Регистрация / Вход
Дата публикации: 20 февраля 2019
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 2020 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 2020 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.
Как работает ветряк из бочки
Конструкция устройства проста: на трубу насажено колесо с лопастями, которое приводится в движение силой ветра. Для передачи крутящего момента на вал генератора в устройство встроен редуктор. Инвертор преобразует постоянный ток в переменный, который затем подается к точкам потребления – подключенным в сеть приборам и бытовой технике. При условии взаимной сочетаемости элементов по рабочим параметрам такой ветряк из бочки на удивление работоспособен, поставляя на объект необходимое количество электроэнергии и снимая часть нагрузки на сеть.
Принцип действия ветрогенератора основан на вращении лопастей, запускаемых в действие ветром средней или значительной силы. Через редуктор вращение передается на вал генератора, где происходит трансформация механической энергии в электрическую. Мощность устройства определяют такие параметры, как размер колеса с лопастями, сила ветра и высота мачты. Чем выше перечисленные параметры, тем мощнее конструкция ветряка, и тем больше электроэнергии поступает на объект к конечному потребителю.
В зависимости от направления вращения различают ветрогенераторы с вертикальной или горизонтальной осью вращения. Сконструировать первые значительно проще и дешевле, поэтому ниже будет рассмотрен именно этот вариант.
Ветрогенератор вертикальный из бочек
- Главная
- >Вертикальные ветряки
Интересный на мой взгляд ветрогенератор вертикального типа, особенность в применении открывающихся лопастей на ветру и центробежных подвесных грузов, которые регулируют максимальные обороты, тем самым ограничивают вращение ротора при высоких скоростях ветра. Информация о этом ветряке взята из канала на ютюбе, автор Валера Жарков — www.youtube.com/watch?v=mQsd55fi4pg.
Лопасти сделаны из железных бочек, по краям площадь лопастей увеличина полосами из оцинкованной жести, которые прикреплены на алюминиевые заклепки. Рама сварная из профильной трубы, ветрогенератор установлен на высоте 3.5м от земли.
>
Генератор сделан из асинхронного двигателя 2,2кВт, привод ременной. Ротор двигателя переделан на неодимовые магниты. В данном виде ветрогенератор на малом ветру 3-4м/с дает ток зарядки на аккумулятор 1-2 Ампера. Ветряк тихоходный, не шумит, страгивается на ветру около 3м/с, но далее может продолжать крутится пока ветер совсем не стихнет.
>
>
>
Грузы подвешены на цепочках, шума при работе не издают, чтобы закрывающиеся лопасти не стучали по раме, к краям приделаны амортизирующие резинки. Смысл работы такой, при слабом ветре лопасти выходя на ветер раскрываются натягивая грузы, а заходя под ветер они закрываются уменьшая свою парусность. А при большом ветре грузы за счет центробежной силы прикрывают лопасти и мощность ветряка дальше не растет. В этом как-бы и защита от излишней мощности генератора и защита от ураганного ветра.
>
>
Кроме ветряка так-же имеется солнечная панель на 100ватт, поликристаллическая, максимально выдает около 5 Ампер на зарядку аккумуляторов, на солнце работает очень хорошо, дает энергии намного больше чем этот ветрогенератор на слабом ветру, толку от солнца явно больше чем от ветра. Таких бы панелей еще 2-3штуки и энергии бы хватало по минимуму на весь дом во время перебоев в электросети.
>
Ветряк и солнечная панель заряжают два автомобильных аккумулятора емкостью по 190Ач, АКБ соединены в параллель, то-есть система на 12в.
>
Контроллер для зарядки гибридный, может работать как с ветряком, так и с солнечными панелями, излишки энергии при полном заряде сбрасываются на балластные тэны. На лицевой стороне контроллера имеется принудительный электро тормоз ветрогенератора, которым можно закорачивать обмотки генератора, тем самым останавливая ветрогенератор.
>
Так-же есть и бензогенератор на 6кВт, на случай отключения электроэнергии когда аккумуляторы разряжены. Вообще емкости аккумуляторов хватает всего на 3 часа работы всех приборов в доме, это конечно совсем не много, но позволяет пережить отключения электроэнергии, и если экономить, то на свет надолго хватает. Солнечная панелька одна заряжает аккумуляторы примерно за два дня, если дует ветер, то зарядка происходит значительно быстрей.
В системе так-же имеется инвертор 12/220вольт, мощностью 2кВт, правда синусоида модифицированная, лучше брать с чистой синусоидой так-как некоторые приборы могут неправильно работать например гудеть и перегреваться асинхронные двигатели.
>
Систему конечно надо наращивать, но пока на это денег нет, а все это стоит дорого. Ветрогенератор надежд не оправдал, хоть и большой, а толку мало от него. Его нужно раз в пять больше чтобы на слабом ветру иметь заметную отдачу, а так, на небольшом ветре всего пара ампер с него идет. Солнце получается намного эффективней и дешевле, да и проще.
Из каких материалов собрать своими руками ветряк из бочки
Лопасти ветрогенератора могут иметь размеры от 50 см до 6 м. Для их изготовления вполне достаточно обычной металлической бочки объемом 50-100 л из стального или алюминиевого сплава. Как правило, конструкции таких бочек имеют значительную прочность и жесткость. Тем более что их нередко применяют для транспортировки горюче-смазочных материалов, где использование прочной тары обусловлено требованиями техники безопасности. Также потребуется труба для установки лопастной конструкции, генератор автомобиля, крепежи и металлический профиль небольших размеров для взаимного крепления элементов ветряка.
Последовательность изготовления вертикального ветряка из бочек
На первом этапе необходимо изготовить и установить лопасти. Для этого на боковой поверхности бочки делаются вертикальные прорези по количеству элементов. Так, если их планируется четыре, выполняется пять разрезов на расстоянии, равном ширине лопасти. Округлая поверхность каждого элемента требует дополнительного улучшения для приобретения требуемых аэродинамических характеристик. Поэтому передний и задний срез лопастей немного изгибается, чтобы ускорить вращение конструкции. Здесь важно не переусердствовать, чтобы при сильном ветре ветряк не погнулся от огромной нагрузки и не слетел с креплений.
Если форма лопастей требует некоторой корректировки, ее можно выполнить деревянным молотком, слегка постукивая по гибкому металлу. Количество вращающихся элементов может составлять от двух до шести, в зависимости от желаемой мощности устройства. Готовые лопасти устанавливают на колесо, надежно фиксируют винтовым или заклепочным соединением. Затем конструкцию надевают на заранее подготовленную металлическую трубу, установленную вертикально. Важно тщательно рассчитать количество и расположение точек крепления, чтобы упростить последующую настройку вращения ветряка.
Для превращения механической энергии вращения лопастей в электрическую будет использован автомобильный генератор с ротором, соответствующим средней силе ветра. Чем выше его скорость, тем больше должен быть диаметр ротора. Все перечисленные элементы подключают и проверяют в работе, раскрутив лопасти. Важно протестировать ветряк до момента установки, чтобы сразу внести в конструкцию необходимые изменения и монтировать полностью работоспособное устройство.
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.
Установка вертикального ветряка из бочек
Монтаж готового генератора выполняется на прочном бетонном фундаменте с фиксацией в трех точках для максимальной устойчивости конструкции. Важно выбрать для установки ровное место с плотным стабильным грунтом, не склонным к осыпанию. Значение также имеют климатические условия региона, в частности – сила и направление ветра. После застывания бетона можно устанавливать мачту – вкопать ее в грунт и надежно зафиксировать растяжками.
Чтобы получить максимальное количество ветровой энергии, требуется поднятие мачты на высоту до 20м. Такое решение позволяет ветрогенератору работать в условиях ветра на 20-30% сильнее, чем на уровне земли. Таким образом, количество выработанной электрической энергии удастся увеличить в 1,7-2 раза.
Декоративный ветряк своими руками
Доброго времени суток, уважаемые самоделкины! В данной статье Владимир Натынчик, автор одноименного канала, расскажет нам о том, как сделать интересную поделку для декора. Автор сделает декоративный ветряк практически из хлама.
Итак, начнем. У Владимира есть вот такие доски, это бывшие в употреблении доски от поддона.
Поддоны он разобрал и достал из них гвозди. Признается, что ржавые старые гвозди из палеты достаются очень тяжело.
Начинает обработку с торцовки, обрезает всю некондицию.
А затем по всей длине уровнем, можно правилом делает полную отметку.
Теперь внизу каждой заготовки сверлит сквозные отверстия, диаметр будет зависеть от того, какую шпильку Вы будете использовать.
Следующей манипуляций стягивает все заготовки шпилькой, шайбой и гайкой в одну «пластину».
Дальше делает лекала из двух листков А4 формата, склеенных между собой на скотч.
Из них делает трафарет, потом переворачивает, ровняет по центру повторяет те же манипуляции. Вот отбился контур.
При помощи электрического лобзика или дисковой пилы отпиливает лишнее.
Уже выпилил, теперь шлифует всю поверхность ленточной шлифовальной машиной.
Отшлифовал поверхность и по бокам сделал такие кантики.
Теперь каждую заготовку раздвигает друг от друга по соосности.
Для финиша осталось дело за малым, надо установить подшипник, чтобы ветряк свободно крутился.
Теперь берет подседельный штырь, на нем велосипедное седло стояло. Обрезает вот в этих местах.
Получает вот такую конструкцию. То бишь гайка, подшипник гайка и контргайка.
Одевается все идеально.
Теперь обрезает лишнюю длину шпильки возле контргайки, чтобы она не мешала.
Обрезал и внутрь отверстия продевает проволоку.
Крепление тоже окрашивает в красный цвет.
Вот такой ветряк у Владимира получился.
На его базе можно сделать не только украшение, но и пугало для назойливых птиц, приклеив например изображение хищной птицы. Также можно закрепить «музыку ветра» на нижней планке, либо по краям.
Спасибо Владимиру за интересную идею.
Всем хороших самоделок!
Источник (Source)
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Подключение ветряка из бочки
После установки остается подключить устройство к генератору, руководствуясь правилами монтажа электрической цепи. Генератор крепится непосредственно к мачте, где установлен ветряк, и к нему подключается аккумулятор для накопления и «хранения» выработанной электроэнергии. Для исключения короткого замыкания монтировать ветряк необходимо с применением проводов сечением от 2,5 кв.мм и выше. Если рабочие параметры устройства при тестировании оказались ниже, можно подключить в цепь преобразователь постоянного тока в переменный.
