Сборка бензогенератора своими руками и его конструкция.

Бензогенератор – силовая установка с двухтактными или четырехтактными бензиновыми двигателями, в которую может устанавливаться асинхронный либо синхронный генератор переменного тока. При частых отключениях электроэнергии сделанный бензогенератор своими руками – идеальное решение для поддержания потока электроэнергии.

Не менее необходим и бензогенератор в промышленных целях, например, при работе со сварочным аппаратом. Среднестатистическая работа устройства с полным баком топлива может колебаться 5-10 часов в зависимости от мощности отдачи энергии и потребления топлива.

Устройство и конструкция

Главное — это двигатель

В частных загородных домах, на дачных участках в селах можно очень часто наблюдать пропадание электроэнергии на несколько часов или даже дней в зимнее время года. Генератор энергии – идеальный вариант для поддержания работоспособности бытовой техники в доме, но, иногда в суровую зимнюю пору может случиться ЧП и ваш генератор перестанет работать.

Это крайне неприятная ситуация требует быстрого ремонта, но для него у нас есть отдельная статья. Сейчас мы разберем конструкцию бензогенератора и его составляющие.

Ключевой элемент агрегата — бензиновый двигатель, который комплектуется разными системами, такими как: подача смазки, шумоподавление и подача топлива. От двигателя наружу ведет выхлопная труба для выведения отходов.

Над двигателем чаще всего располагается топливный бак с индикатором уровня топлива. Рядом с двигателем и ниже бака расположены воздушный фильтр и аккумулятор.

Схема устройства бензинового генератора

Чтобы генератор работал как можно тише, на выхлопную трубу устанавливается глушитель. Отметим сразу, что глушитель для бензогенератора своими руками делать не будем, так как это сильно затратно по времени и зачастую небезопасно.

На панели управления генератором присутствует вольтметр, прерыватель цепи, показания генератора (у более продвинутых моделей), замок зажигания, розетки, выход постоянного тока и клеммы заземления.  Чтобы генератор было удобно передвигать, его оборудуют колесами и специальными упорами, предотвращающими свободное движение.

Собираем бензогенератор своими силами

Перед тем как сделать бензогенератор своими руками, хотелось бы привести краткий ликбез по двигателю. Для слабых генераторов подойдет и двухтактный двигатель для использования в течение короткого времени. Но если требуется бесперебойная работа огромного количества коммуникационных и бытовых приборов в доме на протяжении более 5 часов, придется обзавестись четырехтактным.

Генератор созданный из газонокосилки:

Мощность двигателя определяет вид генератора переменного тока: трехфазный или однофазный. Если потребуется нагрузка более 5 кВт, однофазные варианты уже не подойдут.

Итак, для создания простой версии бензинового генератора своими руками вам понадобится бензиновый двигатель, инвертор и генератор переменного тока. На практике очень часто используют двигатели от мотоциклов, автомобилей, бензопил или газонокосилок. Преимущественно купить или подобрать автомобильный генератор, так как в нем уже имеется регулятор напряжения.

Очень важно!!! Мощный автомобильный генератор, который разработан под мощные моторы, может не работать со слабым двигателем будущей конструкции. Если иной возможности нет, нужно уменьшить отдачу тока с помощью балансировки катушки возбуждения.

В качестве преобразователя напряжения можно приобрести обычный ИБП, приобретаемый для компьютеров или различной оргтехники.

Помимо основных вышеперечисленных элементов понадобится также крепление на бензиновый генератор своими руками (можно взять ненужную покрышку автомобиля) и корпус (можно сделать их старой бытовой техники или из нескольких листов металла). Вместо топливного бака, за неимением идеального варианта, можно взять пятилитровую пластиковую бутылку. Ну и на глушитель придется потратиться.

Этапы сборки

Все элементы будущего генератора следует прикрепить в отдельных частях покрышки. Закреплены они должны быть прочно, так как при работе генератора могут исходить вибрации и генератор распадется, не проработав и дня. Уровень очень сильного шума уменьшается установкой глушителя, сдерживающего распространение звука. Можно изготовить шумоизоляцию бензогенератора своими руками, но практически каждый механик скажет, что это того не стоит, поэтому данный момент мы упустим.

При использовании бензокосы, работа существенно упрощается, так как установку можно собрать, взяв за основу крышку устройства. Как дополнение, можно сделать корпус их фанеры со снимающейся стороной для ремонта конструкции и удобного обслуживания.

Более детально понять и изучить сборку бензогенератора своими руками можно, просмотрев видео:

Любопытство к «очумелым ручкам» и банальное желание сэкономить мотивирует достаточно немалое количество народа на самостоятельную сборку агрегата по выработке электроэнергии. Насколько эта идея является целесообразной, и как долго будет работать установка подобного рода, изготовленная из «подножных средств»?

Насколько надежен самодельный генератор

Некоторые мастера, занимающиеся конструированием бензогенераторов не один год, смело заявляют, что подобный аппарат прослужит ничуть не меньше профессионально собранного на заводе. К тому же при самостоятельной сборке имеется очень много плюсов, а именно:

1. Экономия финансов (средняя стоимость агрегата до 1 кВт мощностью будет стоить не менее 120$)
2. Гордость и удовольствие от самостоятельной сборки
3. Возможность подобрать необходимые параметры генератора под личные нужды
4. Знание аппарата и возможность разборки бензогенератора своими руками для починки

Другая часть народа, которая скептически относится к самодельным агрегатам, уверяет, что экономия не стоит этого, так как:

• Если покупать все элементы для бензогенератора, то сумма всех элементов по отдельности обойдется в полтора-два раза дороже.
• Подобрать генератор под двигатель и наоборот для новичка – очень сложное, а порой и невыполнимое задание.
• Изготовление агрегата требует определенных знаний в инструментарии.
• На реализацию задуманного может потребоваться немалое количество времени
• Бензогенераторы, изготовленные на заводах, имеют много преимуществ над самодельными, а именно: автоматическое включение генератора как резервное питание при отключении основной линии, эстетически красивый внешний вид, самодиагностика с отслеживанием рабочих параметров и ошибок в работе.
• Самодельные аппараты обычно тяжелее и габаритнее фабричных моделей.

Советы по эксплуатации

Увеличить время работы генератора и понизить шанс выхода из строя можно, придерживаясь основных правил эксплуатации аппарата, а именно:

• Перед запуском бензогенератора стоит проверить его герметичность и отсутствие повреждений.
• Элементы конструкции стоит прочно закрепить. Незакрученная до конца гайка во время работы, особенно при длительной эксплуатации, может привести к аварии.
• Нужно периодически проверять оставшееся количество масла.
• Заправлять аппарат следует бензином хорошего качества, так как двигатели сами по себе весьма чувствительны к низкооктановым показателям топлива.
• Не нагружайте бензогенератор больше чем на 80 процентов от его максимальной мощности.
• Не забывайте своевременно чистить фильтры двигателя.
• Дайте двигателю прогреться после запуска. Подключайте электросеть в доме только через 2-3 минуты после старта.

Подведем итоги

Бензиновый генератор – отличный агрегат для резервного или основного источника питания дома электроэнергией. Широкий выбор моделей в магазинах позволит подобрать его исходя из собственных нужд и пожеланий, однако, стоимость их не всегда оказывается достаточно низкой, чтобы была весомая причина покупать его без раздумий.

Изготовление бензогенератора своими руками будет приемлемым, когда вы уже имеете большую часть элементов конструкции и выкидывать их жалко.  Если вы умелый механик и для вас не составит труда сконструировать собственный бензогенератор, можете смело заняться этим делом. Однако, если хотя бы один из пунктов или одно из предложений данной статьи вызвало у вас замешательство – не советуем приступать к сборке во избежание непредвиденных ситуаций.

Ветрогенератор на постоянных магнитах своими руками.

 

Аксиальный 20-ти полюсной ветрогенератор

Ветрогенератор аксиального типа на основе готовой ступицы и трехфазного генератора, который содержит 15 катушек, намотанных проводом 0.7 мм по 70 витков. Ротор данного генератора имеет 20 пар магнитов размером 20 на 5 мм, а толщина статора равна 8 мм. В этой модели используется двухлопастной винт и система защиты от сильного ветра.

Материалы и агрегаты использованные для постройки данного ветрогенератора:

1) автомобильная ступица
2) эпоксидная смола
3) металлические уголки
4) магниты размером 20 на 5 мм в количестве 40 штук
5) труба 20
6) суперклей
7) вазелин
8) ступица от прицепа «зубренок»
9) фанера
10) ламинат 8 мм
11) провод толщиной 0. 7 мм

Рассмотрим более подробно основные этапы постройки и особенности конструкции данной модели ветрогенератора.

Для начала автор занялся намоткой катушек для статора. Чтобы облегчить данный процесс автор изготовил специальное приспособление:

 

Для его изготовления автор использовал трубу диаметром 20 мм, таким образом она как раз подходит под размеры магнитов. Автор решил изготовить катушки толщиной 7 мм.
Еще одно изображение самодельного станка для намотки катушек:

 

 

Автор отмечает, что благодаря данному станку, собранному из подручных материалов, намотка катушек прошла без особых трудностей. Главное мотать катушки виток к витку давая несильную натяжку для того, чтобы витки плотнее прижимались друг к другу.

 

 

Итак, автор приступил к изготовлению катушек для генератора. Для того, чтобы катушки не развалились после намотки автор промазывал их клеем для пластика, а так же дополнительно обернул оконным скотчем. Для намотки катушек автор использовал провод толщиной 0.7 мм по 70 витков на каждую катушку. Хотя после конечной сборки автор решил, что нужно было делать по 90 витков, это позволило бы выиграть по напряжению.

 

Далее была изготовлена форма для заливки статора. Автор решил сделать форму на подложке из фанеры. Для этого на фанеру была нанесена разметка, которая позволит более точно разместить катушки. Средняя часть формы сделана из ламината толщиной 8 мм. Для того, чтобы эпоксидная смола не приставала к форме, автор смазал ее вазелином, это позволит затем легко извлечь статор из заготовки после затвердевания эпоксидной смолы.

Для проводов были сделаны специальные канавки при помощи болгарки.

 

При заливке статора автор использовал стеклосетку, чтобы увеличить прочность статора. Уложив стеклосетку с каждой стороны статора, автор через заранее просверленные отверстия притянул крышку и оставил статор остывать.

 

Катушки статора были соединены пофазно, все шесть проводов от фаз были выведены по канавкам наружу, после чего провода были замазаны пластилином для того, чтобы смола не вытекала. В последствии автор соединил фазы звездой.

 

На следующий день статор был извлечен из формы, и автор слегка обработал края для ровности. Магниты на дисках автор так же решил залить эпоксидной смолой для большей надежности.

На фотографиях ниже можно рассмотреть, как была выполнена поворотная ось ветрогенератора:

 

 

Основой для изготовления поворотной оси послужила автомобильная ступица. Для того, чтобы защитить будущий ветрогенератор от слишком сильного ветра автор использовал стандартную конструкцию увода от ветра путем складывания хвоста. Важно заметить, что ветроголовку необходимо вынести минимум на 100 мм, иначе защита от ветра не будет работать так как ось генератора будет расположена слишком близко к поворотной оси.
Так же к конструкции был приварен штырь под углом в 20 градусов и на 45 градусов относительно винта, на этот штырь одевается хвост ветрогенератора.

Рассмотрим конструкцию ступицы генератора.

За основу самого генератора была взята ступица от прицепа «Зубренок». Автор использовал неодимовые магниты размером 20х5 мм. На каждый диск ушло по 20 магнитов. Ступица была закручена через пластину, на которую прикреплены уголки. Статор генератора будет держаться на шпильках.

Далее автор приступил к изготовлению дисков с магнитами.
Магниты были прикреплены на диски при помощи суперклея. Для того, чтобы сделать все максимально точно автор изготовил шаблон из картона. Так же важно заметить, что магниты должны клеиться с чередованием полюсов, таким образом, чтобы на генераторе диски с магнитами притягивались.

 

 

Ниже можно рассмотреть, как именно был закреплен хвост ветрогенератора, который будет защищать его от сильного ветра:

 

На фотографии ветроголовка была размещена слишком близко к поворотной оси ветрогенератора, что в последующем было выявлено на испытаниях и устранено. Однако само крепление хвоста и углы наклона верные. После доведения конструкции до ума, она отлично себя проявила: при усилении ветра винт отворачивается, а хвост складывается и поднимается вверх.

 

 

Автор решил сделать для начала двухлопастной вариант винта для своего генератора. Лопасти были изготовлены из ПВХ трубы. Так же был сооружен кожух, который будет закрывать генератор от дождя.

Затем генератор был собран и покрашен. После покраски автор решил испытать работу генератора. От руки удалось раскрутить генератор до 30 вольт с силой тока кз 4.5 А.

 

 

 
 
Данный генератора работает на 3 светодиодные ленты по 25 ватт каждая, но в будущем автор планирует более серьезно подойти к расчету винта для генератора и подключить аккумулятор.

статья взята с сети интернет: http://usamodelkina.ru/

Следите за новостями!

Самодельный ветряк. Самодельный ветряк с генератором из коллекторного двигателя

Самодельные ветрогенераторы из авто-генераторов

>

Ветряк из авто-генератора с двойным статором

Ветрогенератор от «Мото26», сделан из автомобильного генератора с двойным статором. Ветряк сделан для работы на акб 24 вольт, мощность в итоге 300ватт при ветре 9м/с. Подробности и фото в статье. >

Ветрогенератор своими руками

Практически полностью самодельный ветрогенератор, генератор которого изначально должен был быть из автомобильного генератора, но после того как корпус был сломан от генератора остался только статор, а корпус пришлось делать новый. >

Ветрогенератор из авто-генератора от Бычка

Генератор этого ветряка сделан из автомобильного генератора от гзузовика Бычек. Статор перемотан проводом 0,6 мм. Ротор полностью новый, был выточен у токоря по нужным размерам под купленные магниты 30*10*5мм. >

Простая передлка автомобильного генератора

Самая простая переделка автомобильного генератора на постоянные магниты. Генератор для этого ветряка делался из автогенератора, статор которого не подвергался изменениям, а вот ротор был оснащен неодимовыми магнитами. >

Генератор для ветряка из авто-генератора

Как просто и без особых усилий переделать автогенератор для самодельного ветрогенератора. Для переделки не-надо ни перематывать статор, не точить роторе под магниты. Вся переделка сводится к переключению фаз генератора, и оснащению ротора маленькими магнитиками для самовозбуждения ротора. >

Однолопастной винт для ветрогенератора

В продолжении усовершенствования ветрогенератора на этот раз было решено попробовать изготовить однолопастной винт и посмотреть какие приимущества он дает и какие недостатки присущи однолопастным винтам. Лопасть с противовесом имеет не жесткое крепление и может откланяться от оси вращения до 15 градусов. >

Ветрогенератор из тракторного генератора Г700

В этом ветрогенераторе в качестве генератора использован тракторный генератор с электровозбуждением. Генератор подвергся существенным изменениям, был перемотан статор более тонким проводом, а так-же домотала катушка ротора. Для этого ветряка винт был сделан из дюралюминия. Винт двухлопастной размахом 1,3м. >

Самодельный ветрогенератор для яхты

Самодельный ветрогенератор, генератор которого сделан из генератора мотоцикла ИЖ юпитер, Этот ветрогенератор специально создавался для эксплуатации на небольшой яхте, где должен был обеспечивать питанием навигационные приборы и мелкую электронику. >

Новый-второй ветрогенератор для яхты

В новом ветрогенераторе использовался статор от автомобильного генератора . Мощность нового ветряка теперь больше, диаметр винта также увеличился. Теперь ветрогенератор имеет новую защиту от сильного ветра , теперь винт не уходит в сторону, а опрокидывается, и хвост теперь не складывается, в общем подробности в статье. >

Ветряки цветы из велосипедных динамок

Иньтересные и красивые ветряки, генераторы которых это велосипедные динамо втулки. Сделаны они в виде всяких цветов, подсолнухов, ромашек, и окрашены в соответствующие цвета, красиво смотрятся как элемент дизайна. e-veterok.ru

Мои самоделки, ветрогенераторы, разное

В этом разделе я публикую свои собственные самоделки, ветрогенераторы, контроллеры и в общем про все что касается моей ветро-солнечной электростанции. Так-сказать описываю все изменения и все новое происходящее в хронологическом порядке. В статьях фото-отчеты и описания, надеюсь вам мой материал понравится. >

Бензогенератор на 12 вольт

Переделал я свой бензогенератор на 12 вольт, на видео испытания и то что получилось в итоге. Двигатель от моего старого бензогенератора и автомобильный генератор 14В 60А >

Электростанция зима 2018

Небольшой отчёт о изменении в солнечной электростанции. Добавились две солнечные панельки, прибавка аккумуляторов. Также появился новый инвертор, ваттметр >

Особенности работы моего ветрогенератора

В этой статье я хочу расписать как работает мой ветрогенератор, особенности и тонкости, почему и от чего даёт ту мощность которая есть, возможно ли брать больше мощности. Также особенности работы ветрогенератора через солнечный MPPT контроллер >

Анемометр — измеритель скорости ветра

Наконец я сделал себе измеритель скорости ветра — анемометр. Делал из того что было у меня и сам анемометр получился не маленький, генератор дисковый, диаметр винта 0. 5 м. Анемометр горизонтального типа с шестилопастным винтом >

Сколько энергии дают солнечные батареи 400Вт

В этой статье я приведу реальные цифры и показания приборов по мощности и выработки энергии моей солнечной, точнее ветро-солнечной электростанции небольшой мощности (дачный вариант) >

Попытка восстановления клеммы аккумулятора

Моя попытка восстановления клеммы аккумулятора с помощью угольного электрода, что из этого получилось я заснял на видео, и описал в статье причины и следствие того что получилось >

Устройство плавного пуска

Запуск холодильника от инвертора 12/220V. В общем мой инвертор лишь изредка запускал холодильник, и в общем не хотел его запускать так как слишком большой ток стартовый у мотора компрессора >

Где я покупаю неодимовые магниты

Неодимовые магниты я покупаю на двух проверенных сайтах, цены одни из самых низких. В статье описание сайтов, ссылки на сайты и мой какбы отзыв о этих сайтах >

Состав и устройство моей солнечной электростанции

В этой статье я попробую дать ответы на разные вопросы которые мне часто задают. Описать и охватить побольше информации о том как устроена и работает солнечная электростанция. И для начала я опишу из чего состоит моя электростанция, какие аккумуляторы, солнечные батареи, контроллер, инвертор, и прочее >

Ветрогенератор в сильный ветер

Работа моего ветрогенератора в сильный ветер, видео работы ветряка, складывание хвоста и показания приборов, ваттметра и контроллера. Работа ветрогенератора с контроллером >

Ветряк N5 работа и мощность

Ветрогенератор работает уже продолжительное время, появился первый сильный ветер и я зафиксировал на видео показания по мощности. Я правда изначально ожидал более высокую мощность, но пока вот так как есть, нужно делать новый статор >

Генератор для ветряка N5 сделан, фотоотчёт

Сделал я наконец генератор, но не всё прошло гладко. В статье 12 фотографий и описание к ним. В итоге ожидаемая мощность генератора на ветру 400-500 ватт. Дорогая и не слишком мощная штуковина получилась >

Ветрогенератор N5 готовый статор и рама ветряка

В предыдущих трёх статьях я описал теорию по расчёту генератора, выложил чертежи деталей для него, намотал катушки, и залил статор. В этой статье я покажу готовый статор и раму ветрогенератора >

Чертежи деталей для генератора

В первой статье я описал процесс расчёта генератора, теперь по вычисленным размерам нужно изготовить детали будущего генератора. В процессе я изменил чертежи и внизу статьи дополнение, где главный чертёж, по которому токарь делал детали >

Расчёт генератора для нового ветряка

Начиная делать новый ветрогенератор я решил подробно описать весь процесс создания ветрогенератора. Это первая начальная статья, далее будут описаны следующие этапы >

Самодельный Балластный контроллер на 48в 40А

Изготовление балластного контроллера для сброса энергии на ТЭНы. Подробное описание деталей контроллера, фото и видео. Этот контроллер делался не для себя, поэтому я делал всё намного качественней и эстетичней чем обычно, да и мощность контроллера в этот раз более 1.5кВт >

Балансир для аккумуляторов 14 вольт

Описание изготовления простого балансира для балансировки аккумуляторов в последовательных сборках на 24 и 48 вольт. Полное описание принципа работы, а также схема и видео по изготовлению балансира >

Изготовление корпуса для электроники

В этой статье я хочу рассказать и показать (фото+видео) о том как можно делать достаточно хорошие и качественные корпуса для различной, как мелкой так и крупной электроники. Основа корпусов это профильные трубы, но всё намного проще и без сварки >

Ветряки и солнечные батареи — своя энергия весна 2016г

Из нового в системе добавились три автомобильных аккумулятора, которые я решил поставить на улице так-как они не герметичные. Контроллер для ветрогенератора. А так в общем всё пока без особых изменений — главное стабильно работает и ничего не требует >

Контроллер для ветрогенератора своими руками

Известная схема контроллера для ветряка на основе автомобильного реле-регулятора, который я уже делал неоднократно, но здесь вместо транзистора я использовал твёрдотельное реле. Описание, а так-же видео-обзор контроллера в статье >

Ветрогенератор N4 — «родился»

Наконец ветрогенератор закончен после очередной переделки, сделал я всё по классической схеме 2/3 вместо нестандартной обмотки и установил в работу. Эксперименты с новой схемой генератора в общем удались если бы не вязкость при вращении ротора, подробности в статье >

Изготовление ветрогенератора N4 — фото и видео

Процесс изготовления нового ветрогенератора, описание и много фото видео. Этот ветрогенератор отличается от тех что я делал ранее, из особенностей нестандартная намотка и 34 магнита на роторе. >

Небольшие эксперименты с ветрогенератором

Некоторые мысли и эксперименты с разными винтами и мощность ветрогенератора. В статье я оцениваю мощность ветрогенератора с последними винтами трёх-лопастной 1.6м, и двух-лопастной 1.7м >

Деревянный винт 1.6м

Фото-отчёт о изготовлении деревянного винта. Винт трёх-лопастной, диаметр 1.6 метра. Профиль лопастей Clark V. Это мой третий деревянный винт, и первый трёх-лопастной e-veterok.ru

Мини и микро ветряки самодельные фото и описание

>

Ветрогенератор на основе лентопротяжного двигателя

В фото-отчёте описаны этапы изготовления данной ветроустановки. Изначально ветряк собирался на основе автогенератора, но как выяснилосось авто-генератор для этих целей без существенных переделок не подходит >

Аксиальный 20-ти полюсной генератор

В продолжении экспериментов по построению ветрогенераторов в этой конструкции были использованы магниты от самого первого ветряка. Для испытаний было залито несколько вариантов статоров. Работоспособными оказались только 2 из залитых статоров >

Самодельный вертикально ариентированый ветрогенератор

В конструкции использовал обыкновенные ферритовые магниты от сгоревших динамиков. Всего мне понадобилось 8 магнитов, которые разрезались каждый на 4 части, чтобы чередовать полюса на роторе генератора, всего получилось 32 магнита, по 16 на каждом диске ротора >

Простой ветрогенератор как выход из положения

Мини ветрогенераторы своими руками как самый дешовый источник автономной электроэнергии. В наше время вопрос автономного электроснабжения становися всё актуальнее, так как цены на электроэнергию с каждым годом только увеличиваются >

Самодельный генератор на основе ЭТС

Статор для этого генератора изготавливался в заводских условиях. Этот генератор создавася для небольшого ветрогенератора. Планировалось сделать портативный, разборный, складной, походный ветрогенератор, который можно было-бы брать с сабой в долгосрочные походы >

Лопасти для походного ветрогенератора

В предыдущих статьях о походном ветрогенераторе из динамо втулки я описал как можно сделать походный ветрогенератор из велосипедной динамо втулки, так-же изготовил щёточный узел поворотной оси ветрогенератора.Теперь немного о том, как я изготовил лопасти для этого ветряка

otchelniki.e-veterok.ru

Самодельный ветрогенератор своими руками (25 фото)

Ветрогенератор из тракторного генератора, сделанный своими руками Борисом Кушниром: фото и описание самоделки.

Для изготовления ветрогенератора использован генератор Г-700 от трактора, самовозбуждающийся, статор пришлось перемотать, чтобы генератор смог работать на малых оборотах.

Стандартная обмотка генератора имеет в каждой секции по 20 витков провода ПЭВ-1,35. Перемотано по 80 витков 0,8 мм, точнее брал провод 0,51 мм вдвое, что по сечению соответствует диаметру 0,8 мм.

 

Схема соединения обмоток статора генератора Г-700.

Изготовление винта для ветряка.

 

Чертежи опорного подшипника.

Балансировка винта.

Сборка ветрогенератора.

Установка опорного столба и мачты.

Установка ветряка на мачту.

Ветрогенератор выдаёт 12 вольт, к нему подключен контроллер и аккумуляторы, а от аккумуляторов уже подключено светодиодное освещение в доме. К аккумуляторам можно подключать инвертор 12 — 220 вольт и пользоваться бытовой техникой.

Схема контроллера для подключения ветрогенератора к аккумулятору (за основу взята схема автовольтметра из журнала ,,Моделист-конструктор» №3 за 1987 год).

Для нормалтной работы ветрогенератора скорость ветра должна быть не менее 5 м/сек, при 8 метрах в секунду генератор отдает полную мощность.

Генератор начинает возбуждаться при 300 об/мин., при 600 оборотах уверенно выдает 4 ампера, при этом жигулевская лампа горит в полный накал. При скорости ветра 7-8 м/сек, винт развивает 900-1000 об/мин.

На фото: скорость вращения винта примерно 1000 об/мин. Скорость ветра 7-8 м/сек.

Рекомендуем посмотреть видео, где показана работа ветрогенератора.

Автор самоделки: Борис Кушнир.

Популярные самоделки из этой рубрики

Солнечный коллектор из бутылок…

Солнечный коллектор своими руками из конденсаторов…

Солнечная батарея своими руками: фото изготовления…

Хвост ветрогенератора

Как установить солнечные батареи…

Солнечный коллектор своими руками: фото сборки с о…

Как подключить солнечную батарею…

Солнечные коллекторы для дома…

Солнечная электростанция своими руками: фото сборк…

Солнечное зарядное устройство для телефона своими …

Бензогенератор своими руками. ..

Как сделать солнечную батарею для зарядки телефона…

sam-stroitel.com

Самодельный мини ветрогенератор | Строительный портал

При наличии дома, старого кулера от компьютера, можно соорудить отличную ветровую установку, которая будет производить электричество. Мини ветрогенератор — отличная вещь, особенно для местности с частыми и сильными ветрами. Об особенностях и технологии его изготовления узнаем далее.

Оглавление:

1. Как сделать мини ветрогенератор своими руками
2. Мини ветрогенератор своими руками из моторчика
3. Делаем мини ветрогенератор своими руками
4. Технология изготовления мини ветрогенератора своими руками

Как сделать мини ветрогенератор своими руками

Начинать работу над мини ветрогенератором следует с изготовления чертежей будущей ветровой установки. Кроме того, следует подготовить материалы в виде:

• толстой бутылки из пластика;
• старого охладительного кулера или вентилятора, от его размеров и мощности, напрямую зависит мощность самого генератора;
• слаботочный провод в количестве 5-8 метров;
• деревянный брус, сечение и размеры которого определяются индивидуально;
• две стальные трубы, которые заходят одна в одну;
• диоды;
• клей на эпоксидной основе и супер клеевой состав;
• крепежные элементы в виде затяжных галстуков;
• старый СД диск.

Прежде всего, начать работу нужно с поиска подходящего охладительного механизма. Предлагаем использовать кулер от старого компьютера. Изначально кулер разбирается, пропеллерная его часть находится на электрическом двигателе. Чаще всего, он фиксируется на стопорном кольце, оно находится под уплотнителем из резины. После демонтажа кольцевого уплотнителя, снимите лопасти на вентиляторе.

Далее следует процесс пайки кабелей, обеспечивающих работу генераторной установки. На медных катушках вентилятора находятся два соединения для проводов, они являются коннекторами на катушках. Один из участков отличается наличием подсоединяемого провода из меди, а второй имеет два провода. Два провода соединяются с ножками одного провода методом пайки.

На следующем этапе создания небольшого ветрогенератора, выполняется создание выпрямителя. Основной функцией данного прибора является преобразование переменного тока в постоянный. Для этих целей потребуется наличие четырех диодов, они обрезаются таким образом, чтобы одна пара от черной отметки осталась с 10 см отрезком. Длинный конец диода загибается, таким образом, получится п-образное соединение. Все диоды соединяются между собой методом спаивания. Для тестирования ветрового генератора, подсоедините к нему диоды, если светодиод работает, то ветрогенератор функционирует правильно. Наружная пластиковая часть кулера удаляется, для обработки всех неровностей, используйте нож.

Далее следует процесс изготовления лопасти ветрогенератора. Для изготовления лопастей, используйте старую бутылку, например, из-под шампуня. Верхняя и нижняя части бутылки срезаются. Получится изделие цилиндрической формы, его нужно разрезать вдоль. Предварительно изготовьте чертеж в виде лопастей, согласно ему, вырежьте из бутылки лопасти для ветрогенератора. Учтите, что конечная часть лопастей должна быть срезана под углом в сто двадцать градусов. Далее следует процесс фиксации лопастей на кулере.

На следующем этапе выполняется изготовление хвостовика ветряка. Для фиксации мотора используется брус, выполненный из дерева. Его вращение выполняется с помощью стальных трубок. Для изготовления хвостовика используйте ненужный диск. Деревянный брусок оборудуется сквозным отверстием, его диаметр должен быть чуть больше диаметра стальной трубы. При не плотной установке трубки, зафиксируйте ее с помощью клея на эпоксидной основе. На конечной части бруска обустраивается пропил для монтажа диска. Место, на котором соединяется мотор с бруском, необходимо также обработать клеевым составом. Провода и пайку, рекомендуется также покрыть клеем, для предотвращения появления коррозии.

Далее следует процесс, на котором изготавливается опора. Для ее сооружения используйте две трубки. Одна из них зафиксирована на деревянном бруске, а вторая устанавливается в соотношении с вращением. Для их соединения можно использовать подшипники, а для улучшения скольжения воспользуйтесь фторопластом.

Мини ветрогенератор своими руками из моторчика

Предлагаем вариант изготовления ветрогенератора от мотора из старого принтера. Данная модель отличается средней производительностью и работает, даже при малейшем ветре. Для работы ветрогенератора потребуется также аккумулятор, максимальная мощность прибора составляет 100мА.

В качестве основной детали ветряка используется моторчик, от неработающего принтера струйного типа. Предварительно принтер необходимо разобрать и вынуть из него мотор.

Для фиксаторов лопастей используется транзистор. Его необходимо просверлить в соотношении с размером устанавливаемого вала. Далее все детали фиксируются с помощью клеевого состава на эпоксидной основе. Кроме того, с помощью данного состава обеспечивается защита особо важных частей устройства от влаги и непогоды.

Используя отрезок пластиковой трубы, диаметром около 12 см, вырежьте лопасти для ветряка. Для этих целей используется отрезная машинка. Оптимальное значение ширины детали составляет 90 мм, отверстия сооружаются специальным приспособлением, а затем вал устанавливается на генераторный мотор с помощью винтовых соединений.

В качестве основы для изготовления ветряка используется труба диаметром 55 мм. Для изготовления хвоста используйте фанеру. Мотор устанавливается внутри трубы, Далее выполняется сооружение выпрямителя. Так как мотор не воспроизводит большое количество электричества при небольшом ветре. Таким образом, удается применить схему удвоения, включаемую последовательно.

Схему устанавливается в полиэтиленовый пакет и устанавливается во внутрь трубы вместе с выпрямителем. Далее выполняется фиксация мотора с помощью проволоки. Кроме того, все отверстия заделываются силиконовым пистолетом. Одно отверстие используется для стока воды, а второе для испарения конденсатных масс.

Для фиксации хвоста ветрового генератора используется болт и проволока. Таким образом, удастся надежно зафиксировать установку. Следите за жесткостью полученных соединений.

Для того, чтобы соорудить мачту для установки ветряка используйте брусья, соединенные между собой с помощью саморезов. Зафиксируйте ветряк на мачте и установите на предварительно отведенное место. С помощью такой установки удается зарядить мобильный телефон или организовать подсветку.

Делаем мини ветрогенератор своими руками

Перед началом работы над ветровым генератором, необходимо определиться с количеством ветров в вашем климатическом регионе. Серо-зеленые — безветренные зоны подразумевают использование исключительно ветрогенераторов парусного типа. При необходимости в обеспечении постоянного тока, к ним добавляется прибор в виде бустрера. Данное устройство выполняет функцию выпрямителя, а также стабилизирует напряжение. Также потребуется наличие зарядного устройства, высокомощной батареи, преобразователя. Стоимость изготовления данной установки запредельно высокая и не всегда оправдывается.

В зонах со слабыми ветрами, обозначенных желтым цветом, возможен вариант изготовления ветрогенератора тихоходного типа. Данные устройства отличаются хорошей производительностью.

Для ветреных регионов подойдут любые ветровые установки. Чаще всего, используются приборы вертикального типа — лопастники или парусники.

Для того, чтобы выполнить расчеты по определению мощности ветровой установки, необходимо учесть такие факторы как:

• постоянная скорость ветра в том или ином регионе;
• воздух является сплошной средой, поэтому от качества и производительности ротора зависит мощность ветрогенератора;
• воздушные потоки обладают кинетической энергией.

Предлагаем рассмотреть особенности парусных ветрогенераторов. Данные устройства изготавливают из износостойкого материала, которые отлично противостоят ветрам. Если вы решили изготовить такую установку самостоятельно, то необходимо прежде всего, провести ряд подсчетов, связанных с данными приборами.

В качестве материалом для изготовления ветрогенератора, можно использовать различные железки, которые завалялись у вас дома. Самый дорогостоящий элемент — аккумулятор. Его мощность определяет размеры установки и ее производительность.

Самодельный ветрогенератор аксиального типа изготовить в домашних условиях довольно просто. Начинать работу следует с мачты. Для ее изготовления чаще всего используют трубы, по диаметру они должны быть разными. Для соединения труб между собой используется сварочный аппарат. Мачта устанавливается на забетонированную площадку. При этом, несколько ее метров углубляются в землю, для получения устойчивой конструкции. На отдельных деталях установки нужно наклеить два магнита, Для более прочной фиксации они дополнительно заливаются с помощью эпоксидной смолы.

Далее следует процесс изготовления формы и фанеры. Для этих целей используются катушки, соединенные между собой фазой. Процесс изготовления статора выглядит таким образом: на ранее вырезанный квадрат из фанеры устанавливается вощеная бумага. Далее следует монтаж фанеры, на которой предварительно вырезаны отверстия под монтаж статора. Далее следует процесс монтажа кружка из стеклоткани и устанавливаются катушки.

После этого, производится извлечение готового статора из ранее подготовленной формы. Для изготовления винта используется дюралюминиевая труба. Винт изготавливается диаметром в один метр. Для вырезания лопастей используйте электрический лобзик. В центральной части установки оборудуйте отверстие, с помощью которого будет фиксироваться винт на генераторе.

Ветрогенератор имеет смещенный по отношению к оси хвостовой элемент. При сильных порывах ветра происходит давление на поверхность ветрового генератора и он смещается в сторону. Данная схема позволяет защитить устройство от сильных ветров. Данная модель ветрогенератора позволяет вырабатывать достаточное количество энергии для обеспечения уличной подсветки дома. Сделать ветрогенератор не сложно, главное условие получения качественного прибора — сопоставление силы ветра в вашем регионе с его мощностью.

Технология изготовления мини ветрогенератора своими руками

Для ветрогенератора изготовления необходим минимальный запас инструментов и материалов. Предлагаем вариант сооружения мини ветрогенератора для дачи. Данный прибор способен обеспечить небольшой дом с минимальным количеством электроприборов — электричеством.

Для изготовления такого ветрогенератора потребуется прежде всего диск, на котором устанавливаются магниты. Далее следует процесс наматывания медных катушек, которые заливаются с помощью смолы. Для осуществления вращения, генератор устанавливается на ранее предусмотренном основании.

Данные ветрогенераторы отличаются хорошей производительностью и качественной работой. Соотношение магнита с полюсами составляет два к трем, если ветрогенератор имеет две фазы, для однофазного устройства достаточно соотношение один к трем. Все полюса соотносятся между собой в зависимости от используемых вариантов катушек.

Мощность ветрового генератора определяется прежде всего размерами используемых в его конструировании магнитов. В качестве мачты под генератор достаточно использования стальной трубы или бревна. Аккумуляторы не обязательно использовать новые, сгодятся и любые, подходящие по мощности приборы.

Возможен вариант изготовления сразу нескольких ветрогенераторов, при этом, каждый из них будет выполнять определенные функции — один обеспечивает жилище светом, второй отвечает за работу телевизора, а третий — за ночное освещение.

strport.ru

Ветрогенератор 1000 ватт — мой самодельный ветряк

Автор этого ветрогенератора Дмитрий из Одессы, если у вас возникли вопросы вы можете написать ему на почту [email protected] . Он написал небольшой рассказ о создании своего ветряка, который я (админ е ветерок ру) попробую пересказать своими словами с подкреплением фотографиями.

Ветрогенераторами я интересуюсь уже давно пишет Дмитрий, еще ребенком мне даже приснился сон что я строю ветрогенератор, просто интересно все это для меня, самому добывать электричество, узнавать как это работает. Первые мои ветряки были как тестовые модельки, на них я так сказать учился и смотрел как работает винт на ветру. И вот осенью я решил построить настоящий мощный ветрогенератор у своего Деда. Чтобы все сделать как можно лучше и найти ответы на возникающие вопросы я погрузился в интернет где нашел людей, которые тоже делали ветрогенервторы, а так же необходимые материалы по изготовлению генераторов, лопастей и прочего.

Изготовление ветрогенератора началось генератора, в качестве которого я решил использовать асинхронный двигатель. Так как генератор должен быть низко-оборотный, то я искал двигатель с как можно большим количеством зубов на статоре и полюсов. Но нашел двигатель на 1,5кВт, статор на 36 зубов, и четырех-полюсная обмотка тонким проводом.

>

Чтобы уменьшить напряжение и поднять силу тока статор был перемотан более толстым проводом, точнее толстого провода не нашлось, поэтому сложили в параллель 7 проводов диаметром 0,5мм. Вместо четырех полюсов была намотана трехфазная 12-ти полюсная обмотка.

>

Ротор теперь уже почти генератора был проточен на высоту уже имеющихся магнитов. Магниты шайбы 18*10мм. Магниты расположил со скосом чтобы уменьшить залипание и обмотал скотчем. Потом магниты были залиты эпоксидной смолой.

>

После сборки генератор сразу же был проверен на работоспособность. При 300об/м генератор выдал на низкое сопротивление 50вольт и 30Ампер, что даже очень неплохо.

Конструкцию ветрогенератора сделал со смещением оси генератора от центра поворотной оси и складывающимся хвостом для защиты от сильного ветра. Защита срабатывает на ветре 14м/с, винт отворачивается от ветра сбрасывая обороты, а хвост складывается приподнимаясь вверх.

>

Лопасти ветрогенератора я изготовил из ПВХ трубы диаметром 200мм, это самый простой и доступный вариант изготовления лопастей. Информацию о том как вырезать лопасти я нашел на этой странице в интернете http://www.e-veterok.ru/samodelnie-lopasti-vetrogenerator.php. Там есть готовые профили лопастей с координатами для вырезания под разные генераторы и разного диаметра. Так же есть программа эксель по которой можно самостоятельно рассчитать винт для ветрогенератора. Но я выбрал готовый рассчитанный винт и немного увеличил его в диаметре за счет удаления лопастей от цента. Сейчас диаметр винта 2,4метра, работает хорошо, но возможно я уменьшу диаметр винта чтобы поднять обороты и мощность, кажется что генератору не хватает оборотов, а мощность винта излишняя, даже коротким замыканием фаз винт не останавливается и продолжает крутится.

>

В качестве мачты использована труба диаметром 70см, с толщиной стенки 4мм, высота мачты 7 метров.

>

Токосъемные кольца я делать не стал, провода через полую ось пустил внутри трубы. Пока с проводами все нормально и ничего не перекручивается, думаю что щеточный узел не особо нужен. Выпрямительный диодный мост разместил внизу, рядом с мачтой как и всю остольную электронику. Ниже ночное фото.

>

Энергию ветрогенератора я использую для ночного освещение в курятнике, дровнике, и в беседке на улице. Вся электроника работает так. Энергия с генератора в виде трехфазного переменного напряжения идет на диодный мост. После моста уже постоянное напряжение идет на контроллер, который заряжает аккумулятор и питает инвертор, который 12вольт преобразует в 220 вольт, а к инвертору подключены лампочки Инвертор включается с наступлением темноты автоматически. Включает его самодельное световое реле, которое я сделал из содового фонарика на солнечной батарейке. В схему фонаря я поставил мосфет — полевой транзистор, который включает силовое контактное реле как только на его затворе окажется напряжение. А силовое реле включает инвертор, который в свою очередь зажигает освещение.

Ниже на фото схема включения полевого транзистора к садовому фонарику.

>

Сам фонарь

>

Контроллер солар30, напомню что после диодного моста напряженение ветрогенератора входит в контроллер, ветряк подключен вместо солнечной батареи.

>

Вся электроника вместе с аккумулятором спрятана в такую вот тумбочку и находится прямо у мачты.

>

Ниже некоторые фото ветрогенератора.

>

>

>

Ветрогенератор при сильном ветре развивает мощность до 1кВт, но сильные ветра у нас редкость. На среднем ветру мощность ветряка всего 200-400ватт. По затратам ветрогенератор обошелся около 200$. Если у вас возникли вопросы по данному ветрогенератору то пишите на почту [email protected] Дмитрий.

e-veterok.ru

Самодельный ветряк с генератором из коллекторного электродвигателя

Самодельный ветряк

 

Когда случилась перестройка, многим пришлось менять профессию и болезненно искать новое приложение рукам и уму.  Среди многих других попыток были у меня и ветряки. 

 

      Я добросовестно посвятил этому год с лишним. Довольно быстро понял, что без основательной учебы ничего путного не выйдет. Много было непонятного, но постепенно прояснялось. Наконец, седьмой по счету экземпляр заработал более-менее в соответствии с расчетными характеристиками.

      Ветряк задумывался, как источник энергии для дачи с посещением неполную неделю. Замышлялся, как коммерческий продукт. Отсюда и размеры.

ветрогенератор своими руками

      Диаметр турбины 1. 15 — 1.17м, трехлопастная. Наиболее дискутируемый вопрос количества лопастей решился между двух и трех в пользу трех из-за того, что хотелось, чтобы турбина увереннее работала при слабом ветре. Расчетная скорость 600 — 700 об/мин.

      Генератор — коллекторный двигатель 36В с постоянными магнитами болгарского производства. Кажется, эти двигатели массово применялись в ЭВМ семейства ЕС.

      Диаметр двигателя 80мм, длина что-то около 140мм?

      Старательно снял его характеристики на стенде, используя тахометр, калиброванные нагрузки и прочее. Получил зависимость напряжения от скорости (2.22В*об/с), внутреннее сопротивление (2.5Ом) и вентиляторные потери (механические на трение и перемешивание воздуха).

      Оптимальное передаточное число мультипликатора планировалось 4, но из-за желания выполнить его компактно в одну ступень, остановился на 3. 33. (Хотя и 4 пробовал). Шестерни нарезал косозубые, меньше шумят. Картер сделать не получилось, хотя для серии это, наверно, нужно. Мазать пару раз в месяц солидолом — несолидно.

      Поворотный механизм — свободный ход на резьбе. Угол поворота после 2 — 3 оборотов ограничивался упругостью кабеля. Это оказалось самым простым и надежным решением. Головка вращается на длинной резьбе по полудюймовой трубе через муфту. Конечно, небольшой люфт в этом месте есть. Первоначально муфта делалась длиннее (60 — 70мм) и для облегчения хода на резьбе делалась проточка, оставлялись только верхние и нижние витки ( по 2 — 2.5 нитки). Потом оказалось, что люфт не так уж и страшен и узел был упрощен.

      Кабель от генератора пропускался в отрезок вертикальной трубы (что-то около 500мм) и выходил через тройник в месте крепления головки к мачте. Упругости полуметрового толстого отрезка кабеля и хватало, чтобы не давать головке поворачиваться в горизонтальной плоскости более, чем на 1. 5 — 2 оборота.

      Пробовал и безхвостовой вариант, с набегом потока на турбину сзади, но все-таки остановился на классике — с хвостовым флюгером приблизительно 200х400мм, вынесенным на 70-сантиметровом отрезке полудюймовой трубы. Хвостовая труба уравновешивает генераторную головку в горизонтальной плоскости. Вся конструкция закрыта пластиковой канализационной трубой 100(106) мм. Сзади генератора — вертикальный узел поворота и 400мм отрезок полудюймовой трубы для крепления к мачте стандартной муфтой. Там же расположены выходные клеммы генератора. Провод снижения идет далее по мачте снаружи, хотя, можно до самой земли провести его в трубе.

      Кожухом отлично работал отрезок канализационной пластиковой трубы 100 ( 106?) мм. Стопорился одним саморезом снизу. Впереди и сзади кожух был открытым. В приблизительно 8 — 10мм зазор меж кожухом и передним обтекателем заходил воздух для охлаждения генератора, сзади кожух нависал над креплением хвостовой балки на 20 — 25мм, чтобы вода на резьбу не капала.

      Хвост на трубе полдюйма пластиковой с хвостовой лопастью ( приблизительно 200х400мм) утерян. Стыковался с небольшим грузиком и регулировался по длине, чтобы уравновесить головку на мачте в целом.

      При массе генератора 2.5кг вся головка без турбины имеет массу порядка 5кг. Мне показалось, что это неплохой результат.

      Особо стоит упомянуть турбину. Пожалуй, технологически самый непростой узел. Вся попавшая под руки литература была  написана людьми совершенно далекими от аэродинамики. Большинство советчиков приводили популярные авиационные профили CLARK Y, BC2 и прочее. Методы расчета самолетных винтов и больших турбин совершенно не годились для маленькой тихоходной турбины, ориентированной на работу при слабых и средних ветрах (3-6м/с). Стандартная же технология  изготовления лопастей  тоже была достаточно трудоемка и , главное, не гарантировала высокой точности и повторяемости профиля.

      Что касаемо профиля, то при данных числах Рейнольдса 40 000 — 60 000 самым лучшим оказался профиль типа Купфер, Гетинген 420 и тому подобное. Это знают авиамоделисты. Грубо говоря, это просто дужка, профиль крыла «Фармана» или «Ньюпора» времен первой мировой. При слабых ветрах он дает момент, почти в 1.5 раза больше, чем традиционные, каплевидные. При больших скоростях начинается срыв потока и турбина отчасти саморегулируется .

      Профиль потянул за собой и технологию.

      Выстругивалась по теоретическому чертежу и лекалам болванка с поверхностью нижней части лопасти. Далее на нее через слой полиэтилена  накладывались слои дубового шпона на клею. У комля до 10, у конца — 3 — 4 слоя . Весь пирог тщательно уматывался резиновой лентой и оставлялся на сутки — двое.

      После схватывания клея, полуфабрикат лопасти снимался с болванки и сравнительно просто дорабатывался в концевой части и по кромкам шлифовкой. В конце, если требовалась долговечность, все это можно еще оклеить одним слоем стеклоткани на эпоксидке.

      На снимке справа — болванка для выклейки лопастей.  К ней плотно приматывается резиновой лентой проклеенный пакет дубового шпона. У комля 8 — 10 слоев, у самого конца лопасти 3 — 4. Потом ступенчатость слоев убирается шлифовкой и подшлифовываются кромки. Ну, и форма в плане корректируется по шаблону. Лопасти получаются легкими, жесткими и достаточно одинаковыми, легко балансируются. Впрочем, дуб — слишком серьезно. Можно вполне и что-то полегче. Вообще я без ума от липы… Ну, и оклеить это стеклотканью тоже не мешает, если нужна долговечность.

      Слева лежат две оклееные стеклопластиком  цельноструганные лопасти из липы от другой, более ранней модели с заклеенными кулачками механизма изменения шага винта. При всей неказистости 2000об/мин как-то вполне выдержали.. 

      Один сезон выдержит и тщательно прогрунтованная и выкрашенная ПФ115 деревяшка. После зимнего хранения в неотапливаемом помещении особого коробления не отмечено. Но хранить турбину нужно подвешенной за ось. Ставить к стене на лопасть — нельзя.

      Турбина одевалась на резьбе на вал и сама докручивалась до упора.

      Все это в сборе устанавливалось на 5-метровой высоте на мачте из отрезков труб полдюйма, три четверти, дюйм, соединенных муфтами-переходниками. Мачта имела поворотное крепление у земли и четырехтросовую одноярусную систему растяжек из капронового шнура порядка 5мм. Такая конструкция позволяет поднимать/опускать мачту одному человеку.

      Нагрузкой служил 12- вольтовой щелочной аккумулятор 55Ач, подключенный просто через 10А диод. Плюс вольтметр и амперметр..

      Разрабатывался замысловатый контроллер, как развитие и дополнение. Рабочее напряжение генератора для съема максимума мощности должно меняться. Наивыгоднейший в этом смысле режим — фиксированный ток при меняющемся напряжении. Работа же через диод просто на аккумулятор дает как раз, наоборот — относительно постоянное напряжение при меняющемся токе заряда.

      И, пока контроллер периодически привозился, примерялся и увозился домой, обнаружилось, что без контроллера  турбина имеет некоторые интересные качества.

      Запуск очень легкий, при менее 3м/c. Далее, турбина быстро набирает  обороты до начала зарядки ( порядка 13 — 14В). После этого рост оборотов идет очень медленно, растет только момент на валу турбины и зарядный ток. Растут, конечно, и потери в самом генераторе и проводах снижения. Но генератор на сильном ветру эффективно охлаждается самим ветром через специально предусмотренные каналы. Характерно, что шумит турбина при разгоне, как только появляется зарядный ток, шум резко уменьшается. В общем, шумит довольно слабо. Когда спишь на даче при сильном ветре, вполне маскируется шумом деревьев, если не знаешь, что турбина установлена.

      Я очень опасался, что во время какого-нибудь шквала генератор просто сгорит. Потом посчитал все возможные потери и пришел к выводу, что при  теплоемкости конструкции ему нужно минут сорок, чтобы нагреться просто, как болванка, до градусов 70 — 80.

      Ветряк все лето проработал под присмотром. оставлять его нельзя было из-за нравов нашего народа и еще: я опять-таки боялся шквала, бури. Однажды, ветер поднялся до 30 — 35м/c. Точного анемометра под руками не было, но я тогда уже прекрасно ориентировался по самой турбине. Достаточно однажды сделать 2 — 3 замера напряжения на эталонную нагрузку по анемометру и сделать таблицу  — ветряк сам себе анемометр. Турбина давала 900об/мин , генератор выдавал порядка 150 — 170Вт при 5 — 7А ( половина мощности пропадала в слишком  тонких проводах снижения порядка 20м) мачту и меня самого ветер при порывах  шатал. Я опасался, что все это разлетится вдребезги, но испытания есть испытания.

      Я раз десять уверенно останавливал турбину «на полном скаку», замыкая выход генератора накоротко. Ток при этом падал до 2 — 3А и обороты до 1 — 2  в с. Потом, все-таки где-то срезало шплинт и все это засвистело вразнос, пришлось срочно мачту опускать.

      Основной вывод из этого эксперимента — маломощную турбину можно уверенно стопорить генератором при сильном ветре. Дополнительные тормоза не нужны. Это потом легко поясняется и в теории.

      Я опустил тут многие эксперименты. Работал два сезона плотно. Опробовал и Савониусы, и вертикальные лопасти и еще несколько конструкций. Турбины от 2 до 12 лопастей, автоматы увода из-под ветра и прочее. Делал и генератор на постоянных магнитах, делал сервопривод изменяемого шага лопастей турбины и прочее. Не успел только однолопастник построить. 

      Могу сказать с уверенностью

      1. Ветряк  — весьма дорогое удовольствие, если речь идет не о игрушке. В моем случае это только освещение, небольшой электроинструмент (8 — 12 квт*ч в месяц). Для тех, кто на даче привык утюгом фуфайки гладить — бензоагрегат много дешевле.

      2. Ничего лучше, чем классическая пропеллерная турбина, просчитанная еше в 20-е годы прошлого века в ветроэнергетике нет и быть не может. Изобретения тут делаются ради самих изобретений.

      3. Ветряк — не дело одиночек. Ветряк — СИСТЕМА. Без глубокого понимания всех процессов, без знания основ механики, аэродинамики, электротехники — лучше не связываться с работой такой сложности. Это не для любителей, если хочется что-то в конце получить реально работающее.

      Была попытка сделать более тихоходную турбину с двухступенчатым мультипликатором где-то 1 к 5. И бесхвостый вариант с ориентацией за счет парусности самой турбины («спиной к ветру», уравновешивающей трубой вперед).

      Но мультипликатор оказался сложным, а турбина не хотела при слабом ветре разворачиваться. Я тут еще и винт изменяемого шага с сервоприводом реализовал (где-то ранее на снимке лопасти от него). Но сервопривод оказался слишком медлительным, чтобы оперативно реагировать на порывы ветра. И жужжал бесконечно. Потом, по мере продвижения понял, что для такой блохи это лишнее.

      Работа была интересной, но пришлось уйти к реалиям. Коммерческий проект такой ВЭС еще нуждался в доработке, собственные ресурсы начинали таять, а тут подвернулось то, что мне было хорошо знакомо — импульсные источники. Вот этим сейчас и занимаюсь уже пятый год.

      На сегодня, как мне представляется, мечты о ветряке, подогревающем пол и питающем утюги с водонагревателем пока нужно отставить. Это технически возможно, но стоит столько, что фантазия обывателя не выдерживает.

      А вот такие маленькие для дачи могли бы иметь определенный успех. Это тоже недешево, но кому нужен свет, маленький телевизор, мобилка и ноутбук — вполне.

      Это порядка 10 — 15кВт.час в месяц.

Энергия ветра, Ветрогенератор своими руками, альтернативная энергия, ветрогенератор, ветряк своими руками, самодельный ветряк, мощьность ветрогенератора

 

 Мищенко Владимир

 

www.ecotoc.ru

Как сделать электрический генератор своими руками из велосипеда и динамо-машины автомобильного двигателя

Существует много способов сделать педальный электрический генератор своими руками. За основу для генератора можно взять старый велосипед или велотренажёр. Существует множество вариантов более совершенных самодельных педальных генераторов, но данный вариант педального генератора на основе шоссейного велосипеда не потребует от вас серьёзного опыта по созданию электрических генераторов и наличия токарного станка или сварочного оборудования. Взятый за основу генератор от автомобильного двигателя способен вырабатывать значительное количество электроэнергии и в результате у нас получится достаточно мощный велогенератор. Генератор переменного тока и шоссейный велосипед не обязательно покупать новыми — их можно за копейки найти по объявлениям в интернете или в бесплатной газете объявлений. Проблема автоматической регуляции напряжения решается с помощью собственной схемы генератора переменного тока и простой самодельной схемы подключения генератора к аккумулятору.

Здесь не только приведены схемы велогенератора, но и даны рекомендации по его дополнительному совершенствованию. Если же вы хотите максимально упростить создание электрического педального генератора, то рекомендуем вам просто купить велогенератор в виде мотор-колеса на велосипед.

Даже если спортсмены и могут ограниченное время выдавать большую мощность, следует учесть, что максимальная непрерывная мощность среднестатистического человека составляет всего лишь одну восьмую от лошадиной силы или чуть менее 100 Вт. Если вам требуется больше электроэнергии, то вам разве что придётся задуматься о том, как сделать электрический генератор с лошадью. Но даже эти 100 Вт механической энергии не полностью превращаются в электричество — в аккумулятор поступает только около 60 Вт.

Самодельный электрический генератор вырабатывает автоматически регулируемое напряжение, которое позволяет заряжать обслуживаемые или необслуживаемые свинцовые аккумуляторы. Генератор переменного тока в отличии от генераторов постоянного тока и шаговых двигателей работает только в связке с аккумулятором и даже при включении без него может получить повреждения. В схеме педального генератора необходимо снизить его частоту вращения с 3000 оборотов в минуту, рассчитанную на его применение в автомобиле, до показателей, выдаваемых среднестатистическим человеком. Это проблема легко решается с помощью шоссейного велосипеда с большим задним колесом, с которого снимается покрышка и оно используется в качестве гигантского шкива. Большой ремень несложно найти на рынке и он недорогой.

Проблема максимальной мощности немного сложней — если просто скопировать автомобильную схему зарядки аккумулятора, то можно заметить, что в некоторых условиях невозможно крутить педали (разряженная батарея или высокая нагрузка, например, подключение усилителя на 12 В на высокой громкости). Хорошим решением проблемы станет перемотка генератора переменного тока или создание электронного блока управления, включающегося вместо родного на высоких токах. Но ни один из этих способов не походит для создания электрического генератора своими руками дома. К счастью существует более простой способ, заключающийся в небольшом разрегулировании электрического генератора с помощью подключения резистора между генератором и аккумулятором.

Конечно глупо впустую тратить часть энергии (от 6-ти до 10-ти процентов), но с подключенным к аудиосистеме разряженным аккумулятором среднестатистический человек не сможет крутить педали.

Даже с резистором при подключение тяжёлой нагрузки иногда трудно начать педалирование. Чем быстрее ты вращаешь педали, тем легче их крутить. Это странное ощущение совсем не соответствует езде на обычном велосипеде. При разряженном аккумуляторе на низкой частоте вращения педалями трудно начать генерировать электричество. Грубый способ решения этой проблемы состоит в стартовой кнопке, используемой для пуска тока в обмотку возбуждения, или электронной схеме, вырабатывающей регулярные импульсы тока.

Более простой и элегантный способ обойти эту проблему — это подсоединить маленькую индикаторную лампочку заряда. Ток протекает через индикаторную лампочку и обмотку возбуждения, тем самым предоставляя начальное магнитное поле, необходимое для старта генерации электроэнергии. С соответствующей лампочкой, к примеру рассчитанной на 24 В 3 Вт, генератор переменного тока вращается намного быстрее и легче.

В продолжении читайте, что понадобиться для сборки мощного самодельного генератора электроэнергии.

Обзор

: Создайте свою собственную небольшую ветроэнергетическую систему

__C__обсуждение за обеденным столом часто становится для меня слишком техническим. Мой муж и четверо детей очень хорошо разбираются в математике и науке и имеют большой практический опыт, который превращает их идеи во что-то полезное.

Многие из этих обсуждений превращаются в реальные способы сделать нашу небольшую ферму более эффективной. Они создали части, которые больше не существуют, для древних орудий, которые мы все еще используем для тюкования сена, превратили старую мебель в шкафы для ванных комнат и переконфигурировали нашу домашнюю систему отопления, чтобы она работала полностью на древесине (используя нашу территорию, полную ясеней, убитых изумрудным пеплом. бурильщик *).*

Я помню несколько разговоров о ветровой энергии после того, как мои сыновья прочитали прошлогодний вдохновляющий блокбастер «Мальчик, который обуздал ветер: создавая токи электричества и надежды ». В возрасте 14 лет житель малавийской деревни Уильям Камквамба построил ветряную мельницу для выработки электроэнергии для своей семьи, используя выброшенные детали двигателя, трубы из ПВХ и старое велосипедное колесо. Его пример побудил членов моей семьи задуматься о ветроэнергетике. Они посоветовались с другом-инженером-электриком и проверили среднюю скорость ветра в нашем районе.Они также провели всевозможные вычисления относительно чистой выработки энергии, усталости металла и времени окупаемости. Но эта тема умерла, когда их внимание привлекли другие, казалось бы, более осуществимые проекты.

Таким образом, мы были рады передать проект «Постройте свою собственную малую ветроэнергетическую систему» ​​ экспертами по возобновляемым источникам энергии Кевеном Ши и Брайаном Кларком Ховардом. Эта книга — важнейший ресурс. Это полезно для всех, кто интересуется возобновляемыми источниками энергии своими руками. Он предоставляет необходимую техническую информацию для установки подключенной к сети или автономной системы, а также отвечает на все мыслимые общие вопросы. Этот том на 472 страницах заполнен диаграммами, данными и ссылками, которые помогут вам оценить свой сайт, узнать о льготах правительства и энергетических компаний, получить разрешения и финансирование, выбрать правильные компоненты, устранить неполадки и поддерживать вашу систему, а также продвигать политику защиты от ветра. . Трудно представить более подробное руководство.

Лично я считаю, что вид ветряных турбин является обнадеживающим примером прогресса. Но пока я не прочитал эту книгу, мне казалось, что построить один из них или построить своими силами непомерно дорого.Авторы просят нас изменить наше отношение к любой покупке с использованием (или производством) энергии. Некоторые товары имеют более низкую начальную цену (например, лампы накаливания по сравнению со светодиодным освещением), но общая стоимость выше, если учитывать потребление энергии в течение срока службы продукта. Они предполагают, что товары включают прогнозируемую стоимость энергии в течение всего срока службы, чтобы потребители могли иметь необходимое данные, которые помогут им совершать осознанные покупки. То же самое можно сказать и о выборе энергии.

Разрешите нам предположить, что энергия ветра — это сдвиг парадигмы с энергией, потому что стоимость срока службы является авансом.Представьте, что ваш энергетический орган переместил свое обычное энергоснабжение в каждый дом для производства энергии. Представьте, что вам нужно платить за топливо и иметь дело с шумом, грязью и загрязнением воздуха угольным или газовым генератором в вашем гараже (на самом деле, многим нашим бабушкам и дедушкам приходилось делать именно это). Затем представьте, что вы открываете для себя энергию ветра.

Мы все хотели бы стать более энергонезависимыми. Моя семья, безусловно, предпочла бы сделать более экологичный выбор, чем сжигание дров. Если дискуссии, вызванные этой книгой, могут служить индикатором, когда-нибудь длинные руки ветряной турбины могут взмахнуть рукой в ​​пределах видимости моего заднего крыльца.

Копия обзора была предоставлена ​​для этого сообщения.

Ветряные и солнечные генераторы | JLC Онлайн

Несколько лет назад мне надоел наш шумный газовый генератор, и я решил построить генератор, работающий на возобновляемых источниках энергии. Моя компания по изготовлению деревянных каркасов из Колорадо часто работает на удаленных объектах, поэтому мне нужно было портативное устройство, которое мы могли бы легко доставить на объект и использовать для работы наших инструментов, и которое позже можно было бы подключить к готовой конструкции, чтобы обеспечить временное питание для освещения. и торговые точки.Однако я мало что знаю об электричестве, поэтому я привлек своего друга и коллегу Мела Райта из Грили, штат Колорадо, чтобы он на самом деле собрал все воедино.

Сердцем системы является инвертор Outback мощностью 3500 ватт, 24 вольт постоянного тока / 120 вольт переменного тока (outbackpower.com), который питается от четырех 6-вольтовых абсорбционных стекломатов (AGM) на 220 ампер-часов. Батареи подключены последовательно, что увеличивает напряжение системы, чтобы соответствовать инвертору. Батареи заряжаются парой 135-ваттных солнечных панелей Kyocera (kyocerasolar.com) и ветряная турбина Air-X мощностью 400 Вт (теперь называемая Air 40, доступная в Primus Windpower), управляемая контроллером заряда Morningstar PS-15 (morningstarcorp.com). Все смонтировано на небольшом прицепе.

Управление питанием. Моя система не очень большая, но она удовлетворяет потребности нашей бригады из двух человек в течение всего дня, изо дня в день, если мы тщательно контролируем энергопотребление. Например, инвертор мощностью 3500 Вт вырабатывает около 30 ампер непрерывного переменного тока (ватты ÷ напряжение = амперы), чего достаточно для работы основных электроинструментов, которые мы используем для резки наших рам.Но мы не можем одновременно использовать тяжелые инструменты, такие как цепной долбежный станок и 16-дюймовая циркулярная пила, без чрезмерного разряда батарей или перегорания предохранителя. Хотя предохранители легко заменить, а солнечные дни в Колорадо с небольшим ветром заряжают батареи довольно быстро, такая установка заставляет нас выработать хорошую привычку планировать заранее.

Когда у нас заканчивается энергия, мы выключаем ручные инструменты — слики, долота, инструменты разметки и тому подобное — пока система перезаряжается. На самом деле я рассматриваю это как хороший повод снова взяться за дерево, нырнуть вглубь и напомнить себе, почему деревянный каркас — такой замечательный способ заработать на жизнь.Но если бы мы захотели расширить систему и увеличить емкость, Мел сказал мне, что первое, что он сделал бы, это добавил бы солнечные панели mor e . Два, которые у нас есть сейчас, производят около 5 1/2 ампер в час каждый (135 Вт ÷ 24 В = 5,6 ампер). Теоретически, если бы мы использовали примерно половину общих ампер-часов, хранящихся в батареях, панелям потребовалось бы около 10 часов, чтобы перезарядить их (хотя помните, что ветрогенератор также помогает заряжать батареи). Удвоение количества солнечных панелей сократит время зарядки примерно вдвое.Мы также могли бы добавить больше батарей, так как входная мощность нашего инвертора составляет 300 ампер при 24 вольт.

Когда напряжение в батареях падает, мощность, доступная инвертору, также падает, что делает управление энергопотреблением критически важным; в противном случае вам пришлось бы сделать систему намного больше, чтобы все работало в одном темпе. В соответствии с конфигурацией моя система не поспевает за типичной бригадой монтажников с компрессором, пилой для резки металла и гвоздями, но она прекрасно работает для моей небольшой компании.

Стоимость. Я нашел ветряк на Craigslist, но все части можно найти либо в Home Depot, либо в Интернете. Наши затраты на его строительство составили около 4000 долларов, с инвертором — первоклассным устройством, которое может обеспечить электроэнергией небольшой дом — что составляет, вероятно, 50% от общей стоимости. Я не уверен, что случилось с ценой на инверторы за последние пять или шесть лет, но цена на солнечные панели резко упала с тех пор, как мы построили нашу систему, поэтому более мощную систему, вероятно, можно было бы построить примерно за ту же цену. .

Прямо сейчас Мел перенастраивает генератор. Когда мы построили устройство, все батареи и оборудование были помещены в одну коробку, что делало его слишком тяжелым, чтобы его было легко поднимать и перемещать. Мэл разбивает компоненты на более мелкие модули, чтобы одному или двум парням было легче перемещаться. Есть менее дорогие способы получить электроэнергию, но ни один из них не чувствует себя так хорошо, как подключение к солнцу и ветру.

Стивен Рундквист владеет Brewster Timber Frame Co.в Bellvue, Colo.

чиновников Техаса не прислушались к предупреждениям перед отключением электричества во время зимнего шторма

Подпишитесь на The Brief, наш ежедневный информационный бюллетень, который держит читателей в курсе самых важных новостей Техаса.

Миллионы техасцев провели дни без электричества и тепла при минусовых температурах, вызванных снежными и ледяными бурями. Ограниченные правила для компаний, производящих электроэнергию, и история изоляции Техаса от федерального надзора помогают объяснить кризис, сообщили The Texas Tribune эксперты в области энергетики и политики.

В то время как республиканцы Техаса поспешили использовать возобновляемые источники энергии и обвинить в этом замороженные ветряные турбины, природный газ, атомные и угольные электростанции, которые обеспечивают большую часть энергии штата, также изо всех сил пытались работать во время шторма. Представители Совета по надежности электроснабжения Техаса, оператора энергосети для большей части штата, заявили, что энергосистема штата просто не выдерживает глубокого замораживания.

«Атомные установки, газовые установки, ветряные турбины, даже солнечные, по-разному — очень холодная погода и снег повлияли на все типы генераторов», — сказал Дэн Вудфин, старший директор ERCOT.

Эксперты по энергетике и политике заявили, что решение Техаса не требовать модернизации оборудования, чтобы лучше противостоять экстремальным зимним температурам, и решение работать в основном изолированно от других сетей в США, сделало энергосистему неподготовленной к зимнему кризису.

Февральская зимняя буря 2021 года

• Когда вернется моя вода? Как мне тем временем достать воду?

  Мы не знаем.Власти штата и города призывают к терпению и советуют техасцам, у которых есть проточная вода, кипятить ее. Примите все необходимые меры, чтобы подготовиться к нескольким дням без воды. Официальные лица в Остине, например, заявили 19 февраля, что восстановление водоснабжения, вероятно, будет многодневным процессом для всего города. Здесь у нас есть некоторые ресурсы, но лучший вариант, чтобы найти бесплатную воду, — это проверить местные СМИ.

• Получу ли я большой счет за электроэнергию?

  Не надо сразу.Власти Техаса подписали приказ, временно запрещающий поставщикам электроэнергии отправлять счета жителям. Приказ является временной мерой, дающей чиновникам время для решения проблемы резкого роста счетов некоторых жителей. Чиновники также подписали приказ, запрещающий поставщикам коммунальных услуг отключать обслуживание жителей, не оплативших счет. Подробнее читайте здесь.

• Как я могу получать обновления?

  Подпишитесь на наши новости, отправив текстовое сообщение «привет» на номер 512-967-6919 или посетив эту страницу.

• Я был без электричества больше суток. Почему люди называют это откатывающимися отключениями?

  Когда 15 февраля в 1:25 утра по московскому времени оператор электросети штата начал отключать электричество, это планировалось как временная мера на случай экстремального зимнего катаклизма. Вместо этого некоторые техасцы остаются без электричества намного дольше, сталкиваясь с днями без электричества вместо первоначально запланированных 45 минут. Электросеть была спроектирована так, чтобы пользоваться большим спросом летом, когда техасцы включают дома кондиционеры.Но некоторые источники энергии, питающие сеть летом, отключены зимой. Поэтому, когда техасцы остались дома во время шторма в воскресенье и потребовали рекордное количество электроэнергии, энергосистема штата не выдержала.

• Подождите, у нас есть своя электросеть? Почему?

  Да, в Техасе есть своя собственная энергосистема, управляемая агентством ERCOT, Совет по надежности электроснабжения Техаса.История длинная, но короткая версия такова: в Техасе есть своя собственная сеть, чтобы избежать соблюдения федеральных правил. В 1935 году президент Франклин Д. Рузвельт подписал Закон о федеральной энергетике, согласно которому Федеральная энергетическая комиссия возлагала на Федеральную комиссию по энергетике ответственность за межгосударственные продажи электроэнергии. Но коммунальные предприятия Техаса не пересекают границы штата. ERCOT была образована в 1970 году после крупного отключения электроэнергии на северо-востоке в ноябре 1965 года, и ей было поручено управлять надежностью сети в соответствии с национальными стандартами.Обратите внимание, что не весь Техас находится в одной электросети. Эль-Пасо находится на другой сетке, как и верхний Панхэндл и кусок Восточного Техаса.

• Я читал в Интернете, что ветряные турбины — причина того, что мы потеряли электроэнергию. Это правда?

  Нет. Потеря энергии ветра составляет лишь часть сокращения генерирующих мощностей, которое привело к отключениям миллионов техасцев.Представитель Совета по надежности электроснабжения Техаса заявил 16 февраля, что 16 гигаватт возобновляемой энергии, в основном ветровой, отключены. Почти вдвое больше, 30 гигаватт, было потеряно из-за источников тепла, включая газ, уголь и ядерную энергию. «Техас — это газовый штат», — сказал Майкл Уэббер, профессор энергетических ресурсов Техасского университета в Остине. «Газ сейчас терпит крах самым зрелищным образом».

• Как мне согреться? Как я могу помочь другим?

  Национальная метеорологическая служба призывает людей закрывать шторы и шторы, по возможности собираться в одной комнате и закрывать двери для других, а также засовывать полотенца в щели под дверями.Носите свободные слои теплой легкой одежды. Перекус и потребление жидкости помогут согреть тело. В некоторых городах есть центры обогрева и транспорт по мере необходимости — местные ресурсы можно найти здесь. Если у вас есть ресурсы или вы можете сделать финансовые пожертвования, найдите здесь некоммерческие организации, которые помогают людям.

• Посмотреть больше материалов

Политические обозреватели обвинили в отказе энергосистемы законодателей и государственные органы, которые, по их словам, не прислушались должным образом к предупреждениям о предыдущих штормах и не учли более экстремальных погодных явлений, о которых предупреждали ученые-климатологи. Вместо этого Техас отдавал приоритет свободному рынку.

«Совершенно очевидно, что нам нужно изменить акцент на регулирование, чтобы защитить людей, а не прибыль», — сказал Том «Смитти» Смит, ныне вышедший на пенсию бывший директор Public Citizen, группы защиты прав потребителей из Остина, который выступал за изменения после 2011 года. когда Техас столкнулся с аналогичным энергетическим кризисом.

«Вместо того, чтобы принимать какие-либо регулирующие меры, мы в конечном итоге получили руководящие принципы, которые не имели законной силы и в значительной степени игнорировались в погоне за прибылью [энергетических компаний]», — сказал он.

По словам экспертов, можно «подготовить к зиме» электростанции, производящие природный газ, производящие природный газ, ветряные турбины и другую энергетическую инфраструктуру, с помощью таких методов, как изоляция трубопроводов. Эти обновления помогают предотвратить серьезные перебои в работе в других штатах с регулярными холодами.

Уроки 2011 года

В 2011 году в Техасе случился очень похожий шторм, в результате которого замерзли скважины с природным газом, пострадали угольные электростанции и ветряные турбины, что привело к отключению электроэнергии по всему штату.По словам экспертов, десятилетие спустя техасские электрогенераторы все еще не вложили всех средств, необходимых для предотвращения отключения электростанций во время сильных морозов.

Woodfin из ERCOT признал, что нет необходимости готовить энергетическую инфраструктуру к таким экстремально низким температурам. «Это не обязательно, это добровольное руководство, чтобы принять решение о таких вещах», — сказал он. «Есть финансовые стимулы, чтобы оставаться в сети, но на данный момент нет регулирования.”

Североамериканская корпорация по надежности электроснабжения, которая имеет определенные полномочия по регулированию производства электроэнергии в США, в настоящее время разрабатывает обязательные стандарты для «подготовки к зиме» энергетической инфраструктуры, сообщил представитель компании.

Политики и регулирующие органы Техаса были предупреждены после урагана 2011 года о необходимости дальнейшей «подготовки к зиме» энергетической инфраструктуры, говорится в отчете Федеральной комиссии по регулированию энергетики и Североамериканской корпорации по надежности электроснабжения.Большое количество агрегатов, которые отключились или не смогли запуститься во время этого шторма, «демонстрируют, что генераторы не смогли должным образом предвидеть полное воздействие продолжительных холодов и сильных ветров», — писали в то время регулирующие органы. В докладе говорится, что более тщательная подготовка к холодной погоде могла бы предотвратить перебои в работе.

«Законодательный орган должен был решить этот вопрос в 2011 году после того краха рынка, но никаких существенных последующих мер не последовало», — сказал Эд Хирс, научный сотрудник по вопросам энергетики и профессор экономики Хьюстонского университета.«Они ушли по дороге, как обычно».

Представители ERCOT заявили, что некоторые производители внедрили новые зимние методы работы после замораживания десять лет назад, и были приняты новые добровольные «передовые методы». Вудфин сказал, что во время последующих штормов, например, в 2018 году, казалось, что эти усилия сработали. Но он сказал, что этот шторм был даже более сильным, чем ожидали регулирующие органы на основе моделей, разработанных после урагана 2011 года. Он признал, что любые внесенные изменения были «недостаточны для поддержания этих генераторов в рабочем состоянии» во время этого шторма.

После того, как в воскресенье ночью температура резко упала и снег покрыл большую часть штата, ERCOT предупредила, что повышенный спрос может привести к краткосрочным длительным отключениям электроэнергии. Вместо этого огромные части крупнейших городов Техаса потемнели и в течение нескольких дней оставались без тепла и электричества. Во вторник почти 60% семей и предприятий Хьюстона остались без электричества. По словам Вудфина, из общей установленной мощности электросети во время урагана отключилось около 40%.

Климатический звонок для пробуждения

Климатологи из Техаса согласны с руководителями ERCOT в том, что шторм на этой неделе был в некотором смысле беспрецедентным.Они также говорят, что это свидетельство того, что Техас не готов справиться с растущим числом более нестабильных и более экстремальных погодных явлений.

«Мы не можем полагаться на свое прошлое, чтобы направлять наше будущее», — сказал Дев Нийоги, профессор геолого-геофизических наук в Техасском университете в Остине, который ранее работал климатологом штата Индиана. Он отметил, что прежние барометры становятся менее полезными, поскольку в штатах наблюдаются более интенсивные погодные условия, охватывающие большие территории в течение продолжительных периодов времени.Он сказал, что климатологи хотят, чтобы при проектировании инфраструктуры учитывался «гораздо более широкий спектр возможностей», а не рассматривать эти штормы как редкость или так называемое «100-летнее событие».

Кэтрин Хейхо, ведущий климатолог из Техасского технологического университета, рассказала об исследовании 2018 года, которое показало, как потепление в Арктике вызывает более серьезные полярные вихри. «Это тревожный сигнал, чтобы сказать:« А что, если они становятся более частыми? »- сказал Хейхо. «Двигаясь вперед, это дает нам еще больше причин быть более подготовленными в будущем.”

Хейхо и Нийоги признали, что существует неопределенность в отношении связи между изменением климата и вспышками холода из Арктики. Однако они подчеркивают, что существует большая уверенность в том, что другие экстремальные погодные явления, такие как засуха, наводнения и волны тепла, усугубляются потеплением климата.

Другие официальные лица Техаса смотрели дальше ERCOT. Судья округа Даллас Клэй Дженкинс утверждал, что Комиссия по железным дорогам Техаса, которая регулирует нефтегазовую отрасль — в компетенцию которого входят газовые скважины и трубопроводы — отдавала предпочтение коммерческим клиентам, а не жителям, поскольку не требовала, чтобы оборудование было лучше оборудовано для работы в холодную погоду.RRC не сразу ответил на запрос о комментарии.

«В других штатах требуется, чтобы у вас были комплекты для холодной погоды на вашем генерирующем оборудовании, а также требуется, чтобы вы использовали газопроводы, проходящие по глубине или через материалы, с меньшей вероятностью замерзания», — сказал Дженкинс.

Рынок электроэнергии Техаса также не регулируется, что означает, что ни одна компания не владеет всеми электростанциями, линиями электропередачи и распределительными сетями. Вместо этого несколько разных компаний производят и передают электроэнергию, которую они продают на оптовом рынке еще большему количеству игроков.Эти энергетические компании, в свою очередь, продают дома и предприятиям. Политические эксперты расходятся во мнениях относительно того, помогла бы Техасу справиться с этими сбоями другая структура. «Я не думаю, что здесь виновато само дерегулирование», — сказал Джош Роудс, научный сотрудник Техасского университета в Энергетическом институте Остина.

История изоляции

Электросеть

Техаса также в основном изолирована от других районов страны, что позволяет избежать федерального регулирования.Он имеет некоторую связь с Мексикой и энергосистемой востока США, но у этих связей есть ограничения на то, что они могут передавать. Восточная часть США также столкнулась с той же зимой, когда спрос на электроэнергию резко возрос. Это означает, что Техас не смог получить большую помощь из других областей.

«Если вы хотите сказать, что можете справиться с этим самостоятельно, сделайте шаг вперед и сделайте это», — сказал Хирс, научный сотрудник UH Energy, о стремлении штата создать независимую сеть с дерегулируемым рынком. «Это невероятная неудача.”

Rhodes, UT Austin, сказал, что политикам Техаса следует подумать о дополнительных связях с остальной частью страны. Он признал, что это может привести к более высоким финансовым затратам — как и любые улучшения в сети для предотвращения будущих бедствий. Остается открытым вопрос, захочет ли руководство Техаса профинансировать или политически поддержать любой из этих вариантов.

«Нам нужно обсудить, если мы считаем, что у нас будет больше погодных явлений, подобных этой», — сказал Родс.«На каком-то уровне это сводится к тому, что если вам нужна более устойчивая сеть, мы можем ее построить, просто это будет стоить больше денег. Что вы готовы заплатить? Нам придется противостоять этому ».

Техасский технический университет, Техасский университет в Остине и Хьюстонский университет оказывали финансовую поддержку The Texas Tribune, некоммерческой, непартийной новостной организации, которая частично финансируется за счет пожертвований членов, фондов и корпоративных спонсоров.Финансовые спонсоры не играют никакой роли в журналистике Tribune. Полный их список можно найти здесь.

Почему не вращаются ветряные турбины?

Примерно 292 000 мегаватт-часов ветровой энергии были сокращены оператором системы электропередачи Среднего Запада в 2009 году; в 2010 году эта цифра подскочила примерно до 824 000 мегаватт-часов. При практическом опыте 7 центов за киловатт-час, это означает, что приблизительные затраты на потерю генерирующей мощности одной системы в 2010 году на 37 240 000 долларов США (при 57 680 000 долларов США) больше, чем потери в 2009 году (20 440 000 долларов США).

Даже в производстве энергии это большие цифры, но скорость их роста еще более пугает ветроэнергетику, изо всех сил пытающуюся сохранить конкурентоспособность затрат.

«Сокращение производства, — пояснил Гэри Моланд, директор по анализу рынка GL Garrard Hassan, — снижает выработку на предприятии ниже того, что оно могло бы производить».

«Для большинства объектов генерации, — сказал Моланд, — если вы перестанете отключать электроэнергию, вы также перестанете потреблять топливо, так что последствия сокращения будут как бы компенсированы.Если, однако, «вы не можете воспользоваться дующим ветром, этот ветер утихнет». Моланд продолжил, сказав, что эта практика «имеет большее влияние на экономику завода».

«Коэффициент мощности измеряет выходную мощность генератора в процентах от его максимальной мощности. С большинством форм генерации вы будете работать с любым экономическим коэффициентом мощности », — сказал Моланд. «Что касается ветра, это продиктовано тем, насколько сильный ветер дует».

Лучшие ветряные станции имеют коэффициент использования мощности около 40 процентов, что означает, что они производят в среднем 40 мегаватт на 100 мегаватт паспортной мощности в течение «всех часов в году».”

«Если вы теряете — сокращаете — два процента этого поколения, — сказал Моланд, — это действительно имеет большое значение». Коэффициент мощности снижается до 38 процентов, возможно, до пяти процентов от производства ветряной электростанции. «Все расходы на ветряную установку оплачиваются авансом», — пояснил Моланд. «Все финансовые модели, рассматривающие норму возврата инвестиций, предполагают определенный уровень наличия ветровой энергии».

В Техасе, где перегрузка линий электропередач является серьезной проблемой из-за большого и быстрого развития ветров, «нет ничего удивительного в том, что ветер сокращается на 10–20 процентов», — сказал Моланд.«Вы переходите с 40-процентного коэффициента использования мощности на 32-процентный. Это двадцать процентов от вашего производства». Это серьезный удар. «Ваш поток доходов меньше, а рентабельность инвестиций ниже». В то время, когда ветер находится в безотлагательной борьбе с природным газом за долю на рынке, сокращение может стать решающей проблемой.

Ограничение ветра может испортить рентабельность предприятия. Там, где это предусмотрено перспективными моделями, такими как те, которые Моланд использует для исследования перегрузок в GL Garrard Hassan, и те, которые используются специалистами по планированию передачи, это может сделать жизнеспособное развитие нежизнеспособным.

По словам Моланда, основной причиной сокращения передачи является ограниченная передача. В последние годы произошло крупномасштабное быстрое развитие в богатых ветрами регионах Среднего Запада США от границы с Канадой до Техаса, «где вы получаете эти 40 процентов ветровой доступности». Развитие трансмиссии не поспевает за темпами.

«Вы можете перейти от начала строительства к передаче электроэнергии на ветряную станцию ​​за двенадцать месяцев или даже быстрее, тогда как строительство линии электропередачи для обслуживания нового объекта, — сказал Моланд, — обычно занимает от трех до пяти лет.”

Он объяснил, что первоначальная разработка обычно не обременяет существующие линии, «но как только вы преодолеете определенный уровень, линии электропередач становятся перегруженными в часы сильного ветра, и единственное решение не перегружать эти линии — уменьшить количество электроэнергии, поступающей из них. Ветряные турбины.»

Моланд упомянул и другие факторы, которые могут простаивать турбины, в том числе (1) потребность оператора в мгновенно доступных вращающихся резервах, (2) плановое или внеплановое техническое обслуживание турбины или (3) экстремальные погодные условия.Однако ничто из этого не может быть столь значительным, как общенациональное влияние на экономику ветра из-за неадекватной и перегруженной передачи.

«Кредиторы, финансирующие строительство завода, ожидают определенной прибыли», — сказал Моланд. Если «этот завод недостаточно эффективен, это повлияет как на рентабельность, так и на их желание финансировать дополнительные заводы», — сказал Моланд.

Большинству кредиторов сейчас требуются исследования по сокращению скоплений, которые учитывают широкий спектр факторов риска сокращения.«Наряду с тем, насколько хорош ветер и потенциальные рынки сбыта ветра, передача теперь является частью анализа», — сказал Моланд. «Если будут выявлены ограничения по передаче, это станет дополнительным препятствием для финансирования сайта».

Еще один — и особенно важный — способ воздействия сокращения выбросов на ветровую экономику — это заключение договоров о закупке электроэнергии коммунальными предприятиями (PPA).

Коммунальные предприятия, заинтересованные в добавлении ветра в свои портфели, либо из-за государственных мандатов, либо потому, что они ожидают, что такие активы будут расти в стоимости, теперь могут счесть необходимым либо потребовать от разработчиков принять определенный уровень невозмещаемого сокращения расходов, либо взять на себя обязательство по оплате, даже если производство свернуто.Часто коммунальные предприятия могут достичь запланированных или установленных целей только за счет защиты девелоперов от потерь от сокращения.

«У коммунального предприятия есть на рынке некоторые механизмы для хеджирования риска заторов», — сказал Моланд. Но то, что коммунальное предприятие не может застраховать, конечно, можно передать налогоплательщику.

По мнению Моланда, лучшим решением для устранения ограничений является экономичное хранение энергии. Но три лучших кандидата (гидроаккумулятор, сжатый воздух и аккумуляторные батареи) в настоящее время сталкиваются с проблемами, ограничивающими их рентабельность.

Новая трансмиссия — окончательный ответ. Это требует инвестиций в инфраструктуру, но, как отметил Моланд, исследования, такие как План совместной скоординированной системы 2008 г., проведенные операторами систем из восточной части США, показывают, что расходы на строительство линий электропередачи в долгосрочной перспективе сокращают расходы, такие как сокращение расходов.

Коммерческие решения в области ветроэнергетики для бизнеса | Блог

Энергия ветра набирает обороты во всем мире как основной источник возобновляемой энергии и электричества. Чтобы удовлетворить растущий спрос на альтернативные источники энергии, около 57 000 ветряных турбин вырабатывают более 97 000 МВт чистой энергии на ветряных фермах на суше и на море по всей территории Соединенных Штатов.

Фактически, мощность ветроэнергетики в США выросла более чем в три раза за последние 10 лет. С конца 2016 года ветроэнергетика была крупнейшим возобновляемым источником энергии в США. Это включает проекты коммунального масштаба в 41 штате, распределенные ветровые системы во всех 50 и несколько морских проектов.

По мере того, как наблюдается значительный рост, энергия ветра во многих штатах в настоящее время превышает 25% от общей потребности в электроэнергии. Ожидается, что в масштабах страны энергия ветра будет обеспечивать 20% всех потребностей в электроэнергии в США.S. к 2030 году. В частности, коммерческие и промышленные корпорации, как местные, так и общенациональные, стимулируют спрос и создают новые рынки ветроэнергетики для предприятий.

Что такое энергия ветра для бизнеса?

Многочисленные корпорации, предприятия, фермы, школы и целые сообщества уже используют силу ветра для удовлетворения своих потребностей в энергии. Поскольку системы ветряных турбин бывают разных размеров, они могут удовлетворить различные потребности в энергии.

Ветровые турбины превращают кинетическую энергию ветра в механическую энергию или электричество.Лопасти турбины вращаются за счет ветра, который раскручивает вал, соединенный с генератором.

Береговые ветряные турбины различаются по размеру: старые турбины обычно вырабатывают 1 мегаватт (МВт) средней мощности, а более новые модели турбин — около 3 МВт. Скорость ветра от 30 до 55 миль в час отлично подходит для выработки электроэнергии на суше.

Морские турбины, с другой стороны, намного больше. Одна турбина может превышать 9 МВт генерирующей мощности и может либо достигать дна океана, либо работать как плавучая платформа.В США огромный потенциал морской ветроэнергетики является его самым большим преимуществом. Он может производить более чем в два раза больше энергии, чем вся страна потребляет за год (более 2000 ГВт). С другой стороны, морской ветер требует значительных инвестиций в инфраструктуру, чтобы доставлять всю энергию на сушу.

Коммерческие ветряные турбины на месте занимают отдельный уникальный сегмент ветроэнергетического рынка, который находится между ветряными турбинами для жилых и промышленных или коммунальных предприятий.Коммерческие ветряные турбины обычно имеют мощность ниже 100 кВт — все, что больше, считается коммунальным. Многие владельцы сайтов добавят несколько турбинных систем на одну площадку. Локальная система мощностью 10 кВт может производить до 10 000 киловатт-часов возобновляемой электроэнергии в год.

После установки или строительства требуется только регулярное обслуживание ветряного генератора, башни и линий электропередачи. Однако, в отличие от обычных электростанций, здесь не требуется топлива. Нет трубопроводов. Никаких нефтяных поездов или наземного транспорта.И никакого постпроизводственного потока отходов или выбросов в течение десятилетий при вращении каждой турбины.

Является ли энергия ветра возобновляемой и надежной?

Реальность такова, что ни один источник энергии не является надежным на 100%. Однако ветер и солнце являются удивительно устойчивыми источниками энергии перед лицом стихийных бедствий.

Во время полярного вихря 2014 года, например, из-за сильного холода замерзли угольные сваи и трубопроводы природного газа. В то же время ветряные турбины продолжали вращаться. Это позволило потребителям Великих озер и Средней Атлантики не выключать свет, сэкономив при этом более 1 миллиарда долларов всего за два дня.

Только ураганы

могут ежегодно причинять в США ущерб на сотни миллиардов долларов, оставляя дома и жизненно важные службы без электричества. Они также подрывают обычную выработку электроэнергии.

Когда ураган Харви обрушился на США в 2017 году, угольные склады в Техасе затопило и отключило электростанции, а ядерные объекты во Флориде также были остановлены в качестве меры предосторожности из-за урагана. Даже через три недели после урагана 3900 домов все еще оставались без электричества.Всего один ураган привел к остановке 25% добычи нефти и газа в регионе, что повлияло на 5% добычи в стране.

Техас, штат, который генерирует больше всего ветров на суше в США и поставляет до 40% энергии штата, увидел, что большинство его ветряных башен продолжали вырабатывать электроэнергию в обычном режиме во время того же шторма, в том числе Duke Energy Los Vientos I и Ветряные электростанции Лос-Виентос II в округе Уилласи.

Ураган Флоренция, обрушившийся на восточное побережье в 2018 году, — еще один крупный шторм, оставшийся после 1.9 миллионов домов, услуг и предприятий обесточены по всей Каролине. Повреждение угольной генерации вызвало длительные перебои в работе, в то время как на следующий день были запущены ветряные и солнечные установки, многие из которых не пострадали.

В будущем мощность этих все более интенсивных штормовых систем может также стать благом для возобновляемой генерации. Ознакомьтесь с инновациями, такими как разработка ветряных турбин типа «Тайфун».

Доступ к ветровой энергии в вашем регионе

Проект Frontier Windpower Project — еще один хороший пример того, как далеко зашла ветровая энергия, которая вырабатывает 200 МВт, чтобы обеспечить электроэнергией без выбросов, достаточную для питания 60 000 домов.

Возобновляемая энергия не идеальна. Когда дело доходит до энергии ветра, вы все равно захотите оценить, достаточно ли ветровых ресурсов в вашем районе, чтобы обеспечить необходимую вам мощность на устойчивой основе. Вы можете сделать это двумя способами.

Хорошее место для начала — карта ветров США. Она может помочь вам получить общее представление о ветровых ресурсах в вашем районе. В общем, если ваш бизнес расположен в прибрежной зоне, вдоль хребта или в районе Великих равнин, у вас, вероятно, будет сильный постоянный ветер.Чтобы определить, подходит ли ваш участок для использования энергии ветра, используйте оценщик участка ветра и / или систему сбора данных.

Как мой бизнес может получить выгоду от решений для ветроэнергетики?

Чтобы стать ведущим возобновляемым источником энергии в США, инновации в области ветроэнергетики развивались стремительно, создавая большую ценность как для бизнеса, так и для местного населения. Компаниям и владельцам предприятий, которые переходят на решения в области ветроэнергетики, предоставляется ряд преимуществ, в том числе:

1. Стабильный источник недорогой энергии в любом масштабе. Хотя колебания цен на электроэнергию довольно сложно предсказать, большинство экспертов сходятся во мнении, что затраты на электроэнергию будут продолжать расти. Когда вы заключаете долгосрочное соглашение о возобновляемых источниках энергии и / или устанавливаете на месте собственную ветряную или солнечную энергию, вы берете на себя контроль над своими расходами, а также выбросами. Соглашения о покупке электроэнергии (PPA) или виртуальные PPA могут устанавливать цену на десятилетия.
2. Множество налоговых преимуществ. Существует множество местных и государственных налоговых льгот, а также федеральных программ налоговых льгот, включая налоговый кредит на производство (PTC) и инвестиционный налоговый кредит или ITC.Поговорите со своим налоговым экспертом или партнером по развитию распределенной энергетики, чтобы узнать больше.
3. Энергетическая гибкость и контроль. Практически по всем параметрам производство возобновляемой энергии с помощью ветра и солнца превзошло прогнозы экспертов десятилетней давности. Варианты выработки электроэнергии на месте и за его пределами создали больше способов мониторинга и контроля того, сколько и когда используется электричество. Это включает в себя хранение более чистой выработанной электроэнергии на месте с помощью аккумуляторных батарей на тот случай, когда электроэнергия, подключенная к сети, является наиболее дорогой или когда она не вырабатывается из возобновляемых источников.
4. Экологическая устойчивость. Производя и используя чистую возобновляемую энергию, ваша компания снизит выбросы парниковых газов (ПГ), которые вы производите, и, таким образом, поможет бороться с последствиями изменения климата и другими экологическими угрозами. Многие крупные корпорации стремятся использовать 100% возобновляемые источники энергии как средство снижения выбросов углекислого газа и количественной иллюстрации своих обязательств по обеспечению устойчивости. Энергия ветра за пределами площадки в сочетании с местной солнечной батареей и батареями создала новую модель, которая сокращает больше выбросов, включая потребность в использовании ископаемых видов топлива, с высоким уровнем выбросов и редко используемыми пиковыми электростанциями.

Где я могу узнать больше о решениях для ветроэнергетики?

Duke Energy Renewables, нерегулируемое подразделение Duke Energy, управляет ветряными и солнечными электростанциями на всей территории США с общей электрической мощностью 3000 мегаватт. Электроэнергия продается электроэнергетическим компаниям, электроэнергетическим кооперативам, муниципалитетам, а также коммерческим и промышленным потребителям. Подразделение также управляет проектами хранения энергии и микросетей.

Что случилось с электросетью Техаса?

Миллионы техасцев остались без отопления и электричества в понедельник, так как снег, лед и низкие температуры вызвали катастрофический отказ электросети штата.

Электросеть Техаса, питаемая в основном ветром и природным газом, относительно хорошо оборудована для работы в жаркое и влажное лето в штате, когда потребность в электроэнергии резко возрастает. Но, в отличие от жаркого лета, суровая зимняя погода нанесла сокрушительный удар по производству электроэнергии, сократив поставки, поскольку из-за падения температуры спрос повысился.

Нехватка природного газа и замерзшие ветряные турбины уже сокращали выработку электроэнергии, когда в понедельник рано утром в результате взрыва в Арктике генераторы отключились.

Совет по надежности электроснабжения Техаса, или ERCOT, который отвечает за планирование подачи электроэнергии и обеспечение надежности электрической сети, объявил чрезвычайную ситуацию с дефицитом выработки электроэнергии в масштабе штата и попросил компании, поставляющие электроэнергию, снизить нагрузку за счет контролируемых отключений.

Более 4 миллионов потребителей в Техасе остались без электричества, в том числе 1,4 миллиона в районе Хьюстона, самый серьезный энергетический кризис в штате за десятилетие.Ожидается, что принудительные отключения продлятся, по крайней мере, в течение части вторника, сказал менеджер сети штата.

CenterPoint Energy, регулируемая коммунальная компания, которая поставляет электроэнергию в дома в районе Хьюстона и предоставляет услуги природного газа, по распоряжению регуляторов штата приступила к отключению электричества в регионе Хьюстона. В нем говорится, что клиенты, испытывающие перебои в работе, должны быть готовы остаться без электричества по крайней мере до понедельника.

«Как долго это будет продолжаться? Я не знаю ответа, — сказал Кенни Меркадо, исполнительный вице-президент Хьюстонского коммунального предприятия.«Генераторы делают все возможное, чтобы снова заработать. Но их работа требует времени, и я не знаю, сколько времени это займет. Но для того, чтобы двигаться вперед, мы должны вернуть поколение в энергосистему. Это наша основная потребность ».

В феврале 2021 года в разгар рекордной зимней бури жители Хьюстона проснулись от снежного покрова даже на самых оживленных дорогах города. Видео: Houston Chronicle Photo Staff

Дэн Вудфин, старший директор ERCOT по системным операциям, сказал, что из-за постоянных отключений электроэнергии в автономном режиме уходит больше электроэнергии на более длительные периоды, чем когда-либо прежде.По оценкам, 34 000 мегаватт выработки электроэнергии — более трети общей генерирующей мощности системы — были отключены из-за экстремальных зимних погодных условий на фоне резкого роста спроса, когда жители запускали системы отопления.

Министерство энергетики США в ответ на запрос ERCOT издало приказ поздно вечером в понедельник, разрешающий электростанциям по всему штату работать с максимальной производительностью, даже если это приведет к превышению лимитов загрязнения.

Эд Хирс, научный сотрудник факультета экономики Хьюстонского университета, обвинил в сбоях дерегулируемую энергосистему штата, которая не обеспечивает генераторов энергии, необходимой для инвестирования в техническое обслуживание и улучшение электростанций.

«Сеть ERCOT рухнула точно так же, как и старый Советский Союз», — сказал Хирс. «Он хромал из-за недостатка инвестиций и пренебрежения, пока, наконец, не сломался при предсказуемых обстоятельствах.

«Более десяти лет генераторы не могли взимать плату за производство электроэнергии», — сказал Хирс. «Если вы не вернете свои деньги, как вы сможете их поддерживать? Это как не заботиться о своей машине. Если вы не меняете масло и шины, вы не можете ожидать, что ваша машина будет готова к эвакуации, не говоря уже о том, чтобы заставить вас работать.”

Woodfin сказал, что ERCOT и генераторы следовали лучшим методам подготовки к зиме, но суровость погоды была беспрецедентной — «значительно превышающей расчетные параметры экстремальной зимы в Техасе».

Электроэнергетика пострадала из-за того, что холодная погода заморозила ветряные турбины и вызвала перебои в работе газовых и других электростанций. По словам Вудфина, большая часть отключенной электроэнергии поступает от тепловых источников, особенно от природного газа.

Поставки природного газа для производства электроэнергии уже ограничены зимой, в разгар сезона для газа, используемого для отопления, что увеличивает давление на источники, используемые для выработки электроэнергии.

Железнодорожная комиссия Техаса, которая регулирует добычу нефти и природного газа в штате, заявила в понедельник днем, что некоторые производители, особенно в Пермском бассейне и Панхандле, столкнулись с беспрецедентными морозными условиями, вызывающими обеспокоенность по поводу безопасности сотрудников и влияющими на производство.

В рамках общегосударственного ответа комиссары издали в пятницу вечером экстренный приказ для устранения нехватки природного газа, требуя, чтобы газ сначала доставлялся в жилые дома, больницы, школы, церкви и другие места, отвечающие человеческим потребностям, а затем на электростанции. а затем промышленным пользователям.

RRC также выпустило уведомление с просьбой к нефтегазовым операторам контролировать и поддерживать операции в соответствии с требованиями безопасности.

ERCOT и представители коммунальных служб призвали техасцев делать все возможное для экономии энергии.

«Каждый ватт сбережений — это один ватт, который нам не нужно тратить у кого-то дома», — сказал Меркадо. «Для тех, у кого еще есть электричество, будь то коммерческое предприятие, школа, жилой дом, если они смогут снизить свой спрос на электроэнергию, это поможет нам.Это то, что нам нужно сегодня. Я хочу это подчеркнуть ».

Из-за высокого спроса и дефицита поставок оптовые цены на электроэнергию резко выросли, и из-за характера контрактов на электроэнергию это повышение может ощущаться потребителями задолго до того, как в регионе оттепель. По данным ERCOT, оптовые продажи электроэнергии близки к максимуму в 9000 долларов за мегаватт-час на рынках электроэнергии по всему штату в понедельник, поскольку система изо всех сил пыталась удовлетворить спрос.

Система установила новый рекорд рано утром в понедельник — более 69 000 мегаватт-часов, что намного выше предыдущего зимнего рекорда в 66 000 мегаватт-часов, установленного в 2018 году.

ERCOT вошел в аварийный режим и в понедельник в 1:25 утра инициировал чередующиеся отключения. Поскольку регулирующий орган призывает к сокращению спроса, каждый поставщик несет ответственность за сокращение своей доли на рынке. В случае с CenterPoint это около 25 процентов, сказал Вудфин из ERCOT.

На

Oncor, обслуживающую регион Даллас и за его пределами, приходится 36 процентов.

По словам мэра Сильвестра Тернера, чередование отключений может быть инициировано до тех пор, пока не закончится эта чрезвычайная погодная ситуация, с утра понедельника и вторника в периоды наибольшего риска отключений электроэнергии.Отключение электроэнергии может длиться от 15 минут до часа и происходить более одного раза.

«Это не веерные отключения электроэнергии. Мы имеем дело с общесистемными отключениями электроэнергии по всему штату », — написал Тернер в Твиттере в 8:11 утра

.

Поврежденные линии электропередачи из-за обледенения могут удерживать некоторых потребителей в холоде и темноте в течение длительного времени.

Хирс сказал, что жители Хьюстона могут ожидать большего количества отключений электроэнергии в будущем.

«2011 год был ужасным похолоданием и отключениями электроэнергии», — сказал Хирс.«Это случалось раньше и будет происходить до тех пор, пока Техас не проведет реструктуризацию своего рынка электроэнергии».

[email protected]

[email protected]

ребекка [email protected]

Включаем ветер в работу | Национальное географическое общество

Энергия ветра вырабатывается движением воздуха (ветра) и преобразуется в энергию для использования человеком.Ветер использовался в качестве источника энергии более тысячи лет, но на протяжении большей части 20 века его заменяли ископаемым топливом. Сегодня ветер возвращается в качестве источника электричества и энергии.

Энергия ветра вырабатывается с помощью ветряных турбин — высоких трубчатых башен с лопастями, вращающимися наверху. Когда ветер вращает лопасти, лопасти вращают генератор и вырабатывают электричество. Ветровые турбины могут иметь горизонтальную или вертикальную ось. На самом деле турбины не производят энергию ветра.Лопасти вращаются, преобразуют энергию ветра в энергию вращения, форму механической энергии, а эта энергия, в свою очередь, преобразуется в электрическую.

Горизонтально-осевые ветряные турбины (HAWT) являются наиболее распространенным типом ветряных мельниц, производящих электроэнергию. У большинства из них есть три больших лопасти, которые вращаются параллельно своим башням, где расположены главный ротор и генератор.

Большинство массивов HAWT окрашены в белый цвет для улучшения видимости низколетящих самолетов. Их высота составляет от 60 до 90 метров (от 200 до 300 футов), а лопасти вращаются со скоростью от 10 до 20 оборотов в минуту.

Огромные жесткие лопасти ветряной турбины с горизонтальной осью обычно обращены к ветру (против ветра). Флюгер или датчик ветра определяют, в какую сторону дует ветер, и поворачивают турбину навстречу встречному ветру.

Вертикально-осевые ветряные турбины (VAWT) имеют различные лопасти необычной формы, которые вращаются по полному кругу вокруг своей башни. Главный ротор и генератор расположены у земли, что упрощает и удешевляет обслуживание. VAWT не должны располагаться против ветра, чтобы производить электричество.

Ветровые турбины с вертикальной осью могут быть намного меньше, чем их горизонтальные аналоги. Имея всего 5 метров (15 футов) в высоту, эти VAWT могут быть установлены на крышах зданий.

Турбины не могут работать при любой скорости ветра. Если ветер будет слишком сильным, они могут быть повреждены. Поэтому турбина оснащена автоматическим контроллером, который включается, когда ветер дует с максимальной скоростью, для выработки электроэнергии. Эта скорость обычно составляет от 13 до 90 километров в час (от 8 до 55 миль в час).Если ветер становится сильнее, контроллер выключает турбину.

Ветряные электростанции

Для выработки большого количества электроэнергии ветряные турбины часто строятся большими группами, называемыми ветряными фермами. Ветряные электростанции состоят из сотен турбин, расположенных на сотнях акров.

Одна из крупнейших ветряных электростанций в мире — это ветряный парк Джайсалмер, который представляет собой серию связанных объектов в штате Раджастан, Индия. В апреле 2012 года Джайсалмер произвел 1064 мегаватт электроэнергии, больше, чем любая другая береговая ветряная электростанция в мире.

Ветряные электростанции часто расположены в сельскохозяйственных районах, где земля между турбинами все еще может использоваться для ведения сельского хозяйства. На пасущихся животных не действуют большие тихоходные турбины.

В США «кукурузный пояс» пересекается с «ветровым поясом» — районом Среднего Запада, который идеально подходит для сбора урожая и ветра. Ветряные турбины возвышаются над акрами кукурузы, сои и люцерны в штатах Айова, Небраска и Канзас. Некоторые ученые предполагают, что ветровые турбины могут даже улучшить приток углекислого газа к окружающим культурам.

Ветряные электростанции также могут располагаться на море. Эти турбины используют более сильные, более предсказуемые и более частые ветры, которые развиваются, когда прохладный океанский бриз встречается с более теплыми континентальными ветрами.

Самые мощные в мире оффшорные ветряные электростанции убирают резкие ветры у берегов Северной Европы. Например, ветряная электростанция Уолни — это ферма из 102 турбин в Ирландском море у побережья Камбрии, Англия. Walney — крупнейшая оффшорная ветряная электростанция в мире, вырабатывающая 367 мегаватт электроэнергии.

Также разрабатываются технологии для создания ветряных электростанций на очень больших высотах. Реактивные течения — это стремительные ветры, которые дуют в стратосфере на высоте 9 754 метра (32 000 футов). Ученые и инженеры разрабатывают ветряную турбину, которая была бы привязана к земле, как воздушный змей, но парила в воздухе на тысячи метров, чтобы улавливать энергию реактивных потоков для производства электроэнергии.

Отдельные ветряные турбины могут быть приобретены физическими лицами для выработки электроэнергии для дома или бизнеса.Progressive Field, дом бейсбольной команды Cleveland Indians в Кливленде, штат Огайо, имеет огромную ветряную турбину с вертикальной осью. Ожидается, что турбина в форме штопора будет вырабатывать около 40 000 киловатт-часов в год, что примерно соответствует количеству энергии, необходимой для питания четырех домов.

Ветровые турбины зависят от ветра, который непостоянен и его трудно предсказать. Хотя ветер является возобновляемым ресурсом, его скорость и направление часто меняются в зависимости от других условий атмосферы, таких как температура, влажность и время года.

Сегодня эта непредсказуемость делает его плохой заменой ископаемому топливу или более мощным возобновляемым источникам энергии, таким как солнечная энергия. Развивающиеся страны, такие как Бразилия и Индия, индустриализируются быстрыми темпами. Промышленно развитый западный мир полагается на электричество как в средствах массовой информации, так и в торговле. Из-за растущих требований к электросети ветер может быть отличным дополнением к традиционной энергии, но не доминирующим компонентом в большинстве регионов.

Ветряные мельницы и эволюция энергии ветра

На протяжении тысячелетий люди использовали энергию ветра.Пять тысяч лет назад ветряные лодки перевозили людей и грузы по реке Нил. За тысячи лет до кондиционирования воздуха древние инженеры использовали серию окон и тонких реек — процесс, называемый естественной вентиляцией, — чтобы обеспечить прохладный ветерок людям внутри домов или других зданий. Древнегреческому инженеру Герону Александрийскому приписывают создание первой в мире ветряной мельницы.

Ветряные мельницы функционируют аналогично ветряным турбинам, и древние культуры имели ветряные мельницы как с горизонтальной, так и с вертикальной осью.Фактически, единственная разница между ветряными мельницами и ветряными турбинами заключается в том, как используется энергия, которую они используют. Ветряные турбины вырабатывают электроэнергию. Изначально ветряные мельницы предназначались для измельчения (измельчения) зерна и перекачивания воды.

И в древних, и в современных ветряных мельницах приводной вал соединяет вращающиеся лопасти с двумя большими колесами (жерновами) на полу мельницы. (Благодаря корпусу этих колес ветряные мельницы имеют широкую коническую форму, а турбины — высокие и тонкие башни.) Один жернов расположен параллельно земле примерно на уровне пояса.Другой сидит на нем перпендикулярно. Ветер вращает лопасти, лопасти вращают приводной вал, а приводной вал вращает жернова. Зерно, например ячмень, насыпают в полый вращающийся жернов и измельчают в муку, когда колеса измельчают друг друга.

Ветряные насосы или водяные ветряные мельницы работают аналогично. Ветряные насосы имеют до дюжины вращающихся лопастей (часто называемых парусами), иногда в двух полосах. Вращение лопастей заставляет ротор перемещать длинную штангу передачи вверх и вниз.Движение штока трансмиссии поднимает и опускает поршень в насосе, состоящем из цилиндра и двух клапанов. Во время хода вниз цилиндр наполняется водой, а во время хода вверх вода поднимается в трубу или колодец. Базовая конструкция ветряных насосов не менялась более тысячи лет, и эти конструкции хорошо известны в современной Австралии, Южной Африке, канадских «провинциях прерий» и на Среднем Западе Америки.

Первые ветряные мельницы, которые использовались для измельчения зерна, были разработаны в Систане, регионе на территории нынешнего Ирана и Афганистана, в 600-х годах.Лопасти этих ветряных мельниц с горизонтальной осью были сделаны из прочных тростниковых циновок.

К 700-м годам ветряные мельницы перемалывали зерно на Ближнем Востоке и качали воду в Китае. Европейские купцы, путешествующие в Азию, вернули с собой инженерные технологии.

Пожалуй, самые знакомые группы ветряных мельниц разбросаны по Нидерландам. Голландские ветряные мельницы привели в действие грандиозный инженерный подвиг по осушению поймы страны вдоль побережья Северного моря. Еще в 14 веке голландские инженеры и фермеры использовали ветряные насосы для осушения низменных долин и возведения дамб вокруг недавно обнаженных земель.Эти участки, известные как польдеры, использовались для расширения пахотных земель в Нидерландах.

Ветряные мельницы утратили свое значение во время промышленной революции 1700-х и 1800-х годов. Ветряные мельницы, полагающиеся на непредсказуемый и непостоянный ветер, не могли справиться с растущим количеством энергии, необходимой для поддержки новых заводов. Новые изобретения, такие как паровой двигатель, обеспечивали мощную и постоянную энергию, необходимую для работы большого оборудования и массового производства.

Со временем турбины были разработаны для выработки электроэнергии в Европе и Северной Америке.Первая ветряная турбина вырабатывала электроэнергию для Майкирка, Шотландия, дома изобретателя Джеймса Блайта, в 1887 году. Первая ветряная турбина, синхронизированная с электросетью, стояла на вершине холма под названием «Дедушка Кноб» в американском штате Вермонт и проработала всего около 1100 часов. в 1941 году.

Несмотря на относительно недорогой и возобновляемый источник энергии, энергия ветра вышла из моды в 20 веке. Ископаемые виды топлива, такие как уголь, нефть и природный газ, были более надежными источниками электричества и энергии.

Нефтяной кризис 1970-х годов, однако, совпал с растущим экологическим движением. Люди снова начали искать более дешевые и устойчивые источники энергии. За это время была создана первая в мире ветряная электростанция: 20 турбин в предгорьях Кротчед-Маунтин, штат Нью-Гэмпшир.

Сегодня ветряные электростанции строятся во многих областях. США обладают наибольшим потенциалом ветроэнергетики в мире и построили ветряные фермы на Среднем Западе (где ветряные турбины делят пространство с сельскохозяйственными полями), в пустынях и предгорьях.Самая большая ветряная электростанция в США — Центр ветроэнергетики Альта в округе Керн, Калифорния. Ветряная электростанция, состоящая из более чем 300 турбин, расположена на узком ветреном перевале Техачапи, который соединяет долину Сан-Хоакин с пустыней Мохаве.

Быстро индустриальные страны БРИК (Бразилия, Россия, Индия и Китай) возводят ветряные электростанции на неосвоенных землях в пустынях и ветреных предгорьях горных хребтов. Ветряная электростанция Ганьсу в настоящее время находится на начальной стадии строительства в китайской провинции Ганьсу.Ветряная электростанция Ганьсу будет представлять собой соединенную серию ветряных электростанций, способных производить колоссальные 5160 мегаватт электроэнергии.

Развивающиеся страны Африки и Юго-Восточной Азии также инвестируют в ветряные электростанции. Одна из крупнейших ветряных электростанций, находящихся в настоящее время в разработке, — это проект ветряной электростанции на озере Туркана, состоящий из 365 турбин возле озера Туркана, Кения. Ветряная электростанция расположена между двумя горными системами, где ветры сильные, устойчивые и предсказуемые. По завершении проект обеспечит электричеством тысячи домов и предприятий по всей северной Кении.

Преимущества

Есть много преимуществ в использовании энергии ветра для производства электричества.

• Ветер нельзя использовать — он возникает естественным образом, независимо от того, используем ли мы его для получения электричества или нет.
• Ветер — чистый источник топлива. Турбины не имеют выбросов и не загрязняют воздух. Это имеет глобальное значение, поскольку все больше стран индустриализируются и увеличивают спрос на электроэнергию для домов, предприятий, больниц и школ.Например, многие школы в американском штате Айова установили ветряные турбины. Первоначальные инвестиции в машины и оборудование были компенсированы экономией более 100 000 долларов в год. Школы также выбрасывают на миллионы килограммов меньше углекислого газа.
• Ветроэнергетика — дешевая! Это один из самых дешевых возобновляемых источников энергии. В США он стоит от 4 до 6 центов за киловатт-час. Это дешевле природного газа, но все же дороже атомной энергии или угля.
• Ветер генерируется по всей планете, и ветряные турбины можно экономично установить практически везде. Это делает его ключевым ресурсом в развивающихся странах. Например, ядерная энергия требует рабочей силы со значительным образованием и инженерным образованием, а также первоначальных инвестиций в атомные электростанции. Развитие электростанций, работающих на ископаемом топливе, зависит от еще большего числа факторов: наличия угля, нефти или газа; оборудование и технологии для его доработки; и финансы для импорта или экспорта необработанных или очищенных товаров.Непал, например, является развивающейся страной, не имеющей ресурсов ископаемого топлива, но богатой ветреными гималайскими горными перевалами. Руководители Непала разрабатывают политику инвестирования в проекты ветряных электростанций с использованием местных материалов. Это расширит энергосистему страны и обеспечит более активное промышленное развитие.

Проблемы
Есть также много проблем, связанных с использованием энергии ветра:

• Несмотря на то, что энергия ветра дешевая, первоначальные затраты на строительство ветряной электростанции или установку турбины по-прежнему обходятся дороже, чем генераторы на ископаемом топливе.На компенсацию начальных затрат могут уйти годы.
• Береговые ветряные электростанции требуют акров земли и должны конкурировать с другими видами использования. В США и Австралии земля между турбинами часто используется в сельскохозяйственных целях, и фермеру или владельцу ранчо, владеющему этой землей, платят за сдачу в аренду участков своих полей. При планировании ветряной электростанции в холмистой местности, с устойчивыми и сильными ветрами, возможно, потребуется спилить деревья. Это разрушает среду обитания десятков видов и может даже повлиять на большую пищевую сеть района.В Северной Европе ветряные электростанции часто развиваются на болотах, которые являются резервуарами ископаемого торфа. Развитие болот для установки ветряных турбин может привести к выбросу многих килограммов углекислого газа и других парниковых газов.
• Ветряные турбины могут убивать летучих мышей и птиц. Эхолокация летучих мышей не учитывает гигантские вращающиеся лезвия, и в них можно попасть. Лезвия также поражают птиц и могут отпугнуть некоторые виды птиц от их среды обитания. Возможные решения могут не требовать сложных технологий.Исследование, отслеживавшее гибель летучих мышей вокруг турбин в округе Сомерсет, штат Пенсильвания, показало, что число погибших сократилось более чем вдвое, когда турбины просто перестали работать в периоды очень слабой ветровой активности. Другие решения включают использование ультрафиолетового излучения (УФ-света) для улучшения восприятия летучими мышами движущихся лопастей и создание устройства, имитирующего звуки, которых летучие мыши избегают.
• Морские ветряные электростанции могут повлиять на морскую экосистему. Морское дно должно быть взорвано и пробурено для установки ветряной турбины.Хотя ветряные электростанции тщательно спланированы, чтобы избежать судоходных маршрутов и загруженных гаваней, они все же могут представлять опасность для судов во время сильных штормов.
• Некоторые жители, живущие рядом с ветряными электростанциями, жалуются на шум или внешний вид оборудования.
• Места, где дует сильный ветер, часто находятся в отдаленных районах, далеко от городов и людей, которые могли бы его использовать. Линии электропередачи должны быть построены для передачи электроэнергии в города.

Самым проблемным активом ветровой энергии, конечно же, является сам ветер.Когда ветер не дует, электричество не вырабатывается.