Вертикальный ветрогенератор
Ветроэнергия является одним из наиболее экологически чистых и устойчивых источников энергии. Вертикальные ветрогенераторы представляют собой эффективные устройства для генерации электричества из ветра.
Список материалов:
- Ветроэлектрический генератор (можно приобрести в специализированных магазинах или заказать онлайн).
- Конструкционная стальная труба длиной 3 метра и диаметром 5 сантиметров.
- Сварочный аппарат и электроды.
- Крепежные элементы (гайки, болты, шайбы).
- Углеродные волокна или листы алюминия.
- Вольтметр и амперметр (для измерения выходной энергии).
Подготовьте место для вертикального ветрогенератора. Определите участок с достаточным количеством постоянного ветра и достаточным пространством для установки генератора. Изготовьте вертикальную ось. С помощью сварочного аппарата соедините две стальные трубы длиной 1,5 метра в форме «Т». Проверьте прочность соединения. Изготовьте требуемое количество крыльев из углеродных волокон или алюминиевых листов. Обратитесь к производителю генератора для определения оптимального числа и формы крыльев.
Закрепите крылья на равном расстоянии друг от друга с помощью крепежных элементов. Убедитесь, что крылья расположены под углом, чтобы получить максимальную эффективность при работе генератора. Закрепите вертикальную ось на прочной и устойчивой основе с помощью болтов и гаек. Убедитесь, что опора достаточно прочна для выдерживания нагрузки от ветрогенератора. Следуйте инструкциям, предоставленным производителем генератора, для подключения к электрической сети или аккумулятору. Установите вольтметр и амперметр для измерения выходной энергии.
Убедитесь, что генератор правильно установлен и вращается свободно при воздействии ветра. Измерьте выходное напряжение и ток с помощью вольтметра и амперметра. В случае необходимости, проведите дополнительные исследования и модификации, чтобы увеличить эффективность работы вертикального ветрогенератора. Изучите возможность установки устройства автоматической ориентации к ветру для оптимальной работы.
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.
Проблем с тягой быть не может
Смысл любой вентсистемы – отвод из помещений загрязненного воздуха, излишней влаги, то есть обеспечение нормального воздухообмена. Это будет иметь место, если вентиляционный канал функционирует эффективно и правильно – тяга в нем отличная. Если в этом плане имеются проблемы, то часто они провоцируются попаданием в шахту канала дождя, снега, ветровых масс. Также плохая тяга может быть вызвана некорректным расположением вентиляционной трубы, ее недостаточной высотой или неправильно подобранным диаметром воздуховода. Такие недочеты естественной вентиляции и призвана устранить установка ротационного дефлектора.
Разновидности генераторов
Прежде чем решить, как сделать ветрогенератор своими руками, рассмотрим особенности конструкции:
По расположению генератора устройство может быть горизонтальным или вертикальным
- Классическая конструкция — ось вращения расположена параллельно земле, плоскость лопастей — перпендикулярно. Такая схема предусматривает свободное вращение вокруг вертикальной оси, для позиционирования «по ветру».Чтобы плоскость вращения всегда занимала эффективное положения перпендикулярно направлению ветра, требуется хвостовое оперение, которое работает по принципу флюгера. Принцип действия простой: ветер меняет направление, воздействует на хвостовую плоскость, ось вращения генератора всегда расположена вдоль движения потока воздуха. Единственная сложность — подключение силовых кабелей. Если корпус генератора совершит несколько оборотов вокруг вертикальной оси, провода намотаются на мачту, и оборвутся. Поэтому требуется установка ограничителя. Он не позволяет совершить полный оборот, но приводит к зависанию) корпуса в мертвых зонах.Промышленные образцы имеют электронный регулятор слежения за направлением, и поворачивает корпус с помощью встроенного электромотора.Решить проблему можно с помощью цилиндрического пропеллера, который принимает воздушный поток как поперек, так и вдоль оси вращения. Правда, эффективность зависит от угла атаки. Чем больше ветер отклоняется от угла 90°, тем ниже КПД.Но такую конструкцию трудно сделать своими руками, из-за сложностей в аэродинамике движителя.
- Оптимальный вариант — вертикальные генераторы (то есть, ось вращения вала располагается перпендикулярно земле). При таком расположении аэродинамического движителя, вы вообще не зависите от направления ветра. Вращение одинаково эффективно, и зависит только от силы потока воздуха.Форма лопастей может быть самой разной, есть простор для инженерной мысли. Существует множество интересных аэродинамических проектов, разработанных научными учреждениями. Причем чертежи большинства их них представлены в свободном доступе. Причем конструкции, опубликованные в литературе технической направленности времен СССР, порой оказываются наиболее рациональными.Роторные винты имеют неоспоримое преимущество: вертикальный генератор закреплен статично, что упрощает электрическое подключение. Нет необходимости устанавливать ограничители вращения, как в горизонтальных схемах.
По номиналу генерируемого напряжения
- Ветрогенераторы, изготовленные своими руками на 220 вольт, не требуют дополнительных преобразователей величины напряжения, и являются конструкциями прямого применения. Однако их работа зависит от силы ветра. Как минимум, необходим стабилизатор на выходе, выполняющий функцию регулятора при разных оборотах вала. При отсутствии ветра, система просто не работает.Преимущества неоспоримы: как правило, используется мощный электродвигатель, на который можно устанавливать винт, непосредственно закрепив его к валу ротора. Переделки минимальны по трудозатратам, такие моторы уже имеют удобный постамент, остается лишь изготовить опорную площадку.Электродвигатели можно найти с минимальными финансовыми затратами: от любой списанной электроустановки. Например, промышленного вентилятора. Подходят и моторы от бытовой техники: стиральные машины, пылесосы.
- 12 вольт (реже 24 вольта). Наиболее популярная конструкция — ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора. Причем он демонтируется из автомобиля-донора в комплекте с преобразователем напряжения. Переделка схемы не требуется: на выходе мы получаем либо 14 вольт (в автомобиле таким напряжением заряжается аккумулятор), либо требуемые для питания вашей энергосистемы 12 вольт. Наличие шкива позволяет сконструировать ременную передачу с требуемым соотношением оборотов. Ответную часть также можно снять с автомобиля донора.При желании, лопасти крепятся непосредственно на вал.Такие ветрогенераторы можно использовать как для непосредственного подключения к потребителю, так и в автомобильном режиме, воспроизведя систему зарядки в комплекте с аккумулятором. Если для организации энергоснабжения требуется 12 вольт, питание берется напрямую с клемм аккумулятора. Для получения 220 вольт, используется преобразователь. Подходящий вариант — источник бесперебойного питания.Система работает следующим образом: если отбираемая мощность ниже, чем может обеспечить генератор — аккумуляторные батареи заряжаются. Если порог превышен — мощность генерируется от АКБ.
Принцип работы ветряного генератора и виды оборудования
Все ветрогенераторы состоят из лопасти, ротора турбины, генератора, оси генератора, инвертора и аккумулятора. Условно можно разделить все модели на промышленные и домашние, при этом принцип работы у них будет одинаков.
Пример схемы покупной модели
Вращаясь, ротор создает переменный ток с тремя фазами, который идет через контроллер к аккумулятору, а дальше, в инверторе преобразуется в стабильный для подачи к электроприборам.
Простая схема работы
Вращение лопастей происходит за счет физического воздействия при помощи импульсной или подъемной силы, в результате чего в действие приходит маховик, а также под воздействием тормозящей силы. В процессе маховик начинает раскручиваться, а ротор создает поле магнитное на зафиксированной части генератора, после чего воспроизводится ток.
В целом разделяют ветрогенераторы на вертикальные и горизонтальные. Что связано с расположением оси вращения.
Вертикальный вариант
Планируя создания ветряка своими руками на 220В, в первую очередь продумайте именно вертикальные варианты. Среди них выделяют:
Ротор Савониуса. Самый простой, появившийся еще в 1924 году. В основе лежат два полуцилиндра на вертикальной оси. К недостаткам относят низкое использование энергии ветра.
Вариант ротора Савониуса
С ротором Дарье. Появился в 1931 году, раскрутка происходит за счет разности сопротивления аэродинамического горба и кармана ленты, поэтому к недостаткам относится малый вращательный момент, а также необходимость монтировать нечетное количество лопастей.
Разновидность ветрового генератора Дарье
Геликоидный. Лопасти имею закрученную форму, уменьшая нагрузку на подшипник, увеличивая срок эксплуатации. Недостаток – высокая цена.
Геликоидный
Самодельный вариант выйдет дешевле, если его правильно продумать и смонтировать.
Горизонтальные модели
Горизонтальные модели разделяют по количеству лопастей. КПД у них выше, но есть необходимость монтажа флюгера для постоянного поиска направления ветра. Обороты вращения все модели имеют высокие, вместо лопастей монтируют противовес, который оказывает влияние на сопротивление воздуху.
Вариант горизонтальных моделей
Многолопастные модели могут иметь до 50 лопастей с большой инерцией. Их можно применять для работы водяных насосов.
Три маленьких секрета
Первый секрет заключается в том, на какую высоту будет установлен самодельный ветрогенератор. Понятно, что проще смонтировать его на высоте нескольких метров от земли, но и толку от него тогда будет не особенно много. Следует учитывать, что чем выше ветрогенератор, тем сильнее ветер, быстрее крутятся его лопасти, и тем больше энергии можно получить от сделанной своими руками электростанции.
Второй секрет заключается в выборе АКБ. В интернете советуют не мудрить и ставить автомобильный аккумулятор. Да, это проще и, на первый взгляд, дешевле. Но, необходимо знать, что автомобильные аккумуляторы следует устанавливать в хорошо проветриваемом помещении, они требуют ухода, а их срок службы не превышает 3-х лет. Будет лучше приобрести специальный аккумулятор. Хотя он и стоит дороже, но это себя оправдает.
Третий секрет, какой ветрогенератор лучше подходит для изготовления своими руками — горизонтальный или вертикальный? У каждого варианта свои достоинства и недостатки. Мы рассмотрим ветрогенераторы вертикального типа, принцип работы которых показан на рис.2.
Сначала о недостатках: вертикальный ветрогенератор имеет низкий КПД по сравнению с горизонтальными моделями, на его сборку уходит больше материалов, что, соответственно, ведёт к удорожанию конструкции. С другой стороны, вертикальные ветряки могут работать при более слабом ветре, чем их горизонтальные аналоги, что компенсирует их невысокий КПД. Их не требуется поднимать на слишком большую высоту, они проще и дешевле при монтаже и установке, что сводит на нет разницу в стоимости материалов.
Немаловажным фактором является и то, что вертикальный ветрогенератор надёжнее при резких порывах ветра и ураганах, так как его устойчивость растёт с повышением скорости вращения. Кроме того, вертикальные конструкции практически бесшумны, что позволяет устанавливать их в любом месте, вплоть до крыши жилого дома. Всё вышеперечисленное ведёт к тому, что эти установки пользуются растущим спросом и выпускаются в различных модификациях, применительно к требуемой мощности и ветрам, преобладающим в определённых регионах, с чем, кстати, можно ознакомиться на видео ниже.
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
Что предлагает рынок
Турбовент
Модельный ряд роторных дефлекторов этой торговой марки представлен моделями разных геометрических форм, в части недвижимого основания:
- А – круглая труба;
- В – квадратная труба;
- С – квадратное плоское основание.
Маркировка изделий в сортаменте представлена, как ТА-315, ТА-355, ТА-500. Цифровой индекс указывает на диаметр круглого или параметры прямоугольных оснований. Именно по ним можно судить о габаритах механизма, а также сфере его применения. К примеру, ТА-315 и ТА-355 актуальны при организации воздухообмена в подкровельном пространстве. А вот ТА-500 – это устройство универсальное и может интегрироваться в вентиляцию жилого дома.
Производят ротационный дефлектор «Турбовент» в России – в Нижегородской области, в городе Арзамасе.
Rotowent
Дефлекторы из нержавеющей стали польского производства. Применимы для крыш любых конфигураций. Изделия изготавливаются из высококачественной нержавеющей стали. Устройства универсальные – подходят и для вентиляционных систем, и для дымоходов. Граничный показатель рабочей температуры – 500 С.
Турбомакс
Ротационный дефлектор, выпускаемый компанией из республики Беларусь. Производитель позиционирует свою продукцию, как вращающийся дымоотводной колпак Turbomax1. Но подходит он и для вентиляций также. Без опасений можно применяться на территориях с II и III зонами ветровой нагрузки
Компания акцентирует внимание потребителей на том, что готовы изготовить изделие под заказ по параметрам для конкретного объекта
Ветряк 2 — аксиальная конструкция на магнитах
Ветрогенераторы на 220в своими руками с неодимовыми магнитами получили название аксиальные ветряки. Устройство таких конструкций основано на не железных статорах с прикрепленными магнитами. Ввиду того, что стоимость последних упала в несколько раз, изготовить генератор на магнитах своими руками стало проще. Модель этого ветряка позволит получить большее количество электрической энергии, нежели созданные роторные электрогенераторы своими руками.
Что необходимо подготовить?
Что такое ветровой генератор, устройство и принцип работы
Главный элемент механической конструкции аксиального генератора – ступица колеса легкового автомобиля вместе с тормозными дисками, которая станет будущим ротором. Если деталь использовалась раньше по своему предназначению, то следует ее подготовить. Для этого разбираем ступицу на составные части и металлической щеткой отчищаем внутренние и внешние стенки элемента от ржавчины. Каждый подшипник тщательно смазываем. Теперь собираем ступицу в обратном порядке.
Распределение и закрепление магнитов
Для закрепления неодимовых магнитов на тормозных дисках ротора, подготавливаем 20 единиц прямоугольной формы с размерами 25×8 мм.
Четное количество магнитов образует полюса. Располагаем их, по всей области дисков чередуя через один. Для того чтобы выяснить, где у магнита плюс и минус, берется один из них, а остальные прислоняем к нему сначала одной, а затем другой сторонами. Если они намагничиваются, то маркером ставим на этой стороне плюс и наоборот. При увеличении количества полюсов, руководствуемся следующим правилами:
- Для однофазных генераторов сумма полюсов равняется количеству магнитов.
- Для трехфазных соблюдается соотношение пропорции 4/3 по единицам магнитов и полюсов, а также 2/3 по полюсам к катушкам соответственно.
Магниты установлены перпендикулярно окружности диска
Чтобы точно распределить магниты по окружности тормозного диска используем шаблон, нарисованный на листе бумаги. Магниты клеим с помощью сильного клея, а затем фиксируем эпоксидной смолой.
Трехфазные и однофазные генераторы
Статор с одной фазой сравнительно хуже, нежели трехфазные аналоги. Ввиду непостоянства при отдачи тока, возникают высокие колебания амплитуды в электросети, поэтому однофазные устройства выдают вибрацию. В трехфазных генераторах происходит компенсация нагрузки тока из одной фазы в другую. Благодаря этому мощность в такой сети всегда постоянная. Вибрационные воздействия негативно влияют на конструкцию в целом, следовательно, срок использования однофазных генераторов значительно меньше, нежели у трехфазных. Еще одно преимущество трехфазной модели – отсутствие шума во время работы.
Процесс наматывания катушек
Прежде чем приступить к наматыванию провода на катушки генератора, делаем предварительные расчеты: момент начала заряжания аккумулятора в 12 вольт должно происходить при номинальной величине в 110 об/мин. Используя эти данные, вычисляем необходимое количество витков в отдельно взятой катушке: 12*110/N, где N – число катушек. Для обмотки используем исключительно провода с крупным сечением. Это уменьшит единицы сопротивления и увеличит силу тока.
Мачта и винт
Высотные показатели мачты должны составлять около 6-12 метров. Под основание мачты заливается опалубка, а затем бетонируется. К верхней части крепим винт, который можно изготовить из труб ПВХ диаметром 160 мм и длинной не менее 2 метров. Из нее вырезаем шесть двухметровых пластин. Фиксируем полученный финт на верху мачты. Саму мачту укрепляем с помощью тросов, прибитых с одной стороны к земле, а с другой – к телу конструкции.
ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО
Особенности эксплуатации ветряков
Любой из двух представленных моделей ветряков подходит для использования в качестве альтернативного источника электроэнергии. При изготовлении такого устройства может использоваться любой генератор 220в. К примеру, сконструированный ветрогенератор своими руками из стиральной машины имеет большую продолжительность эксплуатации. Ветрогенератор из шуруповерта – один из самых простых вариантов ветряка. Владельцы загородных домов по достоинству оценят такое изобретение. Каждый тип ветрогенераторов обладает набором индивидуальных преимуществ и недостатков. Степень эффективности отдельно взятой конструкции может разниться для различных регионов нашей страны. Такой источник электричества под рукой никогда не помешает, тем более, если такое оборудование будет использовать на равнинной местности с высокой интенсивностью ветра.
Изготовление простейшего прибора своими руками
Несмотря на сложность конструкции сделать дефлектор своими руками сможет каждый домашний мастер. Достаточно только иметь необходимые инструменты и материалы. Для самостоятельного изготовления этого устройства понадобится:
- Лист плотной бумаги или картона.
- Лист оцинкованного металла.
- Чертеж дефлектора с расчетами относительно диаметра трубы.
- Заклепочный пистолет.
- Ножницы по металлу.
- Дрель с набором сверел.
- Маркер или чертилка.
После подготовки инструмента, материала и средств индивидуальной защиты(очки, перчатки), можно приступать к изготовлению вентиляционного дефлектора своими руками.
- Прежде всего, следует перевести контуры изделия с чертежа на металл. Должны быть развертки всех основных частей устройства: колпак, диффузор, внешний цилиндр, стойки.
- После этого, нужно вырезать все части устройства, по полученной выкройке.
- Соединить все части устройства, согласно чертежу или эскиза, при помощи заклепочного пистолета.
- Соединить две части дефлектора с помощью стоек, вырезанных из того же металла.
После изготовления можно устанавливать дефлектор на оголовок трубы, тщательно закрепив его с помощью хомутов.
В последнее время поклонники возобновляемых источников энергии отдают предпочтение вертикальным конструкциям ветряков. Горизонтальные уходят в историю. Дело не только в том, что смастерить вертикальный ветрогенератор своими руками легче, чем горизонтальный. Основным мотивом такого выбора является эффективность и надежность.
Конструкция и принцип работы ветротурбин
Ветровые генераторы представляют собой спецустройства, которые трансформируют кинетическую энергию ветра в электрическую. Это независимые источники электроэнергии, которые отлично подходят для установки в частных жилых домах, на небольших и средних фермерских хозяйствах, производственных базах.
Конструкция стандартной мини-электростанции для бытового использования включает такие функциональные элементы:
- Лопасти аэродинамической формы для улавливания ветра.
- Генератор для продуцирования переменного тока.
- Контроллер для автоматического управления ветряной станцией. Позволяет регулировать подзарядку аккумуляторов, распределяет потоки энергии между устройствами.
- Накопитель. Специальные аккумуляторные батареи для накопления сгенерированного электричества.
- Инвертор для приведения параметров вырабатываемой энергии к сетевым стандартам.
- Мачта, приподнимающая лопасти на определённую высоту над уровнем земли.
Мачты бывают разными: свободностоящие без растяжек, жёстко зафиксированные и поворотные на растяжках. Последние могут опускаться и подниматься для обслуживания, а также проведения ремонтно-восстановительных работ.
Под воздействием ветра лопасти, насаженные на генераторный вал, начинают вращаться, способствуя запуску ротора. В результате происходит преобразование кинетической энергии воздушных потоков в механическую, а потом и в электрическую энергию. Так выглядит сильно упрощённая схема работы ветряка
В действительности энергия от ветряной электростанции напрямую к потребителю не поступает. В системе обязательно должны быть подключены специальные приборы для преобразования электротока.
В цепи после генератора размещается контроллер. Он конвертирует переменный ток в постоянный. В таком виде электричество аккумулируется и сохраняется в батареях, а потом от них через инвертор, который трансформирует постоянный ток в переменный, энергия подаётся в частную электросеть.
Такая схема даёт возможность сгладить нестабильность напряжения, а также накапливать энергию в периоды полного отсутствия потребления. А это, в свою очередь, позволяет задействовать ветряные генераторы меньшей мощности, чем суммарная мощность бытовых электроприборов.
В ходе конвертации электротока по схеме переменный-постоянный-переменный происходят определённые потери энергии, которые составляют примерно 20%
Вместе с автономной ветряной станцией можно устанавливать и солнечные модули, и топливные генераторы.
Если задействовано сразу несколько устройств для получения электричества, схему дополняют ещё одним элементом – автоматическим выключателем (ABP). Он необходим, чтобы при отключении одного источника альтернативной энергии запускался другой – резервный.
В составе современных ветряных станций используются различные конструкции роторов – вращающихся частей. Они имеют свои преимущества и недостатки, разную эффективность и функциональные возможности. В настоящее время существует много разработок автономных систем, способных взаимодействовать с ветрами разной скорости и силы.
Расчет мультипликатора
Генераторная установка имеет наклонную токоскоростную характеристику: с ростом оборотов ротора увеличивается максимальная отдаваемая им мощность. Следовательно, чтобы обеспечить наибольшую эффективность тихоходного ветрогенератора, нам понадобится мультипликатор с большим коэффициентом повышения.
Для самодельной конструкции наиболее оптимальное решение — это ременной мультипликатор: он прост в изготовлении и требует минимума станочных работ. Коэффициент повышения оборотов у него будет равен отношению диаметра ведущего шкива, связанного с осью винта, к диаметру ведомого шкива генератора. При необходимости передаточное число будет легко скорректировать заменой одного из шкивов.
При проектировании мультипликатора нужно учитывать как средние обороты лопастного узла, так и токоскоростную характеристику генератора. Если мы используем серийный автомобильный генератор, то ее без труда можно найти в Интернете, с самодельными же конструкциями, скорее всего, придется идти методом проб и ошибок.
Для примера возьмем распространенный тракторный генератор, о котором уже писали выше.
Взяв расчетную мощность нашей ветроустановки в 90 ватт, найдем точку на графике, соответствующую выходу генератора на эту мощность. При номинальном напряжении 14 В нам потребуется токоотдача не менее 6,5 А — согласно графику, это произойдет при оборотах чуть выше 1000 об/мин. Пусть винт нашей конструкции вращается ветром со скоростью 60 об/мин (ветер средней силы). Значит, нам потребуется как минимум двадцатикратное соотношение диаметров шкивов — для 70-миллиметрового шкива генератора шкив ветряка должен будет иметь диаметр почти полтора метра, что неприемлемо. Это недвусмысленно намекает, насколько мала эффективность ветрогенераторов такого типа — без сложного многоступенчатого редуктора, который сам по себе приведет к большим потерям мощности, вывести автомобильный генератор на рабочий режим практически невозможно.
Для сравнения, посмотрим на характеристики генераторов, используемых в ветрогенераторах промышленного изготовления. Например, генератор на постоянных магнитах ГВУ1000, по конструкции аналогичный описанной выше самоделке из автомобильного тормозного диска, всего при 200 оборотах в минуту выдает мощность в 1 киловатт. С другой стороны, обратной стороной является его значительные вес (34 кг) и цена (почти 70 тысяч рублей).
Можно ли изготовить ротационный дефлектор своими руками
Более простые виды дефлекторов, применяемые на практике давно, мастеровитые домохозяева нередко изготавливают самостоятельно. В принципе, технически подкованный человек с этой работой справиться сможет. Правда, для этого потребуется разработать рабочий чертеж будущей конструкции, грамотно снять замеры, разработать схему монтажа дефлектора.
Касательно турбированной вариации не все так просто – она технически более сложная конструкция. Поэтому, практически всегда, приняв решение использовать именно ротационную модель, приобретают ее в виде профессионально изготовленного изделия.
