можно определить как то время, за которое исчерпается половина емкости аккумулятора (после этого падение напряжения станет уже ощутимым, кроме того, глубокий разряд снижает ресурс свинцово-кислотных батарей).

Пример: Так, аккумулятор емкостью 65 А*ч условно сможет отдавать в нагрузку 30-35 ампер-часов энергии. Много это или мало? Обычная лампа освещения мощностью 60 ватт потребует, с учетом наличия инвертора, преобразующего 12 В постоянного тока в 220 В переменного и имеющего собственный КПД в пределах 70%, тока в 7 ампер — это чуть больше четырех часов работы. Восстанавливать же растраченную энергию наш ветряк с условной мощностью 90 ватт даже в лучшем случае, при постоянном сильном ветре, будет не менее пяти часов. Как вы видите, при использовании ветрогенератора исключительно как автономного источника энергии электричество в вашем доме будет доступным лишь на несколько часов в день.

Вторым узлом системы электроснабжения становится инвертор. В нашем случае можно использовать как готовый автомобильный, так и извлеченный из источника бесперебойного питания. В любом случае важно не перегружать его потреблением тока, учитывая, что реальная эксплуатационная мощность его в 1,2-1,5 раза меньше указываемой максимальной мощности.

Как вы можете видеть, привлекательность использования даровой энергии упирается во многочисленные ограничения, и даже единственный эффективный в средней полосе России вариант — ветрогенератор — неспособен обеспечивать длительную автономность.

Но вместе с тем эта идея неплоха и как источник аварийного электропитания и, особенно, как конструкторская задача — удовольствие от создания своими руками ветрогенераторной установки может в разы превосходить ее мощность.

Лопастники

Ветряки с горизонтальной осью вращения имеют большую эффективность, так как энергия потока ветра используется только на рабочих поверхностях, не контактируя с обратными сторонами лопастей. При этом, критически важно наличие устройства, автоматически устанавливающего для ветряка направление по ветру. Обычный вариант — свободно вращающийся вокруг вертикальной оси ветряк и хвостовой стабилизатор как у самолета.

Лопасти

Лопасти горизонтального ветряка являются основным элементом крыльчатки, принимающим поток и преобразующим его во вращательное движение. Эффективность работы обусловлена конструкцией и размерами.

Аэродинамика лопастей зависит от угла наклона, конфигурации, площади соприкосновения с потоком. Чем выше площадь контакта, тем большую энергию принимает поверхность, что имеет положительные и отрицательные стороны. Возрастание получаемой энергии способствует повышению фронтального давления на ветряк, способствующего разрушению конструкции.

Генератор

Генератор — устройство, преобразующее энергию вращения в электрический ток. Наряду с ротором, генератор для ветряка является основным узлом, который обслуживается всеми остальными элементами установки. Используются готовые конструкции, входящие в состав комплекта поставки или приобретенные отдельно, а также самодельные образцы, зачастую работающие лучше заводских.

Аварийный флюгер

Так среди специалистов принято называть устройство увода крыльчатки от чрезмерно сильного ветрового потока. Вращение, имеющее скорость, превышающую расчетную, создает ток большей силы и напряжения, чем это рассчитано и не нужен для оборудования.

Для исключения таких ситуаций существуют устройства торможения, одно из которых работает на принципе авторегулирования. Перпендикулярно направлению оси устанавливается специальная лопатка, жестко соединенная с ротором.

Хвостовой стабилизатор крепится к ротору через шарнир с пружиной. Когда ветер достигает слишком высокой скорости, усилие на тормозной лопатке превышает силу пружины, ротор отворачивается от ветра и прекращает вращаться со слишком высокой скоростью.

Токосъемник

Устройство подвода или, в нашем случае, съема электроэнергии — коллектор — достаточно капризный узел, требующий регулярного ухода, смазки, замены щеток и т.д. Процедура не самая простая, так как ветряк расположен на мачте, до аппаратуры надо еще добраться, что непросто. Необходимо иметь достаточно надежный и безопасный механизм опускания мачты, иначе аппаратура долго не продержится.

Лопастной ветрогенератор + солнечная панель для электроснабжения дачи

Идея совмещать солнечные батареи с ветрогенераторами возникла практически с первых дней появления этих конструкций. Привлекают абсолютно дармовая энергия ветра и солнца, которые нуждаются только в оборудовании для захвата и преобразования. Оба комплекса вполне могут работать в связке, дополняя друг друга.

Нет ветра — используются солнечные батареи, зашло солнце — энергию дает ветряк. Для дачного домика, загородного коттеджа подобные комплексы способны обеспечить если не полноценное, то весьма обильное дополнительное электропитание, помогающее сэкономить на электроэнергии немалые суммы.

Вывод

И что же мы имеем напоследок? Интерес к «лопастникам» объясняется скорее их эффектным внешним видом, чем действительными эксплуатационными качествами в самодельном исполнении и на малых мощностях. Самодельная карусельная ВСУ даст «дежурную» мощность для зарядки автоаккумулятора или энергоснабжения небольшого дома.

А вот с парусными ВСУ стоит поэкспериментировать мастерам с творческой жилкой, особенно в мини-исполнении, с колесом 1-2 м диаметром. Если предположения разработчиков верны, то с такого можно будет снять, посредством описанного выше китайского движка-генератора, все его 200-300 Вт.

Сделать же каркас (рангоут) для парусного ротора несложно. Кроме того, парусные ВСУ безопасны, а звуков от них, инфра- и слышимых, не обнаруживается. И высоко понимать ротор не нужно, достаточно одного диаметра колеса.

Ротор Бирюкова

Изобретение Бирюкова появилось в 60-х годах прошлого века. Особенностью конструкции является устройство ротора, имеющего два «этажа» с разным строение лопастей. КПД ветряка, заявленный изобретателем, составляет 46 %, что для подобных устройств вертикального типа весьма привлекательно.

Ротор стартует как обычное устройство Савониуса, но при наборе скорости образуется воздушная подушка из завихрений, изменяющая профиль крыльчатки на более выгодный при данном режиме вращения. Усиление ветра способствует образованию вихревого кокона, который заставляет поток обтекать его словно монолитную преграду.

Из ферритовых магнитов

Ветрогенератор на магнитах будет сложно освоить малоопытным мастерам, но все же можно попробовать. Итак, должны быть четыре полюса, в каждом будет находиться по два ферритовых магнита. Покрывать их будут накладки из металла толщиной чуть меньше миллиметра для распределения более равномерного потока. Основных катушек должно быть 6 штук, перемотаны толстым проводом и должны находиться через каждый магнит, занимая пространство, соответствующее длине поля. Крепление схем обмотки может быть на ступице от болгарки, в середину которой установлен заранее выточенный болт.

Регулируется поток подачи энергии высотой закрепления статора над ротором, чем он выше, тем меньше залипаний, соответственно мощность понижается. Для ветряка нужно сварить опору-стойку, а на диске статора закрепить 4 больших лопасти, которые вы можете вырезать из старой металлической бочки или крышки от пластикового ведра. При средней скорости вращения выдаёт примерно до 20 ватт.

Бутылочный велогенератор: особенности, плюсы и минусы

Познакомимся с другим источником энергии – бутылочным, или «шинным» преобразователем.

Бутылочный электрогенератор – закрытый корпус с вращающимся резиновым роликом снаружи, закрепленный на переднюю вилку. В корпусе находится непосредственно преобразующее устройство – обмотка и магниты. Движение магнитного поля достигается за счет зацепления ролика с покрышкой и прямой передачи на него механической энергии с колеса. Чем выше скорость движения, тем сильнее полярность внутри генератора и больше выдаваемое напряжение.


«Бутылка» боится падений велосипеда

Преимущества «бутылок»:

  • возможность отключить за ненадобностью – достаточно отодвинуть ролик вбок;
  • легко установить на любой тип велосипеда;
  • недорогие в сравнении с втулочными генераторами.

К слабым сторонам относятся:

  • весовой перекос: масса порядка 250 г, крепится «бутылка» с одной стороны;
  • низкая эффективность в мокрую погоду – ролик проскальзывает по покрышке;
  • шум, высокое трение на скоростях;
  • износ боковин покрышек;
  • долго регулировать наклон и положение.

Отдельно стоит упомянуть кареточный велосипедный генератор. Корпус его закреплен в области педального узла – каретки, под нижними перьями. Вращение магнитному устройству задается роликом, который находится в зацеплении с задним колесом байка. Фиксацию ролика на покрышке обеспечивает зажимная пружина.

Как работает простой ветрогенератор

Ветрогенератор – прибор, позволяющий преобразовывать энергию ветра в электричество.

Принцип работы его заключается в том, что ветер вращает лопасти, приводит в движение вал, по которому вращение поступает на генератор через редуктор, увеличивающий скорость.


Работа ветряной электростанции оценивается по КИЭВ — коэффициенту использования энергии ветра. Когда ветроколесо вращается быстро, оно взаимодействует с большим количеством ветра, а значит забирает у него большее количество энергии

Подразделяют две основные разновидности ветряных генераторов:

  • ветрикальные;
  • горизонтальные.

Вертикально ориентированные модели построены так, чтобы ось пропеллера была расположена перпендикулярно земле. Таким образом, любое перемещение воздушных масс, независимо от направления, приводит конструкцию в движение.


Такая универсальность является плюсом данного типа ветряков, но они проигрывают горизонтальным моделям по производительности и эффективности работы

Горизонтальный ветрогенератор напоминает флюгер. Чтобы лопасти вращались, конструкция должна быть повернута в нужную сторону, в зависимости от направления движения воздуха. Для контроля и улавливания изменений направления ветра устанавливают специальные приборы. КПД при таком расположении винта значительно выше, чем при вертикальной ориентации. В бытовом применении рациональней использовать ветрогенераторы этого типа.

Инструкция сборки из автомобильного генератора

Для этого вам потребуется заранее приготовить всё комплектующие. Самым важным элементом является генератор. Лучше всего брать тракторный или автобусный, он способен выработать намного больше энергии. Но если такой возможности нет, то вероятнее стоит обойтись и более слабыми агрегатами. Для сборки аппарата вам понадобится: • вольтметр • реле аккумуляторной зарядки • сталь для изготовления лопастей • 12 вольтовый аккумулятор • коробка для проводов • 4 болта с гайками и шайбами • хомуты для крепления

Расчет лопастного ветрогенератора

Так как мы уже выяснили, что горизонтальный ветрогенератор значительно эффективнее, рассмотрим расчет именно его конструкции.

Энергия ветра может быть определена по формуле P=0.6*S*V³, где S — это площадь круга, описываемого концами лопастей винта (площадь ометания), выраженная в квадратных метрах, а V — расчетная скорость ветра в метрах в секунду. Также нужно учитывать КПД самого ветряка, который для трехлопастной горизонтальной схемы составит в среднем 40%, а также КПД генераторной установки, составляющий на пике токоскоростной характеристики 80% для генератора с возбуждением от постоянных магнитов и 60% — для генератора с обмоткой возбуждения. Еще в среднем 20% мощности израсходует повышающий редуктор (мультипликатор). Таким образом, окончательный расчет радиуса ветряка (то есть длины его лопасти) для заданной мощности генератора на постоянных магнитах выглядит так: R=√(P/(0.483*V³))

Пример: Примем требуемую мощность ветроэлектростанции в 500 Вт, а среднюю скорость ветра — в 2 м/с. Тогда по нашей формуле нам придется использовать лопасти длиной не менее 11 метров. Как видите, даже такая небольшая мощность потребует создания ветрогенератора колоссальных габаритов. Для более-менее рациональных в условиях изготовления своими руками конструкций с длиной лопасти не более полутора метров ветрогенератор сможет выдавать всего лишь 80-90 ватт мощности даже на сильном ветру.

Недостаточно мощности? На самом деле все несколько иначе, так как на самом деле нагрузку ветрогенератора питают аккумуляторы, ветряк же только заряжает их в меру своих возможностей. Следовательно, мощность ветроустановки определяет периодичность, с которой она сможет осуществлять подачу энергии.

Мачта

Мачта, на которой крепится ветрогенератор — это один из самых важных его узлов.
Она не только обеспечивает безопасность эксплуатации ветряка (нижняя точка круга, описываемого лопастями, должна быть не ближе 2 метров к земле), но и позволяет ему максимально эффективно использовать энергию ветра, поток которого вблизи от земли становится более турбулентным.

Большая высота приводит к низкой жесткости мачты ветрогенератора и делает ее прочностной расчет достаточно сложным не только для мастера-любителя, но и для инженера. Можно перечислить лишь основные моменты:

  • Размещайте мачту возможно дальше от дома и деревьев, затеняющих воздушный поток. Кроме того, при сильном ветре возможно падение ветрогенератора на здание либо его повреждение деревьями;
  • Оптимальная конструкция мачты — это ажурная сварная ферма наподобие вышек электропередач, но в изготовлении она сложна и дорога. Простейший, но достаточно эффективный вариант — это несколько параллельных труб диаметром 80-100 мм, сваренных короткими швами между собой и забетонированных на глубину не менее метра в земле. Конструкцию из одной трубы крайне желательно усилить тросовыми растяжками, которые также крепятся к залитым в бетон опорам.
  • Для упрощения обслуживания ветряка его мачту можно сделать переломной: в этом случае при ослаблении растяжки, идущей в направлении перелома, мачту можно будет наклонить к земле.

Рассказ об очень простом ветрогенераторе из домашнего вентилятора

Как рассчитать лопасти

Вычислить диаметр ветряка для определенной мощности можно следующим образом:

  1. Окружность пропеллера ветрогенератора с определенной мощностью, малыми оборотами и силой ветра, при которых происходит подача нужного напряжения, числом лопастей внести в квадрат.
  2. Высчитать площадь данного квадрата.
  3. Разделить площадь получившегося квадрата на мощность конструкции в ватах.
  4. Перемножить результат с требуемой мощностью в ватах.
  5. Под этот результат нужно подбирать площадь квадрата, варьируя размеры квадрата до тех пор, пока размер квадрата не достигнет четырех.
  6. В этот квадрат вписать окружность пропеллера ветрогенератора.

После этого нетрудно будет узнать другие показатели, например, диаметр.

Таким же способом можно рассчитать размеры лопастей.

Расчет максимально приемлемой формы лопастей достаточно мудреный, кустарному мастеру сложно его выполнить, поэтому можно использовать готовые шаблоны, созданные узкими специалистами.

Шаблон лопасти из ПВХ трубы 160 мм в диаметре:

Шаблон лопасти из алюминия:

Можно попробовать самостоятельно определить показатели лопастей ветряного устройства.

Быстроходность ветряного колеса являет собой соотношение круговой скорости края лопасти и скорости ветра, ее можно вычислить по формуле:

На мощность ветряного двигателя оказывают влияние диаметр колеса, форма лопастей, расположение их относительно потока воздуха, скорости ветра.

Ее можно найти по формуле:

При использовании лопастей обтекаемой формы коэффициент использования ветра не выше 0,5. При слабо обтекаемых лопастях – 0,3.

Выбор по ветру

Ветер — источник энергии. Он достается бесплатно, но не всегда имеется в наличии. Прежде, чем приобретать или строить ветряк, следует подробно ознакомиться с метеорологической ситуацией в регионе. Важно выяснить направления, преобладающие скорости ветра, частоту и силу шквальных порывов, ураганных проявлений. Эти знания позволят определиться с типом ветряка, условиями работы оборудования и потребностями в защите.

Россия имеет преимущественно слабые и средние ветра в большинстве регионов, но для отдаленных или труднодоступных районов нередки более мощные атмосферные проявления, требующие от пользователя обладания полной информацией по силе и направлению потоков.

Альтернативная энергия и варианты её применение

Ветрогенератор (ветряная электрическая установка) – это устройство, которое предназначено для преобразования в электрическую энергию кинетической энергии, вырабатываемой ветром.

Разделить ветряные электростанции можно на 2 вида:

  1. Домашние ветряки. Предназначены для использования частными лицами. Устанавливаются во дворах частного сектора и дачных хозяйств. Для экономии средств роторный ветрогенератор собирают своими руками.
  2. Промышленные ветряные турбины. Устанавливаются либо государственными предприятиями для нужд населения, либо же энергетическими компаниями. Объединены в сеть, в результате чего образуют ветряные электростанции.

Основное отличие ветрогенераторов от атомных и тепловых электростанций – это полное отсутствие как используемого сырья, так и отходов производства. Главное требование к ветряным электростанциям – среднегодовой высокий уровень ветра. Мощность промышленных роторных ветрогенераторов может достигать до 8 МВт.

Особенной популярностью в последнее время стали пользоваться бытовые ветрогенераторы. Цена на такие ветряки очень приемлема, и человек, вкладывая один раз деньги в покупку такого генератора, на многие и многие годы обеспечивает свое домовладение бесплатным электричеством. Для загородного дома будет достаточно установки мощностью 1-2 кВт со скоростью ветра около 8 м\с. Если на местности ветра не стабильные, то такую установку можно дополнить дизельным генератором. Тогда при такой схеме генераторы будут прекрасно дополнять друг друга.

Промышленный ветряк строится на подготовленной площадке за 8-12 дней. Однако перед строительством необходимо получить очень много разрешительных документов и провести многочисленные исследования ветров на месте установки. Во время эксплуатации промышленных ветровых генераторов могут возникать множественные проблемы, например, падение самого ветряка, обледенение лопастей, удары молний, нестабильность работы генератора, пожары, аварийные отключения тормозных систем и прочее.

Малыми ветрогенераторами считаются ветряки мощность меньше 100 кВт. Ветряки мощностью менее 1 кВт – являются микро — ветряной энергетикой. Очень удобны такие ветряки для применения на фермах, яхтах и прочее. Малые ветрогенераторы могут работать в автономном режиме. Из-за своей экологической составляющей в последнее время данное направление очень быстро развивается.

Самым актуальным и дешевым источником альтернативной энергии можно считать ветряные электростанции, ведь, как известно, ветер не зависит от расположения залежей природных ресурсов и является абсолютно бесплатным. В связи с серьезностью положения, крупнейшие страны мира даже заключили Киотское соглашение, которое предписывает стимулировать выработку электроэнергии при помощи альтернативных источников, а также обязывает государство выкупать выработанную таким образом […]

Ветровая электростанция, которая имеет горизонтальную ось вращения, хоть и обладает высокими показателями КПД, имеет некоторые недостатки. Например, осуществляемая передача через коллектор тока в состоянии вызвать значительные потери энергии и привести к таким неприятностям, как нарушение контактов из-за их окисления, снижение упругости пластин. Во многих ситуациях более практичным и выгодным будет вертикальный (роторный) ветрогенератор, который имеет […]

По мнению ученых Лаборатории Сандия, которая расположена в Америке, ветрогенераторы с вертикальной осью вращения, предназначенные для офшорных электростанций, могут стать более эффективными и дешевыми. Над этим проектом они работают достаточно длительное время. Но этих ученых перегнали по своим разработкам специалисты швейцарской фирмы Ehmberg Solutions, которые уже создали прототип подобного генератора.

Неуклонное истощение природных ресурсов приводит к тому, что в последнее время человечество занято поиском альтернативных источников энергии. На сегодняшний день известно достаточно большое количество видов альтернативной энергетики, одним из которых является использование силы ветра. Энергия ветра применялась людьми с древности, например, в работе ветряных мельниц. Самый первый ветрогенератор (ветряная турбина), который служил для производства электричества, был […]

Ветрогенераторы на 10, 30, 40 кВт!!! «вертикальные» и «горизонтальные» ветряки от 1 кВт до 60 кВт.

Предлагаем из наличия ветрогенераторы на 10, 30, 40 кВт! А так же «вертикальные» и «горизонтальные» ветряки от 1 кВт до 60 кВт, со сроком производства от 2-х недель!

Ветрогенератор из мотор-колеса

Ветрогенератор  из автомобильного генератора

Основные элементы будущей конструкции — это непосредственно ветроустановка, контроллер заряда, аккумуляторный блок для накапливания электричества и инвертор для устройств-потребителей, работающих от переменного тока. Чтобы все перечисленное стало безотказным альтернативным источником энергоснабжения, необходимо принять во внимание ряд важных моментов:

-Напряжение на выходе должно составлять больше 12 В, чтобы аккумуляторные батареи могли заряжаться.

-Количество оборотов. Все ветряки вращаются сравнительно медленно, за счет чего создается высокий крутящий момент. И чем больше электроэнергии вырабатывает конкретное устройство, тем больше усилий необходимо для их раскручивания и стабильной работы.

-Скорость ветра в регионе должна составлять в среднем не менее 4,5 м/сек. При снижении этого параметра ветряк из автомобильного генератора будет работать вполсилы. И получить от него номинальное количество электроэнергии не удастся.

Предстоящую работу по созданию нового устройства упростят следующие моменты:

-Наличие готового генератора избавит от необходимости его рутинной сборки.

-Автомобильный генератор дает стабильное напряжение, что важно для переменчивого характера работы ветрогенератора.

-Генератор совместим со стандартным электрооборудованием, поэтому в его переделке нет особой необходимости.

-Заменить вышедший из строя генератор будет несложно благодаря выбору моделей в свободной продаже.

В числе недостатков изготовления самодельных ветряков из автомобильного генератора стоит отметить:

-Автомобильному генератору нужно задать оптимальную скорость вращения, для чего потребуется установить в конструкцию редуктор.

-Ресурса обычного устройства хватит приблизительно на год работы, после чего его надо будет заменить или привести в порядок с помощью капитального ремонта.

-Некоторые модели генераторов нуждаются в подаче напряжения на катушку. Потребуется немного изменить их конструкцию и установить постоянные магниты. Поэтому создать на их основе ветряк из автомобильного генератора без переделки не получится.

На выбор вертикального или горизонтального размещения влияют следующие факторы:

-Масса и размеры устройства: для небольших агрегатов допустима горизонтальная установка, чтобы увеличить КПД и снизить стартовую скорость для запуска движения лопастей. Тяжелые модели лучше фиксировать вертикально, используя дополнительную передачу для преобразования горизонтального крутящего момента в вертикальный.

-Сила ветра. Горизонтальные ветряки рекомендуется располагать на значительной высоте от земли, где скорость ветра выше. Вертикальные монтируют следующим образом: установка — на земле, а привод — на специальной мачте.

Переделка ветрогенератора

Оптимальное решение — выбор для ветрогенератора роторной модели автомобильного генератора. На него достаточно установить постоянные магниты, чтобы получить работоспособную конструкцию. Важно не только зафиксировать магнитные элементы, но и отбалансировать их, чтобы избежать критических нагрузок. Кроме того, неотбалансированная модель быстрее выходит из строя по причине поломки подшипников и их  выпадения из посадочных мест. Также потребуется приложить руку:

-К статору: для уменьшения числа оборотов необходимо заменить обмотку, в 5 раз увеличить количество витков на катушках, взяв проволоку уменьшенного диаметра.

-К ротору: стоит выточить алюминиевую деталь с размерами, учитывающими установку электромагнитов. Важно точно выполнить замеры, что позволит рассчитывать на повышение уровня КПД. Магниты приклеиваются на суперклей на одинаковом расстоянии с чередованием полюсов.

Изготовление ветрового колеса

Чтобы готовый самодельный ветряк из автомобильного аккумулятора не издавал лишний шум, стоит подобрать для него подходящие лопасти: крыльчатые, карусельные или барабанные. Важно предусмотреть следующие моменты:

-Направление ветра и оси устройства должно совпадать.

-Лопасти должны иметь минимальную ширину, тогда как их количество не ограничено.

-Циркуляция воздушных потоков должна быть направлена вдоль лопасти.

-Угловая скорость не имеет ограничений, а потерянная скорость должна иметь постоянное значение.

Добиться идеального соотношения всех перечисленных элементов будет очень сложно, но к этому нужно приложить все возможные усилия. Специалисты рекомендуют делать лопасти из прочного пластика или алюминия. Эти материалы отличаются повышенной стойкостью к механическому и климатическому воздействию, что гарантирует длительный срок их службы.

Сборка ветряка

Для основания подбирается труба, диаметр и прочность которой рассчитаны на вес конструкции. С помощью переходных муфт можно совместить отрезки труб разного диаметра, уменьшая его по мере движения к лопастной конструкции. Важно, чтобы ветровое колесо свободно вращалось на оси по мере изменения направления ветра. На заключительном этапе следует сконструировать и изготовить флюгер, параметры которого рассчитываются с учетом инерции колеса. Выработка тока начинается уже на скорости 600 оборотов в минуту. Не забудьте перед установкой закрыть подшипники и смазать узлы вращения конструкции, чтобы защитить их от коррозии и разрушения.

Генератор Савониуса

Преимущества и принцип работы

Поперечная роторная турбина придумана русскими учеными — братьями Ворониными. Советский патент на изобретение получен в 1924 году. Но массовое производство аппаратов организовано шведским инженером Сигурдом Джоханесом Савониусом.

Вертикальный генератор преобразовывает порывы ветра в энергию. Главный плюс устройства — ему не нужны вспомогательные приборы для определения направления ветра, как горизонтальным «коллегам».

Дополнительные преимущества:

-высота устройства небольшая, его легко обслуживать без специальных приспособлений для проведения высотных работ;

-конструкция включает минимум деталей, что делает ее надежной, простой в эксплуатации;

-элементы генератора спроектированы так, чтобы показывать максимальный КПД;

-можно собрать ротор Савониуса своими руками;

-работает он бесшумно, безвреден для окружающей среды.

Принцип действия заключается в магнитной левитации. Турбины вращаются, образуется импульсная и подъемная силы, которые обеспечивают движение лопастей. Действует и сила торможения. Вращение лопастей активирует ротор, создается магнитное поле, вырабатывается электричество.

Главный минус агрегата — низкое использование энергии. Лопасти работают на четверть оборота, а скорость вращения тормозится. Согласно расчетам, расходуется только треть возможного потенциала.

Полностью обеспечить дом энергией такой ветрогенератор не способен. Устройство подойдет для освещения хозпостроек, дорожек в саду, придомовой территории. Да, горизонтальные конструкции показывают большую производительность, но ветряк Савониуса можно установить в любом месте и он работает полностью самостоятельно.

Технические особенности конструкции

Ветроколесо — это два или более полуцилиндра, закрепленные вокруг вертикальной оси вращения. Движение лопастей направлено в одну и ту же сторону вне зависимости от того, куда дует ветер. Двухлопастный прибор двигается отрывисто. Применение четырех элементов делает ход более плавным, но не решает проблему. Во втором случае еще и дополнительно теряется коэффициент эффективности.

Есть три варианта профиля конструкции:

1. Лопасти закрепляются на оси без воздушного промежутка. Эта конструкция примитивная, но простая в изготовлении и хорошо работает.

2. Основание одной лопасти заводится в основание другой. Здесь по оси остается промежуток и ветер «гуляет» по сторонам ветрогенератора Савониуса.

3. Конструкция похожа на второй вариант, но во внутреннюю часть добавлена прямая пластина с целью увеличения площади сечения лопастей.

70 лет назад такие устройства устанавливались в вентиляционные системы железнодорожного транспорта и автобусов. Во время движения ТС ротор раскручивался и перекачивал воздух извне внутрь помещений.

Парусный ветрогенератор

Внешне старые и новые модели практически идентичны. Разница в материале, используемом для лопасти. У ветряков старого образца лопасти были cделаны из жестких материалов, а у современных — из мягких (брезент, парусина, нетканые слоистые материалы). По своему предназначению старые и новые ветряки тоже различаются: они выполняют разные функции. Водокачки использовались для подачи воды, а нынешние ветряки — для добычи электроэнергии.

Устройство и принцип работы современных парусников

Главная задача ветрогенератора парусного типа — превращать энергию ветра во вращение. Таким образом и получается электричество. На лопасти замкнутой или незамкнутой формы натягивается материал на манер лепестка. Сам парус представляет собой треугольник с вершиной у самого центра вращения. Одна из сторон этого треугольника должна примыкать к вершине и не присоединяться к раме.

Под силой давления ветра парус слегка прогибается, после чего начинает вращаться. В отличие от ветряков другого типа, парусник стартует даже при низких колебаниях ветра: генератор начинает работу со скорости ветра 3-4 м/сек. Даже при столь небольших скоростях генератор способен заряжать аккумуляторы!

У парусного ветрогенератора множество плюсов:

-высокий КПД; экологичность;

-низкие показатели шума;

-легкость обслуживания и ремонта;

-простота изготовления своими руками;

-облегченная и компактная конструкция;

-эффективная работа при низкой скорости ветра.

Проанализируйте минусы парусников, чтобы понять, подойдет ли вам такой источник энергии:

-потеря мощности при сильном ветре;

-лопасти не выдерживают высокие нагрузки;

-медленный набор оборотов при смене направления ветра;

-остановка механизма при резкой смене направления ветра.

Энергия ветра – возобновляемый ресурс

В наше время существует два возобновляемых ресурса, которые могут обеспечить электричеством все человечество. Естественно, это зависит от финансовых вложений и заинтересованности определенного круга лиц. Этими ресурсами является солнечная энергия и сила ветра.

Солнечная энергия, казалось бы, добывается на порядок проще, поскольку ее наличие на планете более распространенный факт. Однако, переработка солнечных лучей, и их преобразование в электрический ток – сложный процесс, который требует очень сложных и дорогостоящих вливаний.

Где уже используют силу ветра

Многие страны западной Европы и США уже давно используют ветряные электростанции, как основной источник добычи электрической энергии.

Ярким примером такого использования является Дании. Казалось бы, совсем небольшая страна, однако имеет очень крупные перспективы развития данной индустрии. На ее примере мы и рассмотрим всевозможные варианты использования возобновляемой энергии ветра.

Высота стандартного ветряка составляет примерно 60 метров. Датские разработчики смогли соорудить и установить ветряные электростанции высотой в 4 раза выше, а это 240 метров. Вы представляете эти габариты? Длина одной лопасти составляет 80 метров.

С одной стороны – это глобальная постройка, но если разобраться, то даже человеку, который очень редко сталкивается, или вообще не сталкивается с электричеством, станет понятна простота механизма. Если быть простым до изнеможения, то ветрогенератор работает так: лопасти крутятся от ветра, и крутят моторчик, который добывает электричество.

Проблемой становится только размер постройки, установка и создание основания достаточной прочности, чтобы она не упала на землю, и не нанесла повреждения тем зданиям и людям, которые находятся рядом.

Один такой массивный ветряк может снабдить электричеством до 2 000 частных домов. Учитывая то, что Дания – очень маленькая страна, то выполнение государственной программы нельзя поставить под какие-либо сомнения.

Небольшие постройки оснащаются не таким глобальными техническими агрегатами. Большинство фермеров используют более мелкие ветрогенераторы, чтобы оснастить свои сельскохозяйственные угодья необходимым количеством электричества, и быть уверенным, что оно всегда будет в достатке.

Летающие ветрогенераторы — прорывная инновация?

Ветроэнергетика — один из ведущих секторов современной энергетики, который развивается крайне динамично. В течение прошедших трех лет в мире ежегодно строилось более 50 гигаватт ветряных электростанций (для сравнения, 50 ГВт — это вся российская гидроэнергетика).

Промышленная ветроэнергетика — капиталоемкая отрасль. Для того, чтобы «поймать» ветер, энергетики стремятся забраться все выше, строят башни, которые скоро достигнут 200-метровой высоты. Это весьма сложная, с инженерной точки зрения, и ресурсно-затратная задача.

В офшорной ветроэнергетике фундамент и монтаж ветряка — это порядка 30% капитальных расходов. Чем глубже в море — тем дороже. В материковой ветроэнергетике увеличение размеров ветряков создаёт серьезные логистические вызовы – большие башни и длинные лопасти сложно доставлять.

Не удивительно, что делаются многочисленные попытки снизить капитальные затраты и, соответственно, стоимость киловатт-часа электроэнергии, производимой на основе энергии ветра.

Другое инновационное направление — это воздушная ветроэнергетика (Airborne Wind Energy, сокращённо AWE), запускающая в небеса на высоты 200, 400 или даже 1000 метров летающие ветряные электростанции — дирижабли, «воздушные змеи», дроны и прочие летательные аппараты, оснащённые ветряными турбинами или приводящие в действие наземные генераторы с помощью своих «поводков».

Летающие ветрогенераторы не требуют фундаментов и значительных транспортных издержек. При этом они работают с хорошим «коммерческим» ветром — на высотах в несколько сотен метров ветер стабильнее и сильнее. Поэтому коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) воздушных ветряных электростанций достигает 70%, в то время как эффективные офшорные электростанции работают с КИУМ, в среднем не превышающим 50%.

Воздушная ветроэнергетика – это все еще перспективная инновация, в которую инвестировали, в общей сложности порядка $ 200 млн., такие имена, как Google, EON, Shell, Schlumberger, Tata, Softbank и другие. Насколько близка коммерческая эксплуатация?

Энергетический концерн E.ON в сотрудничестве со Schlumberger и Shell в 2016 году инвестировал в шотландский ветроэнергетический стартап Kite Power Systems, технологии которого обеспечивают выработку энергии с помощью «воздушных змеев», парящих на высоте до 450 м.

В апреле текущего года E.ON заключил соглашение в голландской Ampyx Power по поводу разработки морской опытной площадки для размещения ветряной фермы у берегов Ирландии. Ampyx Power разрабатывает Воздушную ветроэнергетическую систему Airborne Wind Energy System (AWES). Суть её в следующем.

Инновационная ветротурбина

Уникальная двухроторная ветротурбина ИнС-В-1000 мощностью 1 мВт

Каждый из двух роторов имеет рабочее колесо с 4-5 лопастями. Двухроторная компоновка позволила увеличить производительность по выработке электроэнергии в 2-2,5 раза в сравнении с известными 3-х лопастными турбинами, что в несколько раз уменьшает как площади отведения земли под строительство электростанции, так и срок окупаемости вложенных инвестиций. Весьма важно, что в ИнС-В-1000 удалось избавиться от вредного для человека, животных и растений инфразвука. Вращающий момент от турбины передается на основной генератор через дифференциал планетарного типа, что обеспечивает равномерное вращение вала и стабильную выработку электроэнергии в не зависимости от скорости ветра. Это, в свою очередь, дает возможность подключать установки в сеть ЛЭП без дорогостоящих подстанций. Разработка ИнС-В-1000 запатентована на российском и международном уровне, успешно прошла множество экспертиз.

Конкурентные преимущества ИнС-В-1000 в сравнении с зарубежными аналогами

1. Главное преимущество установок серии ИнС-В заключается в применении двухроторной системы (2 рабочих колеса с 4-5 лопастями) и дифференциала (мультипликатора) планетарного типа, что позволило в 3 раза увеличить КПД, снизить уровень шума до 43 дБ (шорох листьев на деревьях), исключить опасный для человека и животных инфразвук в диапазоне 3-12 Гц.

2. Выход на рабочий режим при низкой скорости ветра

Существующие зарубежные ветроэнергетические установки мощностью 1 МВт достигают номинальной мощности при скорости ветра 10,5 — 16 м/с. Российские установки серии ИнС-В, благодаря двухроторной схеме и дифференциалу, достигают заявленной номинальной мощности при скорости ветра от 8 м/с.

3. Работа при порывистом ветре, шторме и ливне

Известные зарубежные ветроэнергетические установки при скорости ветра свыше 20-25 м/с переводятся в пассивный режим (режим флюгирования) и останавливаются, чтобы избежать разрушения конструкций. Российские установки серии ИнС-В за счет высокой прочности и успешного технического решения будут продолжать вырабатывать максимум энергии при скорости ветра до 60 м/с.

4. Стабильная работа электрогенератора

С учетом порывов ветра, все известные зарубежные установки снабжаются дорогостоящими узлами переключения скоростей или вариаторами оборотов, которые обеспечивают рабочий диапазон электрогенератора. При этом частота и напряжение вырабатываемого тока колеблются, что исключает прямое включение ветроэнергетической установки в общую сеть или ее прямое подключение к потребителям. В российском оборудовании серии ИнС-В имеется дифференциальный мультипликатор, который при изменении скорости ветра, обеспечивает стабильные обороты генератора, что обеспечивает прямое включение ветроэнергетических установок в сеть.

5. Отсутствие инфразвука на всех режимах работы

Трехлопастные ветроэнергетические установки (особенно, их ветропарки) являются источником инфразвука в опасном частотном диапазоне. Пребывание на такой территории ограничено вплоть до изъятия земель из сельскохозяйственного оборота. Несколько стран законодательно ограничили расстояния от трехлопастных ветроустановок до мест проживания людей.

В российском оборудовании, благодаря двухроторной компоновке в сочетании с дифференциальным мультипликатором, уровень звуковых частот находится на безопасном уровне звука шороха листвы. Полностью исключаются опасные для человека и животных инфразвуковые частоты в диапазоне 3-12 Гц психотропного воздействия.

6. Высокий КПД 0,75-0,8

В российском оборудовании серии ИнС-В за счет двух соосных роторов ветротурбины и наличия дифференциального мультипликатора величина КПД составляет 0,75 — 0,8.

7. Меньшая площадь земельного участка для строительства ветропарка

Инновационная конструкция, благодаря спрямленному потоку за соосной ветротурбиной, позволяет размещать ветроэнергетические установки на удалении друг от друга в пределах 1,5-2 диаметров рабочего колеса, что в 2-3 раза сокращает площадь земельного участка, арендуемого инвестором для строительства ветропарка.

8. Короткий срок окупаемости вложенных инвестиций

Годовая выработка электроэнергии российских ветротурбин серии ИнС-В в 2-3 раза выше годовой выработки любой трехлопастной ветроустановки в тех же условиях. Соответственно, срок окупаемости вложенных инвестиций значительно сокращается и обычно составляет порядка 4-6 лет, чем при использовании стандартных однороторных ветроустановок.

9. Отсутствие дорогостоящих подстанций

Подключение российских ветроэнергетических установок серии ИнС-В осуществляется напрямую в общую сеть и не требует строительства дополнительных дорогостоящих подстанций или инверторов переменного тока. С учетом этого, резко сокращаются затраты на производство дополнительного оборудования, а также на стоимость этих монтажных работ.

10. Применение новых материалов

Конструкция ветроэнерготурбин серии ИнС-В имеет высокую степень надежности всех механических узлов. Использование новых материалов позволило снизить общую массу и габариты конструкции до 30%. Удалось значительно уменьшить момент инерции вращающихся деталей. Обеспечена высокая степень экологической безопасности к окружающей среде.

Инновационный ветродвигатель «Альбатрос»

Прототип «Альбатроса» на испытаниях на крыше здания

Главное отличие чебоксарской разработки от известных аналогов – наличие средств механизации крыла, как на самолётах. На «Альбатросе» установлены управляемые щелевые закрылки Фаулера.

Специалистам по аэродинамике известно, что щелевые управляемые закрылки позволяют увеличить подъёмную силу крыла в 1,6 раза. Они также помогают улучшить обтекание крыла, сместив точку срыва потока к его концу. Благодаря механизации инженеры компании смогли реализовать адаптивное управление крыльями – они сами подстраиваются под ветер, автоматически меняя и угол атаки, и профиль крыла. Последний также существенно улучшен. Так, если в роторе Дарье профиль крыла имеет солидное утолщение, для которого требуются значительные материалозатраты на производстве и которое увеличивает массу крыла, то здесь профиль крыла почти в четыре раза тоньше, само оно проще в изготовлении, легче и, как следствие, быстроходнее.

Крылья изготавливаются из стеклопластика, а потому не подвержены обледенению, что особенно актуально для эксплуатации в северных районах.

Необходимая подъёмная сила на старте и разгоне достигается с помощью простой (в отличие от самолётной) системы механизации крыла, обеспечивающей автоматическое, адаптивное управление его конфигурацией и углом атаки. Изюминка разработки и ноу-хау конструкторов – именно система механизации крыльев.

Благодаря ей «Альбатрос» демонстрирует уникальные технические характеристики. Так, действующий прототип запускается при скорости ветра всего 0,7 м/с (с подключённой нагрузкой) и обеспечивает устойчивый заряд аккумулятора при всего 1,5 м/с. Номинальная скорость ветра равна 5 м/с, предельная – более 20 м/с (максимально зафиксированная в районе испытаний), КИЭВ – 50%

При этом сама ветроустановка получилась бесшумной в работе, что позволяет монтировать её на крышах домов или опорах в непосредственной близости от жилых помещений. Вращение ветроротора напрямик передаётся на тихоходный электрический генератор (не нужен мультипликатор), что значительно упрощает конструкцию.

В процессе опытной эксплуатации конструкторы изменили схему крепления крыльев, повысив ветроустойчивость. «Альбатросу» на крыше довелось испытать порывы ветра до 25 м/с. Выяснилось, что конструкция не требует остановки при сильных порывах ветра для предотвращения поломки. Наоборот, желательно, чтобы ротор продолжал вращение. Он не разгоняется выше критических оборотов, поскольку закрылки начинают  играть роль аэродинамического тормоза.

Предварительные результаты опытной эксплуатации показали, что уже при небольших скоростях ветра (от 1,5 м/с) на роторе «Альбатроса» возникает большой крутящий момент. Значит, для нужд потребителей можно будет эффективно использовать малые и средние ветры, которые характерны для основной части территории России.

В потоке

По окончании испытаний опытного образца предполагается организовать производство целой линейки «Альбатросов» с мощностями от 1,5 до, в перспективе, 100 кВт. Однако к началу серийного производства необходимо решить задачу комплектации установок тихоходными (до 100 об./мин.) электрогенераторами. Дело в том, что подобные генераторы серийно не выпускаются. Конструкторы тихоходных ветроустановок вынуждены самостоятельно изготавливать генераторы для своих нужд или приспосабливать имеющиеся. 

Ветровая энергетика Дании

В Дании ветрено. Этот факт объясняет, почему страна лидирует в развитии ветровой электроэнергетики.

В Дании ветрено. Это помогает понять, почему в стране так хорошо развито использование силы ветра. В стране на долю электроэнергии, получаемой с помощью ветра, приходятся 28%. Примеру Дании хотят следовать многие страны, которые ищут стабильные решения энергетических проблем для будущего.

Тем не менее, наличие обильных ветров не обязательно является синонимом развитой ветровой электроэнергетики. Датское достижение 28% -ной доли ветровой электроэнергетики в энергетической системе основывается на нескольких ключевых факторах, сделавших страну центром ветровой электроэнергетики.

Инициатор ветровой электроэнергетики

Дания играет важную роль в развитии береговой и прибрежной ветровой электроэнергетики в мире. Главнейшие уроки были получены в первые годы установки ветровых турбин на территории страны. Ветроэнергетическая промышленность развивалась на основе инновационного мышления и опыта, с помощью которых были получены ключевые знания по производству, проектированию и установке ветровых турбин, пользующихся спросом во всём мире. К настоящему времени датскими компаниями установлено более 90% всех работающих в мире прибрежных ветровых турбин. 

Стремящаяся к постоянному снижению стоимости электроэнергии Дания, предполагается, останется главным игроком на рынке прибрежных ветровых турбин в течение ближайших лет. В этом десятилетии прогнозируется десятикратное увеличение прибрежных ветрогенерирующих мощностей Европы.

Прибрежная ветровая станция Horns Rev (Horns Reef) мощностью 160 МВт на западном побережье Дании.

Ветровая электроэнергетика — сильный конкурент

Датчане приветствуют развитие ветровой электроэнергетики. Недавние исследования показали, что большая часть населения приветствует увеличение доли ветровой электроэнергии в энергетической системе страны. Дания является страной с прогрессивной энергетической политикой, направленной на увеличение доли возобновляемой электроэнергетики, ветровой в частности.

Политическая поддержка основывается на том, что береговая ветровая электроэнергетика конкурентноспособна по цене в сравнении с любой вновь построенной электрогенерирующей технологией, и что ветер неисчерпаем, постоянен и всегда бесплатен. Основываясь на вышеизложенных обстоятельствах, ветровая электроэнергетика сегодня является частью главных источников дохода от экспорта для датской экономики.

Ветровые турбины в форме деревьев будут установлены в Париже

Изобретатель признает, что эффективность его деревьев ниже по сравнению с установками, ориентированными на более высокие потоки воздуха, но верит, что деревья стоимостью 23500 фунтов более удобны и меньше раздражают, чем обычные «монстрообразные» ветровые турбины.

Деревья высотой 26 футов, «листья» которых представляют собой лопасти, потенциально могут окупиться в течение года при средней скорости ветра 7,8 метра в сек. (в оригинале стоит 7,8 mph, то есть метров в час, но это, видимо, ошибка). Электроэнергию они начинают вырабатывать при скорости ветра от 4,5 метров в сек. 

 

Новые разработки ветровых электростанций

Makani Energy Kite — электростанция на воздушном змее

Целью разработки было достижение конкурентоспособности ветровой энергии по сравнению с энергией, получаемой из ископаемого топлива. Энергетический воздушный змей (Energy Kite) — это новый тип ветровой турбины, генерирующий больше энергии при меньших материальных затратах.

Работа воздушного змея Makani основана на тех же самых принципах аэродинамики, что и у обычных ветровых турбин, но вместо тонн стали он использует прогрессивные материалы, легковесную электронику и умное программное обеспечение.

Воздушный змей запускается с наземной станции, взлетая вертикально подобно вертолету, пока не достигнет высоты 800 футов над уровнем земли. Достигнув этой высоте он начинает вырабатывать энергию, летая кругами и выбирая ту высоту, где ветер более сильный и постоянный.

Лопасти, размещенные на крыльях, вращают генераторы, которые производят электроэнергию. Прочный канат, удерживающий змея, является одновременно кабелем, по которому энергия доставляется на землю. Бортовой компьютер управляет полетом, используя специальные сенсоры и GPS, для выбора наиболее сильного и постоянного ветра.

Преимущества воздушного змея по сравнению с обычными ветровыми турбинами

-Генерирует на 50% больше энергии, используя на 90% меньше материалов.

-Способен находить сильный и постоянный ветер.

-Может использоваться в регионах, не подходящих для строительства обычных ветровых турбин.

-Безопаснее и проще в эксплуатации, не требует кранов или вертолетов для обслуживания.

Ветротурбины с поперечной осью вращения

Лилананда полагает, что его создание имеет множество преимуществ: турбина может вращаться в соответствии с направлением ветра, она безопаснее для птиц и летучих мышей, она производит меньше шума и может быть построена используя дешевые местные материалы. Он также верит, что турбина такого типа потенциально может генерировать до 20 Мегаватт энергии для коммерческих нужд.

К недостаткам турбины можно отнести то, что она имеет больше движущихся частей, в силу чего может потребовать больше трудозатрат при обслуживании. Тем не менее, она может найти практическое применении в сельской местности для энергоснабжения ферм и водяных насосов.

Выбираем ветрогенератор

Во многом эффективность выработки электроэнергии с использованием ветра зависит от вида ветрогенератора. Ветряные электроустановки бывают нескольких типов, различаясь по расположению оси (горизонтальные и вертикальные), по количеству лопастей (одно-, двух-, трехлопастные и многолопастные), по материалу, из которого изготовлены лопасти (жесткие и парусные), по шагу винта (фиксированный и изменяемый). Рассмотрим различные варианты.

Генераторы с фиксированным и изменяемым шагом винта

На первый взгляд изменяемый шаг винта ветрогенератора представляется наиболее предпочтительным, ведь подобная конструкция более эффективна за счет использования различных скоростей движения ветра.

Если у ветрогенератора с фиксированным шагом винта эффективность снижается при изменении скорости ветра, то за счет изменяемого шага винта эффективность продолжает поддерживаться на максимальном уровне и при изменении скорости (фиксированный шаг обуславливает максимальную эффективность при определенных скоростях, а изменяемый – увеличивает диапазон таких скоростей).

Но тут подстерегает и существенный минус: использование системы с изменяемым шагом винта означает повышение стоимости как самого ветрогенератора, так и его эксплуатации, а главное – уменьшение надежности ветрогенератора за счет усложнения конструкции и увеличения веса ветроколеса.

Поэтому изменяемый шаг винта применяется редко, а в основном используется фиксированный – надежность и простота обслуживания компенсируют потери в эффективности и делают эксплуатацию оборудования более удобной.

Материал и виды лопастей

Лопасти ветрогенератора могут быть как парусные, так и жесткие (крыльчатые). Парусные лопасти по внешнему виду напоминают мельничные крылья или корабельные паруса и работают по тому же принципу: за счет давления на их поверхность воздушных масс.

К сожалению, подобный тип лопастей не использует энергию ветра максимально эффективным образом, так как в этом случае не используется аэродинамическая составляющая, а в результате используется около 10% от поступающей энергии.

Еще одним недостатком является довольно невысокая прочность лопастей. Высокая парусность и постоянное давление ветра приводит к быстрому выходу из строя лопастей – за счет постоянных нагрузок. Кроме того, обычно для парусных лопастей используются такие материалы, как фанера, пластик, жесть, реже – специальные ткани (например, баннерная ткань, представляющая собой смесь полиэстера и пластификатов, что придает ей большую прочность). Эти материалы общедоступны и достаточно недороги, но их устойчивость к тем нагрузкам, которым подвергаются лопасти ветрогенератора, недостаточно высока.

Обычно парусные лопасти приходится заменять раз в год, а то и чаще, что существенно удорожает эксплуатацию оборудования. Поэтому парусные лопасти чаще всего используются в самодельных ветряных генераторах, как наиболее простые в изготовлении.

В ветрогенераторах промышленного производства применяются крыльчатые лопасти: такие лопасти максимально используют энергию ветра, а их форма и материалы, и которых они изготавливаются, позволяют с успехом противостоять разрушающим воздействиям окружающей среды.

Количество лопастей

Количество лопастей ветрогенератора может быть совершенно различным, в зависимости от области применения оборудования. Дело в том, что много-лопастные генераторы начинают вращение при минимальных скоростях ветра, однако они мало пригодны для выработки электроэнергии: небольшие скорости ветра и высокое сопротивление ветроколеса при большом количестве лопастей не обеспечивают нужных оборотов. В результате получается, что до достижения рабочих оборотов необходима высокая скорость ветра! Поэтому подобные конструкции используются в качестве подъемных устройств (например, для подъема воды из колодцев) – в этих случаях важны не обороты, а просто вращение ветрового колеса.

Для выработки электроэнергии используются одно-, двух- и трехлопастные ветрогенераторы. Что интересно: одно-лопастные ветрогенераторы способны работать даже при малых скоростях ветра, более низких, чем двух- и трехлопастные.

Расположение рабочей оси вращения

Расположение рабочей оси вращения ветрового генератора может быть как горизонтальным,так и вертикальным. У каждого из этих видов есть как свои плюсы, так и минусы, и, выбирая ветрогенератор, приходится учитывать и то, и другое.

Из вертикальных ветрогенераторов старейшим считается изобретение Савониуса, которому вот уже два столетия. Ветровой генератор Савониуса представляет собой несколько полу-цилиндров (от двух и более), закрепленных на вертикально расположенной оси. Основным преимуществом такого ветрогенератора перед горизонтальными является то, что он работает при любом направлении ветра. К сожалению, при этом наблюдаются низкие показатели использования энергии ветра – не более 25-30%. Ветрогенератор Савониуса нередко используется народными умельцами при самостоятельном изготовлении ветроэлектрической установки, для изготовления лопастей применяются металлические (иногда пластиковые) бочки.

Ротор Дарье

Ротор Дарье – еще один вариант вертикального расположения рабочей оси вращения. В этом случае используются плоские лопасти. Основной плюс ротора Дарье – простота изготовления и последующего монтажа. Эффективность его такая же, как и у ветрогенератора Савониуса, но имеется и дополнительный недостаток: ротор Дарье не может запускаться самостоятельно.

Наибольшую эффективность из вертикальных ветровых генераторов демонстрируют генераторы с много-лопастным ротором.

Реже всего используются вертикальные ветряки с геликоидным ротором. Закрутка лопастей обеспечивает равномерное вращение ветроколеса, но сложность изготовления приводит к слишком высокой цене, что ограничивает применение таких ветрогенераторов.

Ветровые генераторы с горизонтальной осью вращения используются чаще, чем вертикальные ветряки, так как их КПД существенно выше. К недостаткам горизонтальных ветрогенераторов относится необходимость установки флюгера, так как ветроколесо такого типа должно постоянно устанавливаться по ветру.

Подобного типа ветрогенераторы могут быть одно-лопастными, двух-, трех- и много-лопастными. Одно-лопастные генераторы имеют самые высокие обороты вращения, а масса и габариты всей установки невелики. Конструкционные особенности делают такие ветрогенераторы не только практически бесшумными, но и недорогими.

Двухлопастные ветрогенераторы близки по характеристикам к одно-лопастным (основное конструкционное различие их в том, что в одно-лопастных вместо второй лопасти используется противовес).

Из вертикальных ветряков наиболее часто для выработки электроэнергии используются трехлопастные. Особенно активно такой тип ветрогенераторов применяется в частных хозяйствах для обеспечения энергией загородных домов и коттеджей.

Для водяных насосов используются много-лопастные вертикальные ветрогенераторы. Вырабатываемая ими мощность недостаточна, чтобы применять их для производства электроэнергии, но среди устройств, служащих для подъема воды из скважин, такие устройства являются на данный момент наилучшими.

Использование магнитной левитации

Применение новейших технологий и известного даже школьникам закона электромагнитной индукции Лоренца-Ленца позволили создать ветрогенератор, который объединяет плюсы генераторов с вертикальным и горизонтальным ротором. В этом генераторе отсутствует механическое трение, нет щеток – это делает устройство чрезвычайно надежным, а обслуживание – чисто символическим (самые «больные» места стандартных  генераторов – подшипники, которые довольно быстро изнашиваются из-за трения, также часто приходится заменять щетки).

Ветрогенераторы, использующие явление магнитной левитации, изготавливаются с вертикальным расположением ротора. Их срок эксплуатации гораздо больше, чем у стандартных ветряков, к тому же, они работают практически бесшумно.

Ветрогенераторы без лопастей

Современные технологии позволяют создать и такое чудо, как ветровой генератор, у которого полностью отсутствуют лопасти. Больше всего устройство похоже на антенну для спутникового ТВ – плоская тарелка.

Ветрогенератор без лопастей работает почти без шума, эксплуатационные расходы ниже почти на 50% по сравнению с классическими устройствами, а КПД – значительно выше.

Также в мире начат серийный выпуск поплавковых электростанций, в которых вместо энергии ветра используют движение морских волн – за счет раскачивания волн приводятся в движение поршни гидравлических двигателей, ну а затем полученная механическая энергия преобразуется в электрическую.

Ветровые генераторы в домашнем хозяйстве

В настоящее время все больше владельцев частных домов и коттеджей задумываются об установке ветровых генераторов. При этом чаще всего их внимание обращено на вертикальные ветряки, если устройство покупается, и на горизонтальные – у тех, кто изготавливает устройство самостоятельно.

Следует заметить, что сроки окупаемости такого оборудования достаточно длительные, если учитывать стоимость аккумуляторных батарей. Но без аккумуляторов невозможно обеспечить бесперебойное снабжение дома и подворья электрической энергией с помощью такого генератора.

Чаще всего бытовые генераторы используются в сочетании с другими источниками энергии, такими, как гелио-панели. Оптимально, если для выработки электроэнергии применяется тандем ветрогенератор/гелио-панели, а для снабжения дома теплом – тепловой насос.

Как вариант – для отопления может быть использован биогаз, но нужное количество можно выработать только при наличии собственной животноводческой или растениеводческой фермы.

Таким образом можно добиться полной автономии дома и хозяйства от внешних «покупных» источников энергии и сделать энергоснабжение своего дома совершенно бесплатным.

Вертикально-осевые ветрогенераторы: за и против

Кто за вертикаль? Кто против?

Если бы мы оказались на собрании специалистов, спорящих какие ветряки выгоднее поставить возле загородного дома или котеджном посёлке – ветрогенераторы с вертикальной осью вращения, или горизонтальные, то предстала бы такая атмосфера, выдающая плюсы-минусы этих видов ветроустановок. Сначала о преимуществах вертикального ветряка:

-почти бесшумный при самых сильных порывах ветра;

-обеспечивает оптимальный КПД при любых ветровых капризах;

-ловит любые направления движения воздуха;

-неприхотлив;

— отсутствие токосъёмных щёток не требует их замены;

-берёт старт при минимальном дуновении ветерка до 1 м/сек;

-в его конструкции используется лишь один подшипник за счёт левитации оси;

-его можно располагать вблизи дома, или на крыше;

-не требует дополнительных приборов для запуска;

-совершенно безобиден для птиц, пчёл, окружающей среды;

-не боится мокрых снегопадов и обледенений.

А те, кто предпочтение отдаёт горизонтальным ветрякам, отмечают один из немногих, но существенных недостатков вертикалок:

-не эффективно используют ветровую энергию по сравнению с горизонталками;

-больше уходит материала на их сборку;

-заметная разница цен в сторону завышения.

Их оппоненты не сдаются: ветрогенераторы с вертикальной осью вращения, возражают они, неприхотливы к порывам ветра при любых направлениях (вихреобразных), что даёт возможность устанавливать их в местах с небольшими пространствами. Кроме того, им безразличны разрушительные ураганы, так как при увеличивающейся скорости вращения повышается устойчивость оси с крыльчаткой. В довершение преимуществ вертикалок перед традиционными горизонтальными ветроустановками является то, что их можно использовать где угодно: на крышах домов, на платформах, вышках, таёжных бытовках, вагончиках.

Да, горизонтальный ветряк дешевле, зато вертикальный не потребует больших средств при монтаже и установке. Да, горизонтальный ветрогенератор имеет более высокий КПД, зато роторный ветрогенератор не требует поднятия на большую высоту, чем упрощает его эксплуатацию. Да, горизонтальный ветряк требует меньше материала на крыльчатку, зато его собрат более устойчив к ураганным ветрам.

Как говорится, кто куда, а я в сберкассу. Кто за что, а большинство за вертикальные ветряки. Тем более, с каждым годом изобретатели усовершенствуют эту установку и она скоро выйдет в число лидеров по спросу.

Ветер – на деньги!

Стоп! Вы не ошиблись, случаем, в смысле заголовка? Не поменять ли слова местами? – можешь спросить уважаемый читатель. Нет, когда речь идёт о том, как роторный ветрогенератор победно шествует по нашей планете, уверенно занимает место под солнцем, — такое словосочетание вполне приемлемо.

Для доказательства данного утверждения можно привести один пример из тысячи вариантов. Возьмём подобное детище конструктора Александра Сергеевича Абрамова. На просторах России именно ему принадлежит идея выгодного использования роторного ветрогенератора. Потому что при главном достоинстве этой установки работать при малейшем дуновении воздуха, при любом его направлении, такой ветрогенератор как нельзя лучше пригоден для слабых российских ветров.

Кто будет спорить с тем, что выгоднее иметь подле своего дома более чувствительную ветроустановку, чем ту, которая согласна работать только при довольно сильных ветрах. А где такие найдёшь на бескрайних просторах России?

Именно Абрамову впервые в России пришла мысль перейти на производство, а также на внедрение таких ветрогенераторов. Что самое ценное в этой идее – при вечном дефиците материалов для строительства ветряка, да плюс при знаменитой выдумке русского народа – такую установку может смастерить даже самый ленивый сельский мужичок. Не верите?

Подобный ветрогенератор без особого труда можно сконструировать из самых подручных материалов, валяющихся буквально под ногами: из больших, 3-х литровых пластиковых бутылок, из жестяной банки, фанеры или текстолита, стальной оси, бросового электромотора. Схема вертикального простейшего ветродвигателя из консервной банки (см. на рис).

Достаточно разрезать бутылку пополам, скрепить её вогнутыми сторонами в противоположные стороны, а по центру смастерить ось вращения, которая должна быть связана с генератором. Всё. Ветряк готов к работе. Можете брать его в походы. Он осветит вашу таёжную, походную палатку, зарядит батарейку телефона, ноутбука.

Здесь необходимо пару слов сказать о самом Абрамове. Александр Сергеевич – старейший приверженец мастеровитости, ни одного дня не представляющий себя без технического творчества.

В его мозгах, а потом на бумаге, появлялись всё новые модели двигателей, которые работают за счёт немыслимых, для поверхностного взгляда, источников энергии. До самых своих последних дней (а прожил он 96 лет), Александра Сергеевича интересовали роторные ветрогенераторы, которым он предсказывал большое будущее. Изобретатель был глубоко убеждённым в том, что из ветра-таки можно делать деньги. Причём, легко.

Вот ещё наглядный пример самостартующегося ветрогенератора с вертикальной осью при скорости ветра меньше 1 м/сек. В этом видео показан экспериментальный образец вертикального ветряка, который начинает вращаться в условиях совсем незначительного движения воздуха. Даже ветки деревьев неподвижны, а ветряк медленно вращает свои крылья, радуя глаз изобретателя.

В заключение необходимо добавить, что роторные ветрогенераторы мало того, что бесшумны, способны работать при любых ветрах. Сегодня они выпускаются с двух и трёх – ярусными роторами применительно к мощности установки и господствующим в данной местности ветрам.

Виды ветродвигателей

Для начала давайте договоримся, что говоря о ветродвигателях мы имеем в виду ту часть ветро-силовой установки (ВСУ), которая преобразует энергию ветра в энергию вращательного движения. Ветродвигатель приводится в движение ветром, он напрямую или посредством какого-то передающего механизма связан с валом, вращение которого приводит в действие оборудование, выполняющее полезную работу (например, генератор или водяной насос). Часто ветродвигатель называют ротором или ветроколесом.

Компас выбора

В первую очередь, надо чётко знать, что тебе надо, какую желаемую мощность ожидаешь получить от своей установки, какие погодные условия местности и после всего переходить к детальному знакомству с тем или иным типом ветряка. А различные виды ветрогенераторов выдают совершенно разные результаты своей работы. В данной публикации вы узнаете, какие типы ветрогенераторов существуют на сегодняшний день,

и вам нетрудно после знакомства с ними сделать правильный выбор.

Для скромных аппетитов подходящим выбором будет так называемый ортогональный ветрогенератор, который может подойти к применению в той местности, где бывают очень слабые дуновения ветерка. Он имеет несколько параллельных к оси лопастей, расположенных на некотором расстоянии от неё. 

Итак, ветрогенераторы по своему виду различаются по:

-количеству лопастей,

-материалам, из которых изготовлены лопасти,

-расположению оси вращения к поверхности земли,

-шаговому признаку винта.

По числу лопастей они бывают одно-двух-трёх и многолопастные. Последние начинают своё вращение при малейшем движении воздуха, но применимы лишь для таких целей, где сам факт вращения важен, а не вырабатываемая электроэнергия. То есть, они незаменимы, скажем, при перекачке воды из глубоких колодцев.

По материалам, из чего сделаны лопасти, различают жёсткие и парусные ветрогенераторы. Парусные намного дешевле жёстких, сделанных из стеклопластика, или из металла, но в ходе эксплуатации можно замучиться ремонтировать их.

По расположению оси вращения к поверхности почвы различают горизонтальные ветрогенераторы и вертикальные. Их отличия настолько деликатны, что при разных условиях они меняются местами в своём превосходстве. С вертикальной осью ветряки сразу схватывают малейшие дуновения ветерка, не требуют флюгера, но они менее мощные, чем горизонтальные.

По шаговому признаку винта ветрогенераторы бывают с изменяемым и фиксированным шагом. Изменяемый шаг, бесспорно, даёт возможность увеличить скорость вращения, но какова конструкция! Она сложна, увеличивает вес ветряка, то есть, потребует неисчислимых лишних затрат. Куда более прост и надёжен фиксированный шаг.

Таков, вкратце, ваш компас, чтобы не заблудиться в выборе. Нужно еще привести список некоторых терминов и сокращений, которые будут использованы в дальнейшемю

-КИЭВ – коэффициент использования энергии ветра. В случае применения для расчета механистической модели плоского ветра (см. далее) он равен КПД ротора ветросиловой установки (ВСУ).

-КПД – сквозной КПД ВСУ, от набегающего ветра до клемм электрогенератора, или до количества накачанной в бак воды.

-Минимальная рабочая скорость ветра (МРС) – скорость его, при которой ветряк начинает давать ток в нагрузку.

-Максимально допустимая скорость ветра (МДС) – его скорость, при которой выработка энергии прекращается: автоматика или отключает генератор, или ставит ротор во флюгер, или складывает его и прячет, или ротор сам останавливается, или ВСУ просто разрушается.

-Стартовая скорость ветра (ССВ) – при такой его скорости ротор способен провернуться без нагрузки, раскрутиться и войти в рабочий режим, после чего можно включать генератор.

-Отрицательная стартовая скорость (ОСС) – это значит, что ВСУ (или ВЭУ – ветроэнергетическая установка, или ВЭА, ветроэнергетический агрегат) для запуска при любой скорости ветра требует обязательной раскрутки от постороннего источника энергии.

-Стартовый (начальный) момент – способность ротора, принудительно заторможенного в потоке воздуха, создавать вращающий момент на валу.

-Ветродвигатель (ВД) – часть ВСУ от ротора до вала генератора или насоса, или другого потребителя энергии.

-Роторный ветрогенератор – ВСУ, в которой энергия ветра преобразуется во вращательный момент на валу отбора мощности посредством вращения ротора в потоке воздуха.

-Диапазон рабочих скоростей ротора – разность между МДС и МРС при работе на номинальную нагрузку.

-Тихоходный ветряк – в нем линейная скорость частей ротора в потоке существенно не превосходит скорость ветра или ниже ее. Динамический напор потока непосредственно преобразуется в тягу лопасти.

-Быстроходный ветряк – линейная скорость лопастей существенно (до 20 и более раз) выше скорости ветра, и ротор образует свою собственную циркуляцию воздуха. Цикл преобразования энергии потока в тягу сложный.

Два вида, два соперника

Как уже было отмечено, в продаже пока существуют ветрогенераторы двух видов (по расположению вала вращения к поверхности земли) – горизонтальные и вертикальные. Поговорим вначале о вертикальных.

Ветросиловые установки (ВСУ) с вертикальной осью вращения имеют неоспоримое для быта преимущество: их узлы, требующие обслуживания, сосредоточены внизу и не нужен подъем наверх. Там остается, и то не всегда, упорно-опорный самоустанавливающийся подшипник, но он прочен и долговечен. Поэтому, проектируя простой ветрогенератор, отбор вариантов нужно начинать с вертикалок.

Ротор Савониуса

На первой позиции – самый простейший, чаще всего называемый ротором Савониуса.

В начале октября 1924 года русские изобретатели братья Я. А. и А. А. Воронины получили советский патент на поперечную роторную турбину, в следующем году финский промышленник Сигурд Савониус организовал массовое производство подобных турбин. За нам и осталась слава изобретателя этой новинки.

Ротор Ворониных-Савониуса, или для краткости, ВС, это, как минимум, два полуцилиндра на вертикальной оси вращения (см. фото). И какое бы направление ветра не было, как бы резко он не изменял свои порывы, такой ветряк будет спокойно вращаться вокруг своей оси, вырабатывая энергию. Это единственное и главное преимущество вертикального ветряка перед горизонтальным.

А главный его недостаток – низкое использование ветровой энергии.

Ветрогенератор с вертикальным ротором | Синтезгаз

Самодельный ветрогенератор в сборе

Группой умельцев была разработана конструкция ветрогенераторной установки с вертикально расположенной осью вращения. Ниже, представлено подробное руководство по изготовлению этой установки. Внимательно прочитав это руководство, вы сможете сделать подобный вертикальный ветрогенератор своими руками.

Конструкция ветрогенератора получилась достаточно надежной, с низкой стоимостью обслуживания, простой в изготовлении и не дорогой по комплектующим. Представленный ниже список деталей носит ознакомительный и ориентировочный характер. Соблюдать его не обязательно, можно внести какие-то свои коррективы, что-то улучшить, что-то использовать свое, т.к. не везде можно найти именно то, что в списке. Для изготовления этого ветрогенератора использовались недорогие и качественные детали.

Схема вертикального ветрогенератора

НаименованиеКол-воПримечание
Список используемых деталей и материалов для ротора:
Предварительно вырезанный лист металла1Вырезан из стали толщиной 1/4″ при помощи гидроабразивной, лазерной и др. резке
Ступица от авто (Хаб)1Должна содержать 4 отверстия, диаметр около 4 дюймов
2″ x 1″ x 1/2″ неодимовый магнит26Очень хрупкие, лучше заказать дополнительно
1/2″-13tpi x 3“ шпилька1TPI – кол-во витков резьбы на дюйм
1/2″ гайка16 
1/2″ шайба16 
1/2″ гровер16 
1/2″.-13tpi колпачковая гайка16 
1″ шайба4Для того, чтобы выдержать зазор между роторами
   
Список используемых деталей и материалов для турбины:
3″ x 60″ Оцинкованная труба6 
ABS пластик 3/8″ (1.2×1.2м)1 
Магниты для балансировкиЕсли нужныЕсли лопасти не сбалансированы, то магниты прикрепляются для балансировки
1/4″ винт48 
1/4″ шайба48 
1/4″ гровер48 
1/4″ гайка48 
2″ x 5/8″ уголки24 
1″ уголки12 (опционально)В случае, если лопасти не держат форму, то можно добавить доп. уголки
винты, гайки, шайбы и гроверы для 1″ уголка12 (опционально) 
   
Список используемых деталей и материалов для статора:
Эпоксидка с затвердителем2 л 
1/4″ винт нерж.3 
1/4″ шайба нерж.3 
1/4″ гайка нерж.3 
1/4″ кольцевой наконечник3Для эл. соединения
1/2″-13tpi x 3“ шпилька нерж.1Нерж. сталь не является ферромагнетиком, поэтому не будет «тормозить» ротор
1/2″ гайка6 
СтеклотканьЕсли нужна 
0.51мм эмал. провод 24AWG
   
Список используемых деталей и материалов для монтажа:
1/4″ x 3/4″ болт6 
1-1/4″ фланец трубы1 
1-1/4″ оцинк. труба L-18″1 
   
Инструменты и оборудование:
1/2″-13tpi x 36“ шпилька2Используется для поддомкрачивания
1/2″ болт8 
АнемометрЕсли нужен 
1″ лист алюминия1Для изготовления проставок, если понадобятся
Зеленая краска1Для покраски держателей пластика. Цвет не принципиален
Голубая краска бал.1Для покраски ротора и др. частей. Цвет не принципиален
Мультиметр1 
Паяльник и припой1 
Дрель1 
Ножовка1 
Керн1 
Маска1 
Защитные очки1 
Перчатки1 

Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения не настолько эффективны, как их горизонтальные собратья, однако вертикальные ветрогенераторы менее требовательны к месту их установки.

Описание изготовления турбины ветрогенератора

Турбина ветрогенератора

  1. Соединяющий элемент – предназначен для соединения ротора к лопастям ветрогенератора.
  2. Схема расположения лопастей – два встречных равносторонних треугольника. По данному чертежу потом легче будет расположить уголки крепления лопастей.

Крепление лопастей уголками

Если не уверены в чем то, шаблоны из картона помогут избежать ошибок и дальнейших переделываний.

Общий вид расположения уголков, крепящих лопасти

Последовательность действий изготовления турбины:

  1. Изготовление нижней и верхней опор (оснований) лопастей. Разметьте и при помощи лобзика вырежьте из ABS пластика окружность. Затем обведите ее и вырежьте вторую опору. Должны получиться две абсолютно одинаковые окружности.
  2. В центре одной опоры вырежьте отверстие диаметром 30 см. Это будет верхняя опора лопастей.
  3. Возьмите хаб (ступица от авто) и разметьте и просверлите четыре отверстия на нижней опоре для крепления хаба.
  4. Сделайте шаблон расположения лопастей (рис. выше) и разметьте на нижней опоре места крепления уголков, которые будут соединять опору и лопасти.
  5. Сложите лопасти в стопку, прочно свяжите их и обрежьте до требуемой длины. В данной конструкции лопасти длиной 116 см. Чем длинее лопасти, тем больше энергии ветра они получают, но обратной стороной является нестабильность в сильный ветер.
  6. Разметьте лопасти для крепления уголков. Накерните, а затем просверлите отверстия в них.
  7. Используя шаблон расположения лопастей, который представлен на рисунке выше, прикрепите лопасти к опоре при помощи уголков.

Описание изготовления ротора ветрогенератора

Разметка роторов с помощью бумажных шаблонов

Последовательность действий по изготовлению ротора:

  1. Положите два основания ротора друг на друга, совместите отверстия и напильником или маркером сделайте небольшую метку по бокам. В дальнейшем, это поможет правильно сориентировать их относительно друг-друга.
  2. Сделайте два бумажных шаблона расположения магнитов и приклейте их на основания.
  3. Промаркируйте полярность всех магнитов при помощи маркера. В качестве “тестера полярности” можно использовать небольшой магнит, обмотанный тряпкой или изолентой. Проводя его над большим магнитом, будет хорошо видно, отталкивается он или притягивается.
  4. Крепление магнитов на основании ротора

  5. Приготовьте эпоксидную смолу (добавив в нее отвердитель). И равномерно нанесите ее снизу магнита.
  6. Очень аккуратно поднесите магнит к краю основания ротора и переместите его к своей позиции. Если магнит устанавливать сверху ротора, то большая мощность магнита может его резко примагнитить и он может поломаться. И никогда не суйте свои пальцы и другие части тела между двумя магнитами или магнитом и железом. Неодимовые магниты очень мощные!
  7. Продолжайте приклеивать магниты к ротору (не забудьте смазывать эпоксидкой), чередую их полюса. Если магниты сьезжают под действием магнитной силы, то воспользуйтесь куском дерева, располагая его между ними для страховки.
  8. После того, как один ротор закончили, переходите к второму. Используя ранее поставленную метку, расположите магниты точно напротив первого ротора, но в другой полярности.
  9. Положите роторы подальше друг от друга (чтобы они не примагнитились, иначе потом не отдерете).

Описание изготовления статора ветрогенератора

Изготовление статора – это очень трудоемкая часть процесса изготовления ветрогенератора. Можно, конечно попробовать купить готовый статор (его еще надо найти у нас) или генератор, но не факт, что они подойдут для конкретного ветряка со своими индивидуальными характеристиками

Катушка статора

Статор ветрогенератора – электрический компонент, состоящий из 9-ти катушек. Катушка статора изображена на фото выше. Катушки разделены на 3 группы, по 3 катушки в каждой группе. Каждая катушка намотана проводом 24AWG (0.51мм) и содержит в себе 320 витков. Большее количество витков, но более тонким проводом даст более высокое напряжение, но меньший ток. Поэтому, параметры катушек могут быть изменены, в зависимости от того, какое напряжение вам требуется на выходе ветрогенератора. Нижеследующая таблица поможет вам определиться:

  • 320 витков, 0.51 мм (24AWG) = 100В * 120 об/мин.
  • 160 витков, 0.0508 мм (16AWG) = 48В * 140 об/мин.
  • 60 витков, 0.0571 мм (15AWG) = 24В * 120 об/мин.

Вручную наматывать катушки – это скучное и трудное занятие. Поэтому, чтобы облегчить процесс намотки рекомендуется изготовить простое приспособление – намоточный станок. Тем более, что конструкция его достаточно проста и сделать его можно из подручных материалов.

Витки всех катушек должны быть намотаны одинаково, в одном и том же направлении и обращайте внимание или отмечайте, где начало, а где конец катушки. Для предотвращения разматывания катушек, они обмотаны изолентой и промазаны эпоксидкой.

Приспособление для намотки катушек

Приспособление сделано из двух кусков фанеры, изогнутой шпильки, куска ПВХ-трубы и гвоздей. Перед тем, как изогнуть шпильку, нагрейте ее горелкой.

Приспособление для намотки катушек, сделанное из двух кусков фанеры, изогнутой шпильки, куска ПВХ-трубы и гвоздей

Небольшой кусок трубы между дощечками обеспечивает заданную толщину, а четыря гвоздя обеспечивают необходимые размеры катушек.

Крупный вид приспособления для намотки катушек

Вы можете придумать свою конструкцию намоточного станка, или возможно у вас уже имеется готовый.

После того, как все катушки намотаны их необходимо проверить на идентичность друг к другу. Это можно сделать при помощи весов, а также нужно померить сопротивления катушек мультиметром.

Подробный вид приспособления для намотки катушек

Схема соединения катушек статора

Внимание!

Категорически запрещается подключать домашние бытовые потребители напрямую к ветрогенератору во избежании выхода их из строя! Также соблюдайте меры безопасности при обращении с электричеством!

Схема соединения катушек статора

Последовательность действий соединения катушек:

  1. Зачистите шкуркой концы выводов каждой катушки.
  2. Соедините катушки, как показано на рисунке выше. Должно получиться 3 группы, по 3 катушки в каждой группе. При такой схеме соединений получится трехфазный переменный ток. Концы катушек припаяйте, либо воспользуйтесь зажимами.
  3. Выберите одну из следующих конфигураций:
  • А. Конфигурация «звезда». Для того, чтобы получить большое напряжение на выходе, соедините выводы X,Y и Z между собой.
  • B. Конфигурация «треугольник». Для того, чтобы получить большой ток, соедините X с B, Y с C, Z с A.
  • C. Для того, чтобы в будущем сделать возможность изменять конфигурацию, нарастите все шесть проводников и выведите их наружу.
  1. На большом листе бумаге нарисуйте схему расположения и подключения катушек. Все катушки должны быть равномерно распределены и соответствовать расположению магнитов ротора.
  2. Прикрепите катушки при помощи скотча к бумаге. Приготовьте эпоксидную смолу с отвердителем для заливки статора.
  3. Для нанесения эпоксидки на стеклоткань используйте малярную кисть. Если необходимо, то добавьте небольшие кусочки стеклоткани. Центр катушек не заполняйте, чтобы обеспечить их достаточное охлаждение при работе. Постарайтесь избегать образования пузырьков. Целью данной операции является закрепление катушек на своих местах и придание плоской формы статору, который будет располагаться между двумя роторами. Статор не будет нагруженным узлом и не будет вращаться.

Для того, чтобы стало более понятно, рассмотрим весь процесс в картинках:

Изготовление статора

Готовые катушки помещаются на вощеную бумагу с начерченной схемой расположения. Три небольших круга по углам на фото выше – места отверстий для крепления кронштейна статора. Кольцо в центре предотвращает попадание эпоксидки в центральную окружность.

Вокруг катушек помещается стеклоткань

Катушки закреплены на своих местах. Стеклоткань, небольшими кусочками помещается вокруг катушек. Выводы катушек можно вывести внутрь или наружу статора. Не забудьте оставить достаточный запас длины выводов. Обязательно еще раз проверьте все соединения и прозвоните мультиметром.

Статор, залитый эпоксидкой с кронштейном

Статор практически готов. Отверстия для крепления кронштейна, сверлятся в статоре. При сверлении отверстий смотрите не попадите в выводы катушек. После завершения операции, обрежьте лишнюю стеклоткань и если необходимо, шкуркой зачистите поверхность статора.

Изготовление кронштейна статора

Труба для крепления оси хаба была обрезана под нужный размер. В ней были просверлены отверстия и нарезана резьба. В дальнейшем в них будут вкручены болты, которые будут удерживать ось.

Крепление оси

Эскиз (чертеж) кронштейна

На рисунке выше показан кронштейн, к которому будет крепиться статор, находящийся между двумя роторами.

Шпилька с гайками и втулкой

На фото выше показана шпилька с гайками и втулкой. Четыре таких шпильки обеспечивают необходимый зазор между роторами . Вместо втулки можно использовать гайки большего размера, либо самому вырезать шайбы из алюминия.

Окончательная сборка генератора

Небольшое уточнение: малый воздушный зазор между связкой ротор-статор-ротор (который задается шпилькой с втулкой), обеспечивает более высокую отдаваемую мощность, но возрастает риск повреждения статора или ротора при перекосе оси, который может возникнуть при сильном ветре.

Сборочный чертеж генератора

На левом рисунке ниже, показан ротор с 4-мя шпильками для обеспечения зазора и двумя алюминиевыми пластинами (которые в дальнейшем будут убраны).

На правом рисунке показан собранный и покрашенный в зеленый цвет статор, установленный на место.

Ротор и статор

Процесс сборки:

  1. В плите верхнего ротора просверлите 4 отверстия и нарежьте в них резьбу для шпильки. Это необходимо для плавного опускания ротора на свое место.
  2. Уприте 4 шпильки в алюминиевые пластины приклеенные ранее и установите на шпильки верхний ротор.
  3. Роторы будут притягиваться друг к другу с очень большой силой, поэтому и нужно такое приспособление. Сразу выровняйте роторы относительно друг-друга по поставленным ранее метках на торцах.
  4. Поочередно вращая ключом шпильки, равномерно опускайте ротор.
  5. После того, как ротор уперся в втулку (обеспечивающая зазор), выкрутите шпильки и уберите алюминиевые пластины.
  6. Установите хаб (ступицу) и прикрутите его.

Этапы сборки генератора

Генератор готов!

Генератор будущего ветрогенератора в сборе

После установки шпилек (1) и фланца (2) ваш генератор должен выглядеть приблизительно так, ка на рисунке выше.

Установка и крепление клемм

Болты из нержавейки служат для обеспечения электрического контакта. На провода удобно использовать кольцевые наконечники.

Установка клемм

Колпачковые гайки и шайбы служат для крепления соединительной платы и опоры лопастей к генератору. Итак, ветрогенератор полностью собран и готов к тестам.

Для начала, лучше всего рукой раскручивать ветряк и измерять параметры. Если все три выходные клеммы закоротить между собой, то ветряк должен вращаться очень туго. Это может быть использовано для остановки ветрогенератора для сервисного обслуживания или в целях безопасности.

Ветрогенератор можно использовать не только для обеспечения дома электричеством. К примеру данный экземпляр, сделан так, чтобы статор вырабатывал большое напряжение, которое затем используется для нагрева.
Рассматриваемый выше генератор выдает 3-х фазное напряжение с различной частотой (зависит от силы ветра), а к примеру в России используется однофазная сеть 220-230В, с фиксированной частотой сети 50 Гц. Это отнюдь не означает, что данный генератор не подойдет для питания бытовых приборов. Переменный ток с данного генератора может быть преобразован в постоянный ток, с фиксированным напряжением. А постоянный ток уже может использоваться для питания светильников, нагрева воды, заряда аккумуляторов, а может быть поставлен преобразователь для преобразования постоянного тока в переменный. Но это уже выходит за рамки данной статьи.

Мостовой выпрямитель

На рисунке выше простая схема мостового выпрямителя, состоящего из 6-ти диодов. Он преобразовывает переменный ток в постоянный.

Рекомендации по выбору места установки ветрогенератора

Ветрогенератор, описываемый здесь, установлен на 4-х метровой опоре на краю горы. Трубный фланец, который установлен снизу генератора обеспечивает легкую и быструю установку ветрогенератора – достаточно прикрутить 4 болта. Хотя для надежности, лучше приварить.

Обычно, горизонтальные ветрогенераторы «любят» когда ветер дует с одного направления, в отличии от вертикальных ветряков, где за счет флюгера, они могут поворачиваться и им не важно направление ветра. Т.к. данный ветряк установлен на берегу скалы, то ветер там создает турбулентные потоки с разных направлений, что не очень эффективно для данной конструкции.

Другим фактором, который необходимо учитывать при подборе места размещения, является сила ветра. Архив данных по силе ветра для вашей местности можно найти в интернете, правда это будет очень приблизительно, т.к. все зависит от конкретного места.

Также, в выборе месторасположения установки ветрогенератора поможет анемометр (прибор для измерения силы ветра).

Немного о механике ветрогенератора

Как известно, ветер возникает из-за разности температур поверхности земли. Когда ветер вращает турбины ветрогенератора, он создает три силы: подьемную, торможения и импульсную. Подьемная сила обычно возникает над выпуклой поверхностью и является следствием разности давлений. Сила торможения ветра возникает за лопастями ветрогенератора, она является нежелательной и тормозит ветряк. Импульсная сила возникает из-за изогнутой формы лопастей. Когда молекулы воздуха толкают лопасти сзади, то им некуда потом деваться и они собираются позади них. В результате, они толкают лопасти в направлении ветра. Чем больше подьемная и импульсная силы и меньше сила торможения, тем быстрее лопасти будет вращаться. Соответственно вращается ротор, который создает магнитное поле на статоре. В результате чего вырабатывается электрическая энергия.

Скачать схему расположения магнитов

Комментарии:

Свойства Газа БраунаХолодный термоядерный синтез в обыкновенной кружке

где деньги? Как сделать вертикальный ветрогенератор 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.

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.


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.


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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.


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.

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.

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.

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

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

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

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

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

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

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

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.

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]

Как сделать горизонтальный ветрогенератор своими руками: советы экспертов

За последние годы ветроэнергетика укрепила позиции среди других сфер отрасли. Доля этой сферы в общем объеме вырабатываемой энергии стабильно растет, есть сегодня целые страны, применяющие ветрогенераторы в качестве основных устройств для генерации электричества. Так, например, в Дании на 2015 год с помощью ветрогенераторов производилось 42% всего электричества в стране. Чуть отстают от этого государства Португалия (27%), Испания (20%), Ирландия (19%) и Германия (18,8%). Несомненным лидером по развитию ветроэнергетики в стране сегодня является Китай. По данным WindPower Intelligence, мощность установленных ветроэлектростанций в этой стране составляет 171,8 Гвт. За 2017 год страна ввела порядка 19,5 Гвт мощностей в эксплуатацию — это 37% от общего объема мировых мощностей.

Что касается России, то в отношении вопросов, связанных с энергией ветров, наша страна занимает срединное положение. С одной стороны — невероятно большая территория и равнины формируют достаточно ровные ветры. Но есть и другая сторона — ветры в России преимущественно медленные, низкопотенциальные. В некоторых районах, особенно малообжитых, наблюдаются буйные ветры, поэтому возможность построить на участке горизонтальный ветрогенератор своими руками для россиян кажется очень привлекательной.

Кроме того, можно сочетать ветровые установки с другими источниками альтернативной энергии, например, с солнечными электростанциями.

Горизонтальные ветрогенераторы: особенности конструкции

Превосходство горизонтальных ветряков над вертикальными в плане КПД особенно сильно проявляется, если речь идет о промышленных масштабах. Однако количество лопастей у горизонтальных ветряков ограничено, чтобы не увеличивать нагрузку на длинную мачту ветрогенератора. В случае, если речь идет о строительстве конструкции больших размеров, велика вероятность, что в какой-то момент давление на крыльчатку с множеством лопастей станет выше допустимых пределов, и в таком случае мачта просто не выдержит нагрузки, сломается. Именно поэтому промышленные турбины имеют обычно не более трех лопастей.

С конструкциями меньшего размера можно экспериментировать: например, в райцентре Михайловское были созданы горизонтальные ветряки, способные давать заряд при ветре три или даже два метра в секунду.

Еще одна особенность горизонтальных ветрогенераторов — возможность их наведения на ветер. Так как направление ветров над земной поверхностью нестабильно, ось вращения ветрогенератора должна быстро корректироваться при необходимости. Крупные конструкции устанавливаются чаще там, где преобладает единственное направление воздушных потоков, поэтому возможность корректирования оси вращения ограничена. В случае с небольшими ветряками используются специальные механизмы — хвостовики, которые корректируют положение ветрогенератора в автоматическом режиме.

Как построить горизонтальный ветряк своими руками

Чтобы обеспечить частный загородный дом энергией, будет достаточно устройства, мощность которого не превышает 1 кВт. При таких параметрах, согласно законодательству РФ, ветрогенератор можно приравнять к бытовому изделию, соответственно, можно смело строить горизонтальный ветряк своими руками, не заботясь о согласованиях в различных инстанциях — для монтажа подобных конструкций не требуются какие-либо сертификаты.

Пример плана строительства горизонтального ветряка

Если решили создать горизонтальный ветрогенератор своими руками, чертежи — первое, с чего следует начать. После того как на бумаге отдельные элементы сольются в одну понятную, логичную схему, можно приступать к строительству. Горизонтальные ветрогенераторы чаще имеют один и тот же состав элементов: высокая мачта (чтобы доставить ветряк на нужную высоту, где ветру не будут мешать ни строения, ни деревья), крыльчатки с парой-тройкой продолговатых пластиковых лопастей. Также конструкция предполагает использование сопутствующей аппаратуры, хвоста (стабилизатор, который в автоматическом режиме будет поворачивать крыльчатку в соответствии с воздушными потоками).

  1. Источник тока. Это могут быть автомобильные , но наиболее простой вариант — установка электродвигателей. Для домашнего ветрогенератора подойдут моторы постоянного тока с 30-100 Вольтами напряжения. Хорошие модели, подходящие для наших целей, выпускает компания Ametek, но можно посмотреть двигатели с подходящими параметрами и у других производителей. Эксплуатируясь в режиме генератора, такие моторы позволяют получить до 50% от заявленного напряжения. Проверить КПД мотора просто — подключите автомобильную лампу на 12 вольт к электрическим выходам и крутаните вал мотора: если технические показатели подходят, лампа загорится.
  2. Лопасти. Для изготовления лопастей можно использовать трубу из пластика. Диаметра в 15-20 см вполне хватит для наших целей. Из куска трубы длиной в 60 см можно изготовить четыре лопасти, но для самодельного ветрогенератора будет достаточно трех. Возьмите пластиковую трубу (например, сантехническую), отрежьте нужную длину плюс несколько сантиметров для обработки в дальнейшем. Получившийся обрезок нужно разделить на четыре одинаковые части — по линии оси. Каждый элемент следует вырезать по заранее подготовленному шаблону (шаблоны, чертежи в большом ассортименте представлены на просторах интернета, так что с поиском особых проблем не возникнет). Для того чтобы улучшить аэродинамические показатели лопастей, кромки необходимо аккуратно зашкурить. Лопасти готовы? Теперь их нужно прикрутить к шкиву из пары дисков, а тот, соответственно, — к валу мотора. После того, как лопасти закреплены, нужно торец ступицы закрыть обтекателем из пластика — это делается для того, чтобы улучшить аэродинамику. 
  3. Основа для флюгера. Делается из деревянного бруса длиной до 600 мм. Если есть выбор, стоит предпочесть брусок из твердых пород древесины. С одной стороны бруска монтируется электродвигатель, с другой — «хвост» из металлического листа. На нижней поверхности бруска нужно закрепить трубчатый отвод для соединения с мачтой, и чуть подальше высверлить отверстие, через которое в будущем сможете вывести кабель ветряка и подключить его к накопителю электроэнергии.
  4. Основание. Для самодельной установки вполне нормальной будет высота в пять-семь метров. Для мачты отличным выбором станет металлическая труба диаметром 50-60 мм. Опору под нижнюю часть можно сделать из толстой фанеры, усилив конструкцию стальным листом. По краям тарелки нужно просверлить 4 отверстия диаметром 12 мм, через них будет осуществляться штыревое крепление к земле. На поверхность опорного основания прикрепляется конструкция из металлических фланцев, патрубков, тройника. Чтобы получить эффект шарнира, резьбовое сочленение между муфтой-тройником и уголками нужно выполнить не до конца — это даст возможность в любой момент спустить или поднять ветрогенератор.  На трубчатый кусок надевается мачтовая труба большего диаметра до упора в ограничитель. Примерно таким же образом нужно соединить верхнюю часть мачты и флюгерную систему ветрогенератора, но в качестве ограничителя в этом случае будут выступать подшипники.
  5. Наконец, последний этап — ветрогенераторная установка поднимается на обозначенную высоту (благодаря шарнирному устройству сделать это будет нетрудно), и мачта фиксируется растяжками. Часто в качестве дополнительного оборудования при установке горизонтальных ветряков используются устройства защиты от шквальных ветров. И это оправдано: сильные порывы ветра способны приводить к скачкам напряжения, что может вывести крыльчатку из строя. Для экстренного торможения применяются устройства, которые отводят ось крыльчатки при шквальных порывах от направления ветра.

Еще один момент: горизонтальные ветрогенераторы нуждаются в регулярном обслуживании, так что, если вы решили сделать горизонтальный ветряк своими руками, уделите внимание выбору места расположения. С одной стороны, в этом месте ветер должен быть наиболее сильным и равномерным (такие условия соблюдаются при установке на высоте), с другой стороны, вы должны иметь доступ к конструкции для обслуживания. Не забудьте про необходимость обустройства молниеотвода и заземляющего контура — ваша предусмотрительность поможет защитить конструкцию от поражения молнией.

Ветрогенератор — как выбрать ветряк

С целью экономии расходов на электроснабжение на производствах и в частных домах устанавливают ветрогенераторы. В данной статье рассмотрим основные характеристики, разновидности и принцип работы ветрогенераторов.

Оглавление:

  1. Устройство и принцип работы ветрогенератора
  2. Разновидности ветряков
  3. Рекомендации по выбору ветрогенератора
  4. Обзор производителей ветрогенераторов

Устройство и принцип работы ветрогенератора

Основные составляющие ветрогенератора:

1. Генератор — преобразователь механической энергии в электрическую. Генератор заряжает аккумуляторные батареи. Чем выше скорость ветра, тем быстрее заряжаются батареи.

2. Лопасти ветрогенератора — часть ветрогенератора, которая подвергается силе ветра, а затем воздействует на генераторный вал.

3. Мачта — устройство на котором крепится генератор и лопасти. От высоты мачты зависит скорость и устойчивость работы ветрогенератора.

Дополнительные компоненты ветрогенератора:

1. Контроллеры — устройство управления ветрогенератором, отвечающее за направление лопастей, особенности заряда аккумулятора, защиту ветрогенератора. Основной функцией контроллера является преобразование переменной энергии в электрическую постоянную.

2. Батареи аккумулятора — приборы для накапливания энергии, которую используют в то время когда отсутствует ветер. Еще одной функцией аккумулятора выступает выравнивание и стабилизация энергии, вырабатываемой генератором. Аккумуляторные батареи обеспечивают электропитание.

3. Анемоскопы или устройства измерения направления ветра — собирают и обрабатывают данные о скорости, направлении и порывах ветра. Анемоскопы устанавливают на более мощных ветрогенераторах, предназначенных для переработки большого количества энергии.

4. Автоматические регуляторы питания предназначены для объединения ветрогенератора, электросети, дизельного генератора или других источников энергии.

5. Инверторы — устройства для переработки постоянного тока в переменный, предназначенный для работы бытовой и электротехники.

При попадании ветра на лопасти ветрогенератора происходит вращение устройства. Во время работы ветрогенератора вырабатывается переменный ток, который попадает в контроллер и перерабатывается в постоянный. Постоянный ток заряжает аккумуляторы, которые обеспечивают электричеством частный дом или большое предприятие. Но, для работы большинства электроприборов необходим переменный однофазный или трехфазный ток, который образуется в инверторе.

Варианты использования ветрогенератора в системе электроснабжения:

  • работа ветряка с аккумулятором в автономном режиме;
  • параллельная работа ветрогенератора на аккумуляторах и солнечных батареях;
  • работа ветрогенератора с параллельным использованием резервного (дизельного, бензинового или газового) генератора;
  • параллельная работа ветрогенератора и обычной электросети.

Преимущества использования ветрогенератора:

  • получение экологически чистой, безопасной и надежной электроэнергии,
  • снижение расходов оплаты за электричество;
  • бесшумность работы устройства;

  • наибольшее количество энергии ветрогенератор производит осенью или зимой, во время большей востребованности электричества для обогрева помещений;
  • цена на ветрогенераторы намного ниже, чем стоимость альтернативных источников получения электроэнергии;
  • возможность ветрогенератора параллельно работать с другими источниками электроэнергии;
  • возможность выбора мощности ветроустановки, в зависимости от типа местности и количества необходимой электроэнергии;
  • возможность использования ветрогенераторов на яхтах или кораблях;
  • потратившись один раз на ветроустановку, обеспечивается электроснабжение минимум на 20 лет.

Разновидности ветряков

В зависимости от размещения турбин выделяют ветрогенераторы:

  • вертикального типа,
  • горизонтального типа.

Ветрогенератор вертикального типа имеет вертикально размещенную турбину, по отношению к поверхности земли, а горизонтальный наоборот. Вертикальный ветрогенератор легко улавливает самые малейшие дуновения ветерка, а горизонтальный — более мощный, по преобразованию энергии.

Разновидности вертикальных ветрогенераторов:

1. Изобретение вертикального ветрогенератора принадлежит шведскому изобретателю Савониусу. Вертикальный ветряк состоит из двух цилиндров, которые имеют вертикальную ось вращения. Независимости от силы и направления ветра вертикальный ветряк постоянно вращается вокруг своей оси. Основным недостатком вертикального ветрогенератора является неполное использование ветровой энергии. Во время исследований было выявлено, что вертикальный ветряк использует только третью часть ветровой энергии.

2. Вертикальный ветряк с наличием ротора Дарье был изобретен на несколько десятков лет позже обычного. Роторный ветрогенератор имеет две или три лопасти и ротор. Ветрогенераторы с ротором просты в изготовлении и легки в монтаже. Главным недостатком такого ветрогенератора является то, что ротор нужно запускать вручную.

3. Ветрогенератор с вертикальной осью вращения и с наличием геликоидного ротора — имеет закрученные лопасти. которые обеспечивают равномерное вращение ветрогенератора. Преимущество: уменьшение нагрузки на подшипники, тем самым увеличение срока службы устройства. Недостатки: высокая стоимость, сложность монтажа.

4. Вертикальный ветрогенератор с наличием многопластного ротора — самое эффективное устройство по переработке ветровой энергии. Имеет сложный ротор, который состоит из большого количества лопастей.

5. Ортогональные ветрогенераторы не требуют большой скорости ветра. Для работы такого устройства подойдет скорость ветра от 0,7 м/с. Ортогональные вертикальные ветроустановки имеют высокие технические характеристики, бесшумное вращение мотора и интересный дизайн. Устройство ортогонального ветрогенератора основывается на вертикальной оси вращения и на нескольких лопастях, которые удалены от оси на определенном расстоянии. Несмотря на большое количество преимуществ, ортогональная ветроустановка имеет недостатки:

  • небольшой строк службы опорных узлов;
  • лопасти более массивные, чем у обычных ветрогенераторов;
  • большой вес установки затрудняет монтаж устройства.

Горизонтальные ветрогенераторы имеют более высокий коэффициент полезного действия. Главным недостатком горизонтальных ветрогенераторов является необходимость в постоянном поиске ветра при помощи флюгеля, который устанавливается отдельно от устройства.

Горизонтальные ветрогенераторы разделяют на:

  • устройства однолопастного типа — характеризуются высокими оборотами вращения, имеют небольшой вес и легкую конструкцию;
  • ветрогенераторы двухлопастного типа — по устройству схожи с однолопастными, только отличаются количеством лопастей;
  • ветряки трехлопастного типа имеют наибольшую мощность около 7 мВт, считаются одними из самых популярных среди ветрогенераторов, предназначенных для дома;
  • многолопастные ветрогенераторы имеют от четырех до пятидесяти лопастей, данные устройства используют для обеспечения работы водяных установок.

В соотношении с количеством лопастей все ветрогенераторы подразделяются на:

  • однолопастные,
  • двухлопастные,
  • трехлопастные,
  • многолопастные.

По материалам, из которых состоит ветрогенераторная установка выделяют:

  • ветрогенераторы парусного типа,
  • ветрогенераторы жесткого типа, изготовлены из стекловолокна или металла.

В зависимости от шагового признака винта ветрогенераторы разделяют на:

  • устройства измеряемого шага,
  • устройства фиксированного шага.

Ветрогенератор на основе изменяемого шага имеет довольно сложную конструкцию, но в то же время увеличенную скорость вращения. Ветрогенератор с фиксированный шагом отличается надежностью и простотой.

Все ветрогенераторы условно разделяют на два вида:

  • ветрогенераторы промышленного типа;
  • домашние ветрогенераторы.

Промышленные ветряки используют для получения большого количества электроэнергии. Для устройства ветрового парка, состоящего из нескольких десятков или сотен ветрогенераторов требуется тщательное обследование местности, которое проводят на протяжении года или двух. Промышленные ветрогенераторы позволяют получать электроэнергию для обеспечения электричеством нескольких десятков домов или определенного производства.

Ветрогенератор для дома — позволяет значительно снизить расходы на электроснабжение и обеспечивает независимость от работы общей электросети.

Рекомендации по выбору ветрогенератора

1. Перед выбором ветрогенератора следует определиться с мощностью и функциональным назначением данного устройства.

2. Внимательно изучите разновидности ветряков и ознакомьтесь с климатическими условиями данного региона, в котором планируется установка ветрогенератора.

3. Определите выходную мощность ветряка, которая напрямую зависит от мощности преобразователя (инвертора). Второе название выходной мощности — пиковая нагрузка — совокупность количества приборов, которые одновременно будут работать с ветрогенератором. То есть, выходная мощность определяется как общая мощность ветряка. Даже при редком, но большом потреблении электроэнергии следует выбирать ветрогенератор с большой мощностью. Чтобы увеличить выходную мощность, следует установить несколько инверторов.

4. Время на непрерывную работу устройства — определяют мощностью аккумулятором, которые устанавливаются на ветряк. При безветренной погоде аккумуляторы обеспечивают помещение электричеством.

5. Темпы заряда аккумулятора определяются мощностью устройства, скоростью ветра, высотой установки и рельефом территории, на которой установлен ветрогенератор. Чем выше мощность ветрогенератора, тем быстрее происходит заряд батарей. При постоянном потреблении электроэнергии или при слабом ветре выбирайте более мощные модели ветряков. Чтобы увеличить скорость заряда батарей, следует подключить несколько генераторов к ветроустановке.

6. Не следует покупать много аккумуляторных батарей, при слабой силе ветра, так как ветрогенератор не успеет заряжать все батареи. Если батареи не до конца заряжаются это приводит к быстрому выходу их строя, поэтому количество батарей следует рассчитывать из потребляемой мощности всех электроприборов в доме.

7. Чтобы ветряк купить, следует обратить внимание на главный фактор — вырабатываемую энергию устройства. Этот критерий указан в технических характеристиках ветрогенератора.

8. Чтобы определить потребляемую мощность дома, в котором будет производиться установка ветряка, следует просмотреть счета за электричество за последние 12 месяцев, и вывести минимальный, средний и максимальный коэффициент потребления энергии.

9. С помощью исследований ближайшей метеорологической станции, узнайте о среднегодовой скорости ветра на предполагаемом участке установки ветряка. Оптимальная работа ветрогенератора обеспечивается при ветре 5 м/с.

10. Лучше устанавливать ветрогенератор как дополнительный источник питания в паре с дизельным или бензиновым генератором.

11. Испытайте ветрогенератор в работе, обратите внимание на уровень шума и необходимость в техническом обслуживании ветряка. Некоторые мощные ветрогенераторы имеют достаточно высокий уровень шума, что приводит к дискомфорту и проблемам с соседями.

12. Средний срок эксплуатации ветрогенератора составляет шесть-семь лет.

13. Лучше отдать предпочтение ветрогенератору, лопасти которого изготовлены из твердых материалов: стекловолокна или металла.

14. Обратите внимание на оптимальную работу ветрогенератора при средней скорости ветра, которая характерна для данного региона.

15. Безредукторные ветрогенераторы намного проще в установке, легко собираются и не требуют дополнительного техобслуживания, в то время как редукторные несмотря на сложность монтажа обеспечивает большую мощность и лучшее качество работы ветряка.

16. Не следует обращать внимание на такие рекламные лозунги о том, что ветрогенератор имеет улучшенную конструкцию, магнитную левитацию или большой контроллер, в большинстве случаи такая реклама, направлена на то, чтобы за обычный ветрогенератор получить больше денег.

17. При покупке ветрогенератора, потребуйте гарантию и выполнение всех обязательств производителя ветрогенераторов перед покупателем. Например, наличие креплений — комплект ветрогенератора, который включает все комплектующие: инверторы, генераторы, аккумуляторы. При покупке данных устройств у разных производителей, риск неправильной работы ветрогенератора увеличивается.

18. Формула расчета мощности ветрогенератора: Р = 0,5 * rho * S * Ср * V3 * ng * nb. Р — мощность ветрогенератора, rho — величина обозначения плотности воздуха, S — величина площади метания ротора, Ср — коэффициент аэродинамического действия, V — величина скорости ветра, ng — радиаторный коэффициент полезного действия, nb — при наличии редуктора. КПД редуктора.

19. Стоимость ветрогенератора напрямую зависит от таких факторов:

  • количество лопастей,
  • мощность аккумуляторов,
  • мощность генератора,
  • количество инверторов,
  • материал изготовления лопастей,
  • наличие редуктора,
  • номинальная мощность ветряка,
  • тип ветрогенератора: горизонтальный, вертикальный,
  • материал, из которого изготовлена установка,
  • наличие дополнительных комплектующих.

Обзор производителей ветрогенераторов

Чтобы ветрогенератор купить, нужно предварительно рассчитать мощность ветрогенератора и потребляемое электричество. После проведения расчетов обратите внимание на стоимость ветряка.

Первые позиции по производству ветрогенераторов занимает Германия, Дания и Франция. Несколько десятков лет назад началось изготовление российских ветрогенераторов, которые, по сравнению с зарубежными моделями, требуют усовершенствования.

Рассмотрим основных популярных производителей ветрогенератовор для дома:

1. AEOLOS (Дания)

Особенности ветрогенераторов AEOLOS:

  • компания занимается разработкой ветрогенераторов более 35 лет;
  • мощность вертикальных ветрогенераторов составляет от 500 Вт до 500 кВт;
  • мощность горизонтальных ветряков — 300-10000 Вт;
  • сфера применения ветрогенераторов: частный сектор, фермерское хозяйство, обеспечение электричеством поселков и школ;
  • высокий уровень выработки электроэнергии;
  • использование генератора без редуктора обеспечивает высокий уровень надежности ветроустановки;
  • небольшая стоимость технического обслуживания;
  • высокий уровень безопасности обеспечивает функция контроля положения устройства ветрогенератора;
  • наличие электронной системы торможения.

Технические характеристики AEOLOS Н 1кВт:

  • величина номинальной мощности: 1 кВт;
  • величина максимальной мощности: 1,5 кВт;
  • выходное напряжение: 48 В;
  • характеристика лопастей: 3 штуки, материал — стекловолокно;
  • особенности генератора: генератор трехфазного магнитноэлектрического типа, который обеспечивает постоянный ток;
  • коэффициент полезного действия: менее 0,95;
  • гарантийный строк: 5лет;
  • максимальный строк эксплуатации: 20 лет.

2. ENERCON (Германия)

Особенности:

  • мощность ветрогенераторов компании ENERCON от 330 Вт до 7,58 мВт;
  • наличие кольцевого генератора;
  • отсутствие трансмиссии;
  • выполнение мировых стандартов качества: надежность и долговечность.

Технические особенности ENERCON Е80:

  • величина номинальной мощности: 80 кВт;
  • величина высоты башни: 53 м;
  • величина номинальной скорости ветра: 12 м/с;
  • минимальная скорость ветра: 3 м/с;
  • максимальная скорость ветра: 30 м/с;
  • количество лопастей: 3 штуки;
  • величина диаметра ротора: 18 м.

3. AMPAIR (Великобритания)

Характеристика сферы использования:

  • катера;
  • лодки;
  • удаленные автономные системы питания.

Особенности:

  • небольшой размер;
  • легкий монтаж;
  • возможность установки на ограниченном пространстве;
  • высокое качество и надежность.

Технические особенности Ampair 100:

  • величина номинальной мощности: 100 Вт;
  • величина напряжения генератора: 12 Вт;
  • характеристика лопастей: 6 штук;
  • необходимая скорость ветра: от 3 м/с;
  • стоимость: 2700 $.

4. Fair Wind (Бельгия)

Особенности:

  • возможность использования в частном доме, отеле, АЗС, на ферме;
  • высокий уровень европейского качества;
  • изготовление лопастей — бельгийское;
  • происхождение генераторов — финское;
  • производством инверторов и контроллеров занимается немецкая компания;
  • произведение тестирования и проверки каждой ветроустановки;
  • максимальные порывы ветра 55 м/с;
  • система безопасности имеет полную автоматизацию;
  • присутствует пассивное аэродинамическое торможение;
  • ветроустановки Fair Wind используют вместе с установками солнечных батарей;
  • большая вариация мощностей поможет подобрать ветроустановку для каждого участка индивидуально.

Технические особенности Fair Wind F16:

  • величина номинальной мощности: 10 кВт;
  • величина диаметра ветроколеса: 4 м;
  • величина номинальной скорости ветра: 15 м/с;
  • минимальная скорость ветра: 3 м/с;
  • количество лопастей: 3 штуки, выполнены из авиационного алюминия;
  • величина диаметра ротора: 18 м;
  • стоимость: 20000 $.

5. Fuller Wind (США)

Особенности:

  • полное отсутствие лопастей;
  • компактность использования;
  • небольшая стоимость, по сравнению с классическими ветрогенераторами;
  • основа ветрогенератора — Турбина Теслы, которая состоит из большого количества металлических дисков, которые разделены кольчатыми прокладками;
  • высокий уровень производительности электроэнергии.

6. Fortiss (Нидерланды)

Особенности:

  • использование: электроснабжение домов, снабжение телекоммуникационного оборудования, водоочистительные системы;
  • обеспечение полной независимости от промышленных источников электроэнергии;
  • возможно совместное использование ветроустановок и традиционных источников электропитания;
  • стабильное электроснабжение и понижение расходов на электричество;
  • простота конструкции и легкость монтажа ветрогенераторов;
  • возможность использования солнечных батарей или дизельных генераторов;
  • низкий уровень шума;
  • высокий уровень безопасности.

Технические особенности Fortiss Montana 5,8:

  • характеристика генератора: генератор синхронного магнитного типа;
  • максимальная скорость ветра: 55 м/с;
  • количество лопастей: 3 штуки;
  • необходимая скорость ветра: от 2,5 м/с;
  • варианты системы торможения: механический, электрический;
  • стоимость: 20000 $.

10 лучших вертикальных ветряных турбин, рассмотренных и оцененных в 2022 году

Если вы заинтересованы в чистой энергии, возможно, вы искали лучшую вертикальную ветряную турбину. Это инновационный, практичный и экономичный продукт, который вы найдете во многих жилых помещениях. Турбина с вертикальной осью проста в установке и использовании. Он также может генерировать энергию бесплатно в течение всей жизни. Еще один плюс в том, что он вообще не требует обслуживания.

Однако найти надежную турбину непросто, потому что их много на рынке.Не волнуйтесь! Сегодня мы поможем вам сравнить различные товары на рынке. У них есть свои определенные плюсы, минусы и качества. Давайте узнаем о них больше в этих обзорах.

Лучшие обзоры вертикальных ветряных турбин

1. Ветряная турбина MAKEMU Energy Mini с вертикальной осью

  • Высокомощная ветряная турбина для тяжелых условий эксплуатации
  • Элегантный и компактный дизайн
  • Простота установки и использования
  • Чистый источник энергии
  • Без обслуживания
  • Не такой мощный, как другие варианты

Владельцы жилых домов, ищущие альтернативный источник энергии, выбирают вертикальный ветрогенератор MAKEMU Energy.Хотя его нельзя использовать в качестве основного источника энергии, он по-прежнему является отличным дополнением к любому дому. Это может сэкономить вам деньги на утилите, если вы разместите ее в месте, где она может быстро и хорошо вращаться.

Ветряная турбина Darrieus Savonius мощностью 1 кВт также проста в установке. Он вообще не требует особых технических знаний. Вам даже не нужно беспокоиться об использовании сложных инструментов или выполнении крутых шагов, чтобы начать работу. Этот элемент является одним из самых простых в установке. Это причина, по которой люди выбирают эту турбину с вертикальной осью.Кроме того, это также для классных лекций или научных проектов. Некоторые студенты также используют его для отчетности.

Малая домашняя мельница также рассчитана на большие нагрузки. Его нелегко сломать или повредить, даже если он часто подвергается воздействию внешних факторов. Выбрав его, вы можете рассчитывать на производительность ветряка для дома. Это даст вам наилучшее соотношение цены и качества, потому что его прочные компоненты могут прослужить долго.

Если вы хотите производить бесплатную и чистую энергию круглый год, вы должны проверить этот товар, который может предложить вам дневную и ночную энергию ветра.Еще одна причина инвестировать в такой ветроэнергетический продукт, как он, заключается в том, что он не производит никакого шума. Вы можете рассчитывать на его бесшумную работу все время.

Также мне понравилось, что у него отличный дизайн. На нем нет ничего лишнего. Он гладкий, компактный и минималистичный. Этот тип турбины также применим для дома. Он может ловить ветер со всех направлений. Тем не менее, вы должны убедиться, что размещаете его там, где он может получить больше ветра.

Эта модель также доступна в версии с 6 лезвиями.Модель Savonious оснащена шестью горизонтальными лопастями. Есть также шесть лопастей для ветряной турбины типа DARRIEUS.

Однако ветряк не может генерировать столько энергии, сколько другие модели. Но тогда он идеально подходит для владельцев жилых домов, которые хотят меньше зависеть от ископаемого топлива для работы некоторых своих приборов. Это также прочный ветряной двигатель, который работает так, как ожидалось.

2. Ветряной генератор с вертикальной осью EOLO 3000

  • Качественные компоненты для длительного использования
  • Простота и компактность
  • Простой монтаж и использование
  • Подходит для жилых домов
  • Можно подарить
  • Не для основного источника питания

Эта ветряная турбина является еще одним качественным продуктом турбин EOLO 3000.Он имеет дизайн, подходящий для начинающих в установке и использовании ветряных генераторов для своих домов. Это может быть то, что вам нужно, если вам нужна простая установка или эксплуатация ветряной турбины. Это эффективно и действенно. Вы также можете пойти на это, если вы ищете ветряную турбину для промышленного или бытового использования. Это может помочь вам генерировать энергию, чтобы вы могли меньше зависеть от ископаемого топлива.

Турбина серии EOLO также подходит для хранения в качестве автономной системы. Вы также можете снизить потребление электроэнергии с помощью системы, подключенной к сети.Вам даже не нужно беспокоиться о каких-либо разрешениях, потому что для этого не требуются национальные или местные разрешения. Небольшой ветряк также настраивается. Вы можете настроить его мощность на 1 кВт, 2 кВт или 3 кВт.

Мне также понравилось, что это гибридная система DARRIEUS + SAVONIUS, что делает ее более эффективной в улавливании ветра. Это одна из самых продвинутых моделей в серии, позволяющая проверить, хотите ли вы получить больше от ветроэнергетической системы.

Кроме того, эта модель подходит для многих приложений.Его также можно использовать для школьных проектов, классов и мобильных домов. Это также может быть для вас, если вы пытаетесь построить автономную систему, в которой вы можете больше полагаться на чистые источники энергии.

Этот продукт также прост в установке. Вы можете сделать это за считанные минуты без каких-либо хлопот. Итак, если вы новичок в области чистых источников энергии, вы можете быть спокойны за простую установку и использование системы. Мне также понравилось, что этот блок предлагает тихую работу. Это не приведет к шуму, который будет раздражать ваших близких или соседей.Он может работать, не отвлекая. Эта модель рассчитана только на < 40 дБ.

Но, несмотря на простоту и простоту использования, он может не подойти тем, кто ищет более мощный генератор. В целом, тем не менее, это один из лучших вариантов в категории за его надежность и производительность. Возможно, вы захотите проверить его дизайн, простоту и долговечность.

3. Вертикальные ветряные турбины SYWAN Micro

  • Можно использовать для научной демонстрации
  • Низкое энергопотребление
  • Идеально подходит для мест со слабым ветром
  • Простота установки
  • Поворот на 360 градусов
  • Нижнее выходное напряжение 5.5 В

Хотите создать проект ветряной турбины своими руками? Хотели бы вы меньше зависеть от электричества? Если вы ответили «да», то, возможно, вы ищете экологически чистый энергетический продукт, такой как этот микроветряк. Каждый набор содержит две ветряные турбины для вашего небольшого проекта.

Этот продукт состоит из двух частей генератора с лопастями двигателя, который идеально подходит для домашних мастеров, которые хотят установить удивительный генератор энергии ветра с чистой энергией. Кроме того, этот элемент предлагает от 100 до 6000 об / мин, поэтому он отлично подходит для захвата ветра в ветряной турбине вертикального типа.Итак, если вы ищете эффективный продукт, который может дать вам больше от установки, вы можете проверить это.

Мне также понравился его гладкий и простой дизайн. Выглядит минималистично и эстетично. С ним вы можете быть уверены, что устанавливаете ветряную турбину, которая не будет отвлекать от дизайна вашей крыши или экстерьера. Тем не менее, я предлагаю вам разместить его в таком месте, где он сможет получать как можно больше энергии ветра.

Ветряная турбина SYWAN также идеально подходит для тех, кто хочет эффективное устройство, обеспечивающее надежную работу.Он также не требует обслуживания, поэтому прост в использовании. А при установке вентилятор имеет диаметр всего 100 мм. Кроме того, он идеально подходит для скорости ветра 5,5 м/с.

Этот товар также является полным комплектом, так что вам не составит труда его установить. Теперь вы можете наслаждаться установкой проекта ветроэнергетики своими руками. Я также хотел бы предложить его тем, кто хочет использовать его в качестве демонстрации для обучающего эксперимента. Вы можете использовать его для повышения осведомленности ваших студентов о чистой энергии и возобновляемых источниках энергии.

Мне также понравилось, что предмет можно поворачивать, что позволяет поворачивать его на 360 градусов под любым углом. Вы можете рассчитывать на это для позиционирования в зависимости от направления ветра. Эта особенность делает элемент более эффективным.

Что касается минусов, некоторые люди считают, что производительность ниже, чем они ожидали. Но все же многие рекомендовали этот продукт по своим отзывам. Этот предмет работает даже при слабом ветре и идеально подходит для научной демонстрации.

4. KISSTAKER 1000 Вт Вертикальная ось двойной спиральной ветровой турбины

  • Качественные и долговечные компоненты
  • Элегантный минималистичный дизайн
  • Простая установка
  • Хорошая выходная мощность
  • Может работать даже при слабом ветре
  • Монтажная стойка не входит в комплект

Одна из самых мощных ветряных турбин KISSTAKER с вертикальной осью является еще одним лучшим продуктом в этой категории.Он предлагает номинальную мощность 800 Вт с максимальной мощностью до 1000 Вт. Кроме того, этот продукт подходит для жилых автофургонов, домов и других мест, где вы хотите установить генератор экологически чистой энергии. Этот продукт имеет номинальное напряжение 12 В или 24 В.

Он также может эффективно улавливать ветер. Модель рассчитана на скорость ветра 11 м/с и стартовую скорость ветра 2 м/с. Кроме того, он имеет легкий вес, весит всего 12 килограммов для своего максимального чистого веса, а диаметр его колес составляет всего 0,9 метра. Этот предмет также имеет пять лопастей, что делает его эффективным для сбора энергии ветра.

Этот продукт также включает монтажные принадлежности, руководство пользователя и пять лопастей ротора. В процессе установки у вас не возникнет никаких трудностей. Вы можете сделать это, даже если у вас нет особых технических знаний. Этот товар поставляется с четкой и простой установкой и использует руководство.

Ветряные турбины также требуют низкой пусковой скорости, в то время как они могут обеспечить высокую энергию ветра. Помимо эффективности, он также отличается стильным и элегантным внешним видом. Он может дополнить любой домашний дизайн и архитектуру.

Также этот продукт имеет низкий уровень вибрации при работе. Он также не издает громких звуков. С ним вам не нужно беспокоиться о каком-либо раздражении от шумного процесса. Он также имеет отличную конструкцию типа фонаря, которая может захватывать столько же ветра.

Эта модель также поставляется с контроллером отслеживания мощности. Он работает, регулируя напряжение и ток. Кроме того, он пыле- и водостойкий, что делает его более прочным.

Эта модель также позволяет сократить трудозатраты, поскольку ее также можно быстро собрать и разобрать.Лопасти имеют новейший дизайн с отличной аэродинамикой. Более того, мне понравилась долговечность материалов. Лезвия изготовлены из качественного нейлона PA66.

Однако обратите внимание, что он не поставляется с монтажной стойкой. В этом случае вы должны купить тот, который совместим с ним. Но тогда найти его будет совсем не сложно. Многие продают его по доступной цене. В целом, ветряной фонарь является одним из самых надежных благодаря своей надежной работе и отличным характеристикам.

5.Бытовой мини-генератор ветряных турбин MAKEMU Energy

  • Идеально подходит в качестве источника экологически чистой энергии
  • Высококачественные ветряные турбины
  • Работает тихо и эффективно
  • Пожизненная экономия
  • Быстрая установка и бесперебойная работа
  • Возможно, не самый мощный из

Выбирая ветряные турбины для жилых домов, подумайте об основных принципах, таких как простая и компактная конструкция, быстрая установка и высокая производительность.Одна из вещей, которая делает ветряные турбины с вертикальной осью отличным выбором, заключается в том, что они практичны, экономичны и просты в установке.

MAKEMU Energy также универсален для применения в саду, доме и на крыше. Вы можете проверить это, если вы хотите начать с экологически чистой энергии для вашего дома. Это отличный способ сохранить природу, потому что он позволяет вам использовать чистый источник энергии, который не зависит от ископаемого топлива.

Кроме того, этот предмет имеет компактный размер, поэтому при установке он не займет много места.Ветряная турбина Multi Blades также идеально подходит для тех, кто ищет бесшумно работающий ветрогенератор. Во время работы не издает раздражающих звуков.

Кроме того, этот элемент эффективен с точки зрения захвата большего количества ветра, даже при слабом ветре, необходимом для старта. Более того, он доступен в версиях, включая 300 Вт, 400 Вт и 500 Вт. Независимо от того, что вы выберете, эта модель может захватывать больше ветра благодаря своей двойной мощности по сравнению с конкурентами.

Если вы хотите уменьшить зависимость от электричества, этот предмет также идеально вам подойдет.Он может генерировать чистую энергию и бесплатно. Энергия ветра доступна постоянно, как и солнечная энергия. Он может производить чистую и возобновляемую энергию. Он может предложить вам чистую энергию на всю жизнь.

Этот продукт также изготовлен из прочных материалов. Он спроектирован и спроектирован так, чтобы служить долго, а также не требует обслуживания.

С другой стороны, ветряной генератор может быть не самым мощным. Тем не менее, это отличный способ начать с экологически чистой энергии.Он также предназначен для длительного использования. Он также изготовлен из высококачественных материалов.

6. Миниатюрный ветрогенератор с вертикальной осью Keproving Модель

  • Хорошее использование ветра
  • Производит значительную мощность
  • Бесшумная работа
  • Простота установки
  • Поставляется в виде полного комплекта

Чтобы спасти мир, нужно помочь детям понять более чистые и эффективные источники энергии.Одним из лучших инструментов, помогающих им в обучении, является мини-генератор ветряной турбины Keproving с вертикальной осью. Это небольшой вертикальный ветряк, который ваш ребенок может установить сам. Самое приятное то, что он оценит, как ветер может быть отличным источником чистой энергии.

Устройство Кепровинг уже включает в себя все, что нужно вашему ребенку для установки ветряной мельницы. Конструкция похожа на анемометр. Длинные вогнутые лопасти позволяют системе собирать как можно больше воздушного потока. Это обеспечивает максимально возможное использование ветра.Ваш ребенок может подуть на лопасти или поставить приспособление перед электрическим вентилятором. Лопасти достаточно большие, чтобы система могла быстро вращаться. Чем быстрее вращение лопастей, тем большую мощность производит устройство.

Это вращение лопастей производит электрический ток, который зажигает светодиодную лампочку на конце проводов. Ваш ребенок будет поражен тем, как сила ветра может зажечь лампочку. Набор настолько прост в сборке, что у детей не возникнет проблем с созданием своего ветряка.Устройство также не производит никакого шума. Этот продукт может стать отличным способом стимулировать творчество вашего ребенка.

Имейте в виду, что Кепровинг предназначен только для образовательных целей. Этот продукт лучше всего подходит в качестве учебного пособия как для детей, так и для взрослых, которые могут не иметь хороших практических знаний о производстве электроэнергии, связанной с кинетической энергией. По крайней мере, устройство может стать хорошей ступенькой на пути к чистой энергии. Вы также должны иметь возможность использовать Кепровинг для питания электрооборудования, если устройству потребуется всего около 5 вольт.

Миниатюрный ветряной генератор с вертикальной осью Keproving — это новый инструмент для обучения молодого поколения чистой энергии. Он также может питать некоторые из их игрушек и несколько ваших электрических устройств. Продукт также может быть отличным инструментом для стимулирования творчества детей и улучшения их навыков решения проблем. Взрослым также понравится простота дизайна Keproving и его низкая цена.

7. Спиральный ветрогенератор HIUHIU 300 Вт 12 В 24 В

  • Эффективное производство энергии ветра
  • Очень быстрое вращение лезвия
  • Компактная конструкция лезвия
  • Работает тише, чем у других марок
  • Прочная и прочная конструкция
  • Дорогой
  • Выходная мощность может быть недостаточной для некоторых людей

Люди, которые хотят построить вертикальную ветряную турбину своими руками для своего дома, должны рассмотреть спиральный ветряной генератор HIUHIU.Это продукт, который может использовать энергию ветра и преобразовывать ее в электрический ток для бытового использования.

Что нам нравится в HIUHIU, так это его спиральный дизайн. Он не требует слишком много места, сохраняя при этом способность производить электричество за счет энергии ветра. Многие ветряные турбины на рынке занимают несколько футов в диаметре. При использовании таких продуктов пространство, необходимое для размещения множества ветряных турбин, огромно. Это не относится к HIUHIU.Ветряк никогда не будет мешать вращению соседних турбин.

Лопасти устройства длинные и имеют спиралевидную форму. Каждая лопасть имеет характерную форму крыла самолета. Это позволяет лезвию вращаться без усилий, а также сводит к минимуму шум. Конструкция крыла улучшает аэродинамическую эффективность лопастей. Это помогает в производстве большей мощности из-за легкого вращения системы.

HIUHIU выдерживает сильный ветер до 25 метров в секунду.Этого достаточно, чтобы генерировать энергию для использования простых электроприборов. Он также может заряжать аккумуляторные системы на 12 В и 24 В. Этот продукт является отличной резервной копией солнечной системы.

Некоторым людям достаточно выходной мощности HIUHIU.

Впрочем, 300 Вт большинству часто бывает недостаточно. Вам придется установить несколько HIUHIU, если вы хотите, чтобы ветер питал остальную часть вашего дома. К сожалению, это не так практично. HIUHIU очень дорогой. Установка десяти из них обойдется вам где-то в 5-значном диапазоне.Один из способов снизить стоимость — это купить ветряной двигатель с вертикальной осью HIUHIU на продажу.

Спиральный ветряной генератор HIUHIU — это хорошая инвестиция для домов, которые хотят отказаться от традиционных источников электроэнергии. Это эффективная система, которая может питать небольшие электроприборы. Установка множества этих турбин может обеспечить электроэнергией весь дом, если у кого-то есть на это финансовые ресурсы.

8. Замечательный онлайн-генератор ветряных турбин с вертикальной осью

  • Надежное и эффективное производство энергии ветра
  • Адекватная защита от сильного ветра
  • Может использоваться для различных целей
  • Поставляется с сертификатами качества
  • Долгий срок службы

Если вам нужна надежная вертикальная ветряная турбина для домашнего использования, вам следует рассмотреть ветряной генератор с вертикальной осью от Wonderful Online.Этот продукт столь же революционно выглядит, сколь и высокоэффективен. Это может быть отличная резервная копия существующей солнечной системы или автономный источник питания для домов, ориентированных на экологически чистую энергию.

В основе Wonderful лежит технология магнитной левитации, улучшающая вращательные способности турбины. Магнит устраняет сопротивление, типичное для обычных турбин. Устранение вращательного трения увеличивает способность Wonderful использовать энергию ветра.Вам нужна только умеренная скорость ветра 1,5 метра в секунду, чтобы вращать лопасти.

Чудесный тоже очень крепкий. Он способен выдерживать скорость ветра до 45 метров в секунду. Если скорость ветра возрастает, есть встроенный механизм, который позволяет убирать лопасти, чтобы защитить их от ураганного ветра. Другие бренды не имеют такого защитного механизма. Единственный способ защитить ветряную турбину во время грозы — это снять ее и хранить в доме.

Превосходно спроектированный ветряной двигатель, рассчитанный на срок службы до 2 десятилетий. Другие системы уже через несколько лет использования начинают проявлять признаки деградации. Вы можете использовать систему в своем доме, на лодке или в других условиях, где достаточно силы ветра для вращения лопастей. Также полезно знать, что этот продукт имеет сторонние сертификаты качества. Есть компании, которые не подвергают свою продукцию строгому контролю качества. Замечательный делает.

Эта ветряная турбина в два раза массивнее, чем средние ветряные турбины для жилых домов, представленные на рынке.Мы можем только предположить, что включение магнитного материала объясняет вес устройства. Чудесный ветряной генератор также стоит дорого. Опять же, технологии, интегрированные в дизайн продукта, могут объяснить его непомерно высокую цену.

Чудесный ветряной генератор с вертикальной осью — это надежная система для любого домашнего хозяйства, использующего чистую энергию для питания своих устройств. Он отличается современными технологиями и футуристическим дизайном. Он также работает исключительно хорошо.

9.KISSTAKER 4000W 5-лопастной фонарь ветровой турбины генератор

  • Высокая выходная мощность
  • Высокоскоростное и эффективное вращение
  • Выдерживает сильный ветер
  • Доступный
  • Работа с низким уровнем шума
  • Не поставляется с монтажной стойкой
  • Без защиты от ураганного ветра

Генератор ветряной турбины KISSTAKER Lantern — это доступный комплект вертикальной ветряной турбины для обычных домов.Несмотря на то, что цена ниже, чем у большинства ветряных генераторов на рынке, KISSTAKER является одним из самых мощных. Эта система может производить энергию, достаточную для питания всего дома.

Что нас больше всего удивило в KISSTAKER, так это дизайн его лезвий. В каждой секции лопасти имеется по две лопасти серповидной формы. Внешнее лезвие больше, чем внутреннее лезвие. Мы не уверены, может ли эта конструкция обеспечить такое же количество энергии ветра, если лопасти примерно одинакового размера.Тем не менее, лезвия изготовлены из нейлона, армированного волокном. Это дает KISSTAKER возможность выдерживать сильные ветры до 45 метров в секунду.

Система включает в себя магнитную технологию, которая способствует более эффективному производству энергии. Магнит устраняет трение и улучшает инерцию турбины при вращении лопастей вокруг своей оси. Магнитная технология также сводит к минимуму шум, исходящий от двигателя. При вращении на максимальной скорости KISSTAKER может генерировать 4000 Вт или около 3500 Вт в среднем в день.Это примерно в десять раз больше, чем могут производить другие ветряные турбины. Достаточно обеспечить электроэнергией разные приборы одновременно.

Мы признательны KISSTAKER за то, что в комплект поставки входит монтажное оборудование.

К сожалению, в комплект не входит монтажная стойка. Однако для большинства потребителей это не имеет большого значения. Вы всегда можете приобрести монтажную стойку, которая больше соответствует вашим потребностям. Что может стать настоящим препятствием, так это отсутствие механизма защиты лопастей от сильного ветра.KISSTAKER не имеет механизма втягивания лопастей, который может защитить лопасти от ураганного ветра. Единственный способ защитить систему — отключить ее во время сильной грозы.

Генератор ветряной турбины KISSTAKER Lantern — хороший вариант для домохозяйств, которые хотят сэкономить больше своих сбережений. Система может генерировать больше энергии, чем несколько других систем вместе взятых. И когда вы добавите этот блок к существующей солнечной системе, вы будете знать, что у вас есть чистая энергия, которая питает ваш дом на долгие годы.

10. Ветряной генератор AIBOAT мощностью 600 Вт

  • Надежное производство энергии ветра
  • Легкая и прочная конструкция лезвия
  • Устойчивость к сильному ветру
  • Долгий срок службы
  • Доступный

Генератор ветровой турбины AIBOAT — хороший продукт для людей, которым нужна более доступная система для использования энергии ветра.Это ветряная турбина с вертикальным доступом, которая может генерировать достаточно электроэнергии для питания небольших бытовых приборов. Установка нескольких таких ветряных турбин может обеспечить дом чистой энергией для различных целей.

Этот ветряк имеет три длинных лопасти, которые образуют спираль вокруг центральной оси. Лопасти образуют тройную спиральную конструкцию, которая может выглядеть потрясающе при установке вне дома. Хотя лопасти имеют более узкий профиль, чем у турбин аналогичной конструкции, это компенсируется за счет интеграции мощной технологии магнитной левитации.Это обеспечивает более тихую и эффективную работу.

Компания AIBOT также спроектировала свой ветряной электрогенератор так, чтобы он был таким же прочным, как и любая другая система. Выдерживает сильный ветер до 40 метров в секунду; хотя мы видели продукты, которые выдерживают ветер до 45 м/сек. Он также начинает вращаться при скорости ветра всего 1,3 метра в секунду. Этого достаточно, чтобы дать системе возможность генерировать до 600 Вт.

Компания спроектировала ветряной двигатель максимально легким.Это удивительно. На рынке есть аналогичные продукты, которые более чем в два раза тяжелее AIBOAT. Установка ветряка должна быть легкой. Он может дополнить вашу существующую солнечную систему, чтобы обеспечить питание вашего садового освещения и других бытовых электронных устройств. Этот продукт также может быть хорошим генератором энергии для лодок, транспортных средств для отдыха и кемперов.

Класс защиты корпуса AIBOAT от внешних воздействий не обеспечивает достаточного спокойствия. Минимум IP67 был бы отличным, если вы хотите, чтобы эта ветряная турбина была постоянным приспособлением вне вашего дома.В целом, это более доступно, чем аналогичные системы, а также может обеспечить вас надежной и чистой энергией.

Что такое вертикальная ветряная турбина и для кого она предназначена

Одной из самых инновационных технологий экологически чистой энергии, которая продолжает совершенствоваться, является ветряная турбина с вертикальной осью. Также называемая VAWT, это развивающаяся турбина для жилых помещений, которую выбирают многие люди. Это те, кто хочет создать экологически чистое энергетическое решение для своих домов. Как и описанные выше, самодельные ветряные турбины с вертикальной осью устанавливаются быстро и просто, поскольку они имеют базовую конструкцию.В этом случае люди с нулевым опытом установки ветроэнергетической системы для своего дома идут за ней.

Комплект ветряной турбины, сделанный своими руками, отлично подходит для установки во многих жилых помещениях. Тем не менее, вы должны убедиться, что в вашем районе дует сильный ветер. Или же вы можете быть разочарованы тем, что ветровая система не обеспечивает то, что она должна обеспечивать. Тем не менее, ветряная турбина идеально подходит для людей, которые хотят использовать экологически чистый источник энергии для своих домашних энергетических потребностей, а также снизить потребление электроэнергии.

VAWT практичен и экономичен. Он также эффективен и тих. Он не производит много шума. Некоторые даже работают на уровне менее 45 децибел. Таким образом, в этом случае домашняя ветряная турбина с вертикальной осью также предназначена для тех, кто хочет альтернативное энергетическое решение, которое не приводит к шуму. Кроме того, ветряная турбина также предназначена для людей, которым нужна система без обслуживания. Многие из представленных ранее ветряных турбин, сделанных своими руками, не требуют очистки и обслуживания.

Как это работает

Вертикальные ветряные генераторы работают безотказно.Он вращается вокруг вертикальной оси, чтобы поймать ветер. Однако у него разные стартовые скорости и число оборотов в минуту. Он варьируется от одной модели к другой и зависит от выходной мощности, которую можно генерировать. Эти вертикальные ветряные турбины также бывают разных цветов, размеров и форм. Движение похоже на вращение монеты.

Эта турбина отличается от ветряной турбины с горизонтальной осью положением лопастей. Например, лопасти HAWT находятся сверху. Затем генератор находится у основания башни вертикальной ветряной турбины, а его лопасти оборачиваются вокруг вала.

Турбина нагнетает воздух в ступицу, а затем превращается в генератор энергии. Это означает, что воздух проходит через лопасти системы, а затем закручивается в генератор ветровой системы посредством вращательного движения.

Однако нужно помнить, что количество лопастей агрегата также влияет на то, сколько энергии ветра будет получать агрегат. В этом случае более высокое число также означает более мощную способность захвата ветра.

На этой модели положение лопастей тоже другое.Генератор удерживает основание башни, а лопасти накручиваются на его вал. Тем не менее, все больше людей используют этот стиль ветряных турбин, потому что они позволяют размещать их ближе к земле. Это качество делает сделку VAWT жилой.

С точки зрения доступности, этот тип также более доступен в обслуживании, если требуется какое-либо обслуживание, чем ветряная турбина с горизонтальной осью. Проблема, однако, в том, что этот стиль может не создавать столько энергии, сколько другой тип.Другое дело, что у него может быть меньший срок службы из-за турбулентного воздушного потока. А для максимального использования энергии ветра и турбулентности установка на крыше может быть более практичной при удвоенной скорости ветра.

Какие существуют типы вертикальных ветряных турбин

Теперь вы можете спросить: «Какие бывают типы вертикальной конструкции ветряной турбины?» Вы можете выбрать и установить ветряную турбину в вертикальном положении в желаемом стиле.

Ветряная турбина Дарье

Эта модель, также называемая турбиной для взбивания яиц, была изобретена еще в 1931 году Жоржем Дарье.Эта модель представляет собой высокоскоростную машину с низким крутящим моментом, которая может генерировать переменный ток. Обычно требуется ручное нажатие. Таким образом, для поворота требуется внешний источник энергии, поскольку пусковой момент низкий. Эта модель имеет две вертикальные лопасти, которые вращаются вокруг вертикального вала.

Хотя он эффективен, он может быть не таким надежным. Опять же, для запуска требуется внешний источник питания. Таким образом, может быть лучше выбрать турбину, имеющую как минимум три лопасти. Вам может понадобиться структура, которая соединит этот стиль рядом с верхним подшипником.

Ветряная турбина Савониуса

Другой тип ветряной турбины с вертикальной осью, этот стиль представляет собой машину с высоким крутящим моментом, но с медленным вращением. Это как минимум с двумя ложками. Он может предложить низкоэффективную, но высоконадежную турбину. В этом стиле также используется перетаскивание. Таким образом, он не может вращаться быстрее, чем ветер.

Тем не менее, вертикальный ветряк может быть лучшим вариантом для вас, если вы находитесь в районе с сильным ветром. Это также для вас, если вы ищете ветряную турбину с автоматическим запуском.По размеру он обычно более значителен, чем исходный стиль. Но тогда вертикальная ось этой турбины нуждается в ручном запуске. Его низкая скорость обычно увеличивает стоимость, а также снижает эффективность.

Преимущества и недостатки использования вертикальной ветряной турбины

Какие плюсы и минусы установки вертикального ветряка? Как чистый и возобновляемый источник энергии, он не загрязняет окружающую среду. Энергия ветра также бесплатна и не ограничена.Энергия, которую он производит, не зависит от ископаемого топлива.

Эта ветряная турбина также требует меньше обслуживания, потому что в ней меньше компонентов. При меньшем количестве деталей ожидается меньше поломок и износа. Он также не требует большой прочности опорной башни.

Любое направление ветра также может вращать лопасти, потому что эта система может обеспечивать подачу воздуха со всех направлений. Таким образом, они могут работать даже в слабоветренных районах.

Масштабируемость — еще одно преимущество этой системы.Его можно уменьшить до меньшего размера, чтобы он поместился на крыше. Кроме того, стоимость ветряной турбины с вертикальной осью дешевле, чем с горизонтальной осью. Он также прост в установке и использовании. Некоторые модели также компактны и легки, что облегчает транспортировку.

Также не представляет вреда для птиц и людей, так как их лопасти не скоростные. Он также работает даже при переменном ветре или экстремальной погоде. Вы также можете использовать его, даже если вы находитесь в гористой местности. В большинстве случаев для установки вертикальных и самодельных систем не требуется разрешения властей.Наконец, он тихий, не вызывающий беспокойства даже в городе и многолюдных кварталах.

Недостатки

Его эффективность может быть меньше по сравнению с производством энергии, потому что не все лопасти могут создавать крутящий момент одновременно. Некоторые лезвия толкаются вперед. Когда лопасти вращаются, также требуется перетаскивание.

Кроме того, некоторые из этих систем могут не работать должным образом в районах с низкой скоростью ветра. В этом случае вы должны правильно сформулировать свои ожидания, а также определить, какая ветровая система подходит вам или целесообразна ли ветровая система в вашей ситуации.

Некоторые модели также могут быть шумными из-за вибрации. Эта ситуация может увеличить шум турбины. Воздушный поток на уровне земли также влияет на турбулентность и увеличивает ее, что в конечном итоге увеличивает вибрацию. Если это будет продолжаться, подшипник может изнашиваться, что потребует большего обслуживания и, возможно, более высоких затрат.

Как мы выбирали и тестировали

Если вы хотите найти правильный VAWT для ваших нужд, вам следует тщательно рассмотреть ваши варианты. Он начинается с определения характеристик, которые необходимо учитывать при рассмотрении нескольких систем в данной категории.Посмотрите на эти вещи, чтобы помочь вам выбрать тот, который соответствует вашим потребностям.

Отзывы

Не все ветряные турбины одинаковы. Вы должны прочитать отзывы, чтобы узнать отзывы людей, которые использовали эти ветроэнергетические системы. Эти обзоры дадут вам представление о надежных и ненадежных системах. Реальные клиенты также могут предоставить вам информацию о качественных ветряных турбинах, которые могут обеспечить вам наилучшие результаты.

Требования к высоте

Каковы ограничения по высоте в вашем районе для ветряных турбин с вертикальной осью? Если вы живете в городе, вы можете проверить ограничения по высоте конструкции.Проконсультируйтесь с комитетом по зонированию, районной ассоциацией и местными судами в вашем районе. Они могут помочь вам выяснить ограничения по высоте, которым необходимо следовать. Кроме того, вы также должны соблюдать вопросы зонирования, которые могут помешать вам установить ветряную энергетическую систему.

Место установки

Кроме того, вы должны подумать о месте и способе установки турбины. Это поможет вам выбрать правильную систему и использовать ее для достижения наилучших результатов. В этом случае вам также следует подумать о доступном пространстве, необходимом для установки, если вы хотите установить его для домашнего использования.С другой стороны, вы можете выбрать модель для установки на крыше, если хотите установить ее рядом с вашим домом.

Компания с хорошей репутацией

Приобретите качественную турбину известной компании. По этой причине вы также должны прочитать отзывы реальных клиентов, которые использовали эти продукты. Опять же, они могут предложить вам отличную информацию о надежности одного продукта. Кроме того, выбирайте проверенных производителей, таких как те, которых мы упоминали в обзорах ранее. Они существуют уже довольно давно и стремятся предлагать качественные системы своим клиентам.

Долговечные компоненты и общая конструкция

Перед покупкой проверьте общую конструкцию изделия. Если возможно, сравните те, которые защищены от атмосферных воздействий и пыли.

Установка

Товар, который вы покупаете, должен быть прост в установке. Некоторые из этих предметов уже поставляются с монтажной стойкой; другие нет.

Здесь у вас есть кое-что, что следует учитывать при сравнении вашего выбора. Они могут быть отличным способом начать процесс выбора.Опять же, проверьте общую конструкцию, установку, дизайн, отзывы и авторитетную компанию.

Часто задаваемые вопросы

Какие марки вертикальных ветряных турбин пользуются наибольшим доверием?

Помимо того, что нужно проверить, упомянутого ранее, также будет разумно проверить наиболее надежные марки ветряных турбин. Это добавит вам душевного спокойствия, потому что вы можете быть уверены, что бренды пользуются хорошей репутацией в поставке высококачественной продукции своим клиентам.К числу доверенных относятся MAKEMU, EOLO 3000 и KISSTAKER. Это бренды с самым высоким рейтингом в своей категории. Их выбирают многие домовладельцы, учителя и любители ветроэнергетики своими руками.

Сколько энергии производит вертикальный ветряк?

На этот вопрос нет конкретного ответа. Мощность вертикального ветряного двигателя зависит от скорости ветра, проходящего через ротор. Например, массивная ветряная турбина мощностью 2,5–3 МВт может производить до шести миллионов кВтч в год.Этого достаточно, чтобы обеспечить электроэнергией не менее 1500 домохозяйств. Но для самодельных и небольших ветряных турбин, которые мы здесь представили, выходная мощность намного, намного ниже.

Как установить и использовать?

Установка может различаться в зависимости от модели и марки. Для получения подробной информации вы можете проверить руководство пользователя, которое поставляется с купленными вами ветряными турбинами. Вы можете просто внимательно следовать этим шагам, чтобы установить и завершить его за считанные минуты. Некоторые избранные модели не поставляются с монтажной стойкой.Проверьте это, сравнивая свои варианты. Возможно, вам придется купить его, если то, что вы купили, не подходит к нему.

Как ухаживать и чистить?

Эти ветряные турбины не требуют технического обслуживания, так что это не будет проблемой для многих ветряных турбин, сделанных своими руками, в обзорах ранее. Тем не менее, вы можете обратиться к руководству пользователя для любой конкретной процедуры обслуживания от производителя.

Где купить?

Некоторые места, где можно купить вертикальные ветряные турбины, включают Amazon, Lowes, Walmart и home depot.В этих источниках можно найти широкий ассортимент вертикальных ветряных турбин для бытового использования. Другие места — это магазины экологически чистой энергии и веб-сайты производителей. Однако, прежде чем добавлять продукт в корзину, вы должны выяснить, какие характеристики вы хотите, чтобы ваши ветряные турбины имели.

Заключение

Поиск лучшей вертикальной ветряной турбины может быть менее напряженным и сложным, если вы знаете, что искать и сравнивать. Начните с процесса сравнения с избранными обзорами лучших предложений в категории.У каждого из них есть свои уникальные качества и недостатки, которые вы можете взвесить, изучая варианты. Используя правильный ветряной двигатель для ваших нужд, вы можете получить больше от своей покупки и быть довольным процессом. Он прост в установке, эксплуатации и не требует особого ухода. Это также высокое качество и долговечность для длительного использования и производительности. Ветряная турбина также практична, экономична и экономит бюджет. Купите вертикальный ветряк уже сегодня!

Лучшие вертикальные ветряные турбины на 2022 год – ресурс чистой энергии

Мы знаем, что существует идеальная ветряная турбина, которая идеально подойдет вам.Наш гид покажет вам лучшие вертикальные ветряные турбины на 2022 год и предоставит вам информацию, необходимую для поиска лучшей ветряной турбины для питания вашего дома.

Содержание

1. Миниатюрный ветряной генератор Keproving с вертикальной осью Модель

Наш рейтинг: 9 / 10

Узнать цену на Amazon на 2020 год. Согласно спецификациям продукта, вы можете изучить принцип выработки физической энергии и провести научно-образовательный эксперимент «Сделай сам», используя модель мини-генератора ветряной турбины Keproving с вертикальной осью.

Из-за небольшого размера может быть подключен к низковольтным устройствам постоянного тока.

Может свободно вращаться в зависимости от направления ветра, а также отношения сопротивления скорости ветра;.

2. 2шт. DC 0.1V-5.5V 100-6000RPM Микро вертикальные ветряные турбины

Наша оценка: 6/10

Проверить Цена на Amazon

Prov:

  • Низкая цена
  • Надежный
  • может быть используется для питания светодиодных ламп 3-5 В

Может быть трудно найти.Поиск «вертикальные микро ветряные турбины»

Эти вертикальные микро ветряные турбины — мое новое потрясающее открытие, которое я с энтузиазмом исследовал и тестировал с тех пор, как нашел их.

Они генерируют энергию от ветра в помещении (без батарей или настенных адаптеров), перемещают достаточное количество воздуха и могут питать светодиодное освещение.

3. Генератор ветряных турбин с вертикальной осью 400 Вт постоянного тока 24 В

Наш рейтинг: 6 / 10

Проверить цену на Amazon просты в установке

  • Они поставляются с контроллером, который регулирует скорость лопастей турбины
  • Минусы:

    • Они не могут генерировать много энергии
    • Они хороши для низких скоростей ветра
    • Вам нужно добавьте свой собственный контроллер, чтобы он был полезен

    Вертикальная турбина Greenen 350 Вт 12 В постоянного тока с контроллером пригодится, когда вы хотите, чтобы ваши устройства получали дополнительную мощность.Он будет запускать ваш вентилятор, сигнальные огни, а также может заряжать большие батареи.

    4. Aiboat 600 Вт Ветровая турбина Силовой генератор Вертикальный Maglev Бесщеточный Бесплатный контроллер

    Наш Рейтинг: 6/10

    Проверить Цена на Amazon

    Provacts:

    • Compact
    • , Эффективные и экологически чистые
    • Энергосбережение

    Минусы:

    • Дорого
    • Ограничено одним сезоном

    Этот ветрогенератор уникален тем, что он разработан на основе технологии ветряной турбины с вертикальной осью.В то время как турбины с вертикальной осью считались неэффективными из-за отсутствия горизонтальной платформы для установки генератора, AIBOAT использовал оригинальную систему магнитной левитации, которая позволяет турбине стоять прямо в воздухе и плавать.

    Используя систему магнитной левитации, AIBOAT устранил износ ротора и электрогенератора, который часто был серьезной проблемой в ветряных турбинах горизонтального вращения. В AIBOAT технология левитации также обеспечивает большее преобразование ветра, что означает, что турбина может вращаться с более низкой скоростью ветра, чем турбины горизонтального вращения.

    Ветряная турбина с вертикальной осью AIBOAT 600WO легко устанавливается на крыше вашего дома или дома на колесах. Он не требует технического обслуживания, так как нет движущихся частей, которые могут изнашиваться. Кроме того, материалы экологически чистые, и это элегантный и стильный предмет художественного оформления. Это действительно может добавить уникальный характер вашему месту жительства.

    5. EOLO 3000 Малый ветряной генератор с вертикальной осью Ветряная мельница Darrieus Savonius 3KW

    Наш рейтинг: 5 / 10

    Проверить цену на Amazon Низкая стартовая нагрузка идеальна для районов со слабым ветром. На протяжении многих лет ветряная турбина SpinGen была лучшей покупкой из-за ее доступности и простой функциональности.Однако для тех, кто хочет еще более эффективный вариант, я решил добавить в этот список ветряную турбину Savonius, которая похожа на SpinGen, но с лучшими характеристиками при слабом ветре.

    6. KISSTAKER 1000 Вт ветряной электрогенератор Фонарь с вертикальной осью Двойная спиральная ветряная турбина 5 ветряных лопастей DC 12V/24V

    Наш рейтинг: 4 / 10 для удовлетворения различных потребностей

  • Премиум-материал
  • 30-дневная гарантия возврата денег и 12 месяцев гарантии
  • Мощный 12В/24В с ветровой энергией 24 часа в сутки
  • Низкий уровень шума, низкие эксплуатационные расходы, безопасность, энергосбережение, высокая производительность, С низким содержанием углерода.Высокая эффективность
  • Простая установка, подходит для кемпинга, рыбалки, фермы, аварийного резервного копирования, офиса, дома и т. д.
  • 4 / 10

    Проверить цену на Amazon

    Спиральный ветряной генератор HIUHIU мощностью 300 Вт, 12 В/24 В, безусловно, является одним из лучших вертикальных ветряных двигателей на 2020 год. Этот продукт разработан и произведен в Китае. Эта турбина подходит как для маленьких, так и для больших домов.

    Вес этой турбины составляет всего 24,3 фунта. Он идеально подходит для домов, где не хватает места для хранения, потому что его можно легко сложить и хранить. Эта турбина имеет передовую технологию, которая позволяет легко и эффективно установить ее. Напряжение 12 В/24 В очень гибкое. Это позволит вам защитить ветряную турбину, обеспечивая электричеством ваш дом.

    Он поставляется с внутренним вентилятором, который является очень важной частью. Вентилятор изготовлен из алюминия и очень прочный.Существуют специальные магниты для питания турбины. Это поможет преобразовать ветер в электричество.

    8. MAKEMU Energy Mini Home Ветряной генератор с вертикальной осью 500/750 /1000 Вт Малая бытовая мельница Darrieus Savonius 1KW

    Наш рейтинг: 3 / 10 Генерирует до 1000 Вт

  • Чрезвычайно легкий вес всего 12,5 фунтов
  • Его нелегко сломать
  • Этот плавучий ветряк может быть лучшим выбором для тех, кто хочет генерировать энергию на бытовом уровне для хижины, дома или даже лодка.

    Тем не менее, Makemu Energy Mini Home Ветряной генератор с вертикальной осью 500/750/1000 Вт Малая бытовая мельница Darrieus Savonius 1KW Off Grid очень большой и требует тщательного крепления к прочной конструкции.

    Для тех из вас, кто заботится об окружающей среде и надеется шагнуть в мир зеленой энергии, эта ветряная турбина мощностью 900 Вт чрезвычайно безопасна для окружающей среды и требует минимального обслуживания.

    9. KISSTAKER 4000 Вт 5 лопастей Фонарь ветровой турбины Генератор с вертикальной осью Домашний энергетический комплект Черный

    Наша оценка: 1 / 10

    Проверить цену на Amazon лопатки отдельно.Это удобно, поскольку позволяет выбирать шаг лопастей. В свою очередь, это позволяет вам создавать собственные лезвия, которые будут дуть в любом направлении, в зависимости от вашего местоположения.

    Он также имеет отдельный регулятор, который предотвращает слишком быстрое вращение лопастей ветряной турбины, что делает его более безопасным. Это также очень здорово, потому что очень легко прикрепить лопасти к генератору ветряной турбины.

    Ветряной генератор очень красивого черного цвета, который выглядит фантастически.Кроме того, если вы ищете ветряной генератор, который может работать от сети, это лучший выбор для вертикального ветряного двигателя на 2020 год. / 500 W SAVONIUS MULTI BLASTS

    Наш Рейтинг: 1/10

    Проверить цену на Amazon

    Provact:

    • Compact
    • Silent и Safe
    • Стоимость эффективен
    • Низкое обслуживание

    Часто задаваемые вопросы ( FAQ)

    Вертикальные ветряки лучше?

    Вертикальные ветряные турбины лучше, чем традиционные горизонтальные ветряные турбины, потому что они «улавливают» больше ветра.Со временем даже горизонтальные ветряки становятся менее эффективными. Вертикальные ветряные турбины, как правило, более доступны по цене и занимают меньшую площадь, чем горизонтальные ветряные турбины.

    Какой ветряк самый эффективный?

    Как и в большинстве случаев в жизни, вы получаете то, за что платите — высококачественные, высокопроизводительные и высокоэффективные ветряные турбины, как правило, дороги и рекомендуются только для серьезных сборщиков энергии.

    Тем не менее, некоторые более простые и дешевые турбины, безусловно, могут помочь вам использовать энергию ветра, даже если вы не заинтересованы в том, чтобы стать автономной энергетической компанией.

    Учитывая все обстоятельства, самые эффективные вертикальные ветряные турбины:

    Самые дорогие. Стоит отметить, что самые дешевые турбины часто используют более старые конструкции, которые менее эффективны. С другой стороны, современные вертикальные ветряные турбины достигают передовой эффективности (в частности, 100% на крейсерских скоростях), даже если они имеют премиальную цену.

    Каковы наиболее благоприятные места для установки ветряных турбин?

    Ветряные турбины можно установить практически где угодно, найти подходящее место не составит труда; однако есть определенные области, которые обеспечат лучшие результаты.

    Ветряные турбины работают лучше всего, если они установлены высоко над землей, оптимальной является высота примерно 30-100 футов, поскольку турбулентность ветра будет меньше.

    Если вы решите установить турбину на своем участке, обратите внимание на высоту вашего дома.

    Если вы живете недалеко от океана и собираетесь устанавливать башню прямо там, где дует ветер с моря, вы, скорее всего, будете разочарованы результатами. Падение мощности ветра на 45% в пределах полумили от океана является обычным правилом для этого места.Блокирующие ветер эффекты океана быстро повлияют на любую морскую ветряную электростанцию.

    Насколько большой мне нужен ветрогенератор?

    Прежде чем купить ветрогенератор для своей фермы, важно знать, сколько энергии вам нужно для выработки; если вы этого не сделаете, то у вас на крыше будет лежать бесполезная дорогая игрушка. Как правило, вы можете рассчитать, сколько энергии вам нужно для производства, по этой формуле:

    Заключение

    Это прекрасное время для использования солнечных батарей.В последние годы солнечная промышленность росла невероятно быстро, и рост рынка будет продолжаться! Приятно находиться в новой технологической области, которая меняется каждый день. Мы надеемся, что в этом руководстве содержится достаточно информации, чтобы помочь вам решить, какая вертикальная ветряная турбина лучше всего подходит для вас и ваших потребностей.

    Наша рекомендация

    (PDF) Малые ветряные турбины с вертикальной осью для повышения энергоэффективности зданий

    энергетические здания (ZEB),

    сократить потребление ископаемой энергии и сократить выбросы углерода

    в городских районах.

    Помимо фотогальванических систем, в настоящее время турбины с вертикальной осью ветра

    , бизнес которых растет во всем мире, становятся

    особенно интересными из-за потенциала производства

    энергии и интеграции в здания.

    Эти небольшие ветряные генераторы (200 Вт — 10 кВт) могут использоваться как автономные системы

    или как системы, подключенные к сети, и обе могут быть соединены с другими системами преобразования энергии, такими как фотогальваника

    .

    Небольшие ветряные турбины высотой от 2 до 10 метров могут быть

    размещены на крышах, на улицах или в садах, они имеют относительно

    незначительное визуальное воздействие и способны производить энергию даже из

    скромных потоков ветра. Кроме того, небольшие ветряные турбины

    также могут быть подключены к системам уличного освещения (умное освещение).

    В статье представлен анализ различных типов вертикальных ветряных турбин

    , имеющихся на рынке, включая экспериментальные продукты

    , и показано, как можно

    устанавливать их на зданиях (строительство ветряных турбин дополненной реальности)

    и преимущества, достигнутые с точки зрения производства энергии

    по сравнению с фотоэлектрическими системами.

    Ключевые слова — Энергоэффективность зданий, возобновляемые источники энергии

    , малые ветряные турбины, встроенные в здания ветряные турбины,

    ветряные турбины с увеличенной производительностью, ветряные турбины с вертикальной осью.

    I. ВВЕДЕНИЕ

    Энергия ветра резко возросла с

    начала 21 века. Глобальная установленная мощность на уровне

    на конец 2013 года составляла около 318 ГВт по сравнению с 18 ГВт на конец 2000 года на уровне

    [1].В 2013 году было добавлено около 35 ГВт новой ветровой мощности

    , что является самым низким показателем с 2008 года после 44

    ГВт в 2012 году.

    Азия, ставшая мировым лидером. Фактически Китай

    стал первым рынком с точки зрения общей установленной мощности за очень короткое время, обогнав Соединенные Штаты в 2010 году. В поддержку расширения появилось

    число недавних важных политических мер и программ

    . рынка ветра,

    и многие новые разработки политики касаются оффшорного

    ветра.

    Вклад энергии ветра в энергоснабжение

    достиг значительной доли даже на глобальном уровне. К

    концу 2013 г. все ветряные турбины, установленные по всему миру, смогут

    Рукопись получена 30 сентября 2014 г.; пересмотрено 29 января 2015 г.

    Марко Казини из Департамента планирования, дизайна и

    архитектурных технологий (PDTA), Университет Сапиенца в Риме, Италия

    (электронная почта: [email protected]).

    потенциально сэкономили в общей сложности 640 тераватт-часов на мировом электроснабжении

    , что составляет более 4% от мирового спроса на электроэнергию

    . В 2013 году около 103

    стран использовали энергию ветра для производства электроэнергии.

    В 2013 г. Европа достигла 117 ГВт мощности ветровой энергии,

    удовлетворения потребностей в электроэнергии 66 миллионов домохозяйств, что эквивалентно

    мощности 45 атомных электростанций – с добавлением более 11

    ГВт за последний год, a снижение на 8% по сравнению с

    2012 установками, вызванными рыночной, нормативной и политической

    неопределенностью на ряде ключевых рынков.Общая установленная

    мощность ветроэнергетики в Европе на конец 2013 года покрывает 13%

    потребности в электроэнергии ЕС-27.

    К 2020 году Европейская ассоциация ветроэнергетики (EWEA)

    предполагает, что в ЕС будет установлено 192 ГВт (в том числе 23 ГВт на шельфе) ветровой

    мощности, производящей 442

    ТВтч электроэнергии, что соответствует 15% Спрос на электроэнергию в ЕС

    (2,9% от шельфа). Ветер обеспечивает 34% электроэнергии в

    Дании, в то время как Португалия и Испания получают около 20% из

    электроэнергии за счет энергии ветра, за ними следуют Ирландия (16%),

    Германия (9%) и Италия (5%).Десять европейских стран

    договорились о строительстве оффшорной электросети в Северном море

    для обеспечения развития оффшорной ветроэнергетики. Оборот

    сектора ветроэнергетики по всему миру уже достиг 60 миллиардов евро

    (75 миллиардов долларов США) в 2011 году. , в 2016 году глобальная мощность

    , как ожидается, увеличится до 450`000 МВт.Ожидается, что к концу

    2020 года во всем мире будет установлено не менее 700 000 МВт

    [2].

    В последнее время, благодаря развитию малых ветряных турбин,

    бесшумных и предназначенных для городского использования, можно использовать энергию ветра

    для выработки энергии на месте или для домашнего производства

    или сельскохозяйственных районов.

    Эти турбины, достигающие максимальной мощности 20 кВт,

    также могут размещаться на крышах или в садах,

    они имеют относительно небольшое визуальное воздействие и способны производить энергию

    даже при небольшом ветре.Кроме того, в отличие от крупных

    ветряных турбин, такие установки не требуют крупной инфраструктуры

    для передачи электроэнергии от коммунальных предприятий и поддаются

    распределенной генерации электроэнергии. Малые ветровые установки

    могут использоваться как автономные системы или как системы, подключенные к сети

    , и обе могут быть соединены с другими системами преобразования энергии

    , такими как фотогальваника.

    По состоянию на конец 2012 года, всего 806 человек.

    малых ветряных турбин было установлено по всему миру (за исключением двух

    крупных рынков, таких как Индия и Италия), 76000 из которых были

    вновь возведенными в том же году [3]. За 2012 год количество установленных малых ветроустановок из

    из

    выросло на 10%.

    Китай продолжает затмевать все другие основные рынки,

    Малые ветряные турбины с вертикальной осью для повышения энергоэффективности

    зданий

    Технологии чистой энергии, Vol.4, № 1, январь 2016 г.

    56

    DOI: 10.7763/JOCET.2016.V4.254

    Ветряная турбина | Открытая энергетическая информация

    Ветряная турбина:

    Типы ветряных турбин

    Существует две основные конструкции ветряных турбин: с вертикальной осью (иногда называемые ВАВТ) и с горизонтальной осью (иногда называемые ГАВТ). Есть несколько производителей турбин с вертикальной осью, но они не проникли на рынок «коммунального масштаба» (мощность 100 кВт и выше) в той же степени, что и турбины с горизонтальной осью. [1]

    Ветряные турбины с вертикальной осью

    Ветряная турбина с вертикальной осью

    VAWT обычно делятся на два основных класса конструкции: подъемные или тормозные. [2]

    • Турбины типа , или турбины Савониуса, обычно имеют роторы со сплошными лопастями («совками»), которые вращаются вокруг вертикальной оси. Трехчашечный анемометр (который используется для измерения скорости ветра) является примером конструкции, основанной на сопротивлении.
    • Турбины , или Darrieus, основанные на подъемнике, имеют высокий вертикальный аэродинамический профиль (некоторые из них имеют форму «взбивающего яйца»).Windspire — это турбина на подъемной силе, которая проходит независимые испытания в Национальном центре ветровых технологий Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии.


    <- Установка ветряной турбины Mariah Windspire мощностью 1 кВт в Национальном центре ветровых технологий (NWTC)

    Ветряные турбины с горизонтальной осью

    Ветряная турбина с горизонтальной осью HAWT

    имеют конструкцию пропеллерного типа с двумя или тремя лопастями, вращающимися вокруг горизонтальной оси. [3] В настоящее время турбины с горизонтальной осью являются наиболее распространенными, особенно на рынках коммерческого и коммунального обслуживания (мощность более 100 кВт). Турбины с горизонтальной осью работают либо «против ветра» (ветер бьет по лопастям раньше, чем башню), либо «по ветру» (ветер бьет по башне раньше, чем лопасти).

    Размеры ветряных турбин

    «Размер» ветряной турбины обычно относится к ее мощности. «Малые ветряные турбины» обычно определяются как ветряные турбины мощностью 100 киловатт и менее.По данным Американской ассоциации ветроэнергетики (AWEA), турбины для жилых помещений обычно имеют номинальную мощность 10 кВт или меньше (существуют ветряные турбины с номинальной мощностью менее 1 кВт), а промышленные турбины — это турбины с номинальной мощностью. мощностью от 21кВт до 100кВт. [4] В этих определениях есть некоторая серая зона; действительно существуют ветряные турбины с номинальной мощностью от 10 кВт до 20 кВт. Ветряные турбины коммунального масштаба обычно имеют размер от более 100 кВт до нескольких МВт. [3] В 2009 году в Национальном центре ветроэнергетики были установлены две исследовательские турбины мощностью 1,5 МВт производства GE и турбина мощностью 2,3 МВт производства Siemens.

    Компоненты ветряной турбины

    Министерство энергетики США разработало короткий видеоролик под названием Energy 101 — Wind Turbines, в котором описывается, как работают ветряные турбины. Ключевые компоненты ветряной турбины показаны на иллюстрации ниже. [5]

    • Анемометр : Измеряет скорость ветра и передает данные о скорости ветра на контроллер.
    • Лопасти : Большинство турбин имеют две или три лопасти. Ветер, дующий на лопасти, заставляет лопасти «подниматься» и вращаться.
    • Тормоз : Дисковый тормоз, который может включаться механически, электрически или гидравлически для остановки ротора в аварийных ситуациях.
    • Контроллер : Контроллер запускает машину при скорости ветра от 8 до 16 миль в час (миль в час) и выключает машину при скорости около 55 миль в час. Турбины не работают при скорости ветра выше 55 миль в час, потому что они могут быть повреждены сильным ветром.
    • Коробка передач : Шестерни соединяют низкоскоростной вал с высокоскоростным валом и увеличивают скорость вращения примерно с 30–60 оборотов в минуту (об/мин) до примерно 1000–1800 об/мин. производить электричество. Коробка передач является дорогостоящей (и тяжелой) частью ветряной турбины, и инженеры изучают генераторы с «прямым приводом», которые работают на более низких скоростях вращения и не нуждаются в коробках передач.
    • Генератор : Обычно серийный асинхронный генератор, производящий электричество переменного тока с частотой 60 циклов.
    • Высокоскоростной вал : Приводит в движение генератор.
    • Тихоходный вал : Ротор вращает тихоходный вал со скоростью от 30 до 60 оборотов в минуту.
    • Гондола : Гондола находится на вершине башни и содержит коробку передач, низкоскоростные и высокоскоростные валы, генератор, контроллер и тормоз. Некоторые гондолы достаточно велики, чтобы на них мог приземлиться вертолет.
    • Шаг : Лопасти поворачиваются или наклоняются против ветра, чтобы контролировать скорость ротора и предотвращать вращение ротора при ветре, который слишком сильный или слишком слабый для производства электроэнергии.
    • Ротор : Лопасти и ступица вместе называются ротором.
    • Башня : Башни сделаны из трубчатой ​​стали (показана здесь), бетона или стальной решетки. Поскольку скорость ветра увеличивается с высотой, более высокие башни позволяют турбинам захватывать больше энергии и генерировать больше электроэнергии.
    • Направление ветра : Это турбина «против ветра», так называемая, потому что она работает против ветра. Другие турбины предназначены для работы «по ветру», против ветра.
    • Флюгер : Измеряет направление ветра и связывается с приводом рыскания, чтобы правильно ориентировать турбину по отношению к ветру.
    • Привод рыскания : Ветряные турбины обращены против ветра; привод рыскания используется для удержания ротора лицом к ветру при изменении направления ветра. Ветряные турбины не требуют привода рыскания, ветер дует ротор по ветру.
    • Электродвигатель рыскания : Включает привод рыскания.

    Самодельные ветряные турбины

    Ветряк своими руками:

    Ссылки

    <ссылки> [1] [3] [2] [4]  

    1. 1.0 1.1  «Веб-сайт AWEA Основы ветроэнергетики »
    2. 2.0 2.1  «Веб-сайт AWEA Что такое ветряные турбины с вертикальной осью (VAWT)? »
    3. 3.0 3.1 3.2 «Министерство энергетики США EERE: Программа ветра и воды Как работают ветряные турбины »
    4. 4.0 4.1  » Исследование глобального рынка малой ветроэнергетики AWEA, 2009 г. »
    5. ↑ «Программа Министерства энергетики США по ветровой и гидроэнергетике: внутри ветряной турбины»

    Ветряные турбины с вертикальной осью: чем они лучше?

    Возможно, вы недавно видели в Интернете эту фотографию плавучей морской ветряной турбины с вертикальной осью (VAWT) компании EDF под названием «Vertiwind».Он имеет паспортную мощность в два мегаватта. Vertiwind станет частью проекта оффшорной ветряной электростанции EDF-EN под названием Inflow, финансировать который помогает Европейская комиссия.

    Странный дизайн пробудил во мне любопытство к VAWT. Зачем разработчику выбирать VAWT вместо ветряной турбины с горизонтальной осью (HAWT)? И есть ли веские причины для большего количества разработчиков рассматривать модели VAWT?

    Французская Vertiwind в конечном итоге уйдет в море.

    Давайте посмотрим, как работает VAWT и как он сочетается с ветряной турбиной с горизонтальной осью.Есть три основных преимущества VAWT перед HAWT и столько же недостатков. Например:

    Меньше компонентов – Очевидно, что вал несущего винта VAWT ориентирован не горизонтально, а вертикально. Преимущество здесь заключается в уменьшении количества деталей. Обычный HAWT должен быть сначала ориентирован по ветру, прежде чем лопасти смогут вращаться. Напротив, лопасти VAWT ловят ветер в любом направлении без направленной ориентации. Это делает его идеальным для порывистых условий.Более того, нет необходимости в компонентах для контроля рыскания и тангажа.

    Безопасность – Предотвращение подъема рабочих на высокие башни турбин также делает VAWT более безопасной альтернативой. Затраты на техническое обслуживание дополнительно снижаются, поскольку редукторы, генераторы и большинство электрических и механических компонентов находятся на уровне земли или около него, что позволяет избежать необходимости в подъемном механизме, подъемниках и компенсации за опасность.

    Уменьшение масштаба – конструкция может быть уменьшена и оставаться достаточно эффективной в густонаселенных городских районах или на крышах, где другие возобновляемые технологии могут оказаться невозможными.Жилищные возможности модели VAWT кажутся многообещающими в снижении потребления энергии из углеводородных источников.

    Несмотря на плюсы, есть веские причины, по которым многие скептически относятся к возможностям использования VAWT на ветряных электростанциях. Например:

    Эффективность – Когда ветер дует на лопасти HAWT, все они способствуют выработке энергии. Когда ветер дует на турбину с вертикальной осью, только часть лопастей создает крутящий момент, в то время как остальные части просто «двигаются вперед».Результатом является сравнительно сниженная эффективность производства электроэнергии.

    Проще говоря, поскольку эффективность производства электроэнергии не так хороша, VAWT не являются хорошими долгосрочными инвестициями. Именно поэтому разработчики ветроэнергетики остановились на HAWT. Самая большая забота владельца — просто производить как можно больше энергии в течение 20 с лишним лет. До недавнего времени ни один прототип VAWT не был близок к долгосрочной генерирующей мощности конструкций с горизонтальной осью. Обычные VAWT не имеют такого контроля оптимизации, по крайней мере, пока.

    Расширение масштаба – Существует ряд препятствий на пути масштабирования VAWT до коммерческих размеров. Во-первых, они не такие прочные по конструкции, как HAWT. Это связано с тем, что HAWT несет наибольшую нагрузку по сравнению с широко используемыми моделями VAWT.

    Большой VAWT должен быть закреплен большим количеством длинных растяжек, особенно так называемой конструкции «взбивалка для яиц» (ссылка здесь). Общепринятое мнение гласит, что ветряная электростанция VAWT коммерческого масштаба потребует больше материалов и места для производства сопоставимого количества энергии, чем ферма, оснащенная турбинами с горизонтальной осью.Дело не в том, что VAWT нельзя масштабировать для коммерческих целей, а в том, что ряд определенных проблем при этом не дает преимуществ с точки зрения стоимости или эффективности.

    Турбина Архимеда может быть компромиссом между VAWT и HAWT.

    Больше технического обслуживания – В то время как у VAWT меньше компонентов, которые могут изнашиваться и требуют ремонта, силы, действующие на машину, более турбулентны, чем на HAWT. Когда HAWT направлен в правильном направлении, лопасти также оптимально наклоняются.Вот почему средства управления тангажем и рысканьем стоят тех затрат на техническое обслуживание, которые они несут, по сравнению с полным отсутствием этих средств управления.

    Кроме того, меньшие VAWT, которые можно найти на вершине городской структуры, такой как стадион или многоквартирный дом, испытывают то, что некоторые называют толкающими силами. Они создают боковое напряжение, которое можно объяснить только более прочными материалами и регулярным техническим обслуживанием.

    VAWTS по-прежнему популярны среди энтузиастов и инженеров-любителей, потому что они ставят перед собой ряд увлекательных задач и имеют потенциальное применение при решении этих задач.Они остаются популярными для небольших и жилых установок, где ограниченное пространство ограничивает количество возобновляемых источников энергии, которые можно установить. Однако это может измениться в ближайшем будущем с недавно анонсированным дизайном Archimedes (ссылка), который ближе к HAWT. Более того, из-за своего небольшого размера он обладает некоторыми преимуществами моделей HAWT и VAWT.

    Как насчет оффшорных VAWT? Одним из аргументов, препятствующих развитию морских ГАВТ, являются (предполагаемые) ограничения по размеру, а также доказанная и значительная генерирующая мощность морских ГАВТ.Принято считать, что должен быть предел тому, насколько крупные разработчики могут работать с традиционной конструкцией HAWT, и OEM-производители могут приближаться к этому пределу. Так почему бы не VAWT?

    Трудно утверждать, что потенциальные преимущества конструкции VAWT стоят затрат на разработку. На текущем рынке у инвесторов и девелоперов есть основания скептически относиться к оффшорным VAWT. Но отдайте должное EDF-EN за попытку сделать что-то по-другому и за то, что не уклоняетесь от упомянутых здесь технических проблем.Тем не менее, я пока не убежден в необходимости такого проекта, не говоря уже о его рентабельности по сравнению с общепринятой конструкцией с горизонтальной осью.

    Андрей Мерецкий


    Рубрики: Турбины
    С тегами: hawt, VAWT
     

    Плавающий морской ветрогенератор обещает вертикальные турбины

    Ветряные турбины с вертикальной осью (VAWT), долгое время находившиеся на периферии ветроэнергетики, могут получить новую жизнь на плавучих платформах.

    Шведская фирма SeaTwirl недавно произвела фурор своей плавучей оффшорной конструкцией VAWT, включая объявление на этой неделе о том, что она получила патент в Китае, который, как ожидается, станет крупнейшим в мире рынком оффшорной ветроэнергетики в течение нескольких лет.

    Патент, также одобренный недавно в США, согласно SeaTwirl, предназначен для конструкции, которая позволит заменять генератор и корпус подшипника прямо над поверхностью воды на лодке, что снижает затраты на установку и техническое обслуживание и минимизирует время простоя.

    Большая часть хрупкого оборудования стандартных морских ветряных турбин с горизонтальной осью расположена высоко над водой, что делает ремонт более трудным и опасным.

    В прошлом месяце SeaTwirl заявила, что получила поддержку оффшорной логистической компании NorSea и бельгийской Colruyt Group для проекта стоимостью 70 миллионов шведских крон (7 миллионов долларов) по созданию прототипа своего плавучего VAWT мощностью 1 мегаватт. План состоит в том, чтобы построить прототип S2 в 2020 году, скорее всего, в Норвегии, сообщил GTM генеральный директор SeaTwirl Габриэль Стренгберг.

    Поток объявлений SeaTwirl появился после того, как исследование, проведенное в США Sandia National Laboratories в прошлом году, показало, что VAWT могут иметь значительный потенциал для снижения стоимости морского ветра на плавучих платформах.

    Пятилетнее исследование стоимостью 4,1 миллиона долларов показало, что VAWT потенциально могут сократить расходы на плавучие морские ветряные турбины, установку и техническое обслуживание, избавившись от необходимости в редукторах, высокоскоростных валах, системах рыскания и гондолах, которые все подвержены неисправностям.

    Но главная привлекательность VAWT по сравнению с ветряными турбинами с горизонтальной осью (HAWT) в оффшорном контексте заключается в том, что они потенциально могут работать с более дешевыми плавучими платформами.

    «Для плавучих оффшорных ветровых установок платформа является крупнейшим источником приведенной стоимости электроэнергии», — сказал GTM ведущий исследователь доктор Брэндон Эннис из отдела технологий ветроэнергетики Sandia.

    «Если у вас немного более дорогой ротор, но стоимость платформы существенно снижена, это может быть системным преимуществом.

    Хотя плавучие морские ветряные электростанции все еще находятся в зачаточном состоянии, ожидается, что они начнут развиваться в 2020-х годах, поскольку их стоимость снизится, а многие из лучших площадок для морских ветряных электростанций на мелководье будут израсходованы.

    Потенциальные преимущества перед стандартными турбинами

    Большой проблемой для HAWT на плавучих платформах является то, что многие из более тяжелых компонентов турбины, такие как трансмиссия и генератор, находятся высоко над водой.

    Это создает большой опрокидывающий момент, который плавучая платформа должна стабилизировать, обычно за счет увеличения массы основания.С VAWT, такими как конструкция Дарье, изученная в Sandia, все тяжелые компоненты будут находиться в основании турбины.

    Это не только повысит его устойчивость, но и упростит и удешевит техническое обслуживание и ремонт.

    Еще одно преимущество VAWT заключается в том, что, в отличие от HAWT, они нечувствительны к изменению направления ветра, когда направление ветра меняется с высотой.

    Наконец, по данным Quest Floating Wind Energy, специализированной аналитической фирмы, VAWT могут помочь преодолеть эффекты следа, связанные с ветряными электростанциями на основе HAWT.

    «Отрасль смотрит на все более крупные турбины», — сказал Эрик Рийкерс, директор Quest по развитию рынка и стратегии. «12-мегаваттная турбина GE простирается на 220 метров. Это означает, что поплавки должны располагаться на расстоянии около 1,5 км друг от друга, что приводит к большим затратам на кабели».

    Напротив, по его словам, исследования, проведенные во Франции, показывают, что два VAWT, размещенные на одном поплавке, на самом деле улучшат производительность друг друга, сократив потребность в кабелях и сделав эту технологию хорошим выбором для стесненных условий, таких как озера.

    Важно также то, что в то время как более крупные HAWT усложняют работу с плавающими фундаментами, в случае VAWT увеличение размера может улучшить производительность и экономическую эффективность. «В море вы получаете повышенную эффективность масштабирования», — сказал Эннис.

    Сандиа подсчитал, что в долгосрочной перспективе приведенная стоимость энергии для ВОВТ на плавучей платформе может упасть до 110 долларов за мегаватт-час, хотя исследовательский орган не проводил сопоставимого сравнения с ВОВТ.

    Согласно одному исследованию 2017 года, приведенная стоимость энергии для плавучего морского ветра с современной технологией HAWT составляет примерно от 180 долларов за мегаватт-час и выше.

    Скептицизм сохраняется

    Растущая конкурентоспособность VAWT больших размеров звучит как главный аргумент в пользу этой технологии, но Эннис признал, что на практике это может стать камнем преткновения.

    В небольших масштабах VAWT исторически не работали так же хорошо, как HAWT, что не позволяло использовать их для крупномасштабного производства электроэнергии.

    Это означает, что любой компании, желающей построить VAWT для оффшорного использования, придется найти сторонников, готовых взять на себя значительный риск развития и стать большим.

    Бруно Гешир, директор по продажам и маркетингу производителя плавающих фундаментов Ideol, по-прежнему скептически относится к этой концепции. «Потребуются десятилетия и миллиарды, чтобы иметь турбину с вертикальной осью мощностью от 12 до 15 мегаватт, готовую к коммерческому развертыванию», — сказал он.

    «Горизонтальные [турбины] уже работают с такими размерами и имеют отдачу от опыта и промышленных производственных мощностей, с которыми никто не может сравниться.

    Сравнение ветряных турбин с горизонтальной и вертикальной осями

    Ветряные турбины различаются по размеру и конструкции, при этом ориентация оси — горизонтальная или вертикальная — имеет основное значение. Очевидно, что в ветродвигателе с горизонтальной осью вертикальный пропеллер вращается против ветра горизонтально, а в ветродвигателе с вертикальной осью лопасти вращаются вокруг вертикальной оси, обращенной к ветру вертикально.

    За годы эксплуатации стало ясно, что ветряные турбины с горизонтальной осью, или ВВТ, хорошо работают на открытых площадках, в то время как ветряные турбины имеют гораздо меньше ограничений и, таким образом, могут быть установлены на вершинах холмов и крышах в городских районах.

    Общий обзор VAWT и HAWT

    Для HAWT важно направление ветра, поскольку лопасти более производительны, когда ветер дует под прямым углом. Кроме того, они обычно имеют привод вращения для регулировки лопастей по направлению ветра.

    Напротив, ветряная турбина с вертикальной осью не так сильно зависит от угла ветра и может работать при более низкой скорости ветра, чем средняя ГАВТ. Тем не менее, есть несколько конструкций ветряных турбин с горизонтальной осью, таких как ветряная турбина производства TBHAWT Manufacturing, которым удается избежать потери эффективности, поскольку они предназначены для сохранения эффективности даже при скорости ветра 8 м / с или меньше.

    Ветряные турбины с вертикальной осью стоят вертикально или перпендикулярно земле, преобразовывая ветер со всех 360 градусов вокруг. Идеально подходящие для городских районов, VAWT могут использоваться в местах с непостоянным ветром или в сложных сельских районах.

    Несмотря на эти факты, VAWT кажутся менее производительными, чем HAWT, из-за более низкой рабочей скорости и последующей производительности, но они, безусловно, являются идеальным выбором для индивидуального домашнего хозяйства с сильным ветром.

    ВАУТ и ВАУТ, производящие электроэнергию менее 100 кВт, считаются малыми и в основном используются локально для бытовых нужд.Тем не менее, есть некоторые конструкции ГАВТ мощностью более 50 кВт, которые оказались прибыльными благодаря хорошему сочетанию экономической эффективности и охвата клиентов.

    Небольшие ветряные турбины, как правило, более популярны, поскольку для них требуется меньше земли и инвестиций, чем для больших. Малые ВТ особенно подходят для удаленных и автономных районов и могут быть подключены или отключены от национальных линий электропередач.

    Ветряная турбина с горизонтальной осью

    Ветряные турбины с горизонтальной осью используют энергию ветра с помощью лопастей, направленных по горизонтальной оси параллельно земле.HAWT обращен к ветру перпендикулярно, так что лопасти ветряной турбины поворачиваются вслед за аэродинамической подъемной силой.

    Ветрогенераторы с горизонтальной осью преобладают на рынке ветроэнергетики, так как их конструкция позволяет получать больше энергии за счет полного вращения лопастей в условиях постоянного потока ветра. Более того, ветряные турбины с горизонтальной осью устойчивы к обратному ходу, что также полезно для этого типа производства электроэнергии.

    Для достижения максимальной эффективности ветряные турбины с горизонтальной осью должны быть размещены по направлению ветра.Если направление ветра переменное, эффективность выработки энергии может в разы значительно снизиться.

    Однако этот недостаток устраняется при размещении ветропарка с горизонтальной осью на правильно выбранном участке с постоянным однонаправленным ветровым потоком.

    Небольшая ветряная турбина часто имеет флюгер для выравнивания с направлением ветра, в то время как большие ветряные турбины включают в себя измеритель рыскания для корректировки положения ветряной турбины, чтобы оставаться на одной линии с потоком ветра. Постоянный, стабильный поток ветра важен, когда оператор ищет экономичное решение.

    Ветряная турбина с вертикальной осью

    Лопасти ветряной турбины с вертикальной осью вращаются перпендикулярно земле и вокруг вертикальной оси, используя для работы эффекты сопротивления и подъемной силы. Несмотря на отсутствие популярности по сравнению с HAWT, VAWT могут принимать и обрабатывать ветер с любого направления, поэтому он идеально подходит для городских и пригородных районов с турбулентными непостоянными ветрами.

    Редуктор ветрогенератора и часть его оборудования можно установить ближе к земле.Таким образом, пользователь ветряной турбины может значительно сократить расходы на техническое обслуживание, что, наряду с менее шумной конструкцией, создает лучшие условия для совместной жизни.

    Ветряные турбины с вертикальной осью очень чувствительны к обратному ходу из-за того, что лопасти вращаются в направлении ветра, в то время как им необходимо вернуться в поток ветра, прежде чем они будут отброшены назад.

    В конце концов, новые исследования показывают, что ветряные турбины с вертикальной осью мало чем отличаются от ветроустановок с горизонтальной осью – эффективность ветроустановки сильно зависит от ветровой обстановки местности и требуемого объема выработки электроэнергии.

    Вращение

    При вращении лопасти ГАВТ получают эффекты изменяющейся силы инерции и постоянно стабильной гравитации. Из-за этих влияний лопасти HAWT испытывают переменную нагрузку, которая отрицательно сказывается на усталостной прочности лопасти.

    При вращении ветряные турбины с вертикальной осью получают более стабильные эффекты благодаря силе инерции и стабилизации гравитации. В связи с этим нагрузка фиксирована, поэтому усталостная долговечность VAWT больше, чем у HAWT.

    Скорость ветра

    Общеизвестно, что ветряные турбины с горизонтальной осью демонстрируют отличные характеристики благодаря достаточной стартовой скорости и постоянным ветровым потокам.Однако следует отметить, что эффективность ветроустановки во многом зависит от конструктивного решения.

    Чтобы поддержать эту идею, Китайский центр аэродинамических исследований и разработок провел эксперимент с небольшой ветряной турбиной с горизонтальной осью с начальной скоростью около 5 м/с и максимальной полученной скоростью 5,9 м/с.

    Эксперимент показал, что эта начальная скорость недостаточна для того, чтобы превысить энергопотребление ветряной турбины, и поэтому является неудовлетворительной. В то же время более перспективным ветродвигателем с точки зрения коммерческого использования являются другие ветроустановки с большим диапазоном скоростей ветра, такие как упомянутая выше модель WTW-55 производства TBHAWT Manufacturing.

    Ветряные турбины с вертикальной осью запускаются при более низкой скорости ветра, что приводит к снижению производительности. Чтобы обеспечить рентабельную мощность, следует выбирать ветряные турбины с вертикальной осью Н-образной конструкции — в этом случае оператор должен убедиться, что аэродинамический профиль и оптимальный угол установки точно соблюдены. Таким образом, ветряная турбина с Н-образной структурой будет запускаться с непревзойденной скоростью 2 м/с.

    Эффективность

    Ветряные турбины с горизонтальной осью преобладают на рынке ветроэнергетики из-за их гораздо более высокой эффективности по сравнению с VAWT.В свою очередь ВЭУ делятся на большие и малые ВЭУ, где для больших ВЭУ необходимы просторные открытые площадки, в идеале с выходом к морю для получения большего количества ветра.

    Малые ветряные турбины имеют меньше ограничений и могут использоваться как для небольших домашних хозяйств, так и для снабжения общины или города. Конечно, все сильно зависит от размера ветропарка – чем он больше, тем больше домохозяйств может обслуживать.

    Когда дело доходит до коммерческого использования, ветряные турбины с горизонтальной осью опережают VAWT с точки зрения масштабирования и производительности.Будучи больше по размеру, обслуживание HAWT обходится дороже, но в то же время они производят в десять раз больше электроэнергии, чем средняя ветряная турбина с вертикальной осью.

    Напомним, что ВЭУ с вертикальной осью заметно неэффективны в высокоскоростных ветровых потоках из-за крайне низких пусковых моментов и проблем с динамической устойчивостью.

    Ветряные турбины как с горизонтальной, так и с вертикальной осью имеют свои преимущества и недостатки.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.