+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Ветряной электрогенератор

Изобретение касается способа, а также системы для преобразования кинетической энергии, содержащейся в горизонтальных потоках, возникающих в естественных текучих средах, находящихся над землей, в полезную механическую энергию.

Почти везде в основных встречающихся на Земле текучих средах (воздух, содержащийся в атмосфере над поверхностью Земли, пресная и солевая вода, накапливаемая в водоемах) существуют естественные горизонтальные потоки. Под горизонтальными потоками в контексте данного изобретения понимаются такие потоки, которые непременно имеют горизонтальную составляющую. Примерами подобных потоков являются ветра в различных слоях атмосферы, или морские течения, или другие течения в водоемах. Принципиально эти потоки являются накопителями больших количеств энергии, использование которой все больше желательно и уже осуществляется в различных вариантах. Примерами технических уже реализуемых вариантов использования подобных потоков являются приливные гидроэлектростанции, которые используют поток водных масс, начинающийся при приливе или заканчивающийся при отливе, чтобы вырабатывать электричество с помощью турбин и рядом с ними расположенных генераторов, или ветросиловых установок, которые посредством роторов, приводимых в движение дующим над землей ветром, превращают ветровую энергию сначала в механическую энергию и посредством присоединенных к ним генераторов — в электрическую энергию.

Освоение энергии, существующей в подобных потоках, по сравнению с производством энергии из минерального топлива или посредством использования ядерных процессов имеет преимущество в том, что оно является значительно более экологически чистым.

Из US2002/0033019 А1 известна энергетическая система, извлекающая энергию из естественных водных и воздушных потоков. Данная система выполнена в виде двигателей, совершающих возвратно-поступательное движение на большой ход в открытых потоках и использующих один или более взаимодействующих с потоком элементов, таких как, например, плавучих якорей (парашютов) для водных потоков или аэродинамических профилей для использования с ветром, привязанных к силовому барабану и используемых для получения электрической энергии или для закачки воды, например, из скважины.

С помощью изобретения поэтому должен быть предложен новый способ для освоения энергий, содержащихся в проточных текучих средах. Далее должна быть указана система, с помощью которой такой способ может быть преобразован.

Решение аспектов этой задачи, относящихся к способу согласно изобретению, осуществляется посредством способа с признаками по п.1 формулы изобретения с альтернативой посредством способа с признаками по п.3 формулы изобретения, системы, решающие аспекты, относящиеся к системе, указаны альтернативно в п.п.6 и 8 формулы изобретения. Предпочтительные дальнейшие варианты усовершенствования для способа названы в зависимых п.п.2, 4 и 5 формулы изобретения, а для системы — в п.п.7, 9 и 10. В п.п.11 и 12 формулы изобретения указаны конечные применения новой системы согласно изобретению.

Принципиальный вывод, на которые опираются способ и система, состоит в том, что возникающие над землей горизонтальные потоки на основе трения относительно неподвижной поверхности земли вблизи земли текут со скоростью, лежащей около нуля, с возрастающим расстоянием от земли скорость потока увеличивается. Этот принцип действует как для воздушных потоков, как, например, в материковых ветрах, дующих по существу в постоянном направлении через широкие области земной поверхности, так и для потоков в воде, например морских течениях.

Этот основной принцип согласно изобретению в первом аспекте используется таким образом, что движущиеся в потоках несущие корпусы, которые прикреплены к циркулирующему элементу посредством удерживающих тросов или цепей, установлены на различных высотах относительно земли. Там, где несущий корпус должен двигаться вместе с потоком, установлен соответственно длинный удерживающий трос или удерживающая цепь, таким образом, несущий корпус оказывается находящимся в лежащей высоко над землей области потока, в которой скорость потока выше, чем в близких к земле областях. Во встречном движении несущий корпус, который должен двигаться в системе против потока (должен тянуться по меньшей мере одним дополнительным несущим корпусом), посредством соответственно более короткого удерживающего троса или подобной удерживающей цепи подводится ближе к земле, где скорость потока текучей среды меньшей. Посредством разности действующих на несущие корпусы скоростей потока получается результирующая скорость потока, которая приводит в действие систему из циркулирующего элемента и несущих корпусов в направлении вращения и, таким образом, питает эту систему полезной механической энергией.

Существенным условием для этого является то, что удерживающие тросы или цепи имеют явно меньший поперечный профиль приложения силы, чем несущие корпусы, расположенные на их свободных концах.

Когда несущие корпусы доходят до точек поворота циркулирующего элемента (они являются теми точками, в которых в системе «меняется направление», т.е. циркулирующий элемент проходит поперек направления потока, чтобы затем снова пройти параллельно потоку во встречном направлении), длина привязных тросов или цепей должна быть соответственно подобрана, чтобы ранее идущий противоположно потоку, теперь увлекаемый в направлении потока несущий корпус был отпущен на более удаленный от земли уровень высоты, чем ранее идущий в направлении потока, а теперь противоположно тянущийся несущий корпус.

Дальнейшее улучшение коэффициента полезного действия способа согласно изобретению или системе получается, когда предусмотрены несущие корпусы с изменяемыми поперечными профилями приложения силы. Например, несущие корпусы могут иметь дополнительные поверхности по типу «парусов» или «тяговых парашютов», которые устанавливают тогда, когда несущий корпус движется с горизонтальным потоком, или несущие корпусы могут быть созданы в целом с возможностью изменения их поперечных профилей.

В альтернативном аспекте может быть в принципе использовано также только изменение поперечного профиля приложения силы, как описано выше, для перемещения циркулирующего элемента с расположенными на нем несущими корпусами на удерживающих тросах или цепях с преимущественно одинаковыми, во всяком случае остающимися одинаковыми длинами, перемещать в движении обращения и таким образом преобразовать энергию из горизонтального потока.

Наилучший коэффициент полезного действия, конечно, достигается при сочетании обоих вышеописанных мероприятий, регулировке длин удерживающих тросов (цепей) и регулировке поперечных профилей приложения силы.

Чтобы на как можно более длинном участке циркулирующего элемента содержащаяся в потоке энергия могла быть преобразована в полезную механическую энергию, предпочтительно, если циркулирующий элемент проложен так, как описано в пунктах 2 или 5 формулы изобретения.

Таким образом, энергия может быть преобразована на более длинных проходящих по существу параллельно направлению горизонтального потока участках, участки пути, проходящие вдоль точки поворота, в которых энергия должна быть израсходована для поворота системы, являются соответственно короткими.

В качестве несущих корпусов принимаются во внимание все корпуса, которые в проточной текучей среде имеют положительную подъемную силу. В случае воздуха это могут быть, например, дирижабли, газовые баллоны или тому подобные. Для применения в проточной воде принимаются во внимание наполненные газом или воздухом баллоны или буи.

Способ согласно изобретению или система согласно изобретению, в частности, полученная с помощью этого способа или этой системы полезная механическая энергия, могут быть разнообразно использованы. Например, возможно использование системы согласно изобретению для транспортировки товаров или людей. Это представляется особенно возможным, если преобладающие в атмосфере ветра используются в качестве горизонтального потока.

В этом случае в качестве несущих корпусов могут быть использованы, например, дирижабли, которые являются достаточно большими и подходят для захватывания грузов, так что они могут захватить контейнеры с товарами или гондолы с людьми. Этот тип использования системы согласно изобретению позволяет во всяком случае транспортировку товаров и/или людей в одном направлении, которое по существу устанавливается соответственно или противоположно преобладающему главному направлению ветра в регионе транспортировки. Например, в Северной Европе вследствие подавляюще преобладающих здесь восточных ветров была бы возможна транспортировка по существу в направлении восток-запад.

Для транспортировки на длинные дистанции может быть предпочтительно, если такая транспортная система реализуется не посредством единственной большой системы согласно изобретению, но посредством большого числа соединенных цепочкой друг с другом систем согласно изобретению. Таким образом, для конкретной технической разработки можно прибегнуть, например, к известному методу подвесной канатной дороги, в котором уже реализованы решения для передачи гондол подвесной канатной дороги из одного канатного вращающегося контура в другой. Подобным образом тогда, например, удерживающие тросы или цепи с закрепленными на них несущими корпусами могут быть переданы от одного циркуляционного элемента к другому, на которых они, как в известных системах канатной дороги, с одной системы отцепляются и к следующей прицепляются.

Дополнительная возможность применения системы согласно изобретению или такого способа состоит в том, чтобы получать электрическую энергию. Для этого обусловленная непрерывным обращением циркулирующего элемента механическая энергия должна быть отведена, например, посредством соответствующих соединений зубчатых колес, чтобы с помощью этой энергии известным способом привести в действие генераторы и преобразовать механическую энергию в электрическую. При этом, в принципе, возможно, что полученная посредством обращения циркуляционного элемента механическая энергия только тогда преобразуется в электрическую, когда она потребляется. В периоды недостаточного потребления электрической энергии (например, ночами) это предпочтительно с точки зрения энергетического баланса, механическая энергия преобразуется в другой тип механической энергии, тогда при этом происходят незначительные потери. Например, посредством обращения циркулирующего элемента полученная механическая энергия может быть использована, чтобы перекачивать воду или другую жидкость в высоко расположенный резервуар, причем полученная таким образом потенциальная энергия в периоды высокого потребления снова может быть превращена в электрическую энергию известным способом посредством обеспечения спуска закаченной на высокий уровень воды через турбины и приведения в движение соответствующих генераторов.

Дальнейшие преимущества и признаки изобретения следуют из последующего описания примеров выполнения на основе приложенных чертежей. На чертежах изображено:

Фиг.1 — схематичная диаграмма, которая показывает соотношение скорости ветра в зависимости от высоты над землей;

Фиг.2 — система согласно изобретению в схематичном изображении;

Фиг.3 — система согласно изобретению в схематичном изображении при использовании для транспортировки товаров;

Фиг. 4 — в схематичном изображении возможное расширение несущего корпуса вокруг увеличивающего поперечный профиль ведущего паруса; и

Фиг.5 — схематично дополнительная возможность для динамического изменения поперечного профиля приложения силы несущего корпуса.

На чертежах схематично показан возможный пример осуществления способа согласно изобретению или системы согласно изобретению с отдельными подвариантами.

На фиг.1 прежде всего на примере ветра схематично изображено, как скорость ветра увеличивается в зависимости от расстояния от земли, следовательно, от высоты. Здесь в качестве примера несущих корпусов изображены дирижабли на различных уровнях высоты, чтобы пояснить, что они испытывают различные скорости ветра.

Явствующий из чертежа на фиг.1 принцип используется в изобретении для превращения содержащейся в ветре (воздушном потоке) кинетической энергии в полезную механическую энергию. Система согласно изобретению для этого превращения энергии схематично изображена на фиг. 2. Система содержит в качестве существенной составной части направленный по замкнутому контуру циркулирующий элемент 1. Этот циркулирующий элемент может быть, например, циркулирующим замкнутым тросом или подобной цепью. Циркулирующий элемент 1 проходит, как изображено на чертеже, существенно более длинными участками 2 и 3 параллельно или противоположно (навстречу) направлению ветра, которое на чертеже обозначено стрелкой. Существенно более короткие участки 4 и 5 циркулирующего элемента проходят поперек направления ветра и образуют точки поворота.

В по существу противолежащих друг к другу позициях на циркулирующем элементе 1 закреплены удерживающие тросы 6 и 7, на свободных концах каждого из которых прикреплен несущий корпус в виде дирижабля 8. Длины удерживающих тросов 6, 7 и тем самым расстояние дирижабля 8 до циркулирующего элемента 1 являются регулируемыми. Циркулирующий элемент 1 установлен предпочтительно непосредственно на земле, так что длина удерживающего троса 6 или 7 определяет расстояние дирижабля 8 до земли.

Удерживающие тросы 6, 7 связаны с приспособлениями, расположенными на циркулирующем элементе 1, которые дают возможность изменения длин удерживающих тросов 6, 7. Подобные приспособления могут, например, быть лебедками или тому подобным.

Как видно на чертеже, дирижабль 8, летящий в направлении ветра, закреплен на удерживающем тросе 7, который установлен на большую длину, чем удерживающий трос 6, который несет дирижабль 8, летящий противоположно направлению ветра. Сравнение с фиг.1 позволяет выяснить, что посредством этой установки закрепленный на удерживающем тросе 7 дирижабль 8 испытывает большую скорость ветра, чем дирижабль 8, закрепленный на более коротком удерживающем тросе 6. Таким образом, на дирижабль 8, который закреплен на более длинном удерживающем тросе 7, действует большая сила, чем на дирижабль 8, закрепленный на более коротком удерживающем тросе 6. За счет этого вся система, включая циркулирующий элемент 1, приводится в движение в направлении вращения по часовой стрелке, и таким образом механическая энергия преобразуется из энергии потока ветра.

При достижении дирижаблями 8 точек 4 и 5 поворота циркулирующего элемента 1 в точке 4 поворота удерживающий трос 6 удлиняется, а в точке поворота 5 удерживающий трос 7 укорачивается. Посредством кинетической энергии, накопленной в циркулирующем элементе 1 посредством его движения, дирижабли 8 протягиваются через точку 4 или 5 поворота, и вышеописанным способом снова можно получить движущую силу циркулирующего элемента 1.

На фиг.3 схематично изображен вариант системы согласно изобретению, при котором на дирижабль, летящий за счет ветра на большей высоте, дополнительно установлен на более длинном удерживающем тросе 7 тяговый парашют 9 для увеличения подставленного ветру поперечного профиля приложения силы и вместе с тем увеличения использования энергии, содержащейся в воздушном потоке. Тяговый парашют 9 убирается в точке 5 поворота, а в точке 4 поворота у прибывающего туда дирижабля 8 снова устанавливается. Кроме того, на этом чертеже направление вращения циркулирующего элемента 1 дополнительно обозначено стрелками. Также на этом чертеже показано возможное использование системы согласно изобретению, а именно использование для транспортировки полезных грузов 10. Эти полезные грузы могут, например, быть контейнерами с товарами, но также гондолами с людьми или объединением транспортных средств для товаров и людей.

На фиг. 4 и 5 схематично показаны дополнительные возможности изменения поперечного профиля приложения силы у несущих корпусов, например, в виде дирижабля 8. Одна возможность изображена на фиг. 4 и касается использования колпакообразного воздушного паруса 11, расположенного на переднем в направлении движения конце дирижабля 8. Он предпочтительно выполнен таким образом, что в случае попутного ветра он выставляется посредством наступающего ветра и тогда за счет воронкообразной или грибообразной геометрии ветру подставляет явно увеличенный поперечный профиль приложения силы. При встречном ветре воздушный парус автоматически прилегает, так что дирижабль подставляет ветру в целом меньший поперечный профиль приложения силы.

Дополнительная возможность изменения поперечного профиля приложения силы схематично показана на фиг.5. Посредством изменения протяженности дирижабля 8 при соответствующей конструкции одновременно может быть достигнуто изменение поперечного профиля. Если дирижабль 8 вытягивается в длину, то уменьшается поперечный профиль и вместе с ним поперечный профиль приложения силы, если он сплющивается в его продольном направлении, то устанавливается поперечный профиль приложения силы типа воздушного шара, так что он может быть охвачен воздействующим воздушным потоком.

Показанная здесь схематично система согласно изобретению или таким образом из потока (здесь воздушного потока) преобразованная механическая энергия может, как, например, изображено на фиг.3, быть использована для транспортировки товаров, равным образом возможно также как один аспект изобретения эту энергию дальше преобразовать в электрическую энергию посредством того, что с помощью механической энергии приводят в действие, например, генераторы или тому подобные. Например, таким образом могут быть построены ветросиловые установки, которые отличаются от известных тем, что стационарно вблизи земли простроенные ветряные колеса не зависят от преобладающей вблизи земли скорости ветра. Типичные высоты полета для системы согласно изобретению в атмосферном воздухе могут быть вплоть до высот в области от 2000 до 3000 метров, так что, например, на более длинном удерживающем тросе 7 закрепленный дирижабль или другой несущий корпус находится на этой высоте, а закрепленный на укороченном удерживающем тросе 6 движущийся против ветра несущий корпус — на высоте около тысячи метров. На таких высотах преобладает почти постоянно пригодная скорость ветра, так что подобные электростанции надежно могут работать почти непрерывно.

Перечень ссылочных позиций

1. Циркулирующий элемент

2. Участок

3. Участок

4. Точка поворота

5. Точка поворота

6. Удерживающий трос

7. Удерживающий трос

8. Дирижабль

9. Тяговый парашют

10. Полезный груз

11. Парус

Ветряной электрогенератор для дома часть 1. Практические расчеты

Автор newwebpower На чтение 8 мин. Просмотров 809 Опубликовано Обновлено

Энергия ветра издревле служила человечеству как движитель для парусных судов и ветряков, приводивших в действие мельницы, насосы и другие механизмы. Но из-за стабильности, доступности и дешевизны ископаемого топлива ветроэнергетические установки практически не применялись для производства энергии длительное время.

Ситуация стала меняться благодаря давлению общественности из-за загрязнения окружающей среды и потенциальной опасности атомных электростанций.

После Китая и США третье место по суммарной мощности установленных ветровых электростанций занимает Германия. Решение о государственной программе развития ветровой электроэнергетики после аварии на чернобыльской АЭС.

На данный момент ветровые генераторы в Германии вырабатывают около 50 ГВт электроэнергии, что обеспечивает приблизительно 9% энергетических потребностей страны. Цена киловатт-час электричества составляет около 0,083 евро, и тариф уменьшается на 2% каждый год.


Целесообразность использования энергии ветра

Приведенные выше статистические выкладки наглядным образом доказывают, что ветровые электростанции больше не являются экзотикой, и стали вполне конкурентоспособной энергетической отраслью. И сейчас работают целые исследовательские институты, добавляя в систему охлаждения термоэлектрический генераторный модуль, чтобы повысить эффективность ветрогенераторов, а проектные лаборатории определяют места установки ветряков, стараясь свести к минимуму негативные факторы.

В отношении частного дома искать выгодное место для установки ветрового генератора не приходится, поэтому можно лишь рассчитать эффективность производства электроэнергии исходя из средней скорости ветра, дующего в данной местности.

Существуют карты, на которых указана среднегодовая скорость ветра. Очевидно, что в ветреных регионах выработка электроэнергии ветровыми электростанциями (ВЭС) будет больше.

Среднегодовые скорости ветров в разных регионах России

Можно найти более детальные карты ветров для определенной территории, но полагаться на них при расчетах нельзя – нужно учитывать местные условия рельефа и климата. Очевидно, что на возвышенности ветер дует сильнее, чем в долине, а интенсивность ветрового потока может различаться в несколько раз на разных склонах одной горы.

Поэтому, для проведения точных замеров и составления детальной статистики интенсивности ветров используют специальный прибор – анемометр.

Анемометр — прибор, предназначенный для измерения скорости ветра

Несоответствие ожиданий и реалий использования ветроэнергетики

В среднем мощность промышленных ветрогенераторов составляет 7,5 МВт. На постройку одного такого ветряка уходит от двух недель до месяца. Но намного больше времени уходит на согласование документов, и на различные расчеты.

И не менее года при проектировании новой ветряной электростанции уходит на проведение измерений силы дующих ветров. В домашних условиях можно установить анемометр с компьютерным интерфейсом для непрерывной фиксации данных, но большинство владельцев, устанавливающих ветряк для дома, как правило, полагаются на упрощенные расчеты.

Строительство промышленного ветрогенератора мощностью 6 кВт

Часто случаются ситуации, что из-за неправильных представлений о погодных условиях и характеристиках ветрогенератора, ветроэнергетическая установка не оправдывает ожиданий, и собственники частных домов, желающие обеспечить полную автономию, бывают разочарованы непостоянством ветровой энергии.

Доказано, что при самом лучшем ценовом балансе мощности ветрогенератора и емкости аккумуляторных батарей при стабильном типичном потреблении электроэнергии в течение около 5% времени потребуется работа резервного бензинового генератора.

Система энергоснабжения частного дома, включающая альтернативные источники энергии и резервный генератор

Другими словами данный недостаток электроэнергии можно описать так – допустим, ночью, при минимальном энергопотреблении дул сильный ветер, и домашняя ветряная электростанция работала на полную мощность, аккумуляторы зарядились полностью, а излишек энергии ветрового потока пропал впустую.

Днем ветер стих, а энергоснабжение осуществлялось из заряда аккумуляторов, а вечером уже ощущалась нехватка электроэнергии с необходимостью запуска резервного генератора. Очевидно, что полную энергетическую независимость можно осуществить, совмещая другие альтернативные источники энергии, такие как солнечное излучение, биосинтез, пиролиз, генератор термоэлектрический.


Физические факторы использования энергии ветра

Наглядно действие силы ветра можно представить так – молекулы воздуха с определенной массой, движущиеся с некой скоростью обладают кинетической энергией. Ударяясь о препятствие, молекулы отдают часть энергии, создавая механический импульс силы.

Ощутить мощность соударений миллиардов молекул воздуха можно, пытаясь удержать на ветру раскрытый зонт. В математических единицах энергетический потенциал ветрового потока определяется по формуле:

Зависимость мощности ветрогенератора от воздушного потока

Параметр «S» следует понимать как площадь круга, который очерчивает (ометает) лопастной винт ветрогенератора. Плотность воздуха составляет 1,293 кг/м3 при давлении в одну атмосферу (на уровне моря) и температуре 0ºС. На морозе воздух плотнее (1,395 кг/м3при -20ºС), что внесет небольшие коррективы в расчеты мощности ветрогенератора.

В горных регионах плотность воздуха существенно ниже, что с лихвой компенсируется большой скоростью и стабильностью потоков ветра, поэтому ветроэнергетическая установка в горах является более эффективной, чем на равнине.

Ветрогенераторы, установленные в гористой местности, являются наиболее эффективными

Нужно помнить, что недостатки конструкций ветрогенераторов, трение воздуха и механизмов, образование вихрей не позволяют использовать по максимуму энергию ветрового потока.

В настоящее время показатель коэффициента использования энергии ветра (КИЭВ) в 30% считается достаточно хорошим.Теоретически возможно увеличение вплоть до 50% КИЭВ. Данный порог обусловлен потерей энергии ветра на раскручивание воздуха вдоль оси ветрогенератора (завихрение).

Практические расчеты

Можно для понимания процессов округлить начальные величины, применив трехлопастной винт. Допустим V=10 м/с, площадь S=10м² (радиус винта 1,78 м), а плотность ρ принять 1,3кг/м3. Таким образом, N=1,3*10*1000/2=6500 (Вт). Умножаем на 30% (КИЭВ): 6500*30/100=1950 (Вт). При таком раскладе генерацию почти двух киловатт электроэнергии (без учета КПД электрогенератора) можно считать весьма обнадеживающей.

С учетом потерь на электрогенераторе, кабеле, заряде аккумулятора и инвертора можно стабильно рассчитывать на приблизительно 1 кВт электроэнергии на выходе домашней ветряной электростанции, если ветроэнергетическая установка имеет приведенные выше параметры.

Устройство ветрогенератора с трехлопастным винтом

Но, если взять скорость ветра преобладающую в большинстве регионов (4м/с) то полученный результат, с учетом КИЭВ будет: (1,3*10*4*4*4/2)*30/100=124,8 (Вт), и это без учета потерь на остальных компонентах домашней ветровой электростанции.

Такой мощности хватит лишь на стабильную беспрерывную  работу ноутбука и зарядку мобильных телефонов. При снижении скорости ветра до 3м/с результат на выходе и вовсе будет мизерным: (1,3*10*3*3*3/2)*30/100=52,65 (Вт).

Если еще снизить скорость ветрового потока до двух метров в секунду, то выход мощности будет: (1,3*10*2*2*2/2)*30/100=15,6 (Вт). Но, практика показывает, что при скорости ветра 2м/с и ниже,  трехлопастной винт даже не раскрутится. Поэтому при низких скоростях ветра используют тихоходные винты, увеличивая количество лопастей, или применяя роторы других конструкций (Дарье, Ленца, Савониуса), у которых меньше КИЭВ, но они более «восприимчивы» к слабым дуновениям воздуха.

Ветроэнергетические роторные установки различных конструкций

Конструкции ветрогенераторов

Существует ошибочное мнение, что с увеличением у винта количества лопастей растет мощность ветрогенератора, но это в корне не так – ведь вращающиеся лопасти создают вихрь, и чем больше их в ветряке, тем большее количество энергии ветра будет расходоваться на закручивание воздуха вокруг оси винта.

В идеале самым эффективным является однолопастной винт, создающий меньше всего завихрений, при этом обладающий большой быстроходностью и требующий значительных скоростей ветра.

Однолопастной винт ветрогенератора, создающий минимальные завихрения

Поэтому типичный ветряной генератор имеет три лопасти, как наилучший компромисс между тихоходностью и потерей энергии на завихрения.В приведенных выше расчетах использовался гипотетический лопастной винт с размахом (диаметром) 1,78*2=3,56 м.

Это довольно громоздкая конструкция, очень сложная для самостоятельного изготовления и установки. Народные умельцы делают лопастные винты меньшего диаметра из подручных материалов, изготавливая лопасти для ветрогенератора своими руками, например из канализационной ПХВ трубы.



Как видно из видео, подобная ветроэнергетическая установка не в состоянии обеспечить потребности дома в электричестве целиком, но с ее помощью можно достичь значительной экономии электроэнергии. Лопасти данного ветряка не имеют идеального поперечного сечения, из-за чего снижается КИЭВ, но простота конструкции и минимум затрат на изготовление, а также наличие в домашнем хозяйстве лишнего автомобильного генератором делают изготовление подобного самодельного ветрогенератора целиком оправданным.

Для самостоятельного проектирования винтов и лопастей необходимо обладать познаниями в аэродинамике, знать такие понятия как шаг винта, угол атаки лопасти, сопротивление материалов, турбулентность и т. п.

Геометрия лопасти имеет сходство с крылом самолета, но у ветряка угол атаки для максимальной эффективности ветрогенератора должен изменяться по мерее отдаления от оси вращения. Следует детально изучить специальную литературу, а также посоветоваться с умельцами на различных форумах, прежде чем пытаться проектировать и изготовлять лопастные винты.

Поперечные разрезы лопасти винта ветрогенератора

Поэтому многие умельцы обращают внимание на другие конструкции, например, турбины с вертикальной осью, которые более тихоходные с меньшими требованиями к точности расчетов и требований безопасности. Изготовить такой роторный ветрогенератор своими руками можно в домашнем гараже из подручных материалов и большой бочки, как показано в видеоролике ниже:



Большие перспективы имеются у ветряков с более сложной конструкцией, например, ротор Онипко. На видео ниже мастер наглядным образом демонстрирует, что экспериментальная ветроэнергетическая установка является вполне работоспособной, хотя и сделана из обычного картона.

Эксперименты показывают, что данный самодельный и несовершенный ротор Онипко имеет даже лучшие характеристики, чем заводской трехлопастной винт вентилятора такого же диаметра.


Заканчивая короткий и далеко не полный обзор различных ветровых энергоустановок, следует обратить внимание на экзотические роторы, которые помимо генерации небольшого количества электроэнергии могут использоваться как художественные элементы ландшафтного дизайна загородного дома, как показано в красочном видеоролике ниже:

Джо Дусе: Веб-сайт | Instagram
ч / т: [Fast Company]

Все изображения предоставлены Джо Дусе.

Статьи по теме:

Портативные ветряные турбины поставляют чистую энергию для людей в движении

Эмпайр Стейт Билдинг компенсирует использование энергии в рамках амбициозной сделки по ветроэнергетике

Школа Арканзаса устанавливает солнечные батареи, чтобы сэкономить миллионы на энергии и заплатить учителям Подробнее

Solar Mountain — это постоянная художественная инсталляция, которая будет производить 300 МВт-ч возобновляемой энергии на Burning Man

Гидроэнергетические или ветряные генераторы

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕНЕРАТОРА i500G 12 В / 24 В

  • ТИП ГЕНЕРАТОРА: Постоянный магнит AC
  • НОМИНАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ: 420 Вт
  • КОРПУС ГЕНЕРАТОРА: Полиамид
  • МАКСИМАЛЬНЫЙ ТОК: 12В-35А / 24В: 18А
  • НАПРЯЖЕНИЕ СИСТЕМЫ: 12 В или 24 В

ВЫ МОЖЕТЕ ПРОСМОТРЕТЬ ТЕХНИЧЕСКИЙ ЧЕРТЕЖ ->

ВЫ МОЖЕТЕ ПРОСМОТРЕТЬ ХАРАКТЕРИСТИК ->

СПЕЦИФИКАЦИЯ ГЕНЕРАТОРА i800G 24V

  • ТИП ГЕНЕРАТОРА: Постоянный магнит AC
  • НОМИНАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ: 700 Вт
  • КОРПУС ГЕНЕРАТОРА: Алюминий
  • МАКСИМАЛЬНЫЙ ТОК: 24V-25A
  • НАПРЯЖЕНИЕ СИСТЕМЫ: 24 В

ВЫ МОЖЕТЕ ПРОСМОТРЕТЬ ТЕХНИЧЕСКИЙ ЧЕРТЕЖ ->

ВЫ МОЖЕТЕ ПРОСМОТРЕТЬ ХАРАКТЕРИСТИК ->

СПЕЦИФИКАЦИЯ ГЕНЕРАТОРА i1500G 24V

  • ТИП ГЕНЕРАТОРА: Постоянный магнит AC
  • НОМИНАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ: 1500 Вт
  • КОРПУС ГЕНЕРАТОРА: Алюминий
  • МАКСИМАЛЬНЫЙ ТОК: 24V-55A
  • НАПРЯЖЕНИЕ СИСТЕМЫ: 24 В

СПЕЦИФИКАЦИЯ ГЕНЕРАТОРА i2000G 48V

  • ТИП ГЕНЕРАТОРА: Постоянный магнит AC
  • НОМИНАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ: 2000 Вт
  • КОРПУС ГЕНЕРАТОРА: Алюминий
  • МАКСИМАЛЬНЫЙ ТОК: 48V-40A
  • НАПРЯЖЕНИЕ СИСТЕМЫ: 48 В

ВЫ МОЖЕТЕ ПРОСМОТРЕТЬ ТЕХНИЧЕСКИЙ ЧЕРТЕЖ ->

ВЫ МОЖЕТЕ ПРОСМОТРЕТЬ ХАРАКТЕРИСТИК ->

СПЕЦИФИКАЦИЯ ГЕНЕРАТОРА i2000G 48V Low Rpm

  • ТИП ГЕНЕРАТОРА: Постоянный магнит AC
  • НОМИНАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ: 2000 Вт
  • КОРПУС ГЕНЕРАТОРА: Алюминий
  • Рабочее пространство: 150-600 об / мин
  • Макс. об / мин: 800 об / мин
  • НАПРЯЖЕНИЕ СИСТЕМЫ: 48 В

ВЫ МОЖЕТЕ ПРОСМОТРЕТЬ ТЕХНИЧЕСКИЙ ЧЕРТЕЖ ->

ВЫ МОЖЕТЕ ПРОСМОТРЕТЬ ХАРАКТЕРИСТИК ->

СПЕЦИФИКАЦИЯ ГЕНЕРАТОРА i4000G 48V Low Rpm

  • ТИП ГЕНЕРАТОРА: Постоянный магнит AC
  • НОМИНАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ: 3800 Вт Макс .: 7400 Вт
  • КОРПУС ГЕНЕРАТОРА: Алюминий
  • Рабочее пространство: 120-450 об / мин
  • Макс.об / мин: 600 об / мин
  • НАПРЯЖЕНИЕ СИСТЕМЫ: 48 В

ВЫ МОЖЕТЕ ПРОСМОТРЕТЬ ТЕХНИЧЕСКИЙ ЧЕРТЕЖ ->

S 128 Ветрогенератор

Имя *

Контактный телефон *

Страна * SelectAfghanistanAland IslandsAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBolivia, многонациональное государство ofBonaire, Синт-Эстатиус и SabaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республика theCook IslandsCosta RicaCote d’IvoireCroatiaCubaCuracaoCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland острова (Мальвинские) Фарерские острова, Фиджи, Финляндия, Франция, Французская Гвиана, Французская Полинезия, Французские Южные территории, Габон, Гамбия, Грузия, Германия, Гана, Гибралтар, Греция, Гренландия, Гренада, Гваделупа, Гуам, Гватемала, Гернси, Гвинея, Гвинея, Бисау, Гайана, Хай. Остров tiHeard и McDonald IslandsHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran, Исламская Республика ofIraqIrelandIsle из ManIsraelItalyJamaicaJapanJerseyJordanKazakhstanKenyaKiribatiKorea, Корейская Народно-Демократическая Республика ofKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народная Демократическая RepublicLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Арабская JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacaoMacedonia, бывшая югославская Республика ofMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные Штаты ofMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana ОстроваНорвегияОманПакистанПалауПалестинская территория, оккупированнаяПанамаПапуа-Новая ГвинеяПарагвайПеруФилиппиныПиткэрнПольшаПортугалияПуэрто-РикоКатарВоссоединениеРумынияРоссийская ФедерацияРуандаСент-Бартелеми-ДаСвятой Елены, Вознесения Христова и Телины unhaSaint Киттс и NevisSaint LuciaSaint Мартин (французская часть) Сен-Пьер и MiquelonSaint Винсент и GrenadinesSamoaSan MarinoSao Томе и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSint Маартен (Голландская часть) SlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Грузия и Южный Сэндвич IslandsSouth SudanSpainSri LankaSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, провинция ChinaTajikistanTanzania, Объединенная РеспубликаТаиландТимор-ЛештиТогоТокелауТонгаТринидад и ТобагоТунисТурцияТуркменистанТуркс и острова КайкосТувалуУгандаУкраинаОбъединенные Арабские ЭмиратыВеликобританияСоединенные ШтатыМалые Острова Соединенных ШтатовВнешние острова УругвайУзбекистан, Британские ОстроваС.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *