Ветряные электростанции для дома: особенности строительства

Установка ветряной электростанции на даче или в частном доме помогает решить множество проблем, связанных с электроснабжением. Данный агрегат способен перерабатывать и накапливать энергию ветра, используя ее во благо человека. Процесс изготовления ветряной электростанции достаточно простой — он требует минимального количества материалов и прежде всего желания достичь заданной цели. О том как сделать ветряную электростанцию для дома рассмотрим далее.

Оглавление:

1. Ветряные электростанции для частного дома: особенности и характеристика
2. Преимущества и недостатки ветряных электростанций
3. Сфера использования и виды ветряных электростанций для дома
4. Солнечно ветряная электростанция — общие сведения
5. Самодельная ветряная электростанция — особенности изготовления
6. Ветряная электростанция своими руками: выбор генератора

Ветряные электростанции для частного дома: особенности и характеристика

Ветряные электростанции предназначены для преобразования энергии ветра в электрическую энергию. В соотношении с внешним видом и конструктивными особенностями ветряные электростанции для дома бывают расположенными:

• горизонтально;
• вертикально.

Первый вариант менее зависим от ветра, но отличается меньшей популярностью, нежели второй. Так как он способен работать лишь при сильном ветре, а для его запуска требуется наличие внешнего источника. Вертикальные ветряные электростанции способны функционировать более качественно и отличаются высоким КПД. Для их работы достаточно силы ветра в 2-4 м/с.

Среди основных компонентов ветровых электростанций следует отметить:

• мачту, которая бывает простой, телескопической или монолитной;
• редуктор — часть электростанции, на которой располагаются лопасти;
• контейнер — подвижная часть ветроэлектростанции, которая двигается в соотношении с ветром;
• генератор — прибор, который преобразует энергию.

Выбор конструкции и мощности ветряка напрямую зависит от особенностей его эксплуатации.

Более простыми являются приборы, мощностью до 300 Вт. Такие агрегаты способны легко поместиться даже в автомобиль. Для их установки достаточно одного человека, а мощность, которую они вырабатывают, достаточно для зарядки телефона, обеспечения освещения или работы телевизора. Данный вариант отлично подходит для семейного отдыха на даче, в лесу или на море.

С помощью 2, 5, 10 кВт ветровых электростанций осуществляется обеспечение целого дома электроэнергией. Если существует излишняя энергия, то она помещается в аккумуляторах, которые ее расходуют при слабом ветре или при его отсутствии.

Более мощные варианты ветровых электростанций, мощность которых составляет более двадцати киловатт, способны снабдить электроэнергией несколько домов, коттеджей или даже частное предприятие.

Ветряные электростанции фото:

Главным преимуществом ветровой электростанции является экологичность, ведь ее работа никак не влияет на окружающую среду. При этом, энергию получить достаточно легко, главное условие — наличие стабильного ветра.

Среди недостатков ветровых электростанций отмечают их зависимость от ветра. Для работы ветряка ветер должен иметь скорость минимум два метра в секунду. Для достижения номинальной мощности потребуется сила ветра в 10 м/с.

Чтобы накапливать электричество и использовать его во время отсутствия ветра используют аккумуляторы. Срок их службы составляет около 10 лет. Кроме того, использование мощных ветровых электростанций отличается высокой шумопроизводительностью, что снижает комфорт проживания вблизи данного агрегата.

Ветровая электростанция способна препятствовать нормальной работе телевизора, радио и других подобных приборов.

Самыми главными составляющими любой ветроэлектростанции выступает генератор, устройство выпрямительного назначения, аккумулятор-батарея, инвертор, то есть преобразователь напряжения. Для осуществления общего контроля за работой устройства рекомендуется использование микропроцессорного контролера или простых логических схем.

Если планируется покупать ветровую электростанцию, то наиболее оптимальными вариантами станут устройства, имеющие низкий уровень начальной скорости ротора, скорости заряда батареи и выхода на рабочий процесс. Так как от широты восприятия рабочего диапазона ветра зависит количество энергии, которую воспроизводит установка.

Преимущества и недостатки ветряных электростанций

Среди преимущества использования ветровых электростанций отмечают:

1. Длительность применения ветровой энергии еще в древнеримские времена.

2. Экологичность и безвредность для окружающей среды.

3. Дешевизна получения качественной электроэнергии.

4. С помощью использования энергии ветра снижается расход электричества, вырабатываемого на ТЭС, поэтому выбросы парникового газа значительно снижаются.

5. Доступность, так как ветер присутствует в любом уголке всей планеты.

6. Размер ветряной турбины небольшой, поэтому для их установки не потребуется много места.

7. Особо востребованные ветровые установки в местах, которые отдалены от центрального электроснабжения, таких как леса, поля, моря или океаны.

8. Использование ветровой электростанции позволяет существенно снизить материальные расходы на оплату электроснабжения.

Несмотря на большое количество преимуществ, использование частных ветряных электростанций отличается такими недостатками:

1. Ветер отличается переменчивостью в разное время года в разных регионах поэтому кроме ветряной электростанции следует устанавливать накопительные устройства для электроэнергии, а их покупка — процесс весьма дорогостоящий. Кроме того, они требуют периодической замены.

2. Некоторым людям не нравится внешний вид ветряных электростанций и высокий уровень шума, который они производят.

3. Перед постройкой ветряной электростанции следует провести ряд исследований, направленных на определение силы и интенсивности ветра на определенной местности.

4. Цена на покупку ветровых электростанций довольно высокая, хотя и затраты со временем окупаются, первоначальный вклад довольно высокий.

5. Лопасти, которые находятся на ветряке приносят вред определенным насекомым и птицам, обитающих вблизи электростанции.

Сфера использования и виды ветряных электростанций для дома

Если мощность ветряной электростанции не превышает одного киловатта, то для изготовления ее корпуса требуется алюминиевый сплав. Поэтому, такие устройства характеризуются высокой тепловой отдачей и небольшим весом.

Чем ниже расчетная скорость ветра, тем выше уровень электроэнергии, которую преобразует ветряк. Тихоходный ветрогенератор позволяет не использовать редуктор, а, значит, шум, воспроизводимый ветряком уменьшается, а количество энергии — увеличивается.

Еще одним важным параметром ветряной электростанции выступает показатель энергоэффективности. Она зависит от размера, конструкции и уровня наклона лопастей. Если лопасти изготавливаются серийно, то их себестоимость снижается, а надежность находится на высоком уровне.

Минимальная мощность ветровой электростанции, применяемой в частном доме, составляет полкиловата.

Если мощность ветряка будет меньше, этой энергии не хватит для полноценного функционирования здания.

Применение малых ветряков актуально в походе, на отдыхе или на яхте. Если рассматривать высокую шумопроизводительность ветряков и их вред для насекомых, то к установкам домашнего использования данные недостатки не относятся, так как данные только большие промышленные установки создают инфранизкочастотное колебание, вредное для вблизи обитающих животных.

Солнечно ветряная электростанция — общие сведения

Данный тип электростанций отличается более высокой выгодой, так как является комбинацией солнечных батарей с ветряком. Если на улице отсутствует солнце или ночью, работает ветряк. В другое время энергоснабжением занимаются солнечные батареи.

Таким образом, удается получить полную энергетическую независимость от центрального электроснабжения. Данные электростанции используют в регионах, с достаточно высокой интенсивностью солнечного и ветрового излучения.

В состав солнечно ветровой электростанции входит наличие:

• ветрового генератора;
• башни;
• солнечных панелей;
• солнечного контролера;
• инвертора;
• аккумуляторов гелиевого типа;
• температурного батарейного датчика;
• разного рода кабелей и соединителей.

Самодельная ветряная электростанция — особенности изготовления

Процесс сооружения ветряной электростанции следует начинать с крыльчатки, так как именно данный элемент отвечает за улавливание энергии ветра. Для изготовления лопастей следует приобрести фанеру или металлический лист. Кроме того, возможен вариант применения материалов, таких как дюралюминий или пластик.

Основные требования к лопастям:

• легкость;
• строгая симметричность;
• отсутствие толчков во время вращения.

Учтите, что от количества лопастей не зависит конечный результат работы. То, если некоторые ветроустановки с тремя лопастями способны переработать такое же количество энергии, как и устройства, имеющие пять лопастей.

Самым оптимальным вариантом является сооружение ветряка с четырьмя лопастями. Обеспечить жесткость конструкции поможет шестимиллиметровая проволока, которой обрабатывают торцевые участки каждой лопасти. Данная процедура актуальна для изделий, изготовленных из металла. Если де лопасти у ветряка деревянные, то ее торцы пропитываются с помощью горячей олифы.

Для сооружения четырех крестовин, на которых фиксируются лопасти, следует использовать металлические полоски, размером 5х6 см. Срок их службы будет значительно дольше, чем у деталей изготовленных из дерева.

Вертикальной опорой для электростанции послужит стальная труба, минимальный диаметр которой составляет 30 см, а длина — 200 см. На нижнюю часть трубы крепятся два разных по диаметру шкива, таким образом, с помощью ремня, вращение передается к генератору.

Кроме того, следует обязательно позаботиться об укрытии всех элементов в коробке, выполненной из дерева или металла.

С помощью варочного аппарата, металлическая крестовина ротора приваривается к оси. Не забудьте тщательно измерить интервал между лопастями и осью. Когда роторная часть ветряка собрана, ее следует покрыть с помощью масляной краски.

Станина — довольно важный элемент ветряной электростанции, так как именно на нее крепится установка. Поэтому станина должна быть мощной и обеспечивающей прочность крепления.

Для фиксации четырех точек соприкосновения с поверхностью следует провести их заливку с помощью бетонного раствора.

Если сила ветра не будет превышать 10 м/с, то мощность ветряка составит около 1 кВт. Учтите, что ветрогенератор должен быть снабжен с помощью аккумулятора, в котором будет храниться энергия, используемая в безветренную погоду.

Ветряная электростанция должна располагаться на открытой местности, вдали от деревьев, предпочтительно на возвышенности.

Ветряная электростанция своими руками: выбор генератора

От типа генератора, используемого для переработки энергии, зависит КПД ветровой установки. Довольно высокой популярностью отличаются устройства асинхронного типа. Принцип их работы состоит в несовпадении момента вращения ротора с вращением статорного магнитного поля. Ветер обеспечивает вращение ротора генераторной установки, когда вышеприведенные поля между собой не совпадают, происходит образование дополнительной электрической энергии. Поэтому, КПД ветряка увеличивается.

Затраты на покупку данного генератора вполне себя окупают его высокой производительностью. В сравнении с обычными генераторами, устройства асинхронного типа отличаются более низким весом, более высокой мощностью и доступной стоимостью.

Они не нуждаются в дополнительном источнике питания, так как у них нету электрических щеток, которые требуют периодической замены в процессе работы обычного генератора.

Принцип работы асинхронных двигателей состоит в следующем. В процессе движения ротора с помощью ветра, статор находится под воздействием магнитного поля. Каждая обмотка статора подключена к конденсатору, поэтому происходит появление небольшого количества тока. Он и заряжает конденсатор. Далее происходит образование магнитного поля, воздействующего на вторую обмотку, которая способствует еще более сильному заряду конденсатора. Ротор насыщается и самостоятельно производит энергию.

Асинхронный ветрогенератор, при скорости ветра в 4 метра за секунду способен произвести электричество, мощностью в 3 кВт.

Среди преимущества данного генератора следует отметить:

• простоту в эксплуатации;
• материальную и техническую доступность;
• наличие постоянного устойчивого тока;
• получение высокой мощности за небольшие деньги.

Среди преимущества синхронных генераторов следует отметить наличие устойчивого и стабильного напряжения. Но в то же время, данные генераторы отличаются необходимостью в периодической замене щеток и высокой стоимостью.

Асинхронные же генераторы довольно просты в работе, кроме того, они не подвержены возникновению короткого замыкания.

В процессе изготовления ветровой электростанции своими руками наилучшим вариантом станет использование автомобильного генератора, который станет отличным прибором, преобразовывающим энергию ветра в электричество.

Ветряные электростанции видео:

Как сделать вертикальный ветрогенератор. Как сделать ветряную электростанцию своими руками Ветрогенератор из

Время чтения ≈ 4 минут

Существенно уменьшить счета за электричество и обеспечить себя резервным источником энергии на даче можно, сделав ветрогенератор своими руками.

Покупка готового ветряного генератора экономически оправдана, только, если нет никакой возможности подключения к электросетям. Стоимость оборудования и его техническое обслуживание зачастую оказывается выше, чем цена киловатт, которые вы купите у энергосбытовой компании в течение ближайших лет. Хотя, если сравнивать с использованием бензиновых или дизельных генераторов небольшой мощности, тут экологичный источник энергии выигрывает по стоимости обслуживания, уровню шума, отсутствию вредных выхлопов. Временное отсутствие ветра можно компенсировать, используя аккумуляторы с преобразователем напряжения.

Ветрогенератор, собранный с использованием некоторых деталей, сделанных своими руками, может оказаться в несколько раз дешевле, готового комплекта. Если вы серьезно решили сделать свой загородный дом энергонезависимым, при этом не хотите никому переплачивать — самодельный ветрогенератор — правильное решение.

Мощность ветрогенератора

Прежде чем приступать к работе, надо определиться, есть ли реальная необходимость в мощном ветрогенераторе, например, для приготовления пищи, использования электроинструмента, нагрева воды или отопления. Может быть вам достаточно подключить освещение, небольшой холодильник, телевизор, подзарядить телефон? В первом случае вам нужен ветряк мощностью от 2 до 6 кВт, а во втором, можно ограничиться в 1-1,5 кВт.

Также существуют горизонтальные и вертикальные ветрогенераторы. При вертикальном расположении оси можно использовать лопасти самой разнообразной формы, это могут быть плоские или выгнутые листы металла, вращающиеся на удлинителях. Существует вариант с одной скрученной лопастью. Сам генератор располагается у земли. Поскольку обороты лопастей невысокие, двигатель имеет большую массу и, соответственно, стоимость. Преимуществом вертикальной конструкции является простота и возможность работы при слабом ветре.

В этом обзоре будет рассмотрен вопрос, как сделать горизонтальный ветрогенератор своими руками. Для него можно использовать различные типы доступных генераторов и переделанные электродвигатели.

Конструкция ветрогенератора на 220В:

1. Электрогенератор промышленного производства.
2. Лопасти для ветрогенератора и поворотный механизм на мачте.
3. Схема управления зарядкой аккумулятора.
4. Соединительные провода.
5. Установочная мачта.
6. Растяжки.

Мы будем использовать двигатель постоянного тока от «беговой дорожки», он имеет параметры: 260V, 5A. Эффект генератора мы получим за счет обратимости магнитных полей данного типа электродвигателей.

Необходимые материалы и комплектующие

Все детали вы легко найдете в хозяйственных или строительных магазинах. Нам потребуется:

• нарезная втулка нужного размера;
• мост диодный, рассчитанный на ток 30-50A;
• ПВХ трубка.

Хвостовик и корпус ветряка можно сделать из следующих материалов:

• Стальная профильная труба 25 мм;
• Маскирующий фланец;
• Патрубки;
• Болты;
• Шайбы;
• Саморезы;
• Скотч.

Сборка ветряного генератора согласно чертежам

Лопасти ветряка можно изготовить из дюраля по приведенным чертежам. Деталь надо качественно зашкурить, при этом переднюю кромку сделать закругленной, а заднюю заточить. Для хвостовика подойдет кусок жести достаточной жесткости.

К электродвигателю закрепляем втулку, а на ее корпусе высверливаем три отверстия на равном расстоянии друг от друга. В них надо нарезать резьбу под болты.

Трубку ПВХ разрежем вдоль, и будем использовать в качестве уплотнителя между квадратной трубой и корпусом генератора.

Диодный мост также закрепим возле мотора с помощью саморезов.

Черный провод от двигателя подключим к плюсу диодного моста, а красный к минусу.

Хвостовик прикручиваем саморезами на противоположный конец трубы.

Лопасти соединяем с втулкой при помощи болтов, обязательно используем по две шайбы и гровер на каждый болт.

Втулку закручиваем на вал двигателя против часовой стрелки, удерживая ось пассатижами.

Патрубок приворачиваем к маскирующему фланцу при помощи газового ключа.

Надо обязательно найти точку равновесия на трубе с закрепленным двигателем и хвостовиком. По этой точке закрепляем конструкцию на мачту.

Все металлические детали, которые могут подвергнуться коррозии желательно покрыть качественной эмалью.

Ветрогенератор для частного дома стоит установить на некотором расстоянии от основных строений, мачту обязательно закрепить растяжками из стального троса. Высота зависит от возможной силы ветра, рельефа и искусственных препятствий, окружающих электростанцию.

Электрический ток после диодного моста должен через контрольный амперметр поступать на электронную схему зарядки аккумулятора. Напрямую к такому генератору можно подключить маломощные лампы накаливания. Заряженные батареи выдают стабильное постоянное напряжение. Его рекомендуется использовать для освещения (галогенные лампы и светодиодные ленты), либо вывести на инвертор, чтобы получить 220В переменного тока и подключить любые бытовые приборы, мощность которых не превышает параметры инвертора.

Представленная фото и видео информация даст вам более наглядное представление о сборке ветрогенератора своими руками.

Видео изготовления ветрогенератора своими руками

Электроэнергия неуклонно дорожает. Чтобы чувствовать себя комфортно за городом в жаркую летнюю погоду и морозным зимним днем, необходимо или основательно потратиться, или заняться поиском альтернативных источников энергии. Россия – огромная по площади страна, имеющая большие равнинные территории. Хотя в большинстве регионов у нас преобладают медленные ветры, малообжитая местность обдувается мощными и буйными воздушными потоками. Поэтому присутствие ветрогенератора в хозяйстве владельца загородной недвижимости чаще всего оправдано. Подходящую модель выбирают, исходя из местности применения и фактических целей использования.

Ветряк #1 — конструкция роторного типа

Можно сделать своими руками несложный ветряк роторного типа. Конечно, снабдить электроэнергией большой коттедж ему вряд ли будет под силу, зато обеспечить электричеством скромный садовый домик вполне под силу. С его помощью можно снабдить светом в вечернее время суток хозяйственные постройки, осветить садовые дорожки и придомовую территорию.

Подробнее о других видах альтернативных источников энергии можно прочитать в данной статье:

Так или почти так выглядит роторный ветрогенератор, сделанный своими руками. Как видите, в конструкции этого оборудования нет ничего сверхсложного

Подготовка деталей и расходников

Чтобы собрать ветрогенератор, мощность которого не будет превышать 1,5 КВт, нам понадобятся:

• генератор от автомобиля 12 V;
• кислотный или гелиевый аккумулятор 12 V;
• преобразователь 12V – 220V на 700 W – 1500 W;
• большая ёмкость из алюминия или нержавеющей стали: ведро или объёмистая кастрюля;
• автомобильное реле зарядки аккумулятора и контрольной лампы заряда;
• полугерметичный выключатель типа «кнопка» на 12 V;
• вольтметр от любого ненужного измерительного устройства, можно автомобильный;
• болты с шайбами и гайками;
• провода сечением 2,5 мм 2 и 4 мм 2 ;
• два хомута, которыми генератор будет крепиться к мачте.

Для выполнения работы нам будут нужны ножницы по металлу или болгарка, рулетка, маркер или строительный карандаш, отвертка, ключи, дрель, сверло, кусачки.

Большинство владельцев частных домов не признают использование геотермального отопления, однако подобная система имеет перспективы. Подробнее о преимуществах и недостатках данного комплекса можно прочитать в следующем материале:

Ход конструкторских работ

Мы собираемся изготовить ротор и переделать шкив генератора. Для начала работы нам понадобится металлическая ёмкость цилиндрической формы. Чаще всего для этих целей приспосабливают кастрюлю или ведро. Возьмем рулетку и маркер или строительный карандаш и поделим ёмкость на четыре равные части. Если будем резать металл ножницами, то, чтобы их вставить, нужно сначала сделать отверстия. Можно воспользоваться и болгаркой, если ведро не выполнено из крашеной жести или оцинкованной стали. В этих случаях металл неминуемо перегреется. Вырезаем лопасти, не прорезая их до конца.

Чтобы не ошибиться с размерами лопастей, которые мы прорезаем в ёмкости, необходимо сделать тщательные замеры и тщательно всё пересчитать

В днище и в шкиве размечаем и высверливаем отверстия для болтов. На этой стадии важно не торопиться и расположить отверстия с соблюдением симметрии, чтобы при вращении избежать дисбаланса. Лопасти следует отогнуть, но не слишком сильно. При выполнении этой части работы учитываем направление вращения генератора. Обычно он крутится по движению часовой стрелке. В зависимости от угла изгиба увеличивается и площадь воздействия потоков ветра, а, значит, и скорость вращения.

Это ещё один из вариантов лопастей. В данном случае каждая деталь существует отдельно, а не в составе ёмкости, из которой вырезалась

Раз каждая из лопастей ветряка существует отдельно, прикручивать нужно каждую. Преимущество такой конструкции в её повышенной ремонтопригодности

Ведро с готовыми лопастями следует закрепить на шкиве, используя болты. На мачту при помощи хомутов устанавливаем генератор, затем подсоединяем провода и собираем цепь. Схему, цвета проводов и маркировку контактов лучше заранее переписать. Провода тоже нужно зафиксировать на мачте.

Чтобы подсоединить аккумулятор, используем провода 4 мм 2 , длина которых не должна быть более 1-го метра. Нагрузку (электроприборы и освещение) подключаем с помощью проводов сечением 2,5 мм 2 . Не забываем поставить преобразователь (инвертер). Его включают в сеть к контактам 7,8 проводом 4 мм 2 .

Конструкция ветряной установки состоит из резистора (1), обмотки стартера генератора (2), ротора генератора (3), регулятора напряжения (4), реле обратного тока (5), амперметра (6), аккумулятора (7), предохранителя (8), выключателя (9)

Достоинства и недостатки такой модели

Если всё сделано правильно, работать этот ветрогенератор будет, не создавая вам проблем. При аккумуляторе 75А и с преобразователем 1000 W он может питать уличное освещение, приборы видеонаблюдения и т.д.

Схема работы установки наглядно демонстрирует то, как именно энергия ветра преобразуется в электричество и то, как она используется по назначению

Достоинства такой модели очевидны: это весьма экономичное изделие, хорошо поддаётся ремонту, не требует особых условий для своего функционирования, работает надежно и не нарушает ваш акустический комфорт. К недостаткам можно отнести невысокую производительность и значительную зависимость от сильных порывов ветра: лопасти могут быть сорваны воздушными потоками.

Ветряк #2 — аксиальная конструкция на магнитах

Аксиальные ветряки с безжелезными статорами на неодимовых магнитах в России до последнего времени не делали по причине недоступности последних. Но теперь они есть и в нашей стране, причем стоят они дешевле, чем изначально. Поэтому и наши умельцы стали изготавливать ветрогенераторы этого типа.

Со временем, когда возможности роторного ветрогенератора уже не будут обеспечивать все потребности хозяйства, можно сделать аксиальную модель на неодимовых магнитах

Что необходимо подготовить?

За основу аксиального генератора нужно взять ступицу от автомобиля с тормозными дисками. Если эта деталь была в эксплуатации, её необходимо разобрать, подшипники поверить и смазать, ржавчину счистить. Готовый генератор будет покрашен.

Чтобы качественно отчистить ступицу от ржавчины, воспользуйтесь металлической щеткой, которую можно насадить на электродрель. Ступица снова будет выглядеть отлично

Распределение и закрепление магнитов

Нам предстоит наклеивать магниты на диски ротора. В данном случае используются 20 магнитов размером 25х8мм. Если вы решите сделать другое количество полюсов, то используйте правило: в однофазном генераторе должно быть сколько полюсов, столько и магнитов, а в трехфазном необходимо соблюдать соотношение 4/3 или 2/3 полюса к катушкам. Размещать магниты следует, чередуя полюса. Чтобы их расположение было правильным, используйте шаблон с секторами, нанесенными на бумаге или на самом диске.

Если есть такая возможность, магниты лучше использовать прямоугольные, а не круглые, потому что у круглых магнитное поле сосредоточено в центре, а у прямоугольных – по их длине. Противостоящие магниты должны иметь разные полюса. Чтобы ничего не перепутать, маркером нанесите на их поверхность «+» или «-». Для определения полюса возьмите один магнит и подносите к нему другие. На притягивающихся поверхностях ставьте плюс, а на отталкивающихся – минус. На дисках полюса должны чередоваться.

Магниты правильно размещены. Перед их фиксацией эпоксидной смолой, необходимо сделать бортики из пластилина, чтобы клейкая масса могла застыть, а не стекла на стол или пол

Для закрепления магнитов нужно использовать сильный клей, после чего прочность склейки дополнительно усиливают эпоксидной смолой. Ею заливают магниты. Чтобы предотвратить растекание смолы можно сделать бордюры из пластилина или просто обмотать диск скотчем.

Трехфазные и однофазные генераторы

Однофазный статор хуже трехфазного, потому что при нагрузке он даёт вибрацию. Это происходит из-за разницы в амплитуде тока, которая возникает по причине непостоянной отдачи его за момент времени. Трехфазная модель этим недостатком не страдает. Мощность в ней всегда постоянна, потому что фазы друг друга компенсируют: если в одной ток падает, а в другой он нарастает.

В споре однофазного и трехфазного вариантов последний выходит победителем, потому что дополнительная вибрация не продлевает срок службы оборудования и раздражает слух

В результате отдача трехфазной модели на 50% превышает тот же показатель однофазной. Другим плюсом отсутствия ненужной вибрации является акустический комфорт при работе под нагрузкой: генератор не гудит во время его эксплуатации. Кроме того, вибрация всегда выводит ветрогенератор из строя до истечения срока его эксплуатации.

Процесс наматывания катушек

Любой специалист вам скажет, что перед наматыванием катушек нужно произвести тщательный расчет. А любой практик все сделает интуитивно. Наш генератор не будет слишком быстроходным. Нам нужно, чтобы процесс зарядки 12-вольтового аккумулятора начался при 100-150 оборотах в минуту. При таких исходных данных общее число витков во всех катушках должно составлять 1000-1200шт. Осталось разделить эту цифру на количество катушек и узнать, сколько витков будет в каждой.

Чтобы сделать ветрогенератор на низких оборотах мощнее, нужно увеличить число полюсов. При этом в катушках возрастет частота колебания тока. Для намотки катушек лучше использовать толстый провод. Это уменьшит сопротивление, а, значит, сила тока возрастет. Следует учесть, что при большом напряжении ток может оказаться «съеденным» сопротивлением обмотки. Простой самодельный станочек поможет быстро и аккуратно намотать качественные катушки.

Статор размечен, катушки уложены на свои места. Для их фиксации используется эпоксидная смола, стеканию которой снова противостоят пластилиновые бортики

Из-за числа и толщины магнитов, расположенных на дисках, генераторы могут значительно различаться по своим рабочим параметрам. Чтобы узнать, какую мощность ждать в результате, можно намотать одну катушку и прокрутить её в генераторе. Для определения будущей мощности, следует измерить напряжение на определенных оборотах без нагрузки.

Например, при 200 оборотах в минуту получается 30 вольт при сопротивлении 3 Ом. Отнимаем от 30 вольт напряжение аккумулятора в 12 вольт, а получившиеся 18 вольт делим на 3 Ом. Результат – 6 ампер. Это тот объём, который отправится на аккумулятор. Хотя практически, конечно, выходит меньше из-за потерь на диодном мосту и в проводах.

Чаще всего катушки делают круглыми, но лучше их чуть вытянуть. При этом меди в секторе получается больше, а витки катушек оказываются прямее. Диаметр внутреннего отверстия катушки должен соответствовать размеру магнита или быть немногим больше его.

Проводятся предварительные испытания получившегося оборудования, которые подтверждают его отличную работоспособность. Со временем и эту модель можно будет усовершенствовать

Делая статор, учтите, что его толщина должна соответствовать толще магнитов. Если число витков в катушках увеличить и сделать статор толще, междисковое пространство увеличится, а магнитопоток уменьшится. В результате может образоваться то же напряжение, но меньший ток из-за возросшего сопротивления катушек.

В качестве формы для статора используют фанеру, но можно на бумаге разметить сектора для катушек, а бордюры сделать из пластилина. Прочность изделия увеличит стеклоткань, помещенная на дно формы и поверх катушек. Эпоксидная смола не должна прилипать к форме. Для этого её смазывают воском или вазелином. Для тех же целей можно использовать пленку или скотч. Катушки закрепляют между собой неподвижно, концы фаз выводят наружу. Потом все шесть проводов соединяют треугольником или звездой.

Генератор в сборе тестируют, используя вращение рукой. Получившееся напряжение составляет 40 вольт, сила тока при этом составляет примерно 10 Ампер.

Заключительный этап — мачта и винт

Фактическая высота готовой мачты составила 6 метров, но лучше было бы сделать её 10-12 метров. Основание для неё нуждается в бетонировании. Необходимо сделать такое крепление, чтобы трубу можно было поднимать и опускать при помощи ручной лебедки. На верхнюю часть трубы крепится винт.

Труба ПВХ – надежный и достаточно легкий материал, используя который можно сделать винт ветряка с заранее предусмотренным изгибом

Для изготовления винта нужна ПВХ труба, диаметр которой составляет 160 мм. Из неё предстоит вырезать шестилопастной двухметровый винт. С формой лопастей имеет смысл поэкспериментировать, чтобы усилить крутящий момент на низких оборотах. От сильного ветра винт нужно уводить. Эта функция выполняется с помощью складывающегося хвоста. Выработанная энергия копится в аккумуляторах.

Мачта должна подниматься и опускаться с помощью ручной лебедки. Дополнительную устойчивость конструкции можно придать, используя натяжные тросы

Вашему вниманию предоставлены два варианта ветрогенераторов, которые чаще всего используются дачниками и владельцами загородной недвижимости. Каждый из них по-своему эффективен. Особенно результат применения такого оборудования проявляется в местности с сильными ветрами. В любом случае, такой помощник в хозяйстве не помешает никогда.

Сложно не заметить, насколько стабильность поставок электроэнергии загородным объектам отличается от обеспечения городских зданий и предприятий электроэнергией. Признайтесь, что вы как владелец частного дома или дачи не раз сталкивались с перебоями, связанными с ними неудобствами и порчей техники.

Перечисленные негативные ситуации вместе с последствиями перестанут осложнять жизнь любителей природных просторов. Причем с минимальными трудовыми и финансовыми затратами. Для этого нужно всего лишь сделать ветряной генератор электроэнергии, о чем мы детально рассказываем в статье.

Мы подробно описали варианты изготовления полезной в хозяйстве системы, избавляющей от энергетической зависимости. Согласно нашим советам соорудить ветрогенератор своими руками сможет неопытный домашний мастер. Практичное устройство поможет существенно сократить ежедневные расходы.

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 , 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.

Содержание:

Воздушные массы обладают неисчерпаемыми запасами энергии, которую человечество использовало еще в давние времена. В основном сила ветра обеспечивала движение судов под парусами и работу ветряных мельниц. После изобретения паровых двигателей данный вид энергии потерял свою актуальность.

Лишь в современных условиях ветровая энергия вновь стала востребованной в качестве движущей силы, прикладываемой к электрическим генераторам. Они еще не получили широкого распространения в промышленных масштабах, но становятся все более популярными в частном секторе. Иногда бывает просто невозможно подключиться к линии электропередачи. В таких ситуациях многие хозяева конструируют и изготавливают ветрогенератор для частного дома своими руками из подручных материалов. В дальнейшем они используются в качестве основных или вспомогательных источников электроэнергии.

Теория идеального ветряка

Данная теория разрабатывалась в разное время учеными и специалистами в области механики. Впервые она была разработана В.П. Ветчинкиным в 1914 году, а в качестве основы использовалась теория идеального гребного винта. В этих исследованиях был впервые выведен коэффициент использования ветряной энергии идеальным ветряком.

Работы в этой области были продолжены Н.Е. Жуковским, который вывел максимальное значение данного коэффициента, равное 0,593. В более поздних работах другого профессора — Сабинина Г.Х. уточненное значение коэффициента составило 0,687.

В соответствии с разработанными теориями, идеальное ветряное колесо должно обладать следующими параметрами:

• Ось вращения колеса должна быть параллельна со скоростью ветрового потока.
• Количество лопастей бесконечно большое, с очень малой шириной.
• Нулевое значение профильного сопротивления крыльев при наличии постоянной циркуляции вдоль лопастей.
• Вся сметаемая поверхность ветряка обладает постоянной потерянной скоростью воздушного потока на колесе.
• Стремление угловой скорости к бесконечности.

Выбор ветроустановки

Выбирая модель ветрогенератор для частного дома следует учитывать необходимую мощность, обеспечивающую работу приборов и оборудования с учетом графика и периодичности включения. Она определяется путем ежемесячного учета потребляемой электроэнергии. Дополнительно значение мощности может определяться в соответствии с техническими характеристиками потребителей.

Следует учитывать и тот фактор, что питание всех электроприборов осуществляется не напрямую от ветрогенератора, а от инвертора и комплекта аккумуляторных батарей. Таким образом, генератор мощностью в 1 кВт способен обеспечить нормальное функционирование аккумуляторов, питающих четырехкиловаттный инвертор. В результате, бытовые приборы с аналогичной мощностью обеспечиваются электроэнергией в полном объеме. Большое значение имеет правильный выбор батарей. Особое внимание следует обратить на такие параметры, как и ток зарядки.

При выборе конструкции ветряного двигателя учитываются следующие факторы:

• Направление вращения ветряного колеса — вертикальное или горизонтальное.
• Форма лопаток для вентилятора может быть в виде паруса, с прямой или криволинейной поверхностью. В некоторых случаях используются комбинированные варианты.
• Материал для лопаток и технология их изготовления.
• Размещение вентиляторных лопастей с различным наклоном, относительно потока проходящего воздуха.
• Количество лопастей, включенных в вентилятор.
• Необходимая мощность, передаваемая от ветряного двигателя к генератору.

Кроме того, необходимо учесть среднегодовую скорость ветра для конкретной местности, уточненную в метеослужбе. Уточнять направление ветра не требуется, поскольку современные конструкции ветрогенераторов самостоятельно поворачиваются в другую сторону.

Для большинства местностей Российской Федерации наиболее оптимальным вариантом будет горизонтальная ориентация оси вращения, поверхность лопаток криволинейная вогнутая, которую воздушный поток обтекает под острым углом. На величину мощности, забираемой от ветра, влияет площадь лопасти. Для обычного дома вполне достаточно площади 1,25 м 2 .

Число оборотов ветряка зависит от количества лопастей. Быстрее всего вращаются ветрогенераторы с одной лопастью. В таких конструкциях для уравновешивания используется противовес. Следует учитывать и тот факт, что при низкой скорости ветра, ниже 3 м/с, ветряные установки становятся неспособными забирать энергию. Для того чтобы агрегат воспринимал слабый ветер, площадь его лопастей должна быть увеличена как минимум до 2 м 2 .

Расчет ветрогенератора

Перед выбором ветрогенератора необходимо определить скорость и направление ветра, наиболее характерные в месте предполагаемого монтажа. Следует помнить, что вращение лопастей начинается при минимальной скорости ветра 2 м/с. Максимального КПД удается достичь, когда этот показатель достигает значения от 9 до 12 м/с. То есть, для того чтобы обеспечить электричеством небольшой загородный дом, потребуется генератор с минимальной мощностью 1 кВт/ч и ветер со скоростью не менее 8 м/с.

Скорость ветра и диаметр винта оказывают непосредственное влияние на мощность, вырабатываемую ветряной электроустановкой. Точно рассчитать эксплуатационные характеристики той или иной модели возможно с помощью следующих формул:

1. Расчеты в соответствии с площадью вращения выполняются следующим образом: P = 0,6 х S х V 3 ,где S — площадь, перпендикулярная направлению ветра (м 2), V — скорость ветра (м/с), Р — мощность генераторной установки (кВт).
2. Для расчетов электроустановки по диаметру винта применяется формула:Р = D 2 х V 3 /7000, в которой D является диаметром винта (м), V — скорость ветра (м/с), Р — мощность генератора (кВт).
3. При более сложных вычислениях учитывается плотность воздушного потока. Для этих целей существует формула: P = ξ х π х R 2 х 0,5 х V 3 х ρ х η ред х η ген,где ξ является коэффициентом использования ветровой энергии (безмерная величина), π = 3,14, R — радиус ротора (м), V — скорость воздушного потока (м/с), ρ — плотность воздуха (кг/м 3), η ред — КПД редуктора (%), η ген — КПД генератора (%).

Таким образом, электроэнергия, производимая ветрогенератором, возрастает количественно в кубическом соотношении с повышающейся скоростью ветрового потока. Например, при повышении скорости ветра в 2 раза, выработка ротором кинетической энергии возрастет в 8 раз.

При выборе места установки ветрогенератора необходимо отдавать предпочтение участкам без больших построек и высоких деревьев, которые создают преграду для ветра. Минимальное расстояние от жилых домов составляет от 25 до 30 метров, в противном случае шум во время работы будет создавать неудобства и дискомфорт. Ротор ветряка должен быть расположен на высоте, превышающей ближайшие постройки не менее чем на 3-5 м.

Если подключение загородного дома к общей сети не планируется, в этом случае можно воспользоваться вариантами комбинированных систем. Работа ветряной установки будет значительно эффективнее при использовании ее совместно с дизель-генератором или солнечной батареей.

Как сделать ветрогенератор своими руками

Независимо от типа и конструкции ветрогенератора, каждое устройство в качестве основы, оборудуется похожими элементами. Во всех моделях имеются генераторы, лопасти из различных материалов, подъемники, обеспечивающие нужный уровень установки, а также дополнительные аккумуляторы и система электронного управления. Наиболее простыми для изготовления считаются агрегаты роторного типа либо аксиальные конструкции с использованием магнитов.

Вариант 1. Роторная конструкция ветрогенератора.

В конструкции роторного ветряного генератора используется две, четыре или более лопастей. Подобные ветрогенераторы не в состоянии полностью обеспечить электроэнергией большие загородные дома. Они используются преимущественно в качестве вспомогательного источника электричества.

В зависимости от расчетной мощности ветряка, подбираются необходимые материалы и комплектующие:

• Генератор с автомобиля на 12 вольт и автомобильный аккумулятор.
• Регулятор напряжения, преобразующий переменный ток с 12 до 220 вольт.
• Емкость с большими размерами. Лучше всего подойдет алюминиевое ведро или кастрюля из нержавеющей стали.
• В качестве зарядного устройства можно воспользоваться реле, снятым с автомобиля.
• Потребуется выключатель на 12 В, лампа заряда с контроллером, болты с гайками и шайбами, а также металлические хомуты с прорезиненными прокладками.
• Трехжильный кабель с минимальным сечением 2,5 мм 2 и обычный вольтметр, снятый с любого измерительного устройства.

В первую очередь выполняется подготовка ротора из имеющейся металлической емкости — кастрюли или ведра. Она размечается на четыре равные части, на концах линий проделываются отверстия, чтобы облегчить разделение на составные части. Затем емкость разрезается ножницами по металлу или болгаркой. Из получившихся заготовок вырезаются лопасти ротора. Все замеры должны тщательно проверяться на соответствие размерам, в противном случае конструкция будет работать неправильно.

Далее определяется сторона вращения шкива генератора. Как правило, он вращается по часовой стрелке, но лучше это проверить. После этого роторная часть соединяется с генератором. Во избежание дисбаланса в движении ротора, отверстия для креплений в обеих конструкциях должны располагаться симметрично.

Чтобы увеличить скорость вращения края лопастей следует немного выгнуть. С возрастанием угла изгиба, потоки воздуха будут более эффективно восприниматься роторной установкой. В качестве лопастей используются не только элементы разрезанной емкости, но и отдельные детали, соединяемые с металлической заготовкой, имеющей форму окружности.

После крепления емкости к генератору, всю полученную конструкцию нужно целиком установить на мачте с помощью металлических хомутов. Затем монтируется проводка и собирается . Каждый контакт должен включаться в собственный разъем. После подключения проводка крепится к мачте проволокой.

По окончании сборки осуществляется подключение инвертора, аккумулятора и нагрузки. Аккумулятор подключается кабелем с сечением 3 мм 2 , для всех остальных подключений вполне достаточно сечения 2 мм 2 . После этого ветрогенератор можно эксплуатировать.

Вариант 2. Аксиальная конструкция ветрогенератора с применением магнитов.

Аксиальные ветряки для дома представляют собой конструкцию, одним из основных элементов которой являются неодимовые магниты. По своим эксплуатационным качествам они значительно опережают обычные роторные агрегаты.

Ротор является основным элементом всей конструкции ветрогенератора. Для его изготовления лучше всего подойдет ступица автомобильного колеса в комплекте с тормозными дисками. Деталь, находившуюся в эксплуатации, следует подготовить — очистить от грязи и ржавчины, смазать подшипники.

Далее необходимо правильно распределить и закрепить магниты. Всего их понадобится 20 штук, размером 25 х 8 мм. Магнитное поле в них расположено по длине. Четные магниты будут полюсами, они располагаются по всей плоскости диска, с чередованием через один. Затем определяются плюсы и минусы. Один магнит поочередно касается других магнитов на диске. Если они притягиваются, значит полюс положительный.

При увеличенном количестве полюсов, необходимо соблюдать определенные правила. В однофазных генераторах число полюсов совпадает с количеством магнитов. В трехфазных генераторах соблюдается пропорция 4/3 между магнитами и полюсами, а также соотношение 2/3 между полюсами и катушками. Установка магнитов выполняется перпендикулярно окружности диска. Для их равномерного распределения используется бумажный шаблон. Вначале магниты закрепляются сильным клеем, а потом окончательно фиксируются эпоксидной смолой.

Если сравнивать однофазные и трехфазные генераторы, то эксплуатационные качества первых будут несколько хуже по сравнению со вторыми. Это связано с высокими амплитудными колебаниями в сети из-за нестабильной отдачи тока. Поэтому в однофазных устройствах возникает вибрация. В трехфазных конструкциях этот недостаток компенсируется нагрузками тока из одной фазы в другую. За счет этого в сети всегда обеспечивается постоянное значение мощности. Из-за вибрации срок эксплуатации однофазных систем значительно ниже, чем у трехфазных. Кроме того, у трехфазных моделей во время работы отсутствует шум.

Высота мачты составляет примерно 6-12 м. Она устанавливается в центр опалубки и заливается бетоном. Затем на мачту устанавливается готовая конструкция, на которую крепится винт. Крепление самой мачты осуществляется с помощью тросов.

Лопасти для ветрогенератора

Эффективность работы ветровых электроустановок во многом зависит от конструкции лопастей. Прежде всего, это их количество и размеры, а также материал, из которого будут изготовлены лопасти для ветрогенератора.

Факторы, влияющие на конструкцию лопастей:

• Даже самый слабый ветер сможет привести в движение длинные лопасти. Однако слишком большая длина может привести к замедлению скорости вращения ветряного колеса.
• Увеличение общего количества лопастей делает ветряное колесо более чутким. То есть, чем больше лопастей, тем лучше запускается вращение. Однако мощность и скорость будут снижаться, что делает подобное устройство непригодным для выработки электроэнергии.
• Диаметр и скорость вращения ветряного колеса оказывает влияние на уровень шума, создаваемого устройством.

Количество лопастей должно сочетаться с местом установки всей конструкции. В наиболее оптимальных условиях правильно подобранные лопасти способны обеспечить максимальную отдачу ветрогенератора.

Прежде всего, нужно заранее определить необходимую мощность и функциональность устройства. Чтобы правильно изготовить ветрогенератор, нужно изучить возможные конструкции, а также климатические условия, в которых он будут эксплуатироваться.

Кроме общей мощности рекомендуется определить значение выходной мощности, известной еще как пиковая нагрузка. Она представляет собой общее количество приборов и оборудования, которые будут включаться одновременно с работой ветрогенератора. При необходимости увеличить этот показатель, рекомендуется использовать сразу несколько инверторов.

Ветряной генератор своими руками 24в — 2500ватт

С давних пор человечество использует силу ветра в своих целях. Ветряные мельницы, парусные корабли знакомы многим, про них пишут в книгах и снимают исторические фильмы. В наше время ветряной электрогенератор не потерял свою актуальность, т.к. с его помощью можно получить бесплатное электричество на даче, которое может пригодиться, если отключат свет. Поговорим о самодельных ветряках, которые можно собрать из подручных материалов и доступных деталей с минимумом затрат. Для вас мы предоставили одну подробную инструкцию с картинками, а также видео идеи еще нескольких вариантов сборки. Итак, давайте рассмотрим, как сделать ветрогенератор своими руками в домашних условиях.

Инструкция по сборке

Существуют несколько типов ветряных установок, а именно – горизонтальный, вертикальный и турбина. У них есть принципиальные различия, свои плюсы и минусы. Однако принцип работы всех ветрогенераторов одинаков — энергия ветра преобразуется в электрическую и накапливается в аккумуляторах, а уже с них уходит на нужды человека. Самый распространенный вид — это горизонтальный.

Он знаком и узнаваем. Преимущество горизонтального ветрогенератора — более высокий КПД по сравнению с другими, так как лопасти ветряка всегда находятся под действием воздушного потока. К недостаткам можно отнести высокое требование к ветру – он должен быть сильнее 5 метров в секунду. Этот тип ветряка сделать проще всего, поэтому его часто берут за основу домашние мастера.

Если вы решили попробовать свои силы в сборке ветрогенератора своими руками, вот несколько рекомендаций.

Начинать нужно с генератора — это сердце системы, от его параметров будет зависеть конструкция винтового узла. Для этого подойдут автомобильные генераторы отечественного и импортного производства, есть сведения о использовании шаговых двигателей от принтеров или прочей оргтехники. Велосипедное мотор-колесо также можно использовать, чтобы самому сделать ветряк для получения электричества. В целом, может подойти практический любой мотор или генератор, однако его обязательно необходимо проверить на эффективность.

Определившись с преобразователем энергии, нужно собрать редукторный узел для повышения оборотов на валу генератора. Один оборот пропеллера должен равняться 4-5 оборотам на валу генераторного узла. Однако эти параметры подбираются индивидуально, исходя из мощности и особенностей вашего генератора и лопастного узла. В качестве редуктора может выступать деталь от болгарки или система ремней и роликов.

Когда собран узел редуктор-генератор, приступают к выяснению его сопротивления крутящему моменту (грамм на миллиметр). Для этого нужно сделать плечо с противовесом на валу будущей установки, и с помощью груза выяснить при каком весе плечо пойдет вниз. Приемлемым результатом считается менее 200 грамм на метр. Размер плеча в этом случае принимается за длину лопасти.

Многие думают, что чем больше лопастей, тем лучше. Это не совсем верно. Нам нужны большие обороты, а много винтов создают большее сопротивление ветру, так как изготавливаем мы их в домашних условиях, в результате чего в какой-то момент набегающий поток тормозит винт и КПД установки падает. Вы можете использовать двухлопастной винт. Такой пропеллер при нормальном ветре может раскрутиться более 1000 оборотов в минуту. Сделать лопасти самодельного ветрогенератора можно из подручных средств — от фанеры и оцинковки, до пластика от водопроводных труб (как на фото ниже). Главное условие – материал должен быть легким и прочным.

Легкий винт повысит КПД ветряка и чувствительность к воздушному потоку. Не забудьте сбалансировать воздушное колесо и убрать неровности, иначе во время работы генератора будете слушать завывание и вой, а вибрации приведут к быстрому износу деталей.

Следующий важный элемент, это хвост. Он будет держать колесо в потоке ветра, и поворачивать конструкцию в случае изменения его направления.

Делать токосъемник или нет, решать вам. Это усложнит конструкцию, однако избавит от частых скручиваний провода, что чревато обрывами кабеля. Конечно, при его отсутствии вам придется иногда самостоятельно раскручивать провод. Во время пробного запуска ветрогенератора не забудьте о технике безопасности, крутящиеся лопасти представляют большую опасность.

Настроенный и сбалансированный ветряк устанавливают на мачту, высотой не ниже 7 метров от земли, закрепленную распорными тросами. Далее не менее важный узел — накопительный аккумулятор. Чаще всего используют автомобильный кислотный аккумулятор. Подключать выход самодельного ветрогенератора непосредственно к батарее нельзя, это нужно сделать через реле зарядки или контроллер, который можно собрать самому или же приобрести готовый.

Принцип работы реле сводится к контролю за зарядом и нагрузкой. В случае полного заряда батареи, оно переключает генератор и аккумулятор на нагрузочный балласт, система стремится всегда быть заряженной, не допуская перезаряда, и не оставляет генератор без нагрузки. Ветряк без нагрузки может достаточно сильно раскрутиться и повредить выработанным потенциалом изоляцию в обмотках. К тому же высокие обороты могут стать причиной механического разрушения элементов ветряного генератора. Далее стоит преобразователь напряжения с 12 на 220 вольт 50 Гц для подключения бытовых приборов.

Сейчас в интернете полно схем и чертежей, где мастера показывают, как сделать ветрогенератор на мощных магнитах самостоятельно. Настолько ли они эффективны, как обещают – вопрос спорный. Но попробовать собрать ветряную электрогенерирующую установку для дома стоит, а потом решить, как ее улучшить. Важно получить опыт и тогда уже можно замахнуться на более серьезный аппарат. Свобода и многообразие самодельных ветряков настолько обширна, а элементная база разнообразна, что нет смысла описывать их все, основной смысл остался тем же — поток ветра раскручивает винт, редуктор повышает обороты вала, генератор выдает напряжение, далее контроллер держит уровень заряда на аккумуляторе, а с него уже идет отбор энергии для различных нужд. Вот по такому принципу можно сделать ветрогенератор своими руками в домашних условиях. Надеемся, наша подробная инструкция с фото примерами разъяснила вам, как изготовить подходящую модель ветряка для дома или дачи. Также рекомендуем ознакомиться с мастер-классами по сборке самодельного устройства в видео формате.

Наглядные видеоуроки

Чтобы легко сделать ветрогенератор для получения электричества в домашних условиях, рекомендуем ознакомиться с готовыми идеями на видео примерах:

Вот мы и предоставили все наиболее простые и доступные идеи сборки самодельного ветряка. Как вы видите, некоторые модели устройств сможет легко изготовить даже ребенок. Существует множество других вариантов самоделок: на мощных магнитах, со сложными лопастями и т.д. Эти конструкции стоит повторять только при наличии некоторого опыта в этом деле, начинать следует с простых схем. Если вы хотите сделать ветрогенератор, чтобы он работал и использовался по назначению, действуйте согласно предоставленной нами инструкции. Если у вас остались вопросы – оставляйте их в комментариях.

Климат и экология: Среда обитания: Lenta.ru

Власти Японии решили построить плавучие ветряные электростанции в прибрежных водах, чтобы добывать энергию прямо «из воздуха» вместо того, чтобы использовать ископаемое топливо. Первым будет сконструирован объект мощностью 16,8 мегаватт рядом с городом Гото в префектуре Нагасаки, пишет CNBC.

Компании RWE Renewables и Kansai Electric Power подписали соглашение, по которому оба предприятия «совместно изучат осуществимость крупномасштабного морского ветроэнергетического проекта» в водах у побережья Японии. RWE Renewables заявила, что видит «большой потенциал для плавучих ветряных электростанций по всему миру, но особенно в странах с более глубокими прибрежными водами, таких как Япония».

Кроме того, в июле фирма BW Ideol, которая называет себя «компанией чистых технологий», заявила о подписании соглашения для строительства еще одной плавучей ветряной турбины в японских водах. Проект будет реализован вместе с энергетической фирмой ENEOS Corporation.

Материалы по теме

00:01 — 3 августа

Убийственная мгла.

Как месторождение угля разрушило благополучие американского города и погубило его жителей

00:01 — 16 августа

Точка невозврата.

Глобальную климатическую катастрофу признали неизбежной. Что человечество может сделать для спасения?

В июне правительство Японии заявило, что консорциум из шести компаний — среди них Toda Corporation, Osaka Gas, Kansai Electric Power, ENEOS Corporation, INPEX Corporation и Chubu Electric Power — был выбран для реализации государственного проекта по строительству плавучей морской ветряной электростанции мощностью 16,8 мегаватт.

Плавучие морские ветряные турбины отличаются устройством от морских ветровых турбин, закрепленных на дне водоема. Компания RWE рассказала, что новые электростанции устанавливаются «поверх плавучих конструкций, которые прикреплены к морскому дну с помощью швартовных канатов и якорей». Одним из преимуществ таких турбин по сравнению с их более старым аналогом является то, что они могут быть установлены гораздо дальше от берега. Консалтинговая фирма Carbon Trust отмечает, что на таких участках «можно получить более стабильные ветровые ресурсы, а это означает, что плавучие ветровые турбины могут обеспечить более высокую продуктивность».

Такие установки все еще находятся на ранних стадиях разработки, и в будущем необходимо будет снизить расходы на их создание. Первая плавучая турбина была открыта лишь в 2017 году норвежской энергетической компанией Equinor. Объект Hywind Scotland имеет мощность в 30 мегаватт. Компания назвала его «первой полномасштабной плавучей морской ветряной электростанцией».

Сотрудничество компаний RWE и Kansai Electric Power началось после того, как власти Японии объявили о масштабных реформах в экологической политике. К 2030 году страна планирует удвоить долю выработки энергии возобновляемыми источниками. Потенциальными ресурсами могут стать водород и аммиак.

Удивительные ветрогенераторы — Энергетика и промышленность России — № 21 (353) ноябрь 2018 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 21 (353) ноябрь 2018 года

Объединяет их лишь одно: рабочей силой является движение воздушных масс. О некоторых оригинальных агрегатах мы и хотим рассказать в этом материале.

Ветрогенераторы становятся все более популярными. Их используют не только как дополнительный источник электричества, но зачастую и как основной, например, при обустройстве загородного дома. Тому способствует удобство эксплуатации и вполне хороший эстетичный вид ветряков. К тому же это вполне экологичные конструкции, не требующие затрат на природные ресурсы: ветер бесплатен. К тому же нынче промышленность выпускает контроллеры энергии, обеспечивающие работу даже при слабом ветре, собирающие энергию «порциями», и конструкции с автоматически изменяющимся углом атаки лопастей в зависимости от направления и силы ветра.

В настоящее время различают три основных типа конструкции ВЭС: пропеллерные, где вращающийся вал расположен горизонтально относительно направления ветра и с самым высоким КПД, барабанные и карусельные, в которых вал, вращающий лопасти, расположен вертикально и которые монтируется в местах, где направление ветра не имеет большого значения (например, в горах).

Главная проблема – нерегулярность работы поставщика энергии, то есть самого ветра. Ветряные электростанции напрямую зависят от этого фактора, и работа узлов, получающих электроэнергию подобным способом, не может быть непрерывной. Положение усугубляется еще и тем, что сила ветра может служить как на пользу, так и во вред – нарастание силы ветра способно вывести установки из строя.

Достоинства ВЭС – простота конструкции, экономичность и возобновляемость источника энергии. Кроме того – доступность (ветер дует везде) и независимость источника энергии (например, от цен на топливо).

Недостатки – зависимость от ветра, шумность и необходимость использования больших площадей (в случае постройки крупных электростанций). Кроме того, стартовая стоимость и дальнейшее использование – вполне затратны (необходимы накопители энергии, которые имеют ограниченный срок эксплуатации).

Как и среди производителей, лидер по строительству ВЭС – Германия. Европа вообще переживает бум строительства ветроустановок, их число растет в скандинавских странах и Греции.

В Азии наибольший практический интерес испытывается со стороны Китая. Программа строительства предусматривает обязательный монтаж таких установок при возведении новых зданий.

Это касается, в первую очередь, так называемых «традиционных» ветряков. Но среди всего разнообразия установок есть и оригинальные, не вписывающиеся в обычные представления о них.

Дерево-ветрогенератор

Например, французская группа инженеров создала искусственное дерево, способное генерировать электричество с помощью ветра. Устройство производит энергию даже при небольшом движении воздуха.

Идея пришла автору изобретения Жерому Мишо-Ларивьеру, когда он наблюдал шелест листьев в безветренную погоду. Устройство использует небольшие пластины в форме скрученных листьев, которые преобразуют ветряную энергию в электрическую. Причем независимо от направления движения воздуха. Дополнительное преимущество «дерева» заключается в его полностью бесшумной работе.

На создание 8‑метрового прототипа инженеры потратили три года. Энергогенерирующее «дерево» установлено в коммуне Плюмер-Боду на северо-западе Франции.

Новая установка, Wind Tree, эффективнее обычного ветрогенератора, поскольку вырабатывает энергию даже при скорости ветра всего 4 м / с.

Мишо-Ларивьер надеется, что «дерево» будет использовано для питания уличных фонарей или зарядных станций для электромобилей. В будущем он планирует усовершенствовать установку и подключить ее к энергоэффективным домам. Идеальное электрогенерирующее «дерево», по словам изобретателя, должно иметь листья из натуральных волокон, «корни» в виде геотермального генератора и «кору» с фотоэлементами.

Биоразлагаемые лопасти

Ахиллесова пята быстрорастущей индустрии ветроэнергетики – физические компоненты ветрогенераторов, которые изготавливаются из нефтяных смол и в конечном итоге оказываются на свалках.

Чем больше ветрогенераторов, тем больше выбрасывается использованных лопастей. Чтобы положить конец этой расточительности, исследовательской группе UMass Lowell был выделен грант для решения этой проблемы путем создания биоразлагаемых лопастей.

Для конструирования новых ветрогенераторов они планируют использовать «полимеры на биологической основе», примером которых является растительное масло.

Кроме всего прочего, рассматривается возможность замены нефтяных смол устойчивыми. Ученые надеются найти новый материал, который обладает теми же свойствами, что и ныне используемый.

Одна из трудностей состоит в том, что необходимо проверить, могут ли эти экологичные лопасти выдерживать суровые погодные условия и при этом иметь конкурентоспособные цены.

Использование биоразлагаемых лопастей сделает индустрию еще более «зеленой» за счет сокращения отходов.

Крылья стрекозы

Несколько исследователей из Франции попробовали сделать ветряную турбину еще эффективней за счет изменения ее компонентов. Насекомые, а именно стрекозы, вдохновили их на создание гибких лопастей. Ветровая турбина на сегодняшний день работает только при оптимальных скоростях ветров, но новый био-дизайн может дать способ обойти этот факт.

Исследователи построили прототипы с обычными жесткими лопастями, умеренно гибкими лопастями и очень гибкими лопастями турбины. Последний дизайн оказался слишком гибким, но умеренно гибкие лопасти превосходят жесткие, создавая на целых 35 % больше мощности. Кроме того, они продолжали работать в условиях слабого ветра и не были подвержены повреждениям при сильном ветре.

Теперь ученым предстоит найти оптимальный материал, который не был бы слишком гибким, но и не являлся жестким.

Воздушная ветроэнергетика

Воздушная ветроэнергетика (Airborne Wind Energy, сокращенно AWE) запускает в небеса летающие ветряные электростанции – дирижабли, «воздушные змеи», дроны и прочие летательные аппараты, оснащенные 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 воздушных ветряных электростанций достигает 70 %.

Например, это шотландский ветроэнергетический проект Kite Power Systems, технологии которого обеспечивают выработку энергии с помощью «воздушных змеев», парящих на высоте до 450 м.

А ветроэнергетическая система Airborne Wind Energy System использует для добычи энергии следующую схему. Автономный самолет, привязанный к основанию, летает по восьмерке на высоте от 200 до 450 метров. Когда самолет движется, он тянет тросик, который приводит в действие генератор. Как только трос намотан до установленной длины (~750 м), самолет автоматически опускается на более низкую высоту. Затем он поднимается и повторяет процесс. Самолет взлетает с платформы, летает и приземляется автономно, используя набор сенсоров, которые обеспечивают информацию для безопасного выполнения задачи.

Ветрогенератор закрытого типа

Компания «Оптифлейм Солюшенз», реализующая в рамках «Сколково» проект по созданию нового поколения малых и средних ветрогенераторов закрытого типа, создала предсерийный образец ветроустановки для подготовки к промышленному производству.

Традиционные ветрогенераторы открытого типа обладают высоким уровнем потенциальной опасности и поэтому располагаются преимущественно в нежилых зонах на удалении. Ветрогенераторы закрытого типа, оснащенные турбиной наподобие самолетной, можно размещать в любых местах, например на крышах жилых или коммерческих зданий.

Установочная мощность образца – 1 / 2 кВт. Он протестирован в аэродинамической трубе и в реальных условиях. В дальнейшем планируется создать и более мощные разработки.

Вместо обычного двух- или трехлопастного вентилятора здесь используется осевая турбина самолетного типа. Это повышает КПД и снижает стоимость изготовления, т. к. сами лопатки существенно меньше вентиляторных. Конструкция имеет внешний направляющий аппарат, который дополнительно повышает КПД и служит защитой от птиц, а также имеются внешний и внутренний обтекатели, служащие защитой в случае разрушения лопаток.

В итоге получен ветрогенератор с рекордно низкой стоимостью генерации кВт-часа, который принципиально возможно размещать в жилой зоне, в том числе – на крышах городских домов. Обычный ветряк там ставить невозможно, так как в пределах десяти диаметров от него должно быть свободное пространство.

По сравнению с обычными ветрогенераторами данная конструкция безопасна в рабочем состоянии для обслуживающего персонала и летающих животных. Также оно работает при более низком уровне шума и не является значительной угрозой для безопасности людей и строений в округе. При аварии обычного ветрогенератора массивные лопасти, двигающиеся с большой скоростью, как правило, разрушают всю конструкцию при повреждении одной из них.

Безредукторный ветроагрегат

В проекте безредукторного ветроагрегата энергия вырабатывается «кончиками» лопастей. Здесь отсутствует традиционный вал от пропеллера к генератору, а электричество снимается с обода пропеллера.

Его ротор в форме ферромагнитного обода закреплен на крыльях ветроколеса. По конструкции он прост, легко изготавливается и монтируется. Но размещение постоянных магнитов на концах крыльчатки намного утяжеляет ее, что снижает общий КПД установки. Зато агрегат удобен в эксплуатации, потому что простая конструкция не требует излишнего внимания. Такие ветрогенераторы могут работать везде при любых климатических условиях.

«Водонапорная башня»

Самый фантастический проект представили американцы. С дальнего расстояния этот ветрогенератор похож, скорее, на водонапорную башню. Лишь поблизости можно увидеть медленное вращение лопастей.

Такую гигантскую турбину собирается серийно выпускать компания в Аризоне под руководством инженера Мазура. По его расчетам, она одна должна поставлять столько электроэнергии, что ее хватит для мегаполиса в 750 тысяч домов. В 2007 году инженер поставил себе цель – многократно увеличить КПД ветрогенератора на вертикальной оси и приближался к своей цели все эти годы.

Изобретатель работал в двух направлениях: первое – сделать как можно больший захват лопастями воздушного потока и второе – свести к нулю трение опоры ветролопастей. Огромных размеров вертикальный ротор должен выполнить первую задачу, а вращающаяся турбина на магнитной подушке – вторую.

О второй задаче надо сказать более подробно. Вращение без трения достигается за счет магнитной левитации. Весь вертикальный роторный блок при вращении поднимается на своей оси и совершенно не касается нижнего опорного подшипника. Он установлен только для старта, для разгона турбины. Как только она набирает обороты, становится как бы невесомой и отрывается от подшипника. В результате трение сводится к нулю, если не считать трения самой турбины о воздух.

Гигантская турбина очень чувствительна и реагирует на малейшее дуновение ветерка. Такая способность подниматься во время вращения за счет магнитной левитации давно занимала ученые и изобретательские умы планеты. Это такое явление, при котором любая вещь или предмет, имея вес, отрывается от поверхности и парит в пространстве без всякого применения отталкивающей силы.

В проекте Мазура виден «плавающий» ротор на магнитной подушке, а вместо генератора установлен линейный синхронный двигатель. Ветрогенератор на магнитной подушке множеством лопастей максимально захватывает воздушный поток. По предположению, такая турбина будет вырабатывать электроэнергию по сказочно мизерной цене.

Это, конечно, лишь часть необычных для традиционного взгляда проектов. Некоторые из них, например, относящиеся к воздушной ветроэнергетике, уже успешно используются. Некоторым – еще предстоит найти свое место в истории. Понятно одно – на традиционных ветряках ветроэнергетика вовсе не заканчивается, она, как и любое направление техники, неуклонно продолжает развиваться.

Вертикальный ветряк своими руками (5 кВт). Как сделать ветряную электростанцию своими руками Ветрогенератор из

Вертикальный ветрогенератор своими руками, чертежи, фото, видео ветряка с вертикальной осью.

Ветрогенераторы подразделяются по типу размещения вращающейся оси (ротора) на вертикальные и горизонтальные. Конструкцию ветрогенератора с горизонтальным ротором мы рассматривали в прошлой статье, теперь поговорим о ветрогенераторе с вертикальным ротором.

Схема аксиального генератора для ветрогенератора.

Изготовление ветроколеса.

Ветроколесо (турбина) вертикального ветрогенератора состоит из двух опор верхней и нижней, а также из лопастей.

Ветроколесо изготовляется из листов алюминия или нержавейки, также ветроколесо можно вырезать из тонкостенной бочки. Высота ветроколеса должна быть не менее 1 метра.

В этом ветроколесе угол изгиба лопастей задаёт скорость вращения ротора, чем больше изгиб, тем больше скорость вращения.

Ветроколесо крепится болтами сразу к шкиву генератора.

Для установки вертикального ветрогенератора можно использовать любую мачту, изготовление мачты подробно описано в этой .

Схема подключения ветогенератора.

Генератор подключается к контроллеру, тот в свою очередь к аккумулятору. В качестве накопителя энергии практичней использовать автомобильный аккумулятор. Поскольку бытовые приборы работают от переменного тока, нам понадобится инвертор для преобразования постоянного тока 12 V в переменный 220V.

Для подключения используется медный провод сечением до 2,5 квадрата. Схема подключения подробно описана .

Видео где показан ветрогенератор в работе.

Время чтения ≈ 4 минут

Существенно уменьшить счета за электричество и обеспечить себя резервным источником энергии на даче можно, сделав ветрогенератор своими руками.

Покупка готового ветряного генератора экономически оправдана, только, если нет никакой возможности подключения к электросетям. Стоимость оборудования и его техническое обслуживание зачастую оказывается выше, чем цена киловатт, которые вы купите у энергосбытовой компании в течение ближайших лет. Хотя, если сравнивать с использованием бензиновых или дизельных генераторов небольшой мощности, тут экологичный источник энергии выигрывает по стоимости обслуживания, уровню шума, отсутствию вредных выхлопов. Временное отсутствие ветра можно компенсировать, используя аккумуляторы с преобразователем напряжения.

Ветрогенератор, собранный с использованием некоторых деталей, сделанных своими руками, может оказаться в несколько раз дешевле, готового комплекта. Если вы серьезно решили сделать свой загородный дом энергонезависимым, при этом не хотите никому переплачивать — самодельный ветрогенератор — правильное решение.

Мощность ветрогенератора

Прежде чем приступать к работе, надо определиться, есть ли реальная необходимость в мощном ветрогенераторе, например, для приготовления пищи, использования электроинструмента, нагрева воды или отопления. Может быть вам достаточно подключить освещение, небольшой холодильник, телевизор, подзарядить телефон? В первом случае вам нужен ветряк мощностью от 2 до 6 кВт, а во втором, можно ограничиться в 1-1,5 кВт.

Также существуют горизонтальные и вертикальные ветрогенераторы. При вертикальном расположении оси можно использовать лопасти самой разнообразной формы, это могут быть плоские или выгнутые листы металла, вращающиеся на удлинителях. Существует вариант с одной скрученной лопастью. Сам генератор располагается у земли. Поскольку обороты лопастей невысокие, двигатель имеет большую массу и, соответственно, стоимость. Преимуществом вертикальной конструкции является простота и возможность работы при слабом ветре.

В этом обзоре будет рассмотрен вопрос, как сделать горизонтальный ветрогенератор своими руками. Для него можно использовать различные типы доступных генераторов и переделанные электродвигатели.

Конструкция ветрогенератора на 220В:

1. Электрогенератор промышленного производства.
2. Лопасти для ветрогенератора и поворотный механизм на мачте.
3. Схема управления зарядкой аккумулятора.
4. Соединительные провода.
5. Установочная мачта.
6. Растяжки.

Мы будем использовать двигатель постоянного тока от «беговой дорожки», он имеет параметры: 260V, 5A. Эффект генератора мы получим за счет обратимости магнитных полей данного типа электродвигателей.

Необходимые материалы и комплектующие

Все детали вы легко найдете в хозяйственных или строительных магазинах. Нам потребуется:

• нарезная втулка нужного размера;
• мост диодный, рассчитанный на ток 30-50A;
• ПВХ трубка.

Хвостовик и корпус ветряка можно сделать из следующих материалов:

• Стальная профильная труба 25 мм;
• Маскирующий фланец;
• Патрубки;
• Болты;
• Шайбы;
• Саморезы;
• Скотч.

Сборка ветряного генератора согласно чертежам

Лопасти ветряка можно изготовить из дюраля по приведенным чертежам. Деталь надо качественно зашкурить, при этом переднюю кромку сделать закругленной, а заднюю заточить. Для хвостовика подойдет кусок жести достаточной жесткости.

К электродвигателю закрепляем втулку, а на ее корпусе высверливаем три отверстия на равном расстоянии друг от друга. В них надо нарезать резьбу под болты.

Трубку ПВХ разрежем вдоль, и будем использовать в качестве уплотнителя между квадратной трубой и корпусом генератора.

Диодный мост также закрепим возле мотора с помощью саморезов.

Черный провод от двигателя подключим к плюсу диодного моста, а красный к минусу.

Хвостовик прикручиваем саморезами на противоположный конец трубы.

Лопасти соединяем с втулкой при помощи болтов, обязательно используем по две шайбы и гровер на каждый болт.

Втулку закручиваем на вал двигателя против часовой стрелки, удерживая ось пассатижами.

Патрубок приворачиваем к маскирующему фланцу при помощи газового ключа.

Надо обязательно найти точку равновесия на трубе с закрепленным двигателем и хвостовиком. По этой точке закрепляем конструкцию на мачту.

Все металлические детали, которые могут подвергнуться коррозии желательно покрыть качественной эмалью.

Ветрогенератор для частного дома стоит установить на некотором расстоянии от основных строений, мачту обязательно закрепить растяжками из стального троса. Высота зависит от возможной силы ветра, рельефа и искусственных препятствий, окружающих электростанцию.

Электрический ток после диодного моста должен через контрольный амперметр поступать на электронную схему зарядки аккумулятора. Напрямую к такому генератору можно подключить маломощные лампы накаливания. Заряженные батареи выдают стабильное постоянное напряжение. Его рекомендуется использовать для освещения (галогенные лампы и светодиодные ленты), либо вывести на инвертор, чтобы получить 220В переменного тока и подключить любые бытовые приборы, мощность которых не превышает параметры инвертора.

Представленная фото и видео информация даст вам более наглядное представление о сборке ветрогенератора своими руками.

Видео изготовления ветрогенератора своими руками

Зачастую у владельцев частных домов возникает идея о реализации системы резервного электропитания . Наиболее простой и доступный способ — это, естественно, или генератор, однако многие люди обращают свой взгляд на более сложные способы преобразования так называемой даровой энергии ( излучения, энергии текущей воды или ветра) в .

Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки. Если с использованием течения воды (мини-ГЭС) все понятно — это доступно только в непосредственной близости от достаточно быстротекущей реки, то солнечный свет или ветер можно использовать практически везде. Оба этих метода будут иметь и общий минус — если водяная турбина может работать круглосуточно, то солнечная батарея или ветрогенератор эффективны только некоторое время, что делает необходимым включение аккумуляторов в структуру домашней электросети.

Поскольку условия в России (малая длительность светового дня большую часть года, частые осадки) делают применение солнечных батарей неэффективным при их современных стоимости и КПД, наиболее выгодным становится конструирование ветрового генератора . Рассмотрим его принцип действия и возможные варианты конструкции.

Так как ни одно самодельное устройство не похоже на другое, эта статья — не пошаговая инструкция , а описание базовых основ конструирования ветрогенератора.

Общий принцип работы

Основным рабочим органом ветрогенератора являются лопасти, которые и вращает ветер. В зависимости от расположения оси вращения ветрогенераторы делятся на горизонтальные и вертикальные:

• Горизонтальные ветрогенераторы наиболее широко распространены. Их лопасти имеют конструкцию, аналогичную пропеллеру самолета: в первом приближении это — наклонные относительно плоскости вращения пластины, которые преобразуют часть нагрузки от давления ветра во вращение. Важной особенностью горизонтального ветрогенератора является необходимость обеспечения поворота лопастного узла сообразно направлению ветра, так как максимальная эффективность обеспечивается при перпендикулярности направления ветра к плоскости вращения.
• Лопасти вертикального ветрогенератора имеют выпукло-вогнутую форму. Так как обтекаемость выпуклой стороны больше, чем вогнутой, такой ветрогенератор вращается всегда в одном направлении независимо от направления ветра, что делает ненужным поворотный механизм в отличие от горизонтальных ветряков. Вместе с тем, за счет того, что в любой момент времени полезную работу выполняет только часть лопастей, а остальные только противодействуют вращению, КПД вертикального ветряка значительно ниже, чем горизонтального : если для трехлопастного горизонтального ветрогенератора этот показатель доходит до 45%, то у вертикального не превысит 25%.

Поскольку средняя скорость ветров в России невелика, даже большой ветряк большую часть времени будет вращаться достаточно медленно. Для обеспечения достаточной мощности электропитания от должен соединяться с генератором через повышающий редуктор, ременной или шестеренчатый. В горизонтальном ветряке блок лопасти-редуктор-генератор устанавливается на поворотной головке, которая дает им возможность следовать за направлением ветра. Важно учесть, что поворотная головка должна иметь ограничитель, не дающий ей сделать полный оборот, так как иначе проводка от генератора будет оборвана (вариант с использованием контактных шайб, позволяющих головке свободно вращаться, более сложен). Для обеспечения поворота ветрогенератор дополняется направленным вдоль оси вращения рабочим флюгером.

Наиболее распространенный материал для лопастей — это ПВХ-трубы большого диаметра, разрезаемые вдоль. По краю к ним приклепываются металлические пластины, приваренные к ступице лопастного узла. Чертежи такого рода лопастей наиболее широко распространены в Интернете.

На видео рассказывается про ветрогенератор, изготовленный своими руками

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*V ³, 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.

С давних пор человечество использует силу ветра в своих целях. Ветряные мельницы, парусные корабли знакомы многим, про них пишут в книгах и снимают исторические фильмы. В наше время ветряной электрогенератор не потерял свою актуальность, т.к. с его помощью можно получить бесплатное электричество на даче, которое может пригодиться, если отключат свет. Поговорим о самодельных ветряках, которые можно собрать из подручных материалов и доступных деталей с минимумом затрат. Для вас мы предоставили одну подробную инструкцию с картинками, а также видео идеи еще нескольких вариантов сборки. Итак, давайте рассмотрим, как сделать ветрогенератор своими руками в домашних условиях.

Инструкция по сборке

Существуют несколько типов ветряных установок, а именно – горизонтальный, вертикальный и турбина. У них есть принципиальные различия, свои плюсы и минусы. Однако принцип работы всех ветрогенераторов одинаков — энергия ветра преобразуется в электрическую и накапливается в аккумуляторах, а уже с них уходит на нужды человека. Самый распространенный вид — это горизонтальный.

Он знаком и узнаваем. Преимущество горизонтального ветрогенератора — более высокий КПД по сравнению с другими, так как лопасти ветряка всегда находятся под действием воздушного потока. К недостаткам можно отнести высокое требование к ветру – он должен быть сильнее 5 метров в секунду. Этот тип ветряка сделать проще всего, поэтому его часто берут за основу домашние мастера.

Если вы решили попробовать свои силы в сборке ветрогенератора своими руками, вот несколько рекомендаций.

Начинать нужно с генератора — это сердце системы, от его параметров будет зависеть конструкция винтового узла. Для этого подойдут автомобильные генераторы отечественного и импортного производства, есть сведения о использовании шаговых двигателей от принтеров или прочей оргтехники. Велосипедное мотор-колесо также можно использовать, чтобы самому сделать ветряк для получения электричества. В целом, может подойти практический любой мотор или генератор, однако его обязательно необходимо проверить на эффективность.

Определившись с преобразователем энергии, нужно собрать редукторный узел для повышения оборотов на валу генератора. Один оборот пропеллера должен равняться 4-5 оборотам на валу генераторного узла. Однако эти параметры подбираются индивидуально, исходя из мощности и особенностей вашего генератора и лопастного узла. В качестве редуктора может выступать деталь от болгарки или система ремней и роликов.

Когда собран узел редуктор-генератор, приступают к выяснению его сопротивления крутящему моменту (грамм на миллиметр). Для этого нужно сделать плечо с противовесом на валу будущей установки, и с помощью груза выяснить при каком весе плечо пойдет вниз. Приемлемым результатом считается менее 200 грамм на метр. Размер плеча в этом случае принимается за длину лопасти.

Многие думают, что чем больше лопастей, тем лучше. Это не совсем верно. Нам нужны большие обороты, а много винтов создают большее сопротивление ветру, так как изготавливаем мы их в домашних условиях, в результате чего в какой-то момент набегающий поток тормозит винт и КПД установки падает. Вы можете использовать двухлопастной винт. Такой пропеллер при нормальном ветре может раскрутиться более 1000 оборотов в минуту. Сделать лопасти самодельного ветрогенератора можно из подручных средств — от фанеры и оцинковки, до пластика от водопроводных труб (как на фото ниже). Главное условие – материал должен быть легким и прочным.

Легкий винт повысит КПД ветряка и чувствительность к воздушному потоку. Не забудьте сбалансировать воздушное колесо и убрать неровности, иначе во время работы генератора будете слушать завывание и вой, а вибрации приведут к быстрому износу деталей.

Следующий важный элемент, это хвост. Он будет держать колесо в потоке ветра, и поворачивать конструкцию в случае изменения его направления.

Делать токосъемник или нет, решать вам. Это усложнит конструкцию, однако избавит от частых скручиваний провода, что чревато обрывами кабеля. Конечно, при его отсутствии вам придется иногда самостоятельно раскручивать провод. Во время пробного запуска ветрогенератора не забудьте о технике безопасности, крутящиеся лопасти представляют большую опасность.

Настроенный и сбалансированный ветряк устанавливают на мачту, высотой не ниже 7 метров от земли, закрепленную распорными тросами. Далее не менее важный узел — накопительный аккумулятор. Чаще всего используют автомобильный кислотный аккумулятор. Подключать выход самодельного ветрогенератора непосредственно к батарее нельзя, это нужно сделать через реле зарядки или контроллер, который можно собрать самому или же приобрести готовый.

Принцип работы реле сводится к контролю за зарядом и нагрузкой. В случае полного заряда батареи, оно переключает генератор и аккумулятор на нагрузочный балласт, система стремится всегда быть заряженной, не допуская перезаряда, и не оставляет генератор без нагрузки. Ветряк без нагрузки может достаточно сильно раскрутиться и повредить выработанным потенциалом изоляцию в обмотках. К тому же высокие обороты могут стать причиной механического разрушения элементов ветряного генератора. Далее стоит преобразователь напряжения с 12 на 220 вольт 50 Гц для подключения бытовых приборов.

Сейчас в интернете полно схем и чертежей, где мастера показывают, как сделать ветрогенератор на мощных магнитах самостоятельно. Настолько ли они эффективны, как обещают – вопрос спорный. Но попробовать собрать ветряную электрогенерирующую установку для дома стоит, а потом решить, как ее улучшить. Важно получить опыт и тогда уже можно замахнуться на более серьезный аппарат. Свобода и многообразие самодельных ветряков настолько обширна, а элементная база разнообразна, что нет смысла описывать их все, основной смысл остался тем же — поток ветра раскручивает винт, редуктор повышает обороты вала, генератор выдает напряжение, далее контроллер держит уровень заряда на аккумуляторе, а с него уже идет отбор энергии для различных нужд. Вот по такому принципу можно сделать ветрогенератор своими руками в домашних условиях. Надеемся, наша подробная инструкция с фото примерами разъяснила вам, как изготовить подходящую модель ветряка для дома или дачи. Также рекомендуем ознакомиться с мастер-классами по сборке самодельного устройства в видео формате.

Наглядные видеоуроки

Чтобы легко сделать ветрогенератор для получения электричества в домашних условиях, рекомендуем ознакомиться с готовыми идеями на видео примерах:

Вот мы и предоставили все наиболее простые и доступные идеи сборки самодельного ветряка. Как вы видите, некоторые модели устройств сможет легко изготовить даже ребенок. Существует множество других вариантов самоделок: на мощных магнитах, со сложными лопастями и т.д. Эти конструкции стоит повторять только при наличии некоторого опыта в этом деле, начинать следует с простых схем. Если вы хотите сделать ветрогенератор, чтобы он работал и использовался по назначению, действуйте согласно предоставленной нами инструкции. Если у вас остались вопросы – оставляйте их в комментариях.

Содержание:

Воздушные массы обладают неисчерпаемыми запасами энергии, которую человечество использовало еще в давние времена. В основном сила ветра обеспечивала движение судов под парусами и работу ветряных мельниц. После изобретения паровых двигателей данный вид энергии потерял свою актуальность.

Лишь в современных условиях ветровая энергия вновь стала востребованной в качестве движущей силы, прикладываемой к электрическим генераторам. Они еще не получили широкого распространения в промышленных масштабах, но становятся все более популярными в частном секторе. Иногда бывает просто невозможно подключиться к линии электропередачи. В таких ситуациях многие хозяева конструируют и изготавливают ветрогенератор для частного дома своими руками из подручных материалов. В дальнейшем они используются в качестве основных или вспомогательных источников электроэнергии.

Теория идеального ветряка

Данная теория разрабатывалась в разное время учеными и специалистами в области механики. Впервые она была разработана В.П. Ветчинкиным в 1914 году, а в качестве основы использовалась теория идеального гребного винта. В этих исследованиях был впервые выведен коэффициент использования ветряной энергии идеальным ветряком.

Работы в этой области были продолжены Н.Е. Жуковским, который вывел максимальное значение данного коэффициента, равное 0,593. В более поздних работах другого профессора — Сабинина Г.Х. уточненное значение коэффициента составило 0,687.

В соответствии с разработанными теориями, идеальное ветряное колесо должно обладать следующими параметрами:

• Ось вращения колеса должна быть параллельна со скоростью ветрового потока.
• Количество лопастей бесконечно большое, с очень малой шириной.
• Нулевое значение профильного сопротивления крыльев при наличии постоянной циркуляции вдоль лопастей.
• Вся сметаемая поверхность ветряка обладает постоянной потерянной скоростью воздушного потока на колесе.
• Стремление угловой скорости к бесконечности.

Выбор ветроустановки

Выбирая модель ветрогенератор для частного дома следует учитывать необходимую мощность, обеспечивающую работу приборов и оборудования с учетом графика и периодичности включения. Она определяется путем ежемесячного учета потребляемой электроэнергии. Дополнительно значение мощности может определяться в соответствии с техническими характеристиками потребителей.

Следует учитывать и тот фактор, что питание всех электроприборов осуществляется не напрямую от ветрогенератора, а от инвертора и комплекта аккумуляторных батарей. Таким образом, генератор мощностью в 1 кВт способен обеспечить нормальное функционирование аккумуляторов, питающих четырехкиловаттный инвертор. В результате, бытовые приборы с аналогичной мощностью обеспечиваются электроэнергией в полном объеме. Большое значение имеет правильный выбор батарей. Особое внимание следует обратить на такие параметры, как и ток зарядки.

При выборе конструкции ветряного двигателя учитываются следующие факторы:

• Направление вращения ветряного колеса — вертикальное или горизонтальное.
• Форма лопаток для вентилятора может быть в виде паруса, с прямой или криволинейной поверхностью. В некоторых случаях используются комбинированные варианты.
• Материал для лопаток и технология их изготовления.
• Размещение вентиляторных лопастей с различным наклоном, относительно потока проходящего воздуха.
• Количество лопастей, включенных в вентилятор.
• Необходимая мощность, передаваемая от ветряного двигателя к генератору.

Кроме того, необходимо учесть среднегодовую скорость ветра для конкретной местности, уточненную в метеослужбе. Уточнять направление ветра не требуется, поскольку современные конструкции ветрогенераторов самостоятельно поворачиваются в другую сторону.

Для большинства местностей Российской Федерации наиболее оптимальным вариантом будет горизонтальная ориентация оси вращения, поверхность лопаток криволинейная вогнутая, которую воздушный поток обтекает под острым углом. На величину мощности, забираемой от ветра, влияет площадь лопасти. Для обычного дома вполне достаточно площади 1,25 м 2 .

Число оборотов ветряка зависит от количества лопастей. Быстрее всего вращаются ветрогенераторы с одной лопастью. В таких конструкциях для уравновешивания используется противовес. Следует учитывать и тот факт, что при низкой скорости ветра, ниже 3 м/с, ветряные установки становятся неспособными забирать энергию. Для того чтобы агрегат воспринимал слабый ветер, площадь его лопастей должна быть увеличена как минимум до 2 м 2 .

Расчет ветрогенератора

Перед выбором ветрогенератора необходимо определить скорость и направление ветра, наиболее характерные в месте предполагаемого монтажа. Следует помнить, что вращение лопастей начинается при минимальной скорости ветра 2 м/с. Максимального КПД удается достичь, когда этот показатель достигает значения от 9 до 12 м/с. То есть, для того чтобы обеспечить электричеством небольшой загородный дом, потребуется генератор с минимальной мощностью 1 кВт/ч и ветер со скоростью не менее 8 м/с.

Скорость ветра и диаметр винта оказывают непосредственное влияние на мощность, вырабатываемую ветряной электроустановкой. Точно рассчитать эксплуатационные характеристики той или иной модели возможно с помощью следующих формул:

1. Расчеты в соответствии с площадью вращения выполняются следующим образом: P = 0,6 х S х V 3 ,где S — площадь, перпендикулярная направлению ветра (м 2), V — скорость ветра (м/с), Р — мощность генераторной установки (кВт).
2. Для расчетов электроустановки по диаметру винта применяется формула:Р = D 2 х V 3 /7000, в которой D является диаметром винта (м), V — скорость ветра (м/с), Р — мощность генератора (кВт).
3. При более сложных вычислениях учитывается плотность воздушного потока. Для этих целей существует формула: P = ξ х π х R 2 х 0,5 х V 3 х ρ х η ред х η ген,где ξ является коэффициентом использования ветровой энергии (безмерная величина), π = 3,14, R — радиус ротора (м), V — скорость воздушного потока (м/с), ρ — плотность воздуха (кг/м 3), η ред — КПД редуктора (%), η ген — КПД генератора (%).

Таким образом, электроэнергия, производимая ветрогенератором, возрастает количественно в кубическом соотношении с повышающейся скоростью ветрового потока. Например, при повышении скорости ветра в 2 раза, выработка ротором кинетической энергии возрастет в 8 раз.

При выборе места установки ветрогенератора необходимо отдавать предпочтение участкам без больших построек и высоких деревьев, которые создают преграду для ветра. Минимальное расстояние от жилых домов составляет от 25 до 30 метров, в противном случае шум во время работы будет создавать неудобства и дискомфорт. Ротор ветряка должен быть расположен на высоте, превышающей ближайшие постройки не менее чем на 3-5 м.

Если подключение загородного дома к общей сети не планируется, в этом случае можно воспользоваться вариантами комбинированных систем. Работа ветряной установки будет значительно эффективнее при использовании ее совместно с дизель-генератором или солнечной батареей.

Как сделать ветрогенератор своими руками

Независимо от типа и конструкции ветрогенератора, каждое устройство в качестве основы, оборудуется похожими элементами. Во всех моделях имеются генераторы, лопасти из различных материалов, подъемники, обеспечивающие нужный уровень установки, а также дополнительные аккумуляторы и система электронного управления. Наиболее простыми для изготовления считаются агрегаты роторного типа либо аксиальные конструкции с использованием магнитов.

Вариант 1. Роторная конструкция ветрогенератора.

В конструкции роторного ветряного генератора используется две, четыре или более лопастей. Подобные ветрогенераторы не в состоянии полностью обеспечить электроэнергией большие загородные дома. Они используются преимущественно в качестве вспомогательного источника электричества.

В зависимости от расчетной мощности ветряка, подбираются необходимые материалы и комплектующие:

• Генератор с автомобиля на 12 вольт и автомобильный аккумулятор.
• Регулятор напряжения, преобразующий переменный ток с 12 до 220 вольт.
• Емкость с большими размерами. Лучше всего подойдет алюминиевое ведро или кастрюля из нержавеющей стали.
• В качестве зарядного устройства можно воспользоваться реле, снятым с автомобиля.
• Потребуется выключатель на 12 В, лампа заряда с контроллером, болты с гайками и шайбами, а также металлические хомуты с прорезиненными прокладками.
• Трехжильный кабель с минимальным сечением 2,5 мм 2 и обычный вольтметр, снятый с любого измерительного устройства.

В первую очередь выполняется подготовка ротора из имеющейся металлической емкости — кастрюли или ведра. Она размечается на четыре равные части, на концах линий проделываются отверстия, чтобы облегчить разделение на составные части. Затем емкость разрезается ножницами по металлу или болгаркой. Из получившихся заготовок вырезаются лопасти ротора. Все замеры должны тщательно проверяться на соответствие размерам, в противном случае конструкция будет работать неправильно.

Далее определяется сторона вращения шкива генератора. Как правило, он вращается по часовой стрелке, но лучше это проверить. После этого роторная часть соединяется с генератором. Во избежание дисбаланса в движении ротора, отверстия для креплений в обеих конструкциях должны располагаться симметрично.

Чтобы увеличить скорость вращения края лопастей следует немного выгнуть. С возрастанием угла изгиба, потоки воздуха будут более эффективно восприниматься роторной установкой. В качестве лопастей используются не только элементы разрезанной емкости, но и отдельные детали, соединяемые с металлической заготовкой, имеющей форму окружности.

После крепления емкости к генератору, всю полученную конструкцию нужно целиком установить на мачте с помощью металлических хомутов. Затем монтируется проводка и собирается . Каждый контакт должен включаться в собственный разъем. После подключения проводка крепится к мачте проволокой.

По окончании сборки осуществляется подключение инвертора, аккумулятора и нагрузки. Аккумулятор подключается кабелем с сечением 3 мм 2 , для всех остальных подключений вполне достаточно сечения 2 мм 2 . После этого ветрогенератор можно эксплуатировать.

Вариант 2. Аксиальная конструкция ветрогенератора с применением магнитов.

Аксиальные ветряки для дома представляют собой конструкцию, одним из основных элементов которой являются неодимовые магниты. По своим эксплуатационным качествам они значительно опережают обычные роторные агрегаты.

Ротор является основным элементом всей конструкции ветрогенератора. Для его изготовления лучше всего подойдет ступица автомобильного колеса в комплекте с тормозными дисками. Деталь, находившуюся в эксплуатации, следует подготовить — очистить от грязи и ржавчины, смазать подшипники.

Далее необходимо правильно распределить и закрепить магниты. Всего их понадобится 20 штук, размером 25 х 8 мм. Магнитное поле в них расположено по длине. Четные магниты будут полюсами, они располагаются по всей плоскости диска, с чередованием через один. Затем определяются плюсы и минусы. Один магнит поочередно касается других магнитов на диске. Если они притягиваются, значит полюс положительный.

При увеличенном количестве полюсов, необходимо соблюдать определенные правила. В однофазных генераторах число полюсов совпадает с количеством магнитов. В трехфазных генераторах соблюдается пропорция 4/3 между магнитами и полюсами, а также соотношение 2/3 между полюсами и катушками. Установка магнитов выполняется перпендикулярно окружности диска. Для их равномерного распределения используется бумажный шаблон. Вначале магниты закрепляются сильным клеем, а потом окончательно фиксируются эпоксидной смолой.

Если сравнивать однофазные и трехфазные генераторы, то эксплуатационные качества первых будут несколько хуже по сравнению со вторыми. Это связано с высокими амплитудными колебаниями в сети из-за нестабильной отдачи тока. Поэтому в однофазных устройствах возникает вибрация. В трехфазных конструкциях этот недостаток компенсируется нагрузками тока из одной фазы в другую. За счет этого в сети всегда обеспечивается постоянное значение мощности. Из-за вибрации срок эксплуатации однофазных систем значительно ниже, чем у трехфазных. Кроме того, у трехфазных моделей во время работы отсутствует шум.

Высота мачты составляет примерно 6-12 м. Она устанавливается в центр опалубки и заливается бетоном. Затем на мачту устанавливается готовая конструкция, на которую крепится винт. Крепление самой мачты осуществляется с помощью тросов.

Лопасти для ветрогенератора

Эффективность работы ветровых электроустановок во многом зависит от конструкции лопастей. Прежде всего, это их количество и размеры, а также материал, из которого будут изготовлены лопасти для ветрогенератора.

Факторы, влияющие на конструкцию лопастей:

• Даже самый слабый ветер сможет привести в движение длинные лопасти. Однако слишком большая длина может привести к замедлению скорости вращения ветряного колеса.
• Увеличение общего количества лопастей делает ветряное колесо более чутким. То есть, чем больше лопастей, тем лучше запускается вращение. Однако мощность и скорость будут снижаться, что делает подобное устройство непригодным для выработки электроэнергии.
• Диаметр и скорость вращения ветряного колеса оказывает влияние на уровень шума, создаваемого устройством.

Количество лопастей должно сочетаться с местом установки всей конструкции. В наиболее оптимальных условиях правильно подобранные лопасти способны обеспечить максимальную отдачу ветрогенератора.

Прежде всего, нужно заранее определить необходимую мощность и функциональность устройства. Чтобы правильно изготовить ветрогенератор, нужно изучить возможные конструкции, а также климатические условия, в которых он будут эксплуатироваться.

Кроме общей мощности рекомендуется определить значение выходной мощности, известной еще как пиковая нагрузка. Она представляет собой общее количество приборов и оборудования, которые будут включаться одновременно с работой ветрогенератора. При необходимости увеличить этот показатель, рекомендуется использовать сразу несколько инверторов.

Ветряной генератор своими руками 24в — 2500ватт

Азербайджан планирует привлечь 7 компаний к строительству новых объектов в сфере ВИЭ

Азербайджан намерен привлечь к реализации проектов в сфере возобновляемых источников энергии (ВИЭ) семь компаний, ранее участвовавших в соответствующем конкурсе Минэнерго, заявил президент страны Ильхам Алиев.

«9 компаний участвовали в конкурсе (на строительство электростанций в сфере ВИЭ — ИФ). То есть они готовы вложить средства в ВИЭ. Из них были выбраны две, представившие наилучшие предложения. Однако это не означает, что остальные остались в стороне, мы их тоже приглашаем. Им следует пересмотреть свои предложения, сделать условия приемлемыми для нашей страны», — сказал Алиев в понедельник в ходе совещания по итогам 2019 года.

Алиев также поручил кабинету министров рассмотреть предложения компаний, участвовавших в конкурсе Минэнерго на строительство электростанций в сфере ВИЭ, провести с ними переговоры в индивидуальном порядке для реализации аналогичных проектов.

Глава государства отметил, что развитие ВИЭ является приоритетом для Азербайджана, обладающего современной энергетической инфраструктурой и богатыми ресурсами для развития ветряной и солнечной энергетики.

Алиев также подчеркнул, что исполнительные контракты, подписанные с ACWA Power (Саудовская Аравия) и Masdar (ОАЭ) по строительству ветряной и солнечной электростанций суммарной мощностью 440 МВт свидетельствуют о доверии к Азербайджану, поскольку предусматривают вложение инвестиций со стороны этих компаний.

«Это будут самые крупные в регионе солнечная и ветряная электростанции. Кроме того, завершены проектные работы по строительству станции мощностью 84 МВт (ветряная электростанция в Шурабаде – ИФ)», — отметил он.

Алиев также сообщил, что в 2019 году Азербайджан получил дополнительно 800 МВт генерирующих мощностей за счет сдачи в эксплуатации электростанции «Шимал-2» и реабилитации Азербайджанской ТЭС и других действующих станциях.

Как сообщалось, министерство энергетики подписало 9 января 2020 года в Баку исполнительные контракты с ACWA Power (Саудовская Аравия) и Masdar. По условиям соглашений, ACWA Power в рамках пилотного проекта состроит в Азербайджане ветряную электростанцию мощностью 240 МВт, Masdar –солнечную электростанцию мощностью 200 МВт. За счет деятельности этих двух станций годовой объем производства электроэнергии прогнозируется на уровне 1,4 млрд кВт/час. Ожидаемый объем инвестиций в рамках данных проектов суммарно превысит $300 млн. Весь объем финансирования компании возьмут на себя. При этом, по данным ACWA Power, инвестиции в строительство ветряной электростанции составят $200 млн.

Производственный портфель Masdar в сфере ВИЭ оценивается в 4 тыс. МВт установленной мощности, объем вложенных инвестиций составляет $8,5 млрд.

В настоящее время доля производства электроэнергии в Азербайджане за счет традиционных источников энергии (природного газа) оставляет 91,9%, производство же электроэнергии за счет возобновляемых источников составляет 8,1%. С учетом же мощностей крупных гидроэлектростанций доля возобновляемых источников энергии в производстве электроэнергии на сегодня составляет 17%, что соответствует генерирующим мощностям в 1,276 тыс. МВт.

По оценкам Минэнерго потенциал генерирующих мощностей возобновляемых источников энергии в Азербайджане составляет в целом 26 тыс. МВт.

Перед Минэнерго стоит задача увеличить к 2030 году долю ВИЭ в производстве электроэнергии до 30%. Производство 1 млрд кВт/час электроэнергии за счет возобновляемых источников энергии позволит сэкономить 200 млн кубометров природного газа.

Н.Аббасова

В Каракалпакстане построят крупнейшую в ЦА ветряную электростанцию – Газета.uz

Фото: Пресс-служба Минэнерго

Саудовская ACWA Power подписала с Узбекистаном соглашение о строительстве ветряной электростанции мощностью 1500 МВт в Каракалпакстане. Ожидается, что проект, крупнейший в Центральной Азии, покроет потребность в электроэнергии примерно 4 миллионов семей и компенсирует примерно 2,5 миллиона тонн углекислого газа в год.

4 мая 2021, 15:17   Экономика  

Соглашение о реализации проекта по ветропарку подписано 3 мая между Министерством энергетики Узбекистана, Министерством инвестиций и внешней торговли и саудовской энергетической компанией ACWA Power, сообщила пресс-служба Минэнерго.

Проект включает в себя разработку, строительство и эксплуатацию ветроэнергетического проекта мощностью 1500 МВт в Каракалпакстане, который после ввода в эксплуатацию станет крупнейшей ветряной электростанцией в регионе Центральной Азии и одной из самых крупных в мире, отмечается в сообщении.

«Этот проект является еще одним знаменательным достижением для вашей страны и укрепляет приверженность ACWA Power работать с быстрорастущими рынками, такими как Узбекистан, для достижения своих амбициозных целей в области возобновляемых источников энергии и целей устойчивого развития», — сказал, комментируя это событие, председатель саудовской компании Мохаммад Абунайян.

«Как производитель энергии мы в Узбекистане многому учимся у наших ближневосточных и особенно саудовских партнеров в процессе перехода к низкоуглеродной экономике. Проект ACWA Power внесет большой вклад в этот процесс. Наш план к 2030 году производить 25% электроэнергии из возобновляемых источников энергии», — заявил заместитель министра энергетики Узбекистана Шерзод Ходжаев.

Ожидается, что проект удовлетворит потребность в электроэнергии примерно 4 миллионов домашних хозяйств и компенсирует примерно 2,5 миллиона тонн углекислого газа в год.

ACWA Power является также инвестором двух ветроэнергетических проектов в Бухаре и Навои, заключенных ранее в этом году, с совокупной мощностью выработки электроэнергии в 1000 МВт. По ним подписаны Соглашения о покупке электроэнергии и инвестиционные соглашения. Кроме этого, саудовская компания реализует в Сырдарье проект строительства высокоэффективной газовой электростанции мощностью 1500 МВт.

Подпишитесь на наш Telegram «Газета.uz»      6 070

Как открыть местную компанию по производству ветряных электростанций | Малый бизнес

Компании ветряных электростанций вырабатывают энергию, используя возобновляемые ресурсы и экологически чистые технологии. Ветряные электростанции не производят выбросов и не используют топливо. Единственным недостатком запуска местной ветряной электростанции является возможность инвазивного шума от лопастей турбины. Компании ветряных электростанций могут воспользоваться грантовым финансированием и специализированными инвестициями, а также возможностью обслуживать различные типы клиентов и воспользоваться государственными субсидиями и налоговыми льготами для клиентов.

Зарегистрируйте свой бизнес в соответствии с законодательством штата. Требования к регистрации различаются (см. Ресурсы).

Получите финансирование для своего бизнеса. Ищите традиционные источники финансирования, такие как банковские ссуды, кредитные линии, личные ссуды и сбережения. В дополнение к традиционным направлениям, используйте гранты из частных и государственных источников. Гранты для бизнеса не так эффективны, как думают некоторые; Зеленая энергия, однако, является одной из отраслей, в которой стартапы могут иметь право на получение различных грантов.Некоторые бизнес-ангелы также специализируются на экологически устойчивых технологиях, открывая еще один источник финансирования для солнечных ферм.

Страхование покупок. Поскольку ваша ферма, вероятно, потребует значительных инвестиций в ценные технологии, страхование ваших активов от краж, вандализма или других повреждений может помочь вам избежать больших расходов в будущем. Страхование ответственности также может помочь защитить вашу компанию в случае, если кто-то пострадает на вашей ферме; даже если они нарушат владение, вы можете понести ответственность за травмы.

Создайте ветряную электростанцию. Прежде чем выбрать место для фермы, поговорите с представителями местных властей, бизнесменами и гражданами. Как уже упоминалось, большие ветряные электростанции могут создавать много шума. Установка ветряной электростанции в месте, которое будет раздражать или оскорблять сообщество, может с самого начала поставить вашу ферму на путь провала. Используйте контрактную рабочую силу, возможно, взятую в долг у других компаний по возобновляемой энергии, чтобы собрать свои ветряные турбины и подключить их к генераторам. Убедитесь, что ваша ферма надежно вырабатывает электроэнергию, прежде чем продавать свои услуги.

Предлагайте свои услуги домам, предприятиям, местным органам власти и коммунальным предприятиям. Предлагаем услуги по установке на месте домашних и деловых ветряных турбин. Предлагайте крупные энергетические контракты местным органам власти и коммунальным предприятиям, чтобы обеспечить долгосрочные отношения с организациями, которые больше всего нуждаются в ваших услугах. Если ваша ферма расположена в районе, оборудованном интеллектуальной сетью, вы можете начать получать доход в виде кредитных платежей через свою учетную запись коммунального предприятия с первого дня.

Ссылки

Ресурсы

Советы

• Организуйте экскурсии по объектам ветряной электростанции для местных школ, отрядов скаутов, церковных молодежных групп и других организаций, чтобы повысить вашу репутацию в обществе.

Биография писателя

Дэвид Ингрэм с 2009 года написал статьи для нескольких публикаций, в том числе для «Хьюстонских хроник» и на сайте Business.com. Как владелец малого бизнеса, Ингрэм регулярно сталкивается с современными проблемами в области управления, маркетинга, финансов и коммерческого права.Он получил степень бакалавра менеджмента в Университете Уолша.

Что такое ветряная электростанция?

«Сегодняшнее чудо дня» было вдохновлено Мариссой из Бэй-Сити, штат Мичиган. Марисса Уандерс , « Как работают ветряные электростанции? ”Спасибо за ЧУДО вместе с нами, Марисса!

Что вы думаете, когда слышите слово «ферма»? Животные? Овощи? Тракторы? Фермеры? Вы бы поверили, что есть фермы без всего этого? Это правда! О чем мы говорим? Ветряные фермы!

Ветряные электростанции — это районы, где собрано много больших ветряных турбин.Они «собирают» силу ветра. Эти большие турбины немного похожи на сверхвысокие ветряные мельницы.

Большая ветряная электростанция может иметь сотни ветряных турбин, разбросанных на сотни миль. Земля между турбинами может использоваться для других целей, например, для ведения сельского хозяйства. Некоторые ветряные электростанции также расположены недалеко от водоемов. Там они пользуются ветрами, которые дуют через озера или океаны.

Знаете ли вы, что энергия ветра на самом деле является еще одной формой солнечной энергии? Форма и вращение Земли работают с неравномерным нагревом атмосферы Солнцем, вызывая ветры.

Ветряные электростанции строятся в районах, где обычно особенно ветрено. Ветер крутит лопасти турбин. Затем турбины превращают энергию ветра в механическую энергию. Затем генераторы превращают механическую энергию в электричество. Это электричество затем используется для электроснабжения домов.

Вы можете думать о ветряной турбине как о противоположности вентилятора. Вентилятор использует электричество для создания ветра. Ветровые турбины делают наоборот: они используют ветер для производства электричества! Когда ветер вращает лопасти ветряной турбины, лопасти заставляют вал вращаться.Вращающийся вал соединяется с генератором, который вырабатывает электричество.

Вам интересно, почему ученые смотрели на ветер как на источник энергии? Есть много веских причин. Энергия ветра является бесплатной и возобновляемой. В отличие от большинства электростанций, ветряные электростанции не выделяют загрязняющих веществ или парниковых газов.

Однако создание ветряных электростанций может стоить больших денег. Однако со временем их стоимость станет конкурентоспособной по сравнению с другими типами генерирующих систем. К сожалению, вы не можете заставить ветер дуть, когда захотите.Это означает, что ветряные электростанции не всегда могут удовлетворить потребности в электроэнергии по запросу.

Со временем ученые считают, что новые технологии сделают ветроэнергетику еще более популярной. Они считают, что однажды люди смогут хранить энергию ветра в батареях для использования по требованию. На энергию ветра уже приходится около 3% электроэнергии США. По мнению экспертов, к 2030 году на ветроэнергетику будет приходиться 20% всей электроэнергии страны.

Стандарты: CCRA.L.3, CCRA.L.6, CCRA.R.1, CCRA.R.2, CCRA.R.4, CCRA.R.10, CCRA.SL.1, CCRA.W.4, NGSS.ESS3. A

Администрация Байдена одобрила первую в стране крупную морскую ветряную электростанцию ​​

Многие республиканцы скептически относятся к заявлениям г-на Байдена о создании рабочих мест и говорят, что планы президента — особенно его приостановка новых договоров аренды нефти и газа на федеральных землях и водах — уже наносят ущерб профсоюзным работникам в стране. промышленность ископаемого топлива. «Администрация Байдена продвигает дорогие фантастические рабочие места и убивает настоящих в то время, когда Америка не может позволить себе потерять эти рабочие места», — заявил во вторник сенатор Джон Баррассо из Вайоминга, высокопоставленный республиканец в Комитете Сената по энергетике.

Оффшорная ветроэнергетика, которая процветает в Европе, является зарождающейся отраслью в Соединенных Штатах. Но несколько штатов на Атлантическом побережье, в том числе Коннектикут, Мэриленд, Массачусетс, Нью-Джерси, Нью-Йорк и Вирджиния, обязались купить к 2035 году более 25000 мегаватт морской ветровой энергии, по данным Американской ассоциации чистой энергии.

Это настораживает рыбную промышленность, которая обеспокоена тем, что лодкам и траулерам будет сложно перемещаться вокруг огромных турбин, самые большие из которых теперь имеют диаметр ротора, равный длине двух футбольных полей.Это может ограничить количество морепродуктов, которые они могут выловить, что потенциально может сказаться на доходах в миллионы долларов.

«В течение последнего десятилетия рыбаки принимали участие в совещаниях по морской ветроэнергетике всякий раз, когда их просили, и предъявляли разумные запросы, но их встречали молчанием», — говорит Энн Хокинс, исполнительный директор Альянса ответственного морского развития, коалиции рыболовных групп. . «Из этого молчания теперь возникают односторонние действия и четкое указание на то, что власть имущие больше заботятся о многонациональном бизнесе и энергетической политике, чем о нашей окружающей среде, внутренних источниках продовольствия или ООН.С. граждане ».

Аманда Лефтон, директор Бюро по управлению океанической энергией Министерства внутренних дел, сказала, что агентство будет продолжать запрашивать мнения рыболовных групп по мере продвижения проекта. «Мы рассматриваем эти воздействия и принимаем во внимание членов рыболовного сообщества в этом процессе», — сказала она. «Мы можем гарантировать, что у нас есть лучшая наука, которая поможет решить некоторые из существующих проблем».

Брэд Пламер предоставил отчеты.

Выполните анализ пригодности площадки для новой ветряной электростанции

Этот урок в настоящее время проходит техническое обслуживание, чтобы обновить его для последняя версия продукта.Некоторые шаги могут работать не так, как написано. Мы приносим извинения за все неудобства, которые могут возникнуть. в а пока вы можете просмотреть другие уроки в нашем галерея.

Ветряная энергетическая компания из Колорадо наняла вас для определения нескольких новых площадок в штате для установки высокоэффективных ветряных турбин. Выбор подходящего участка является ключом к успеху любого проекта в области возобновляемых источников энергии, поскольку он играет решающую роль в финансовой отдаче и простоте строительства, а также в текущих операциях, техническом обслуживании и общей безопасности.Используя ArcGIS Online, вы найдете и отфильтруете потенциальные сайты, примете окончательное решение и изучите факторы маршрутизации и доступности сайтов в указанные местоположения и обратно.

Последний раз этот урок тестировался 27 июля 2021 г.

Посмотреть окончательный результат

Требования

• Роль издателя или администратора в организации ArcGIS (получите бесплатную пробную версию)

Ветряная энергетическая компания из Колорадо наняла вас для определения нескольких новых площадок в штате для установки высокоэффективных ветряных турбин.Этот участок должен соответствовать нескольким характеристикам:

• Расположен в штате Колорадо
• В округах с населением не менее 20 000
• В районах с классом ветровой энергии не менее 4 (Годовая скорость ветра в этих областях на высоте 10 метров от земли обычно составляет не менее 5,6 метра в секунду [12,5 миль в час], а на высоте 50 метров от земли — обычно 7,0 метров в секунду [15,7 миль в час].)
• В пределах 10 миль от существующих линий электропередач, которые имеют мощность не менее 400 киловольт (кВ)
• В пределах 5 миль от существующих ветряных электростанций, содержащих турбины с диаметром ротора не менее 100 футов

Чтобы соответствовать этим критериям, вы сохраните копию карты, а затем исследуете имеющиеся у вас данные о населении, существующих ветряных электростанциях и линиях электропередач, а также о средней скорости ветра по штату.Затем вы начнете опрашивать эти слои, чтобы сузить области с нужными характеристиками. Наконец, вы объедините их в один слой, на котором вы сможете провести многокритериальный анализ, чтобы найти несколько жизнеспособных сайтов.

Сохранить копию карты

В этом разделе вы откроете карту, показывающую текущее расположение ветряных турбин и потенциал ветровой энергии в штате Колорадо. Карта познакомит вас с функциями и атрибутами, которые вы будете использовать, чтобы найти новое место для разработки высокоэффективной ветряной электростанции.Изучив эту карту, вы сохраните свою версию карты для дальнейшего анализа.

1. Откройте группу ArcGIS Online Выполните анализ пригодности площадки для новой ветряной электростанции.

   Эта группа содержит один элемент — веб-карту под названием «Исследование ветроэнергетики в Колорадо: отправная точка» от Learn_ArcGIS.

2. Щелкните эскиз «Детали» и выберите «Открыть в Map Viewer Classic».

   В Map Viewer откроется карта штата Колорадо.

3. Если вы не вошли в систему, щелкните Войти и войдите в свою учетную запись организации ArcGIS.

   Если у вас нет учетной записи организации, вы можете подписаться на бесплатную пробную версию ArcGIS.

4. На панели «Подробности» щелкните «Содержимое».

   Карта содержит данные о существующих ветряных электростанциях в Колорадо. Прежде чем исследовать карту и слои, которые вы будете запрашивать и анализировать, вы создадите личную копию карты.

5. Нажмите кнопку «Сохранить» и выберите «Сохранить как».
6. В окне «Сохранить карту» в поле «Заголовок» введите «Оптимальные положения ветряной фермы».
7. В поле «Сводка» введите «Лучшие места для новой высокоэффективной ветряной электростанции».
8. Для «Сохранить в папке» убедитесь, что вы сохраняете в своей собственной папке.

9. Нажмите «Сохранить карту».

   Копия карты теперь сохранена в папке Content. Вы можете получить к нему доступ в любое время через вкладку «Контент» на главной странице. Теперь, когда вы сохранили свою карту, вы посмотрите на данные, с которыми вы можете работать.

Проверить данные ветряной электростанции

Карта состоит из пяти слоев: границы штата, графства Колорадо, расположение действующих ветряных турбин и линий электропередач, а также средняя сила ветра в зависимости от географического положения.Теперь вы оцените доступные данные, чтобы увидеть, достаточно ли их для удовлетворения перечисленных выше критериев.

1. На панели «Содержание» отметьте слой «Страны», чтобы включить его.

   Слой «Округи» содержит данные о населении всех 64 округов Колорадо. В одних округах плотность населения выше, чем в других, что означает более высокие потребности в энергии. Поскольку строительство новых линий электропередачи является дорогостоящим и вредным для окружающей среды, вы хотите определить места с высоким спросом на электроэнергию, чтобы уменьшить потребность в строительстве дополнительных линий электропередачи.Этот слой содержит данные, которые позволят вам проверить первый и второй критерии: ветряная электростанция находится в штате Колорадо и имеет достаточно высокую плотность населения.

2. Щелкните несколько округов вдоль Фронт-хребта (горный хребет к западу от Денвера) между Форт-Коллинзом и Пуэбло и обратите внимание на плотность их населения.

   В этих округах, включая Боулдер и Денвер, самая высокая плотность населения в штате.

3. Закройте всплывающее окно.
4. На панели «Содержание» снимите отметку со слоя «Округа», чтобы выключить его, и включите «Класс ветровой энергии» и «Ветровые турбины в слоях Колорадо».
5. На панели содержания перетащите слой «Ветровые турбины в Колорадо» в верхнюю часть списка.

   Теперь турбины видны.

6. Для слоя «Класс ветровой энергии» нажмите «Показать легенду».

   Данные слоя «Класс ветровой энергии» подразделяются на 7 классов. Эти классы представляют собой среднюю (среднюю) скорость ветра, рассчитанную для высот 10 метров (33 фута) и 50 метров (164 фута).Скорость ветра является хорошим показателем способности ветра генерировать энергию. Как правило, чем выше скорость ветра, тем выше мощность выработки электроэнергии в конкретном месте.

   В таблице ниже показана скорость ветра на высоте 10 метров (33 фута) и 50 метров (164 фута).

   200

   Класс ветровой энергии	Плотность энергии ветра 10 м (33 фута)	Скорость 10 м	Скорость 33 фута	Плотность энергии ветра 50 м (164 фута.)	Скорость 50 м	Скорость 164 футов
   1	100	4,4	9,8	2002 9,8
   2	150	5,1	11,5	300	6,4	14.3
   3	200	5,6	12,5	400	7,0	7,0	7,0		7,0		6,0	13,4	500	7,5	16,8
   5			4	14,3	600	8,0	17,9
   6	400	400	400		8,8	19,7
   7	1000	9,4	21,1	12 2000 129	26,6

   Степень уверенности, с которой можно указать класс ветровой энергии, зависит от трех факторов: количества и качества данных о ветре, сложности местности и географической изменчивости ресурс.

   Рейтинг достоверности был присвоен каждой ячейке сети на основе этих трех факторов и включен в Атлас ресурсов ветровой энергии США.

   Обратите внимание, что класс ветровой энергии обычно от слабого до умеренного в западной части штата, с узкой ветреной зоной на подветренной (восточной) стороне континентального водораздела (обычно идущей с севера на юг в центральной части штата. ) более низкий класс мощности ветра в полосе к востоку от него, а затем переход к более ветреным условиям по мере приближения к границам Канзаса и Небраски.

7. В правой части таблицы щелкните «Показать / скрыть столбцы», а затем установите флажок «Все столбцы».

   Класс энергии ветра хранится в атрибуте GRIDCODE, а соответствующие средние скорости ветра указываются в милях в час.

   • Зоны, обозначенные как Gridcode 1 (класс 1), как правило, не подходят, хотя в некоторых зонах класса 1 может существовать несколько мест с достаточным ветровым ресурсом для применения ветряных турбин.
   • Области, обозначенные сетевым кодом 2 (класс 2), являются маргинальными для приложений коммунального масштаба, но могут подходить для приложений в сельской местности.
   • Зоны, обозначенные сетевым кодом 3 (класс 3) или выше, подходят для большинства ветряных турбин коммунального масштаба.

   Преобладание высокой скорости ветра указывает на то, что у вас есть энергия ветра, необходимая для удовлетворения третьего требования.

   Закройте стол.

8. На панели содержания снимите флажок «Класс ветровой энергии» и выключите его.
9. На ленте щелкните Закладки и щелкните различные места для изучения.

   Закладки позволяют быстро переходить к различным частям штата, где есть существующие турбины.Слой «Ветряные турбины в Колорадо» показывает расположение нескольких крупных установок турбин в границах штата. Чтобы построить инфраструктуру, необходимую для работы этих ветряных электростанций, и иметь персонал для их работы, проще всего объединить их вместе. Большинство этих скоплений находится в восточной части штата, где вы видели более высокие скорости ветра.

10. Щелкните закладку для Limon.

    Лимон — небольшой поселок на северо-востоке Колорадо, рядом с которым расположено значительное количество ветряных турбин.

11. Увеличивайте масштаб, пока не увидите отдельные турбины.
12. На ленте щелкните «Измерить», а затем — «Расстояние». Щелкните одну турбину, а затем дважды щелкните одну рядом с ней.

    Турбины около Лимона обычно находятся на расстоянии 0,18–0,25 мили друг от друга. Новые высокоэффективные ветряные турбины имеют очень длинный диаметр ротора, иногда более 100 метров (328 футов), и требуют дополнительных логистических и пространственных соображений. Затем вы исследуете диаметр ротора установленных турбин, представленных в слое Ветряные турбины в Колорадо.

13. Для слоя «Ветровые турбины в Колорадо» нажмите «Показать таблицу», чтобы отобразить атрибуты слоя.

14. В таблице атрибутов найдите и изучите поле rotor_dia (диаметр ротора).
15. Щелкните правой кнопкой мыши поле rotor_dia и выберите Сортировать по убыванию.

    Некоторые существующие турбины имеют диаметр ротора 100 футов. Это, наряду с множеством кластеров, которые вы наблюдали в штате, означает, что есть несколько областей, которые могут удовлетворять четвертому критерию.

16. Закройте таблицу атрибутов и используйте закладку Colorado, чтобы приблизить состояние.
17. Включите слой Platts Transmission Lines.

    В слое линии передачи обозначены допустимым напряжением. Линии мощностью от 138 до 500 кВ имеют самый толстый символ линии, а линии с мощностью 10 кВ или менее имеют самый тонкий символ линии.

    Эти высоковольтные линии проходят по всему штату, но особенно сконцентрированы в восточной половине.Это говорит о том, что ваш пятый критерий, согласно которому площадки должны находиться в пределах 10 миль от существующей линии электропередачи, может быть соблюден.

    Теперь, когда вы изучили уровни данных, необходимые для определения новых площадок для высокоэффективных ветряных турбин, вы готовы выполнить анализ для определения конкретных площадок. Комиссия по государственной энергетике определила несколько критериев для конкретных участков, которые вы должны учитывать.

    Идеальное место должно соответствовать следующим условиям:

    • Расположено в штате Колорадо
    • В округе, где численность местного или целевого населения составляет не менее 20 000 человек, для обеспечения адекватного спроса
    • В пределах 10 миль от существующих линий электропередач, которые имеют мощность не менее 400 киловольт (кВ), чтобы использовать преимущества близлежащей существующей энергетической инфраструктуры
    • В пределах 5 миль от существующих ветряных электростанций, содержащих турбины, где диаметр ротора составляет не менее 100 метров
    • В районах, где класс ветроэнергетики составляет не менее 4 (Годовая скорость ветра в этих районах на высоте 10 метров от земли обычно не менее 5.6 метров в секунду [12,5 миль в час] и на высоте 50 метров от земли обычно составляют 7,0 метров в секунду [15,7 миль в час].)

Объединение слоев для анализа

Поскольку у вас есть все необходимые данные, вы можете Теперь приступим к анализу выбора сайта. Чтобы убедиться, что все критерии соблюдены, вы в конечном итоге хотите объединить все слои в один слой, который вы можете запросить с помощью инструмента «Найти существующие местоположения». Чтобы подготовиться к этому, вы начнете комбинировать слои. Слой Colorado Counties с данными о населении и слой Wind Power Class требуют только запросов, поэтому сначала вы объедините их с помощью инструмента Union.Требования для слоев Turbines и Transmission Lines определяют определенные расстояния от существующих объектов, поэтому вы будете использовать инструмент Buffer для вычисления этих расстояний. Затем вы воспользуетесь инструментом «Объединение», чтобы объединить слои.

1. Отключите слой Platts Transmission Lines и включите слой Wind Power Class.
2. На панели «Содержание» наведите указатель на «Класс ветроэнергетики» и нажмите «Выполнить анализ».

3. На панели «Анализ» щелкните «Управление данными» и выберите «Слои наложения».

4. На панели инструментов «Слои наложения» убедитесь, что для параметра «Выбрать входной слой» установлено значение «Класс ветровой энергии».
5. В поле «Выбрать слой наложения» выберите «Округа», а в поле «Выбрать метод наложения» нажмите «Объединение».

6. В поле «Имя слоя результатов» введите Союз ветроэнергетических классов и округов и добавьте свои инициалы, чтобы сделать имя уникальным в вашей организации. Затем нажмите «Выполнить анализ».

   Результирующий слой показывает комбинацию функций County и Wind Power Class.Этот комбинированный слой позволяет выбрать все местоположения с классами ветровой энергии выше и равными 4, а также округа с населением более 20 000 человек.

   Затем вы буферизуете слой линий передачи. Поскольку данные линии передачи показывают все линии в состоянии, вам необходимо применить фильтр. Первый из критериев вашего анализа — отфильтровать линии передачи с напряжением не менее 400 киловольт.

7. На панели «Содержание» включите слой Platts Transmission Lines и выключите Union of Wind Power Class and Counties, Wind Power Class и Wind Turbines в слоях Colorado.
8. На панели «Содержание» наведите указатель на слой «Линии передачи пластин» и нажмите «Фильтр».

   Выражения фильтра используют общую форму .

9. В окне «Фильтр» на вкладке «Создать» щелкните стрелки, чтобы создать выражение НАПРЯЖЕНИЕ не менее 400.

10. Нажмите «Применить фильтр».

    Отфильтрованный вид отображается на карте.

    Теперь слой отфильтрован, чтобы отображать только линии передачи с напряжением 400.Теперь вы создадите 10-мильную буферную зону вокруг этих линий электропередачи с помощью инструмента Create Buffers.

11. На панели «Содержание» наведите указатель на «Линии передачи Platts» и нажмите «Выполнить анализ».

12. На панели «Выполнить анализ» нажмите «Использовать близость» и нажмите «Создать буферы».
13. Для параметра «Выбрать слой, содержащий объекты для буферизации», убедитесь, что для слоя установлено значение «Линии передачи пластин».
14. В поле «Введите размер буфера» введите 10 и установите единицы измерения в Мили.

15. Разверните «Параметры» и измените тип буфера с «Перекрытие» на «Растворение».
16. В качестве имени слоя результатов введите Transmission Lines 10 Mi Zone. Добавьте свое имя или инициалы, чтобы убедиться, что имя уникально для вашей организации.

17. Щелкните «Выполнить анализ».

    Для завершения работы инструмента может потребоваться некоторое время. Когда операция завершится, на карту будет добавлен слой Transmission Lines 10 Mi Zone.

    Слой зоны Mi Transmission Lines 10 представляет собой расположение линий электропередачи с высокой пропускной способностью и 10-мильную зону вокруг них.Местоположение вашей новой ветряной электростанции должно находиться в одной из этих 10-мильных зон рядом с линией электропередачи большой мощности.

18. Отключите линии передачи Platts и линии передачи 10 слоев Mi Zone.

    Чтобы воспользоваться преимуществами существующей инфраструктуры, теперь вам нужно найти места в пределах 5 миль от существующих ветряных электростанций. В частности, эти ветряные электростанции должны содержать турбины с размахом ротора не менее 100 метров. Как и раньше, вы отфильтруете, а затем буферизуете слой.

19. На панели «Содержание» включите и выберите слой «Ветряные турбины в Колорадо» и нажмите «Фильтр».
20. В окне «Фильтр» с помощью стрелок создайте выражение roto_dia как минимум 100.

21. Нажмите «Применить фильтр».

    На вашем слое теперь отображаются только существующие ветряные турбины с диаметром ротора 100 метров или больше. Всего четыре турбоагрегата.

    Затем вы создадите 5-мильные зоны вокруг фильтрованных турбин.

22. На панели «Содержание» выключите слой «Ветровые турбины в Колорадо», наведите на него курсор и нажмите «Выполнить анализ».
23. На панели «Выполнить анализ» нажмите «Использовать близость» и нажмите «Создать буферы».
24. Для параметра «Выбрать слой, содержащий объекты для буферизации», убедитесь, что для слоя установлено значение «Ветровые турбины в Колорадо».
25. В поле «Введите размер буфера» измените размер буфера на 5 миль.
26. Разверните «Параметры» и измените тип буфера с «Перекрытие» на «Растворение».
27. В качестве имени слоя результатов введите Turbine 5 Mile Zone YourInitials.
28. Щелкните «Выполнить анализ».

    Буферный слой добавлен к вашей карте.Есть четыре блока турбин, три из которых пока соответствуют вашим критериям. Чтобы завершить свой выбор, посмотрите на население округов, в которых расположены эти кластеры. Теперь вы объедините буферные линии передачи и ветряные турбины с буфером в новый слой с помощью инструмента Union.

29. На панели «Содержание» наведите указатель на слой Turbine 5 Mile Zone и нажмите «Выполнить анализ».
30. На панели «Выполнение анализа» щелкните «Управление данными» и щелкните «Слои наложения».
31. Для выбора входного слоя выберите Turbine 5 Mile Zone, а для выбора слоя наложения выберите Transmission Lines 10 Mi Zone.
32. Для «Выбрать метод наложения» выберите «Объединение».

33. В качестве имени слоя результатов введите Union of Turbine 5 Mile Zone и Transmission Lines 10 Mi Zone.
34. Щелкните «Выполнить анализ».

    Результирующий слой теперь содержит все буферизованные элементы для линий передачи, а также буферизованные местоположения ветряных турбин. Используя этот слой, вы сможете выбрать все местоположения в пределах 10 миль от линии передачи на 400 вольт, а также в пределах 5 миль от ветряных турбин с диаметром ротора 100 футов.Затем вы объедините два объединяемых слоя в один слой, на котором можно будет сделать окончательный выбор сайта. Этот последний слой будет иметь все критерии, необходимые для выбора подходящих участков для вашего клиента, чтобы рассмотреть возможность разработки и установки ветряных турбин большой мощности.

Поиск местоположений ветряных электростанций

Теперь, когда вы объединили несколько слоев и отфильтровали их, вы воспользуетесь инструментом «Найти существующие местоположения», который предназначен для выбора существующих объектов в вашей области исследования, которые соответствуют ряду критериев, которые вы указываете на одном уровне.Эти критерии могут быть основаны на запросах атрибутов (например, области класса ветровой энергии с генерирующей мощностью более 4) и пространственных запросах (например, области в пределах 10 миль от текущих линий передачи с напряжением более 400).

1. На панели «Содержание» наведите указатель на слой «5-мильная зона Union of Turbine» и «Зона передачи 10 Mi Zone» и нажмите «Выполнить анализ».
2. На панели «Выполнение анализа» щелкните «Управление данными» и выберите «Слои наложения».
3. Убедитесь, что для параметра Выбрать входной слой задано значение Union of Turbine 5 Mile Zone и Transmission Lines 10 Mi Zone.
4. В поле «Выбрать слой наложения» выберите «Союз ветроэнергетических классов и округов».
5. Для «Выбрать метод наложения» выберите «Объединение».
6. Увеличьте масштаб карты до штата Колорадо. Убедитесь, что флажок Использовать текущий экстент карты снят.
7. В поле «Имя слоя результата» введите TargetSitesYourInitials и нажмите «Выполнить анализ».

   Результирующий слой отображает комбинацию всех объектов и их атрибутов, которые вам нужно будет включить в анализ, чтобы определить подходящие местоположения для вашего клиента.Теперь вы будете использовать инструмент «Найти существующие местоположения», который позволяет комбинировать атрибуты и пространственные выделения в одном операторе, добавляя набор выражений по одному. Эти критерии выбора могут быть основаны на атрибутивных запросах (например, округа с населением более 20 000 человек) и пространственных запросах (местоположения в 10 милях от линий электропередачи).

8. На панели «Содержание» наведите указатель на TargetSites и щелкните «Выполнить анализ».
9. На панели «Выполнение анализа» щелкните «Найти расположения» и выберите «Найти существующие расположения».
10. Убедитесь, что для слоя Выбрать слой, содержащий объекты, которые вы хотите найти с помощью атрибутов и пространственных запросов, задано значение TargetSites.
11. В разделе «Построить запрос для поиска функций» нажмите «Добавить выражение».

    Откроется окно «Добавить выражение». При необходимости в поле запроса можно добавить несколько выражений. Нажмите кнопку «Выполнить анализ», чтобы выполнить список выражений. Затем компоненты входного слоя фильтруются по каждому выражению, и те функции, которые удовлетворяют этим выражениям, записываются в слой результатов.

    Как и раньше, вы создадите выражения, но они будут запрашивать уровень TargetSites. Вы начнете с двух пространственных выражений, чтобы найти подходящие участки в 5-мильной зоне турбин и 10-мильной зоне линий электропередачи. Пространственное выражение устанавливает отношения между двумя слоями. В этом случае вы ищете все целевые участки в первом слое, которые полностью находятся во втором слое, 5-мильной буферной зоне ветряных турбин диаметром 100 футов ротора.

12. Убедитесь, что в окне «Добавить выражения» TargetSites является первым слоем.

    Слой анализа (TargetSites) представляет исходный слой, из которого вы выбираете.

13. Выберите «Полностью внутри» для пространственного отношения.

    Выбор полностью в пределах указывает, что если объект в первом слое полностью находится внутри объекта во втором слое, местоположение включается в выходные данные. Как только вы установите пространственное отношение к другим слоям, они будут перечислены в раскрывающемся меню.

14. Для второго слоя выберите Turbine 5 Mile Zone и нажмите Add.

    Первое выражение было добавлено в поле запроса выражений на панели «Найти существующие местоположения».

    Теперь вы создадите выражение для определения местоположения целевых сайтов полностью в пределах слоя Mi Zone Transmission Lines 10.

15. Щелкните «Добавить выражение» и убедитесь, что TargetSites указан в качестве первого уровня.
16. Выберите Полностью внутри для пространственного отношения и выберите Transmission Lines 10 Mi Zone для второго слоя.
17. Нажмите «Добавить».

    Второе пространственное выражение добавляется в поле запроса выражения и объединяется с первым выражением соединителем и. В запросах оператор и требует, чтобы каждое выражение или условие было истинным для выбора местоположения. Другой оператор или требует, чтобы одно или другое условие, но не оба условия, могло быть истинным для выбранного местоположения.

    Щелкните оператор для переключения между и и или.

    Теперь вы добавите серию выражений выбора атрибутов для дальнейшего уточнения местоположений, которые будут выбраны в 5- и 10-мильных зонах.

18. Щелкните Добавить выражение и создайте выражение TargetSites, где STATE_NAME — это Колорадо.
19. Нажмите «Добавить».

    Третье выражение добавляется в поле запроса выражения и объединяется с первым и вторым выражениями соединителем и.

20. Нажмите «Добавить выражение» и создайте запрос TargetSites, где POP2010 больше 20 000, а затем нажмите «Добавить».

    В списке окна запроса будет четыре выражения. Последнее выражение, которое вам нужно добавить, будет фильтровать только самые высокие скорости ветра.

21. Нажмите «Добавить выражение» и создайте запрос TargetSites, где GRIDCODE находится между 4 и 7, а затем нажмите «Добавить».

    Последнее выражение добавляется в поле запроса.

    Порядок выражений не влияет на результат анализа.

22. В поле «Имя слоя результатов» введите «Подходящие сайты» и нажмите «Выполнить анализ».
23. На вкладке «Содержание» отключите TargetSites и все другие слои анализа, кроме подходящих сайтов и базовой карты. При необходимости включите слой State Line.

    Два последних участка находятся в северо-восточном углу штата. Вы можете увидеть третий участок меньшего размера рядом с Пуэбло, но в рамках этого урока вы сосредоточитесь на двух более крупных объектах. Один находится в северо-восточном углу штата, а другой — к юго-востоку от Денвера и к северо-востоку от Колорадо-Спрингс, недалеко от города под названием Лимон.

24. На ленте щелкните Закладки и исследуйте сайты Лимон и Северо-Восточный Колорадо.

    Оба этих объекта соответствуют необходимым критериям:

    • Расположены в штате Колорадо
    • В округах с населением не менее 20 000
    • В районах с классом ветровой энергии не менее 4 (Годовая скорость ветра в этих местах на высоте 10 метров от земли обычно не менее 5.6 метров в секунду [12,5 миль в час] и на высоте 50 метров от земли обычно составляют 7,0 метров в секунду [15,7 миль в час].)
    • В пределах 10 миль от существующих линий электропередачи, которые имеют мощность не менее 400 киловольт (кВ)
    • В пределах 5 миль от существующих ветряных электростанций с турбинами, диаметр ротора которых составляет не менее 100 футов
25. На ленте нажмите «Сохранить». В меню снова нажмите Сохранить.

Затем вы создадите маршруты на время в пути до каждого объекта, чтобы принять окончательное решение.Поскольку транспортировка и обслуживание объекта важны, он должен быть легко доступен.

---

Ранее вы изучили критерии выбора места для размещения высокоэффективных ветряных турбин и определили два потенциальных места в штате Колорадо. Выбор подходящего участка является ключом к успеху любого проекта в области возобновляемых источников энергии и влияет на его финансовую жизнеспособность.Затем вы проведете анализ времени в пути между потенциальными площадками и штаб-квартирой компании в Денвере. Это будет важным соображением, поскольку инженеры и другой логистический персонал, участвующий в установке и техническом обслуживании ветряных турбин, базируется в штаб-квартире компании, а не в удаленных местах. Следовательно, минимизация времени в пути и наличие быстрых и эффективных маршрутов транспортировки к новому объекту и обратно имеют решающее значение для успешного обслуживания и эксплуатации оборудования на этих объектах.

Добавьте примечания к карте

Теперь, когда вы определили подходящие места для установки ветряных турбин, вам необходимо посетить объекты и пройти маршруты между объектами и штаб-квартирой компании. Сначала вы добавите примечания к карте, а затем проведете анализ времени в пути.

1. На ленте щелкните «Закладки» и выберите «Лимон».
2. На ленте нажмите «Добавить» и выберите «Добавить заметки к карте».

3. В окне «Добавить заметки к карте» назовите заметки «Оптимальные сайты ветряных электростанций» и нажмите «Создать».

   Шаблон «Примечания к карте» позволяет создавать основные формы и символы. В меню есть и другие параметры, в том числе запросы граждан, бедствия и нефтегазовая инфраструктура, которые содержат дополнительные специализированные символы.

4. На панели «Добавить компоненты» щелкните канцелярскую кнопку.

5. На карте щелкните и добавьте канцелярскую кнопку в любом месте участков ветряных электростанций Лимон.

   После установки булавки открывается всплывающее диалоговое окно, в котором можно добавить дополнительную информацию о местоположении.

6. Во всплывающем окне «Точки» в поле «Заголовок» введите «Сайт 1 — Лимон».

7. Щелкните «Изменить символ» и щелкните «Использовать изображение». В качестве URL-адреса вставьте http://downloads.esri.com/learnarcgis/perform-a-site-suitability-analysis-for-a-new-wind-farm/wind-farm.png и нажмите Enter.

8. Нажмите ОК.

   Точечный объект теперь обозначен как ветряная мельница.

9. В окне «Точки» нажмите «Закрыть», чтобы сохранить точку.
10. Щелкните закладку NE Colorado и добавьте канцелярскую кнопку в любое место на сайте ветряной электростанции Fleming.
11. В окне «Точки» в поле «Заголовок» введите «Участок 2 — Флеминг».
12. Щелкните «Изменить символ», затем щелкните «Использовать изображение». В качестве URL-адреса введите http://downloads.esri.com/learnarcgis/perform-a-site-suitability-analysis-for-a-new-wind-farm/wind-farm.png и нажмите Enter.
13. Щелкните OK, чтобы обновить символ.
14. В окне «Точки» нажмите «Закрыть», чтобы сохранить точку.
15. На ленте щелкните Подробности.

Расчет времени в пути

Теперь, когда у вас есть точки для каждого объекта, вы можете выполнить анализ времени в пути.Теперь вы готовы рассчитать оптимальный маршрут для посещения сайтов.

1. На ленте щелкните Анализ.
2. Нажмите «Использовать близость» и выберите «Планировать маршруты».

   Инструмент «Планирование маршрутов» определяет, как эффективно направить транспортное средство к указанным вами остановкам.

3. На панели «Планирование маршрутов» для параметра «Выбрать точечный слой, представляющий остановки для посещения» выберите «Оптимальные сайты ветряных электростанций».
4. В режиме «Путешествие» для маршрутов выберите «Время вождения» и подтвердите текущую дату и время для всех маршрутов.

   Текущая дата и время являются настройками по умолчанию.

5. На ленте щелкните «Управление закладками» и выберите «Капитолий штата Денвер».
6. На панели «Планирование маршрутов» для параметра «Маршруты начинаются в» нажмите кнопку «Добавить точку на карту» и добавьте точку в здании Капитолия штата Денвер.

7. Убедитесь, что для маршрутов, заканчивающихся в, установлен флажок «Вернуться в начало».
8. Для параметра «Максимальное количество транспортных средств на маршруте» введите 1, а для параметра «Максимальное количество остановок на транспортное средство» введите 2.
9. Для параметра «Время, проведенное на каждой остановке» введите 120 минут и снимите флажок рядом с параметром «Ограничить общее время маршрута для каждого транспортного средства». .

   На осмотр каждого сайта у вас уйдет 2 часа или 120 минут, но в зависимости от времени суток, которое вы используете, из-за трафика общее время маршрута может меняться.

10. В поле «Имя слоя результатов» введите «Маршруты к оптимальным участкам ветряной электростанции».
11. Установите флажок «Включить слои маршрута» и сохраните результат в своей папке.
12. Перейдите к закладке Colorado и нажмите «Выполнить анализ».

    Когда ваш анализ будет завершен, измените базовую карту на Улицы.

13. На ленте щелкните Базовая карта и выберите Улицы.

    Результаты могут незначительно отличаться в зависимости от времени суток и места создания каждой точки сайта.

    Назначенные остановки для маршрута пронумерованы от 1 до 4. Первая и четвертая остановки находятся в Капитолии штата. Поскольку вы установили для параметра Маршрут до конца значение Вернуться в начало, ваш маршрут будет последовательно посещать все остановки и возвращаться в исходную точку.

14. Для слоя «Маршруты к оптимальным участкам ветряной электростанции — назначенные остановки» щелкните «Показать таблицу».

    Эта таблица содержит 4 записи, по одной для начальной и конечной точек и по одной для каждого рассматриваемого сайта.Ваши расстояния и время могут незначительно отличаться в зависимости от того, где вы разместили заметки на карте.

15. Включите и выключите слой Routes to Optimal Wind Farm Sites, чтобы изменить маршрут.
16. Для слоя Routes to Optimal Wind Farm Sites щелкните Показать таблицу, чтобы отобразить атрибуты слоя.

    Эта таблица содержит одну запись для всего маршрута. Обратите внимание, что в нем указано, что включены две остановки и что общее время составляет примерно 594 минуты. Это включает время в пути и время обслуживания для проверки сайтов.Из 594 минут ваше общее время в пути составляет 354 минуты, а время обслуживания — 240 минут, что составляет 120 минут, которые вы бы использовали для осмотра каждого объекта.

    Если вы вычтете время окончания из времени начала, вы заметите, что завершение маршрута по плану займет около 10 часов. Таким образом, даже если вы сделаете перерыв в вождении на 30 минут, вы все равно сможете завершить поездку и осмотр места менее чем за один день.

    Ваш анализ маршрута должен быть включен в ваш отчет для вашего клиента вместе с рекомендуемым вами сайтом.Теперь вы оцените два сайта и примете решение.

Порекомендуйте участок

После первоначальной проверки необходимо будет провести другие посещения для поиска почвы, дренажа и других факторов участка. ГИС будет полезна для оценки климата, уклона и внешнего вида, владения землей, случаев торнадо в прошлом, производительности существующих ветряных турбин, разрешений и разрешений и других факторов. Когда эти факторы учтены, вы можете дополнительно порекомендовать, сколько турбин может вместить каждый объект.

1. Для слоя «Подходящие сайты» щелкните «Показать таблицу», чтобы отобразить атрибуты слоя.

   Если вы можете выбрать только одно из участков из-за бюджетных ограничений, и вам предлагается выбрать большее из двух, южный участок, недалеко от Лимона, имеет площадь 200,83 квадратных километров или 77,5 квадратных миль, в отличие от участка возле Флеминга. , что составляет 102,34 квадратных километра или 39,5 квадратных миль.

   Если вам предлагается выбрать участок, который находится ближе к Денверу и его основной части населения, вы можете использовать результаты маршрута или инструмент измерения, чтобы получить расстояние по прямой.

2. На ленте щелкните «Измерить», а затем щелкните «Расстояние», чтобы определить расстояние по прямой от участка Лимон и от участка Флеминга до Денвера.

   Площадка Лимон ближе, примерно 70 миль (113 километров) по прямой, по сравнению с примерно 133 милями (214 километров) для площадки Флеминга. В других отношениях, таких как средняя скорость ветра и численность населения на квадратный километр, эти два участка очень похожи.

3. На ленте щелкните Сохранить.

   Скорее всего, вы порекомендуете сайт Limon, но есть дополнительные соображения. ГИС будет критически важна в логистике транспортировки больших ветряных турбин на площадку. Это может быть самая сложная часть операции, потому что лопасти ветряных турбин часто приходится перевозить по железной дороге, а затем в составе двух или трех грузовиков, чтобы учесть длину. В этом отношении участок Флеминга может быть лучше, потому что он расположен рядом с крупной автомагистралью США (США 6), тогда как участок Лимон, находясь рядом с I-70, не имеет выходов непосредственно на участок и расположен в основном за пределами неулучшенной дороги. уездные дороги.

   Таким образом, у обоих сайтов есть свои плюсы и минусы. Но пространственный анализ с помощью ГИС помог сузить выбор до этих двух участков.

   Важны ли другие соображения? Конечно, и если бы вы действительно выбирали сайт для клиента, вы бы рассмотрели дополнительные факторы и провели дополнительный анализ, чтобы определить рекомендуемый клиенту сайт.

Вы продумали логистику при посещении объекта, используя при этом пространственное мышление и ГИС.

---

Ранее вы рассчитывали время в пути до каждого из сайтов.Теперь ваш клиент запросил предварительные результаты анализа места расположения высокоэффективных ветряных турбин, которое вы проводите. Один из лучших способов эффективно поделиться своими результатами — это создать веб-приложение для обмена результатами и предоставить вашему клиенту возможность исследовать и исследовать ваши данные и результаты анализа.

Совместное использование результатов в виде веб-приложения

Веб-приложение — это настроенная карта, которую вы можете представить клиенту для включения и обозначения данных, которые, по вашему мнению, лучше всего помогут членам комиссии понять проблему и решение.Чтобы создать веб-приложение, вы предоставите общий доступ к своей карте и выберете настраиваемый шаблон приложения. Сначала вы выберете слои, которые хотите включить в приложение. Они должны донести вашу историю до членов комиссии, не перегружая их.

1. На панели «Содержание» включите два слоя маршрута: «Оптимальные сайты ветряных электростанций», «Подходящие сайты», «Ветровые турбины в Колорадо», «Линии передачи данных Platts» и «Линия штата».
2. Сохраните карту.
3. На ленте щелкните Поделиться.
4. В окне «Общий доступ» установите флажок «Все (общедоступно)».

   Если вам будет предложено предоставить общий доступ к слоям, отметьте Да, обновить общий доступ.

5. В нижней части окна «Поделиться» щелкните «Создать веб-приложение».

   Откроется окно «Создать новое веб-приложение». Он включает в себя галерею настраиваемых приложений, организованных на категории в зависимости от цели и функциональность. Вы можете фильтровать приложения с помощью вкладок или поле поиска.

6. Щелкните вкладку «Показать карту».

   Вы хотите, чтобы ваша карта была в центре внимания вашего приложения, но вы также хотите показать легенду и описание карты.Приложение Minimalist из категории Showcase a Map — хороший выбор.

7. Щелкните Minimalist и щелкните Create Web App.

   Если в вашей организации настроены настраиваемые галереи, вы можете не видеть эти настраиваемые приложения.

8. В окне «Создание нового веб-приложения» назовите приложение «Ветровые турбины в исследовании воздействия Колорадо», а в поле «Сводка» введите «Оптимальные сайты ветряных электростанций».
9. Для «Сохранить в папке» выберите «Ваша папка» и нажмите «Готово».

   Веб-приложение создано.Откроется окно конфигурации, которое включает в себя несколько настроек приложения и интерактивный предварительный просмотр вашего приложения. По умолчанию приложение Minimalist включает боковую панель, на которой отображаются легенды и сведения о карте. В приложении также есть заголовок с параметрами общего доступа, инструментами навигации по карте и инструментом поиска для поиска местоположений на карте.

10. Нажмите кнопки «Легенда» и «Подробности», чтобы отобразить боковые панели в предварительном просмотре приложения.

    Панель «Подробности» заполняется описанием из сведений об элементе карты.Вы хотите предоставить описание специально для этого приложения.

11. На панели «Экспресс-установка» нажмите «Шаг 2. О программе».

    Параметры «О программе» позволяют включать боковые панели с информацией о карте. Панель сведений включена, но здесь нет возможности настроить ее. Вы переключитесь на полную настройку, чтобы получить доступ ко всем настраиваемым параметрам этого приложения.

12. На панели действий нажмите кнопку «Полная настройка» и нажмите «Переключить».

13. Щелкните вкладку О программе.

    Совет:

    Вы можете нажать «Поиск» и ввести ключевое слово, например описание, чтобы отобразить список предложений, которые можно щелкнуть, чтобы перейти непосредственно к определенному параметру.

14. На панели настроек «О программе» в разделе «Редактировать подробные сведения» нажмите «Изменить».
15. В появившемся текстовом поле введите следующее описание:

    Исследование выбора места для ветряной турбины в Колорадо на основе следующих критериев:

    • Расположен в штате Колорадо.
    • В округе, где местное или целевое население составляет не менее 20 000 человек, чтобы обеспечить адекватный спрос.
    • В пределах 10 миль от существующих линий электропередач с мощностью не менее 400 киловольт (кВ), чтобы воспользоваться преимуществами близлежащей существующей энергетической инфраструктуры.
    • В пределах 5 миль от существующих ветряных электростанций с турбинами, диаметр ротора которых составляет не менее 100 метров.
    • Класс мощности ветра не менее 4. (Годовая скорость ветра на высоте 10 метров от земли составляет 5,6 метра в секунду, или 12,5 миль в час, а на высоте 50 метров от земли — 7,0 метров в секунду, или 15,7 миль в час.)
16. Нажмите ОК.

    Предварительный просмотр приложения обновляется новым содержимым на панели «Подробности». Приложение автоматически сохранится, как указано рядом со значком «Черновик» на панели конфигурации.

17. Щелкните Опубликовать, а затем Подтвердить.

    Сообщение об успехе появляется, когда публикация завершена, и значок черновика меняется на значок «Опубликован» с датой и временем публикации. Откроется окно «Поделиться», в котором есть ссылка, которую вы можете отправить своему клиенту для доступа к вашему приложению. Вы можете нажать «Запустить», чтобы открыть приложение и протестировать его в новом окне.

18. Закройте окно «Поделиться». Щелкните Выход. При появлении запроса подтвердите, что хотите выйти.

    Появится страница элемента приложения, где вы можете добавить дополнительные сведения, такие как описание приложения, условия использования и любую необходимую атрибуцию данных.

На этом уроке вы изучили пространственные отношения для проведения анализа пригодности площадки. Вы выполнили ряд функций пространственного анализа, определили, как вы будете посещать сайты, и подготовили веб-приложение, чтобы сообщить свои результаты клиенту.

Для получения дополнительной информации о размещении ветряной электростанции посетите веб-сайт AWEA.

Дополнительные уроки можно найти в уроке Learn ArcGIS Lesson Галерея.

---

Отправьте нам отзыв

Отправьте нам свой отзыв об этом уроке. Расскажите нам, что вам понравилось, а что нет.Если что-то в уроке не сработало, сообщите нам, что это было и где на уроке вы с этим столкнулись (название раздела и номер шага). Используйте эту форму, чтобы отправить нам отзыв.

Сколько стоят ветряные турбины?

Ветряные турбины домашнего или сельскохозяйственного масштаба

Ветряные турбины мощностью менее 100 киловатт стоят примерно от 3000 до 8000 долларов за киловатт мощности. Установка мощностью 10 киловатт (размер, необходимый для питания большого дома) может иметь установленную стоимость от 50 000 до 80 000 долларов (или больше).

Ветряные турбины имеют значительную экономию на масштабе. Меньшие по размеру турбины для фермерских хозяйств или жилых домов в целом стоят меньше, но они дороже за киловатт мощности по выработке энергии. Часто существуют налоговые и другие стимулы, которые могут резко снизить стоимость ветроэнергетического проекта.

Коммерческие ветряные турбины

Затраты на ветряную турбину коммунального масштаба варьируются от 1,3 до 2,2 млн долларов на МВт установленной паспортной мощности. Большинство установленных сегодня турбин промышленного масштаба имеют мощность 2 МВт и стоят примерно 3-4 миллиона долларов.

Общие затраты на установку ветряной турбины промышленного масштаба будут значительно варьироваться в зависимости от количества заказанных турбин, стоимости финансирования, времени заключения договора о покупке турбины, контрактов на строительство, местоположения проекта и других факторов. Компоненты затрат для ветроэнергетических проектов включают в себя другие вещи, помимо турбин, такие как расходы на оценку ветровых ресурсов и анализ участка; строительные расходы; разрешительные и межсетевые исследования; модернизация инженерных сетей, трансформаторов, защитного и измерительного оборудования; страхование; эксплуатация, гарантия, обслуживание и ремонт; юридические и консультационные услуги.Другие факторы, которые повлияют на экономику вашего проекта, включают налоги и льготы.

Дополнительные ссылки

Страница ветроэнергетики по экономике малых ветров, включая ссылку на наш калькулятор малых ветров

Страница ветроэнергетики о затратах на ветровые проекты в сообществах

Список производителей турбин в нашей ветровой библиотеке

Страница Совета по сертификации малых ветроэнергетических установок, посвященная сертифицированным малым ветровым турбинам (для получения информации о ценах обращайтесь к компаниям, указанным в списке)

Межгосударственный консультативный совет по турбинам Единый список ветряных турбин

Как ветряные турбины справляются с ветерком

Разработчикам необходимо, чтобы ветряные электростанции не мешали друг другу.Предоставлено: Pixabay

.

Как и многие слова в английском языке, «властный» имеет морскую связь. Он описывает маневр, при котором одно парусное судно движется прямо по ветру в сторону другого, эффективно улавливая ветер над ним, оставляя его бессильным.

Ветровые турбины тоже могут подавлять друг друга. По мере того как девелоперы стремятся строить их все больше — во всем мире установленная мощность наземных ветроэнергетических установок выросла почти до 500 гигаватт в прошлом году по сравнению с 92 ГВт в 2007 году — некоторые из лучших шумных мест становятся переполненными.Это могло быть проблемой. Для наилучшей работы ветряные турбины должны улавливать чистый и непрерывный поток движущегося воздуха. Все, что мешает, — от гор и зданий до конкурирующей ветряной электростанции — снижает скорость ветра и вырабатываемую электроэнергию. Такие препятствия также нарушают воздушный поток, и возникающая в результате турбулентность увеличивает шум, а также увеличивает износ лопаток турбины.

Исследование, опубликованное на этой неделе в журнале Nature Energy , показывает, насколько сильным может быть этот эффект (J.К. Лундквист и др. . Nature Energ. https://doi.org/10.1038/s41560-018-0281-2; 2018). Он проанализировал изменения в производстве электроэнергии на ветряной электростанции в Западном Техасе, когда другая ферма была построена в нескольких сотнях метров против ветра и включилась через 18 месяцев после открытия первой фермы. По оценкам исследователей, подветренная ферма могла потерять в среднем 5% своего потенциала и до 2 миллионов долларов США ежегодно в производстве электроэнергии. Техас необычен: здесь самое большое количество ветряных турбин в Соединенных Штатах: более 12 000 устройств разбросаны по 131 отдельной ферме.Неизбежно отдельные проекты группируются на лучших участках, где есть надежный ветер и доступ к линиям электропередачи. Согласно исследованию, некоторые из турбин на подветренной ферме стоят всего в 300 метрах от некоторых из подветренных турбин.

Но авторы исследования говорят, что влияние может быть намного больше. При правильных атмосферных условиях уменьшение скорости подветренного ветра может достигать 50 километров и более. Почти 90% ветряных электростанций США имеют соседний проект в пределах 40 км, и это может повлиять на него.(Конечно, не все из них будут затронуты все время, потому что ветер меняет направление. В исследовании в Техасе рассматривалось только воздействие под преобладающими юго-западными ветрами.) Также неизбежны внутренние разрушения в рамках одного ветрового проекта с противветренным ветром. турбины создают след, который снижает мощность тех, которые находятся позади.

Одно из решений проблемы, когда ветряные электростанции наступают друг другу на пятки, — это оставить землю позади и отправиться в бескрайние просторы океанов. Но оффшорные ветряные электростанции — как правило, намного дороже в строительстве и эксплуатации — также имеют тенденцию конкурировать за лучшие участки.В 2014 году датская компания DONG Energy Wind Power (ныне Ørsted, базирующаяся в Скербеке) опубликовала данные, чтобы показать, как эффективность ее давнего проекта в Нистеде, недалеко от острова Лолланн в Балтийском море, подрывается из-за ветряная электростанция другой компании построена всего в 3 км (NG Nygaard J. Phys. Conf. Ser. 524 , 012162; 2014).

Что можно сделать? Технические исправления в дизайне или макете проектов сложно, особенно когда ветряные турбины становятся больше и мощнее.Некоторые инженеры предложили морские турбины, которые плавают и могут изменять положение, чтобы уменьшить след от ветра, но на суше это явно невозможно. Могут ли работать правила и ограничения? Правовой анализ, проведенный авторами исследования, не выявил соответствующего законодательства в Соединенных Штатах. Для сравнения: эффективность использования солнечной энергии в Калифорнии защищена правилами, ограничивающими количество теней от соседних домов, которые могут падать на панели в часы пиковой эксплуатации.

Там, где они существуют, ограничения на строительство ветряных турбин часто связаны с более непосредственными рисками.В споре 2008 года между конкурирующими разработчиками, которые хотели построить ветряные электростанции на прилегающих участках в Северной Дакоте, официальные лица постановили только, что каждая турбина должна быть размещена дальше, чем ее собственная высота от границы, чтобы в случае падения она не приземлилась на другую. боковая сторона. Тень ветра не учитывалась.

В условиях потепления крайне важно поддерживать усилия по увеличению мощности ветра, и поэтому важно ответственно устанавливать ветряные электростанции, чтобы гарантировать использование как можно большего количества энергии, даже если объекты расположены близко друг к другу.Это означает, что важно разработать правила, поддерживающие такое развитие.

Одна страна давно придерживается просвещенного взгляда и может предложить образец для подражания. Нидерланды славятся своими ветряными мельницами, многие из которых до сих пор работают, благодаря закону, который гарантирует, что каждая мельница может продолжать наполнять свои паруса необходимым ветром (так называемый molenbiotoop или биотоп ветряной мельницы), ограничивая развитие в пределах 375 метров. Закон привел к некоторым творческим решениям: в 2010 году мукомольный завод в Спейкениссе 1860-х годов был вырублен из земли, поднят и помещен на бетонную стойку высотой 7 м, чтобы можно было строить дома поблизости.Где мельница, там и выход.

Часто задаваемые вопросы по ветроэнергетике (FAQ)

Земля окружена атмосферой, состоящей из воздуха. Воздух представляет собой смесь газа, твердых и жидких частиц. Энергия Солнца неравномерно нагревает атмосферу и Землю.

Холодный воздух содержит больше частиц воздуха, чем теплый. Поэтому холодный воздух тяжелее и опускается вниз через атмосферу, создавая зоны с высоким давлением. Теплый воздух поднимается над атмосферой, создавая зоны с низким давлением.Воздух пытается уравновесить области низкого и высокого давления — частицы воздуха перемещаются из областей высокого давления (холодный воздух) в области низкого давления (теплый воздух). Это движение воздуха известно как ветер.

На ветер также влияет движение земли. Когда он вращается вокруг своей оси, воздух не перемещается напрямую из областей с более высоким давлением в области с более низким давлением. Вместо этого воздух выталкивается на запад в северном полушарии и на восток в южном полушарии.Это известно как сила Кориолиса. Щелкните, чтобы увидеть схему того, как движение Земли влияет на ветер.

Поверхность Земли отмечена деревьями, зданиями, озерами, морем, холмами и долинами, которые также влияют на направление и скорость ветра. Например, там, где встречаются теплая земля и прохладное море, разница температур создает тепловые эффекты, которые вызывают местные морские бризы.

Ветер обычно измеряется по его скорости и направлению. Атласы ветра показывают распределение скоростей ветра в широком масштабе, давая графическое представление о средней скорости ветра (для заданной высоты) по территории.Они составляются на основе измерений местной метеорологической станции или других зарегистрированных данных, связанных с ветром.

Традиционно скорость ветра измеряется анемометрами — обычно тремя чашами, которые фиксируют ветер, вращающийся вокруг вертикальной оси (на фото ниже). Направление ветра измеряется с помощью флюгера.

После измерения данных о ветре, по крайней мере, за один год, можно рассчитать среднегодовую скорость ветра. Статистика скорости и направления ветра отображается в виде розы ветров, показывая статистическое распределение скорости ветра по направлению.

Статистика ветра показывает лучшие места для размещения ветряных электростанций в соответствии с лучшими ветровыми ресурсами. Они также предоставляют дополнительную информацию о том, как турбины должны быть расположены по отношению друг к другу и каким должно быть расстояние между турбинами.

Ветряная турбина — это машина, преобразующая кинетическую энергию ветра в механическую или электрическую энергию. Ветряки состоят из фундамента, башни, гондолы и ротора. Фундамент предотвращает падение турбины.Башня поддерживает ротор и гондолу (или коробку).

Гондола содержит крупные основные компоненты, такие как главная ось, редуктор, генератор, трансформатор и система управления. Ротор состоит из лопастей и ступицы, которая удерживает их в нужном положении при вращении. Большинство коммерческих ветряных турбин имеют три лопасти ротора. Длина лопастей может составлять более 60 метров.

Посмотрите, как работает ветряная турбина!

Средний размер береговых турбин, производимых сегодня, составляет около 2 штук.5-3 МВт с длиной лопастей около 50 метров. Он может обеспечивать электроэнергией более 1 500 домохозяйств в среднем по ЕС.

Средняя оффшорная ветряная турбина мощностью 3,6 МВт может обеспечить электроэнергией более 3312 средних домашних хозяйств в ЕС.

В 1985 году ветряные турбины были мощностью менее 1 МВт с диаметром ротора около 15 метров.
В 2012 году средний размер составляет 2,5 МВт при диаметре ротора 100 метров.

Турбины мощностью 7,5 МВт на сегодняшний день являются самыми крупными турбинами с лопастями длиной около 60 метров — более половины длины ротора диаметром более 120 метров — длиннее футбольного поля.Планируется, что турбины мощностью 15 МВт, а турбины мощностью 20 МВт считаются теоретически возможными.

Башни в основном трубчатые, из стали или бетона, обычно окрашены в светло-серый цвет. Лезвия изготавливаются из стекловолокна, армированного полиэстера или древесно-эпоксидной смолы. Они светло-серые, потому что незаметны при большинстве условий освещения. Покрытие матовое, чтобы уменьшить отраженный свет.

При проектировании ветряной электростанции учитывается множество факторов.В идеале площадка должна быть как можно более широкой и открытой в направлении преобладающего ветра, с небольшим количеством препятствий. Необходимо учитывать его визуальное влияние — несколько больших турбин обычно лучше, чем многие меньшие.

Турбины должны быть легко доступны для обслуживания и ремонта, когда это необходимо. Уровни шума можно рассчитать, чтобы ферма соответствовала уровням шума, установленным национальным законодательством. Поставщик турбины определяет минимальное расстояние между турбинами, принимая во внимание влияние, которое одна турбина может оказывать на соседние турбины, — «эффект следа».

Затем необходимо выбрать правильный тип турбины. Это зависит от ветровых условий и особенностей ландшафта местности, местных / национальных правил, таких как высота турбины, уровень шума и охрана природы, риск экстремальных явлений, таких как землетрясения, насколько легко транспортировать турбины на площадку и местная доступность кранов.

Время строительства обычно очень короткое — ветряную электростанцию ​​мощностью 10 МВт можно легко построить за два месяца. Более крупная ветряная электростанция мощностью 50 МВт может быть построена за шесть месяцев.

Стоимость варьируется, но самая большая стоимость — это сама турбина. Это капитальные затраты, которые должны быть оплачены заранее и обычно составляют 75% от общей суммы.

После того, как турбина запущена и работает, нет никаких затрат на топливо и углерод, только затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание (O&M), которые минимальны по сравнению, например, с газовая электростанция, где ЭиТО составляет 40-70% общих затрат, а остальная часть затрат — топливо.

Ветровые турбины начинают работать при скорости ветра от 4 до 5 метров в секунду и достигают максимальной выходной мощности со скоростью около 15 метров в секунду.При очень высоких скоростях ветра, то есть при ураганном ветре 25 метров в секунду, ветряные турбины отключаются. Современная ветряная турбина вырабатывает электроэнергию в 70-85% случаев, но вырабатывает разную мощность в зависимости от скорости ветра.

В течение года он обычно дает около 24% от теоретической максимальной производительности (41% на море). Это известно как коэффициент мощности. Коэффициент мощности обычных электростанций составляет в среднем 50% -80%. Из-за остановок для обслуживания или поломок ни одна электростанция не вырабатывает энергию в течение 100% времени.

Оптимальное количество лопастей для ветряной турбины зависит от работы, которую она должна выполнять. Турбины для выработки электроэнергии должны работать на высоких скоростях, но не требуют большого крутящего момента. Эти машины обычно имеют три или два лезвия. С другой стороны, ветряным насосам требуется вращающее усилие, но не большая скорость, и поэтому у них много лопастей.

Большинство современных промышленных ветряных турбин имеют три лопасти, так как они вырабатывают оптимальную мощность.

Двухлопастные машины дешевле и легче, с более высокими скоростями движения, что снижает стоимость коробки передач, и их легче установить. Они работают почти так же хорошо, как трехлопастные турбины. Однако они могут быть более шумными и не такими визуально привлекательными, выглядя «резкими» при повороте.

Турбины иногда необходимо останавливать для обслуживания, ремонта компонентов или в случае неисправности, которую необходимо проверить. Другой причиной может быть слишком слабый или слишком сильный ветер: если ветер слишком сильный, турбину необходимо остановить, так как она может быть повреждена.

В ветряной электростанции сами турбины занимают менее 1% площади суши. Вокруг них могут развиваться существующие виды деятельности, такие как сельское хозяйство и туризм, и при этом не беспокоить таких животных, как коровы и овцы.

Все больше и больше домовладельцев, сообществ и малых предприятий заинтересованы в выработке собственного электричества с помощью небольших ветряных турбин, установленных на крышах домов или в садах. Если вас интересует, как можно привести в действие свой дом или бизнес с помощью собственной турбины, обратитесь в национальную ассоциацию ветроэнергетики для получения дополнительной информации о том, как это работает в вашей стране.

Щелкните здесь, чтобы найти свою национальную ассоциацию.

Просмотрите наш каталог участников, чтобы увидеть полный список производителей ветряных турбин.

В настоящее время береговая ветроэнергетика более экономична, чем морская разработка. Кроме того, развитие морских ветряных электростанций занимает больше времени, поскольку море по своей природе является более враждебной средой. Поэтому ожидать, что оффшор станет единственной разрешенной формой ветроэнергетики, означало бы обречь нас на невыполнение наших целей в области возобновляемых источников энергии и приверженности делу борьбы с изменением климата.

Однако в ближайшие годы, когда морские турбины будут производиться в более крупных масштабах, цены снизятся, что сделает морскую ветроэнергетику все более конкурентоспособной. Над европейскими морями дует ветер, достаточный для того, чтобы в семь раз запитать Европу, что делает использование морского ветра весьма жизнеспособным вариантом.

В 2010 году в ЕС было 70 488 наземных ветряных турбин и 1132 морских турбин. По мере развития технологий турбины становятся больше и эффективнее, поскольку выработка того же количества энергии может быть достигнута с помощью меньшего количества машин.

В настоящее время в ЕС установлено 19,5 МВт ветроэнергетической мощности на 1 000 км суши, с самой высокой плотностью в Дании и Германии. Хотя 25 из 27 стран-членов ЕС в настоящее время используют ветроэнергетику, все еще существует значительный объем ветроэнергетических мощностей в таких странах, как Франция, Великобритания и Италия. Более….

Ветровые турбины могут вырабатывать электроэнергию в течение 20-25 лет. В течение своего срока службы они будут непрерывно работать до 120 000 часов.Это сопоставимо с расчетным сроком службы двигателя автомобиля, который составляет от 4000 до 6000 часов.

Лезвия вращаются со скоростью 15-20 оборотов в минуту с постоянной скоростью. Однако все большее количество машин работает с переменной скоростью, при которой скорость ротора увеличивается и уменьшается в зависимости от скорости ветра.

.

No related posts.