как сделать своими руками тихоходное устройство, его преимущества и недостатки

Генератор для ветряка из автогенератора

Генератор является таким же основным элементом ветряка, как и крыльчатка. Если лопасти рабочего колеса преобразуют энергию ветра во вращательное движение, то генератор вращение превращает в электроэнергию. Его конструкция и возможности определяют производительность и мощность установки, способность работы на слабых потоках ветра.

При изготовлении ветряков вопрос об использовании самодельного или готового генератора встает практически всегда. Чаще всего к решению подходят комбинированным способом — используют готовый автомобильный генератор, иногда без конструктивных изменений, но чаще всего — с некоторыми доработками, повышающими чувствительность или выходную мощность.

Автомобильные генераторы представляют собой готовые устройства, созданные для выработки электрического тока заданного напряжения. Оно постоянно на выходе, что обеспечивает стабилизатор (регулятор) напряжения, удерживающий значения в узких рамках. Единственная особенность, требующая вмешательства, это режим работы — автомобильные генераторы приводятся от двигателя и работают на больших скоростях.

Причем, скорость вращения двигателя автомобиля не постоянна, она меняется на протяжении всего времени работы в значительных пределах — от 800 об/мин до 6000 об/мин, а иногда и больше. Кроме того, автомобильный генератор имеет предел по силе тока, превысить который устройство не сможет ни при каких обстоятельствах.

КПД автогенераторов не превышает 60%, что объясняется наличием потерь в конструкционных узлах, расходом энергии на токи Фуко. Чем выше общая мощность устройства, тем выше его КПД. Производится переменный ток, который преобразуется в постоянный при помощи диодного выпрямителя.

Преимущества и недостатки

Использование автомобильного генератора как элемента ветроэлектростанции дает существенные преимущества:

• Имеется готовый генератор, который может использоваться без вмешательства в конструкцию или с некоторой модернизацией.
• Автомобильный генератор выдает стабильное напряжение, что важно для ветряков с их постоянно меняющейся скоростью вращения.
• Используется стандартное оборудование, доступное и не нуждающееся во вмешательстве в конструкцию.
• Автомобильные генераторы широко распространены, что делает их ремонтопригодными и доступными для замены при необходимости.

Наряду с достоинствами имеются и некоторые недостатки:

• Автомобильный генератор нуждается в высокой скорости вращения, что требует использования повышающего редуктора или изменений в конструкции устройства.
• Ресурс автомобильного генератора ограничен примерно 4000 часами работы (в среднем). Даже новый генератор не выдержит и года непрерывной работы и потребует ремонта.
• Система возбуждения некоторых генераторов требует подачи напряжения на катушку, что вынуждает изменять конструкцию и устанавливать постоянные магниты.

Несмотря на имеющиеся недостатки, автомобильный генератор считается оптимальным вариантом, возможным при самостоятельном создании ветроэлектростанции.

Как сделать своими руками?

Изготовление ветрогенератора складывается из двух основных этапов:

• Создание вращающегося ротора с лопастями.
• Изготовление или модернизация генератора, приводимого во вращение крыльчаткой.

Изготовление крыльчатки требует отдельного подробного описания, так как существует масса вариантов конструкции, выбор наиболее подходящего из них требует определенных познаний и опыта.

Изготовление генератора своими руками требует четкого знания принципа работы устройства, обладания навыками, материалами и необходимыми инструментами. Для ускорения процесса и получения более качественного результата надо использовать готовое устройство, нуждающееся в небольших вмешательствах в конструкцию. Это поможет сэкономить время, усилия и получить устройство с заранее известными параметрами.

Обычным изменением, которое приходится вносить в конструкцию генератора, является установка постоянных неодимовых магнитов вместо обмотки возбуждения. Этот вариант создает возможность самовозбуждения и повышает производительность генератора, но нередко создает эффект залипания, затрудняющий старт вращения ротора.

Также часто изменяют число витков обмотки, индуцирующей ток. Таким образом повышается чувствительность устройства, создается возможность генерации тока на низких скоростях вращения. Примечательно, что все переделки производятся достаточно просто и не требуют глубокого вмешательства в конструкцию. Меняется количество витков и толщина провода обмотки.

Тихоходный генератор

Наиболее предпочтительна конструкция генератора, способного производить ток при малых оборотах. Скорость ветра в регионах России в большинстве средняя и низкая, создать номинальную скорость вращения для автомобильного генератора чрезвычайно сложно. Потребуется установка повышающего редуктора, который будет существенно уменьшать чувствительность.

Вариантов решения вопроса может быть несколько:

• Модернизация автомобильного генератора.
• Использование магнето в качестве основы для создания генератора.
• Создание быстроходного ротора, способного обеспечить необходимый режим работы генератора.

Первый вариант используется чаще всех в силу своей простоты и доступности, хотя изменения, вносимые в конструкцию, требуют использования производственного оборудования (токарный станок), приобретения супермагнитов (неодимовых) и изменения числа витков обмотки статора.

Применение магнето вызывает немало споров, хотя причиной для них становится неподготовленность. Конструкция магнето позволяет создать производительный и относительно тихоходный генератор, требуется лишь изменить параметры трансформатора на соответствующие режиму вращения имеющегося ветряка.

Изготовление быстроходных крыльчаток возможно при наличии естественных условий — наличие достаточно сильных и ровных ветров в регионе. Такое имеется не везде, в большинстве районов ветра слабые и имеют эпизодический характер.

Ветрогенератор из тракторного генератора Г-700

Тракторный генератор Г-700 имеет следующие номинальные параметры:

• Напряжение — 14 В.
• Сила тока — до 50 А.
• Скорость вращения — 5000 об/мин (номинальная), 6000 об/мин (максимальная).

Ротор ветряка не сможет обеспечить такую частоту вращения, поэтому потребуется перемотать обмотку статора для того, чтобы обеспечить нужную производительность при низкой скорости вращения. Для этого надо использовать более тонкий провод, чтобы увеличить число витков в катушках. Обычно используется провод толщиной 0,8 мм, число витков делается максимальным, сколько сможет вместить корпус статора. Обычно делается не менее 80 витков.

Катушка возбуждения также подлежит доработке. Обмотка перематывается таким же проводом, добавляется до 250 витков. В результате получается устройство практически с исходными параметрами, но способное работать на низких скоростях вращения.

После доработки генератор устанавливается на ротор ветряка, испытывается на производительность и чувствительность в рабочем режиме. При необходимости параметры обмоток могут быть изменены, оптимальный режим находится опытным путем на основании эксплуатационных показателей.

Ветряк из автогенератора от бычка

Неплохие результаты показывает автомобильный генератор от грузовика «Бычок». Понадобится перемотать обмотку статора проводом 0,6 мм (получено опытным путем), для трехфазной обмотки понадобится около 90 витков на каждую катушку, всего 18 шт.

Ротор генератора подлежит некоторой доработке — на токарном станке стачивается толщина (диаметр) для того, чтобы получить пространство под неодимовые магниты. Исследования показывают, что наилучший результат достигается при большом числе магнитов.

При этом, необходимо избегать сильного залипания, что можно регулировать увеличением расстояния от магнитов до сердечников статора. Имеется возможность добиться минимального залипания при максимальном выходном напряжении, что потребует некоторых затрат времени, по поможет получить оптимальных результатов.

Подготовленный генератор устанавливается на ветряк, присоединяется к крыльчатке и тестируется на практике.

Инструкция по сбору и установке

После перемотки или установки неодимовых магнитов генератор собирается обычным образом. Гайки на соединительных элементах надежно затягивают, исключая возможность расшатывания собранной конструкции. Провода качественно изолируют, по возможности помещают в гофрированную трубу. Снаружи корпус генератора неплохо защитить корпусом, в качестве которого можно использовать отрезок полипропиленовой трубы с заглушками, в которых проделаны соответствующие отверстия.

Монтаж устройства к ветряку производится согласно выбранной конструкции. Поскольку оптимальным способом является непосредственная установка крыльчатки на вал генератора, следует заранее предусмотреть способ крепления и изоляции от атмосферной влаги. В идеале вращающиеся части должны быть надежно закрыты от доступа внешнего воздуха, что предотвратит появление коррозии, обледенение, появление пылевых наносов.

Оптимальным способом монтажа принято считать фиксацию на опорной штанге при помощи хомутов. Такой вариант не нуждается в использовании крепежных болтов, опасных из-за возможности появления ржавчины и сложностей при ремонте. Проблемы, возникшие с хомутами, решить намного проще – их всегда можно срезать и заменить новыми.

Иногда приходится использовать соединительную муфту. Она устанавливается как переходный элемент с вала ротора ветряка на вал генератора, установленных соосно. Требуется точное соблюдение размеров и прочность крепления муфты, иначе передача вращения прекратится или будет происходить с большими потерями.

Рекомендуемые товары

Самодельный ветрогенератор из автомобильного генератора

Для вас, Кулибины, рассказ

О том, как смастерить самодельный ветрогенератор из автомобильного генератора. Занятие довольно увлекательное и имеет экономический смысл этим заняться прямо сегодня, чтобы через пару недель получить первый дармовой электроток в свою квартиру. А, может, и раньше. Всё зависит от вашей расторопности. Кое-какие незначительные затраты всё же ожидают вас.

Собираем все составляющие, а уж потом начинаем работать. Что надо иметь, прежде чем приступить к сборке ветроустановки? Желательно иметь автомобильный генератор с более мощных машин (автобус, трактор). Учтите при этом, что все узлы надо приобретать в комплекте: аккумулятор, реле, генератор с одной машины.

Так как потребителям подавай переменный ток, то надо иметь и преобразователь, или инвертор. Если мощность этого прибора будет 100 ватт, то этого вполне достаточно для работы двух лампочек от 40 ватт. В той местности, где достаточно высокая скорость ветра (среднегодовая не менее 5,5 м/сек), можно смело устанавливать ветрогенераторы больших мощностей. Но речь идёт о ветроустановках небольшой мощности, для чего вполне пригодны автомобильные генераторы.

Для их сборки надо:

• автомобильный генератор 12 вольт;
• вольтметр;
• реле аккумуляторной зарядки;
• материал для лопастей;12-ти вольтовый аккумулятор;
• закрывающаяся коробка для проводов;
• четыре болта в комплекте с гайками и шайбами;
• хомуты для крепления генератора.

В первую очередь делаем ротор-ветряк. Оптимальным вариантом для самодельного ветрогенератора с применением автомобильного генератора будет изготовление роторного колеса из 4-х лопастей. Его можно сделать из листового железа, даже из железной бочки. Режущий инструмент – «болгарка», или шлифовальная машина.

После изготовления ветряка соединяем его с осью генератора: сверлим отверстия, соединяем болтами. Затем собираем электрическую схему, устанавливаем мачту, крепим генератор и провода, подсоединяем к аккумулятору, преобразователю напряжения. Словом, делаем всё, как учили в школе на уроках физики по составлению электросхемы.

Монтаж подобного ветрогенератора делается быстро, просто и без особых финансовых затрат. Роторный ветрогенератор имеет свои преимущества: прост, бесшумен, надёжен в работе. Недостаток – боится ураганного напора.

На что способна ветроустановка?

В измерении расстояния самой малой единицей будем считать сантиметр, хотя есть миллиметр, микрон и т.д. Мощность электротока измеряется в ваттах. Это самая малая единица, как сантиметр в расстоянии. Поэтому пользуются киловаттами (1000 ватт). Выработка и потребление энергии измеряется и по времени – 1 час. Итак, мы пришли к сокровенному измерению – (квт/ч). Отсюда и танцуем.

Сколько же может дать ветрогенератор из автогенератора, сделанный собственными руками? 100 — ваттовая лампочка за 10 часов работы расходует 1 квт/ч . Теперь представим себе такую картину. Вы спите – установка при ветре работает. Проснулись и бодрствуете, но не пользуетесь электричеством – ветряк продолжает на вас работать. Вы включили телевизор и начали потреблять энергию – ветряк какую-то часть компенсирует. И вдруг ветер стихает и совсем прекратился. Вот тут-то и пошло-поехало! Энергия идёт только из аккумулятора.

Здесь уже потребуется мощный инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный и подающий её на точки потребления. Если даже ветрогенератор не настолько сильный, чтобы дать нужную мощность, зато по продолжительности работы он достаточно накапливает энергию. И здесь решающее значение имеет ёмкость аккумулятора. Принцип старый, как мир: сколько накопишь, столько и возьмёшь.

Переходим к более точным расчётам. Нам всем интересно знать, сможет ли сделанный нами ветрогенератор из автомобильного генератора потянуть все потребители энергии, которые есть в доме. Потребление энергии одной лампочки мы уже знаем и теперь нетрудно посчитать, сколько их. С учётом того, что теперь мы всё больше пользуемся энергосберегающими потребителями. А на остальных потребителях (стиральной машине, кухонном комбайне, посудомойке, электродрели и т.п.) указано количество потребляемой мощности.Считаем, но при этом учитываем, что не все же одновременно приборы мы включаем. А то получится, что и мощной гидростанции будет недостаточно.

Расчёт мощности установки простой до безобразия. Она зависит от напора ветра и площади вращения винта, или площади лопастей, в которые ударяет ветер. Начинает «просыпаться» установка при ветерке 2м/сек, а наиболее продуктивная её работа при ветре 10-12 м/сек.

Итак, считаем. Специальная литература предлагает несколько формул подсчёта мощности ветроустановок. Возьмём самую простую. Они мало чем отличаются и результаты подсчёта незначительны один от другого. Покажем формулу не в условно-буквенном выражении, а в словесном.

Мощность равна площади винта, помноженной на 0,6, полученное число снова умножаем на скорость ветра в кубе. Вот и вся формула. Сравниваем с нашим «аппетитом». Если такая установка обеспечит необходимой энергией – устанавливаем. Если нет, то ставим несколько малых ветрогенераторов, или монтируем гибридную установку, подкрепив её солнечными батареями.

«Золотая» цифра потребления электроэнергии средней семьи 360 квт/ч в месяц. Средняя нагрузка 0,5 квт, а пиковая, самая напряжённая, когда включено много приборов, составляет 5 квт/ч. Значит, ваш 5-киловаттный ветрогенератор сможет потянуть нагрузку. А если круглосуточно работают отопительные батареи – то при месячном потреблении 700 квт/ч и выше такая установка при слабых ветрах уже не потянет.

В.Ильин

Видео на тему создания генератора из асинхронного двигателя:

Делаем ветряк из автомобильного генератора для частного дома своими руками

Ветроэнергетические ресурсы в российском сегменте занимает неоднозначное положение. Применение таких устройств рассматривается с двух сторон. С одной самодельный ветряк – это отличное решение для экономии электроэнергии механическим путем. Этому способствуют бескрайние равнины, где присутствует постоянная скорость ветра и набирается достаточная потенциальная энергия, превращаемая в дальнейшем с помощью ветряка в кинетическую. Однако в некоторых регионах необъятной страны ветра отличаются слабым потенциалом из-за неравномерного и медленного воздействия. В северных районах выделяют третью сторону, где бесчинствуют буйные и непредсказуемые ветра. Каждый владелец дома может содержать в хозяйстве собственный ветряк. Покупать такое устройство – дорогое удовольствие, поэтому лучше создать ветровой генератор для дома своими руками. Определимся: какой конкретный тип ветряка подойдет больше и с какими целями он выбирается?

Сделать ветрогенератор своими руками можно и из пустых бутылок

Содержание

• Ветряк 1 — конструкция роторного типа
• Ветряк 2 — аксиальная конструкция на магнитах

Независимо от того выберите ли вы ветрогенератор вертикальный, роторный ветряк или другой тип, схематическое устройство изделия имеет следующие схожие составные детали:

• Генератор тока своими руками (используется доступный вариант).
• Лопасти (изготавливаются из жесткого материала, неспособного к коррозии и деформациям в процессе работы)
• Подъемник башенного типа необходимый для поднятия установки на нужный уровень.
• Опционально устанавливаются дополнительные аккумуляторные батареи с системой электронного управления.

Легче и дешевле собирать ветрогенераторы своими руками с ротором или аксиальной конструкцией на магнитах. Чтобы выбрать подходящий, изучим устройство каждого.

Ветряк 1 — конструкция роторного типа

Самодельный ветрогенератор с роторной турбиной изготавливается из двух, реже четырех, лопастей. Отличается несложной конструкцией, ввиду чего изготавливается самостоятельно из подручных материалов. Такой ветрогенератор для дома не обеспечит необходимым количеством электроэнергии двухэтажный загородный коттедж. Мощности ветрового генератора хватит на снабжение электричеством маленького садового домика. Ветряк для частного дома используется для подачи освещения на прилежащие к домовладению хозяйственные постройки, придомовые фонари, светильники, бытовые приборы: обогреватель ветерок, фен, холодильник и прочие.

Подготовка деталей и расходников

В зависимости от того, на какую мощность рассчитывается ветряной генератор своими руками, подбирают соответствующий генератор для ветряка. Мы рассмотрим ветряки своими руками с мощностью до 5 Квт. Сделать ветрогенератор своими руками с ротором легко. Для этого подготовим следующие материалы:

1. Автомобильный генератор на 12 вольт. Для создания устройства используют кислотный либо гелиевый аккумулятор от автомобиля.
2. Регулятор напряжения для преобразования переменных токов: 12 –> 220 вольт.
   Самодельный регулятор напряжения для преобразования переменных токов: 12 –> 220 вольт
3. Габаритная емкость. Подходящие варианты: кастрюля из нержавейки или ведро из алюминия.
4. Зарядное устройство. Используем снятое с автомобиля реле.
5. Выключатель на 12 вольт.
6. Лампа заряда с контроллером.
7. Болты М16×70 мм с гайками и шайбами.
8. Простой вольтметр любой конфигурации из неиспользуемого измерительного устройства.
9. Кабель электрический трехжильный с сечением не менее 2,5 мм².
10. Металлические хомуты с прорезиненной подкладкой. Понадобятся при креплении генератора к несущей матче.

Чтобы сделать электро генераторы на 220 своими руками понадобиться стандартный набор монтажных инструментов: болгарка с дисками, маркер, шуруповерт, дрель со сверлами, ножницы по металлу, набор накидных ключей, газовые ключи №1,2,3, кусачки, рулетка.

Ход конструкторских работ

Для создания конструкции ветряка изначально подготавливают ротор. На следующем этапе модифицируют шкив генератора. В роли ротора используется металлическая емкость: кастрюля или ведро. С помощью рулетки и маркера отмеряем четыре равные части. Затем проделываем отверстия на концах расчерченных линий, чтобы разделение на составные части было легче. Разрезаем емкость ножницами по металлу. При отсутствии таковых проделываем те же действия болгаркой. Из полученных частей вырезаем лопасти будущего ротора, но не до конца прорезая заготовку.

Не допускается резка емкостей из оцинкованных материалов или изделий с тонкими жестяными стенками, так как материал перегревается и деформируется.  

Лопасти ротора должны соответствовать между собой по размеру

Чтобы ветряк из автомобильного генератора правильно работал, лопасти ротора должны соответствовать между собой по размеру. Как вариант создают генератор из стартера своими руками. Поэтому замеры требуют тщательных проверок.

Теперь подготавливаем генератор для ветряка своими руками. В первую очередь определяем сторону вращения шкива. Для этого возвратно-поступательными движениями руки крутим его влево – вправо. По стандарту он вращается по часовой стрелке, но случаются исключения из правил. На следующем этапе соединяем роторную часть с генератором. С помощью дрели проделываем ровные отверстия в днище емкости и шкиве генератора.

Отверстия должны располагаться по симметрии. В противном случае возникает риск дисбаланса в движении ротора.

Края лопастей немного выгибаем для увеличения скорости вращения от ветра. Чем больше угол изгиба, тем эффективнее роторная установка воспринимает потоки воздуха. Лопасти ротора изготавливают не только из емкости. Можно сделать лопасти для ветрогенератора своими руками в виде отдельных деталей, которые соединяются с металлической заготовкой в форме окружности. В таких моделях легче проводить ремонтные работы по восстановлению отдельных крыльчаток.

Чтобы подключить генератор, берем емкость с изготовленными лопастями и надежно крепим к шкиву генератора ботами М16×70 мм или меньшего диаметра. Теперь собранная конструкция целиком устанавливается на мачте. Фиксируем в доступных местах металлическими хомутами. Монтируем электрическую проводку и собираем замкнутую цепь. Каждый контакт подсоединяется в соответствующий разъем. При необходимости предварительно записываем маркировку и цвет каждого провода в отдельности. Проволокой крепим проводку к мачте.

После полной сборки механической конструкции, остается лишь подсоединить инвертор (преобразователь напряжения), аккумулятор и нагрузку (приборная часть и освещение). Для подключения аккумулятора и инвертора используем электрический кабель сечением 3 мм² длиною в 1 метр, а для остальных периферийных нагрузок подойдёт кабель с сечением в 2 мм². Собранный ветряк своими руками готов к эксплуатации.

Маломощный ветрогенератор на основе дрели своими руками

Достоинства и недостатки такой модели

При правильной сборке всех составных элементов, ветрогенераторы своими руками из автомобильного генератора сослужат длительный срок без единой проблемы. Конструкция, запитанная 75-амперным аккумулятором с установленным преобразователем на 1000 W, выдаст количество электроэнергии для стабильной работы уличного освещения или приборов видеонаблюдения. К достоинствам также относят: сравнительно низкая цена на комплектующие для ветряка, ремонтопригодность, отсутствие дополнительных условий для корректного функционирования и низкая шумность конструкции. К примеру, малошумные вертикальные ветрогенераторы 5 квт работают тише, чем современные холодильники.

Недостатки очевидны: слабая электрическая производительность, низкие показатели прочности, зависимость от резких изменений в скорости ветра, что приводит к частой поломке лопастей.

Ветряк 2 — аксиальная конструкция на магнитах

Ветрогенераторы на 220в своими руками с неодимовыми магнитами получили название аксиальные ветряки. Устройство таких конструкций основано на не железных статорах с прикрепленными магнитами. Ввиду того, что стоимость последних упала в несколько раз, изготовить генератор на магнитах своими руками стало проще. Модель этого ветряка позволит получить большее количество электрической энергии, нежели созданные роторные электрогенераторы своими руками.

Что необходимо подготовить?

Что такое ветровой генератор, устройство и принцип работы

Главный элемент механической конструкции аксиального генератора – ступица колеса легкового автомобиля вместе с тормозными дисками, которая станет будущим ротором. Если деталь использовалась раньше по своему предназначению, то следует ее подготовить. Для этого разбираем ступицу на составные части и металлической щеткой отчищаем внутренние и внешние стенки элемента от ржавчины. Каждый подшипник тщательно смазываем. Теперь собираем ступицу в обратном порядке.

Распределение и закрепление магнитов

Для закрепления неодимовых магнитов на тормозных дисках ротора, подготавливаем 20 единиц прямоугольной формы с размерами 25×8 мм.

В магнитах с круглой структурой магнитное поле расположено в центре, а у прямоугольных по длине.

Четное количество магнитов образует полюса. Располагаем их, по всей области дисков чередуя через один. Для того чтобы выяснить, где у магнита плюс и минус, берется один из них, а остальные прислоняем к нему сначала одной, а затем другой сторонами. Если они намагничиваются, то маркером ставим на этой стороне плюс и наоборот. При увеличении количества полюсов, руководствуемся следующим правилами:

1. Для однофазных генераторов сумма полюсов равняется количеству магнитов.
2. Для трехфазных соблюдается соотношение пропорции 4/3 по единицам магнитов и полюсов, а также 2/3 по полюсам к катушкам соответственно.

Магниты установлены перпендикулярно окружности диска

Чтобы точно распределить магниты по окружности тормозного диска используем шаблон, нарисованный на листе бумаги. Магниты клеим с помощью сильного клея, а затем фиксируем эпоксидной смолой.

Трехфазные и однофазные генераторы

Статор с одной фазой сравнительно хуже, нежели трехфазные аналоги. Ввиду непостоянства при отдачи тока, возникают высокие колебания амплитуды в электросети, поэтому однофазные устройства выдают вибрацию. В трехфазных генераторах происходит компенсация нагрузки тока из одной фазы в другую. Благодаря этому мощность в такой сети всегда постоянная. Вибрационные воздействия негативно влияют на конструкцию в целом, следовательно, срок использования однофазных генераторов значительно меньше, нежели у трехфазных. Еще одно преимущество трехфазной модели – отсутствие шума во время работы.

Процесс наматывания катушек

Прежде чем приступить к наматыванию провода на катушки генератора, делаем предварительные расчеты: момент начала заряжания аккумулятора в 12 вольт должно происходить при номинальной величине в 110 об/мин. Используя эти данные, вычисляем необходимое количество витков в отдельно взятой катушке: 12*110/N, где N – число катушек. Для обмотки используем исключительно провода с крупным сечением. Это уменьшит единицы сопротивления и увеличит силу тока.

Мачта и винт

Высотные показатели мачты должны составлять около 6-12 метров. Под основание мачты заливается опалубка, а затем бетонируется. К верхней части крепим винт, который можно изготовить из труб ПВХ диаметром 160 мм и длинной не менее 2 метров. Из нее вырезаем шесть двухметровых пластин. Фиксируем полученный финт на верху мачты. Саму мачту укрепляем с помощью тросов, прибитых с одной стороны к земле, а с другой – к телу конструкции.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Особенности эксплуатации ветряков

Любой из двух представленных моделей ветряков подходит для использования в качестве альтернативного источника электроэнергии. При изготовлении такого устройства может использоваться любой генератор 220в. К примеру, сконструированный ветрогенератор своими руками из стиральной машины имеет большую продолжительность эксплуатации. Ветрогенератор из шуруповерта – один из самых простых вариантов ветряка. Владельцы загородных домов по достоинству оценят такое изобретение. Каждый тип ветрогенераторов обладает набором индивидуальных преимуществ и недостатков. Степень эффективности отдельно взятой конструкции может разниться для различных регионов нашей страны. Такой источник электричества под рукой никогда не помешает, тем более, если такое оборудование будет использовать на равнинной местности с высокой интенсивностью ветра.

Тихоходный ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора

Ветрогенератор, изготовленный из автомобильного генератора, может помочь в ситуации, когда в частном доме нет возможности подключения к линии электропередачи. Либо послужит вспомогательным источником альтернативной энергии. Такое устройство можно сделать своими руками из подручных материалов, используя наработки народных умельцев. Фото и видео продемонстрируют процесс создания самодельной ветровой установки.

Конструкция ветрогенератора

Существует огромное видовое разнообразие ветрогенераторов и чертежей их изготовления. Но любая конструкция включает в себя следующие обязательные элементы:

• генератор;
• лопасти;
• накопительная батарея;
• мачта;
• электронный блок.

Обладая некоторыми навыками, можно смастерить ветрогенератор своими руками

Кроме этого, необходимо заранее продумать систему управления и распределения электроэнергии, начертить схему монтажа.

Ветровое колесо

Лопасти, пожалуй, самая важная часть ветрогенератора. От конструкции будет зависеть работа остальных узлов устройства. Изготавливают их из разных материалов. Даже из пластиковой канализационной трубы. Лопасти из трубы просты в изготовлении, стоят дёшево и не подвержены воздействию влаги. Порядок изготовления ветроколеса следующий:

1. Необходимо рассчитать длину лопасти. Диаметр трубы должен быть равен 1/5 от общего метража. К примеру, если лопасть будет метровая, то подойдёт труба диаметром 20 см.
2. Разрезаем трубу лобзиком вдоль на 4 части.
3. Из одной части изготавливаем крыло, которое послужит шаблоном для вырезания последующих лопастников.
4. Заусенца на краях сглаживаем абразивом.
5. Лопасти фиксируют к алюминиевому диску с приваренными полосами для крепления.
6. Далее к этому диску прикручивается генератор.

Лопасти для ветрового колеса

После сборки ветроколесо нуждается в балансировке. Его закрепляют на штативе горизонтально. Операцию проводят в закрытом от ветра помещении. В случае правильно проведённой балансировки колесо не должно двигаться. Если же лопасти вращаются сами, то их требуется подточить до придания равновесия всей конструкции.

Только после успешного завершения данной процедуры следует перейти к проверке точности вращения лопастей, они должны крутиться в одной плоскости без перекоса. Допускается погрешность в 2 мм.

Схема сборки генератора

Мачта

Для изготовления мачты подойдёт старая водопроводная труба диаметром не менее 15 см, длиной около 7 м. Если в пределах 30 м от предполагаемого места монтажа есть постройки, то высоту конструкции корректируют в сторону увеличения. Для эффективной работы ветроустановки лопастник поднимают выше препятствия минимум на 1 м.

Основание мачты и колышки для закрепления растяжек бетонируют. К кольям приваривают хомуты с болтами. Для растяжек применяют оцинкованный 6 мм трос.

Совет. Собранная мачта обладает немалым весом, при ручной установке понадобится противовес из трубы с грузом.

Переделка генератора

Для изготовления генератора ветряка подойдёт генератор от любого автомобиля. Их конструкции схожи между собой, а переделка сводится к перемотке провода статора и изготовлению ротора на неодимовых магнитах. В полюсах ротора высверливаются отверстия для фиксации магнитов. Устанавливают их, чередуя полюса. Ротор оборачивают бумагой, а пустоты между магнитами заливают эпоксидной смолой.

Автомобильный генератор

Таким же способом можно переделать двигатель от старой стиральной машины. Только магниты в этом случае во избежание залипания наклеивают под углом.

Новую обмотку перематывают по катушке на зуб статора. Можно сделать всыпную обмотку, это как кому удобно. Чем больше количество витков, тем эффективнее получится генератор. Мотают катушки в одном направлении по трёхфазной схеме.

Готовый генератор стоит опробовать и измерить данные. Если при 300 оборотах генератор выдаёт порядка 30 вольт, это хороший результат.

Генератор для ветряка из автомобильного генератора

Финальная сборка

Раму генератора сваривают из профильной трубы. Хвост изготавливают из оцинкованной жести. Поворотная ось представляет собой трубку с двумя подшипниками. Генератор крепят к мачте таким образом, чтобы расстояние от лопасти до мачты было не менее 25 см. В целях безопасности для финальной сборки и монтажа мачты стоит выбрать безветренный день. Лопасти под действием сильного ветра могут изогнуться и разбиться о мачту.

Чтобы использовать аккумуляторы для питания техники, которая работает от сети 220 В, потребуется установить инвертор преобразования напряжения. Ёмкость батареи подбирается индивидуально к ветрогенератору. Этот показатель зависит от скорости ветра на местности, мощности подключаемой техники и частоты пользования ею.

Устройство ветрогенератора

Чтобы батарея не вышла из строя от чрезмерной зарядки, понадобится контроллер напряжения. Его можно изготовить самостоятельно, если обладаете достаточными знаниями в электронике, или купить готовый. В продаже имеется множество контролеров для механизмов получения альтернативной энергии.

Совет. Чтобы лопастник не сломался при сильном ветре, устанавливают простое устройство – защитный флюгер.

Обслуживание ветрогенератора

Ветрогенератор, как и любое другое устройство, нуждается в техническом контроле и обслуживании. Для бесперебойной работы ветряка периодически проводят следующие работы.

Схема работы ветрогенератора

1. Наибольшего внимания требует токосъёмник. Щётки генератора нуждаются в чистке, смазке и профилактической регулировке раз в два месяца.
2. При первых признаках неисправности лопастника (дрожание и разбалансировка колеса) ветрогенератор опускают на землю и ремонтируют.
3. Раз в три года металлические детали покрывают антикоррозийной краской.
4. Регулярно проверяют крепления и натяжение тросов.

Теперь, когда установка окончена, можно подключать приборы и пользоваться электроэнергией. По крайней мере, пока ветрено.

Генератор для ветряка своими руками: видео

Ветрогенератор для частного дома: фото

Ветрогенератор на 220В полностью своими руками

Проживая на открытой доступной ветрам местности, просто грех не воспользоваться этим и не сделать небольшой ветряк. Он станет источником бесплатной электроэнергии, которую можно получать круглосуточно. Предлагаемая конструкция ветряка выдает напряжение 220В, что позволяет его использоваться в сочетании с некоторыми нетребовательными потребителями напрямую без дополнительного оборудования.

Материалы:

• Туристический газовый баллон;
• листовая сталь 1-2 мм;
• болты, гайки М6.;
• магниты от двигателя электровелосипеда – 16 шт.;
• эмалированная медная проволока;
• эпоксидная смола;
• алюминиевая профильная труба 10х10 мм;
• пластиковая канализационная труба 110 мм.

Процесс изготовления ветряка

Для изготовления ветряка нужно вырезать из туристического газового баллона или трубы 200 мм 2 кольца шириной 10 и 25 мм.

Затем под них вырезается по заглушке из листовой стали. Эти диски ввариваются в кольца.

Деталь из широкого кольца нужно просверлить в центре под вал ветряка. Она послужит корпусом для статора.

Вторая заготовка будет использована для ротора. Ее необходимо разделить на 3 равные сектора, и на полученных линиях приваривать по 2 болта, чтобы крепить лопасти.

В центр детали ротора изнутри приваривается под прямым углом вал, на котором будет выполняться вращения. Его можно отрезать от якоря любого сгоревшего мотора.

Под вал ветряка подбирается 2 подшипника, или же их можно снять с мотора донора. Подшипники нужно запрессовать в отрезок трубки. Если нет трубы подходящего диаметра, то можно разрезать вдоль имеющуюся большую, сузить ее и заварить.

Эта трубка приваривается внутрь статора в центр. Затем в нее впрессовываются подшипники. После этого ротор и статор стыкуются между собой.

На наружную сторону статора приваривается отрезок трубки, которая послужит кронштейном для крепления к оси вращения вехи. Также к ней в дальнейшем будет закреплен хвост с хвостовой лопастью.

Статор и ротор разбираются обратно. Внутри последнего размещаются постоянные магниты. Их нужно расположить на 4 стороны по 4 шт. Каждая группа помещается с чередованием полярности.

Чтобы закончить статор, необходимо сделать 4 намотки медного провода по 300 витков. Полученные катушки укладываются в него, и спаиваются между собой последовательно. Их концы выводятся к проводу.

Ротор и статор заливаются эпоксидной смолой. После ее высыхания генератор уже способен выдавать электричество, даже при вращении от руки.

К трубе на краю статора нужно приварить крепление для направляющего хвоста ветряка и вехи. Далее генератор окрашивается.

Лопасти ветряка делаются из пластиковых полос, вырезанных из канализационной трубы. Они прикручиваются на профильные трубы, которые в свою очередь просверливаются с краю для соединения с ротором.

Генератор устанавливается на веху таким образом, чтобы свободно вращается по оси. Затем на него прикручиваются лопасти. Хвост для улавливания направления ветра делается из отрезка профильной трубы, а его лопатка из листового металла.

В ветреную погоду такой ветряк выдает достаточно много энергии. Он способен безопасно питать нетребовательные потребители напрямую. К примеру, к нему можно подключить ТЭН, даже если обороты ветряка небольшие. При сильном ветре от него будут работать даже слабенькие электродвигатели на 220В.

Смотрите видео

Как сделать ветрогенератор из редуктора болгарки и другого хлама —

Ветрогенератор своими руками на 220В

Что такое ветровой генератор

Отличным примером для преставления ветрогенератора и его действия может стать известная компьютерная игра Майнкрафт, где ветрогенераторы раскрыты во всех их качествах. Устроен средний мини-генератор определенным образом.

Все ветрогенераторы в своей сущности дифференцируются на следующие основные виды:

1. Одни из самых распространённых – роторные (вертикальные) ветрогенераторы, действующие на основе вертикального осевого вращения, осуществляемого с помощью ротора и лопастей.
2. Крыльчатые ветрогенераторы – горизонтальный механизм осевого вращения, осуществляемых с помощью так называемого колеса и имеющей в своей системе, как правило, пропеллер.
3. Реже также можно наткнуться на барабанные ветрогенераторы, являющиеся, по своей сути, подвидом роторных и действующих на тех же принципах, но в горизонтальной плоскости.

Конечно, первые картинки, что приходят на ум при возникновении образа ветрогенератора – это вращающиеся лопасти, винт, хвост, турбина или, как её ещё называют, ветротурбина, так называемый ротор.

Ключевое звено всей деятельности – генератор, мачта, аккумуляторы, инвертор, подключённый к электросети, мультипликатор (редуктор, при необходимости) и флюгер.

Как сделать ветряк своими руками

Вертикальные ветрогенераторы являются наиболее эффективными и простыми в изготовлении и эксплуатации, что обуславливает их достаточную распространённость, будь то спиральный или прямой механизм.

Большое значение имеет, как цель создания ветрогенератора, так и местность, на которой он будет установлен, от чего и следует отталкиваться при планировке.

Существуют основные моменты, требующие обязательного внимания, при создании ветрогенератора. Первое, что следует определить, – конечно же двигатель всего прогресса, сердце всей системы – генератор, который можно как приобрести, так и сделать самому, что, в сущности, требует определённой сноровки и умений, однако, при должном желании, можно справиться и новичку. В зависимости от поставленной цели, хотите серьёзный аппарат на 10кВт, 5кВт (5kW) или менее мощный на 12V, или более маленький и простой ветродвиатель велосипедного образца, используемый, как электрическая установка на балконе квартиры.

Ветровик может быть оснащён практически любым генератором:

• Будь то многим известный сельский тракторный генератор;
• Деталь из старого компьютера или ЭВМ;
• А может быть это малошумный автомобильный мотор;
• Элемент двигателя стиральной машины, имеет значение лишь его работоспособность.

Далее определяемся с лопастями – теми самыми крутящимися объектами, напоминающими лопасти мельницы. Лопасти можно изготовить из также большого количества материалов, наиболее перспективными и распространёнными из которых являются, например, фанеры, пластика, иногда жести (краёв бочки, например), ПВХ материала и так далее. При изготовлении, следует учитывать все существенные факторы – как влияние центробежной силы, так и размеры лопастей, поток ветра на местности и другие. Наиболее рационально создавать крыльчатого характера, в силу повышения эффективности, путём влияния на распределение ветрового потока.

Следующий шаг – изготовление прибора для определения скорости и направления ветра – флюгера. Представляет собой что-то вроде металлического флажка, изменяющего своё положение в соответствии с потоками ветра. В роль флюгера может подойти практически любой сравнительно прочный, но лёгкий слой металла.

Мачта – в её роли может использоваться также широкий спектр подручных средств, например, прочная водопроводная труба. Самодельный ветряной аппарат (самоделки) вполне реально изготовить самому, как уже было описано, из максимально доступных средств, при чём сила ветряка зависит от используемых материалов и продуманности использования в конкретных условиях. Самый простой представитель таких устройств вполне способен создавать электричества на освещение помещения, зарядки устройств, а при должном желании, даже для обеспечения базовых нужд сравнительно небольшого загородного домика.

Подбор генератора для ветряка

Генератор – важнейший элемент всей установки, без которого невозможно создание ни единого вольта электроэнергии. Изготовить низкооборотный генератор самостоятельно из подручных средств вполне реально, но следует подбирать все элементы под конкретные цели, ведь если речь идёт о мощной установке, то здесь необходимы достаточно серьёзные детали.

Генератор включает в себя:

1. Ротор – подвижный элемент в механизме, выполняющий оборотную функцию, а также на котором размещён прибор, получающий энергию от источника (тела).
2. Статор – тесно взаимосвязанный элемент с ротором, являющийся неподвижным, собирающийся, если речь идёт об генераторе, из металлических листов, присоединённых друг к другу, и на котором размещается индуктор (металлическая обмотка).
3. Неодимовые магниты, выполняющие индукционную функцию.

При этом, для выполнения функции генератора, в зависимости от цели, можно использовать практически любой работоспособный механизм, будь то остатки тракторного двигателя или же электромотор от принтера или стартера вентилятора.

Важно, как подбирается медная электро проволока.

Если речь идёт об изготовлении генератора с нуля, то здесь необходимы элементы. Ступица – средняя часть колеса, металлическое основание для будущего моторчика. Неодимовые магниты в определённом количестве и размерах. Необходимы металлические диски, на которые будут крепиться магниты, полиэфирная смола или иной способный закрепить и склеить магнитный слой, плотный слой бумаги, фанера.

Изготовление ветрогенераторов своими руками на 220В

Изготовить ветрогенератор мощностью 220 вольт вполне реально самому, и даже это далеко не предел возможностей, при должном желании и наличии необходимых материалов.

Отличительными чертами генераторов со сравнительно значимой мощностью до мелких с небольшой мощностью являются:

1. Конечно, более мощная электростанция требует более надежных, прочных деталей и элементов, а также более сильный ветер.
2. Также при создании и содержании ветрогенераторов с мощностью, достаточной для содержания хотя бы одного крупного электробытового прибора, обязательным элементом является аккумулятор, используемый для запасания на нём лишней энергии.
3. Нужно учитывать, что для большего количества энергии, требуется более серьёзная система контроля, что обуславливает встраивание блока управления, включающие в свою систему стабилизаторы напряжения, в такие ветряки.
4. Для более серьёзных и некомпактных систем требуется соответствующая стабильная установка.

Из последнего вытекает потребность в фундаменте, хотя бы в виде небольших подготовленных и залитых лунок для того, чтобы установить в них макет.Также аксиальные генераторы лишены свойства залипания, или, что называется, отправной точки, в силу чего даже малейший ветер способен сдвинуть с места лопасти такого прибора.

В остальном ветрогнераторы на 220 В (в том числе их изготовление) практически не отличаются от иных представителей и подчиняются общим правилам, изложенным выше.

Наиболее распространён ветровой генератор, основа которого – аксиальная система ветроустановок, основанная на использовании в ней неодимовых магнитов, завоевавших своё высокое место на рынке в силу качества, стойкости и доступности.

Этапы строительства ветряков для дома своими руками

Если говорить о загородном участке дачи или усадьбе, но следует понимать, что чем больше потребность, тем больше стоимость. Особенно, если иметь в виду цели отопления или постоянного содержания всех домашних приборов, трудоёмкость и содержание такого устройства, пусть даже он и является одним из самых выгодных.

Ветродвигатель, как уже освещалось выше, вполне может выполнять функцию основного источника электроэнергии даже для целого дома.

Если сравнивать с близкими аналогами, например, солнечный источник во многом уступает ветрякам, ведь солнце бывает не ежедневно, а электрогенератор и подавно не чета ветрогенератору в экономической и экологической составляющей.

Основные компоненты ветрогенератора для дома (конечно же, говоря о ветрогенераторе для дома, следует понимать, что необходимы все базовые элементы

• Статор, ротор, индуктор, являющиеся основными составными элементами генератора;
• Аккумуляторы для накопления энергии;
• Ветроуловитель, если речь идёт об маловетреной местности.

Помимо того, при изготовлении также можно использовать принципы изобретений ВСУ Склярова, Бирюкова или Третьякова, что существенно повысит рационализм и выгоду использования системы и, для комфорта, уменьшит шумовые эффекты.

Инструкция: как сделать ветрогенератор своими руками

Процесс изготовления ветрогенератора является творческим и то, как он будет устроен, зависит только от мастера. Нет универсальной инструкции, так как каждая конструкция – совокупность различных деталей и других факторов каждого частного случая.

Делается всё с помощью базовых инструментов – шуруповерта, молотка, болгарки и иных подобных.

Первым, что нужно сделать при изготовлении ветрогенератора – это определиться с целью и сделать базовые расчёты, чертежи, определить место и так далее. Далее следует собрать и закрепить лопасти, хвост к аккумулятору (подключить к генератору).

Основная и наиболее оптимальная, апробированная и подробная инструкция по изготовлению ветрогенератора своими руками:

1. Изготовить генератор из заранее приготовленных деталей – 2 подготовленных металлических блина с неодимовыми магнитами скрепляются друг на против друга, между которыми вставляется статор с уже имеющейся на ней медной обмоткой.
2. На мачте (трубе) устанавливается опора (кронштейн), а над ним – ступица.
3. Далее на ступицу следует установить генератор, после чего статор нужно соединить с опорой.
4. На другую часть устанавливается ветротурбина.

Забетонировать и построить основание конструкции, чтобы стабилизировать её при сильном ветре, рассчитав основные параметры, ведь для значительной установки шагового расстояния может быть недостаточно.

Преимущества самодельного ветрогенератора

В заключение, следует отметить, что самодельный ветряной генератор – отличный, современный и с каждым днём всё более доступный источник энергии, распространяющийся с невероятной скоростью. Основные преимущества ветрогенератора, чего не могут присвоить электрогенераторы на основе бензогенератора – высокая экономичность, доступность, эффективность, простота монтажа и эксплуатации, современность, большинство – малошумные, экологичные.

Ветрогенераторы на сегодняшний день являются перспективным и всё более эффективным и набирающим обороты средством получения электроэнергии, при этом являющимися сравнительном экономичными и вполне доступными, даже для того, чтобы сделать такой прибор своими руками.

Ветрогенератор своими руками: 4 кВт (видео)

Ветрогенераторы-самоделки – отличный способ узнать что-то новое, попробовать в новом деле, а также сделать доступный и простой способ обеспечить домик электроэнергией в простейших домашних условиях.

подробная инструкция по сборке вертикального ветряка

Если раньше ветряки можно было встретить не часто, то сегодня эта сфера активно развивается и опыт по созданию приобрели многие.

Область применения устройств разнообразна: они обеспечивают электричеством дома, качают воду, напрямую к ним подключают сельскохозяйственное оборудование (например, дробилки) и нагревают ёмкости с водой, которые могут стать аккумуляторами тепла для жилища.

Промышленные модели всем хороши, кроме стоимости, поэтому рассмотрим, как сделать ветрогенератор (ветряк) для частного дома своими руками и что для этого потребуется.

Ветряки для дома своими руками, механика ветрогенератора

Суть работы ветрогенератора – превращение кинетической энергии ветра в электрическую. Каждый элемент системы выполняет свою функцию:

• Ветряное колесо, лопасти. Улавливают движение воздушных масс, вращаются и приводят в движение вал.
• На валу может быть сразу установлен генератор, а может быть угловой редуктор, который передаст движение вниз на кардан. Благодаря использованию редуктора можно добиться повышения оборотов (мультипликатор).
• Генератор – преобразует вращательную энергию в электрическую. Если генератор выдаёт стабильный ток, то его цепляют к аккумуляторам. Если нет – промежуточно устанавливается реле-регулятор напряжения.
• Аккумуляторов в системе может и не быть, но с ними работа более стабильна – они используют ветреные часы для подзарядки и расходуют накопленный потенциал, когда ветер стихает.
• Инвертор – служит для преобразования напряжения в нужную величину, например, в 220V. Нужен для удобства, поскольку большинство приборов рассчитаны на такое напряжение. Но назначение ветряка может быть различным, поэтому не в каждую схему включают инвертор.
• Анемоскоп – прибор, который используют для мощных ветроустановок. Он собирает данные о скорости и направлении ветра. В самодельных конструкциях практически не встречается. Обычно делают небольшой флюгер и поворотный механизм.
• Мачта – или опора, на которой будет закреплён пропеллер. На высоте больше шансов поймать стабильный и сильный ветер, поэтому важно уделить внимание мачте, которая должна выдерживать нагрузки.

Ветряки могут быть горизонтальными (с классическим воздушным винтом) и вертикальными (роторные). Горизонтальные установки имеют наибольший КПД, поэтому их чаще всего воспроизводят при самостоятельном изготовлении.

Генератор вертикального типа

Но такие ветряки нужно поворачивать навстречу ветру, поскольку при боковом потоке он перестаёт работать. А роторный ветрогенератор, сделанный своими руками, тоже имеет свои преимущества.

Конструкция вертикальных систем может сильно отличаться, но есть у них общие особенности.

• Вертикально расположенные турбины поймают ветер, откуда бы он ни дул (горизонтальные модели нужно оснащать направляющей), что очень удобно, если ветер в конкретной местности не стабильный, переменный.
• Такую конструкцию можно расположить прямо на земле (конечно, если там будет достаточно ветра).
• Сделать установку проще, чем горизонтальную.

Единственный минус – относительно невысокий КПД.

Мощность устройства

Во-первых, нужно определить, какой мощности ветряк требуется, с какими задачами и нагрузками он должен справляться.

Обычно альтернативные источники энергии устанавливают, как дополнительный, который только помогает основному энергоснабжению.

И агрегаты мощностью от 500 Вт – это уже неплохо.

Для отопления небольшого дома понадобится около 2-3 кВт.

Но мощность ветряка зависит от 2 факторов:

1. Диаметра лопастей.
2. Скорости ветра.

Желаемое соотношение можно определить по таблице для горизонтальных устройств (на пересечении скорости ветра и диаметра лопастей – мощность в ваттах).

Скорость ветра/Диаметр лопастей	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1м	3	8	15	27	42	63	90	122	143
2м	13	31	61	107	168	250	357	490	650
3м	30	71	137	236	376	564	804	1102	1467
4м	53	128	245	423	672	1000	1423	1960	2600
5м	83	196	383	662	1050	1570	2233	3063	4076
6м	120	283	551	953	1513	2258	3215	4410	5866
7м	162	384	750	1300	2060	3070	4310	6000	8000
8м	212	502	980	1693	2689	4014	5715	7840	10435
9м	268	653	1240	2140	3403	5080	7230	9923	13207

Например, если чаще всего дуют ветра от 5 до 8 м/с, а нам нужно, чтобы ветряк выдавал 1,5 – 2 кВт, то нужно рассматривать конструкции диаметром от 6 м.

Лопасти

По форме лопасти могут быть:

1. Крыльчатого вида.
2. Парусного типа.

Парусные – плоские, это менее продуктивная схема. Они не учитывают аэродинамические силы, а вращаются только под напором ветряного потока.

Только 10 % энергии ветра будет преобразована в электрическую.

У крыльчатого типа наружные и внутренние поверхности различаются по площади. Также важно расположить лопасти под углом 6-10 ° к ветру.

Какой материал использовать на лопасти

На старинных мельницах изготавливался тонкий деревянный каркас из жердей с перемычками, на который натягивались полотняные «крылья». Когда ткань ветшала, её заменяли. Как вариант, можно использовать плотные материалы, такие, как брезент.

Но есть и альтернативы, как можно сделать лопасти для ветрогенератора своими руками:

• Для небольшого пропеллера можно сделать пластиковые лопасти, разрезав на части трубу ПВХ.
• «Паруса» вырезают из фанеры.
• Крупный агрегат можно снабдить лопастями из деревянных досок (не важно, что каждая лопасть будет тяжёлой, главное, чтобы они уравновешивали друг друга).
• Можно использовать лёгкий металл, например дюралюминий.

Если ветер в местности порывистый, предпочтительнее делать увесистые лопасти, тогда система будет работать более стабильно.

Диаметр используемой трубы должен ровняться пятой части её длины. Отрезок разрезается вдоль на 4 части, в основании вырезается квадрат 5х5 (это будет место крепления), а затем делается косой срез, заужающий лопасть от основания к концу. Рваный край обрабатывается наждаком.

Для тех, кто любит путешествовать, ходить в походы или на рыбалку, такое устройство как электрогенератор на дровах будет просто незаменимым. Что это такое и как изготовить такой генератор своими руками, читайте далее.

Как организовать отопление без газа и дров, читайте тут.

Наверняка, вы слышали, что в военные времена выпускали автомобили, которые ездили на дровах. В чем состоит актуальность газогенератора в наше время, читайте в этой теме: https://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/otopitelnye-pribory/gazogenerator-svoimi-rukami.html. А также вы найдете инструкцию по изготовлению агрегата своими руками.

Вертикальный ветрогенератор своими руками

Используемые материалы и оборудование

Габариты турбины могут быть выбраны произвольно – чем больше, тем мощнее. В примере диаметр изделия – 60 см.

Для изготовления вертикальной турбины понадобится:

1. Труба Ø 60 см (желательно из нержавеющей стали – оцинковка, дюраль и т.д.).
2. Прочный пластик (два диска диаметром 60 см).
3. Уголочки для крепления лопастей (по 6 шт. на каждую) – 36 шт.
4. Для основы – ступица автомобильная.
5. Гайки, шайбы винты для крепления.

Оборудование и инструмент:

1. Лобзик.
2. Болгарка.
3. Дрель.
4. Отвёртка.
5. Ключи.
6. Перчатки, маска.

Для балансировки лопастей можно использовать небольшую металлическую пластину, магниты, а при небольшом дисбалансе можно просто просверлить отверстия.

Чертеж ветрогенератора

Чертеж устройства ветрогенератора

Изготовление вертикального ветряка

1. Металлическая труба разрезается вдоль так, чтобы получилось 6 одинаковых лопастей.
2. Из пластика вырезается две одинаковых окружности (диаметр 60 см). Это будет верхняя и нижняя опора турбины.
3. Чтобы немного облегчить конструкцию, можно вырезать в верхней опоре по центру круг Ø 30 см.
4. В зависимости от того, сколько на автомобильной ступице отверстий, размечаются по ним точно такие же отверстия для крепления в нижней пластиковой опоре. Просверливаются дрелью.
5. По шаблону нужно разметить расположение лопастей (два треугольника, образующих звезду). Отмечаются места крепления уголков. На двух опорах должно получиться идентично.
6. Лопасти обрезать лучше не по одной, а все сразу (используется болгарка).
7. Места креплений уголков нужно отметить и на лопастях. Затем просверлить отверстия.
8. При помощи уголков лопасти крепятся к кругам-основаниям болтами и гайками через шайбы.

Чем длиннее лопасти, тем мощнее будет агрегат, но тем труднее его будет отбалансировать, в сильный ветер конструкцию «разболтает».

Генератор своими руками

Для ветряка нужно подбирать самовозбуждающийся генератор на постоянных магнитах (такие использовались в тракторах Т-4, МТЗ, т-16, т-25).

Если поставить обычный автомобильный генератор, у них обмотка напряжения работает от аккумулятора, то есть: нет напряжения – нет возбуждения.

Значит, если установить автогенератор + аккумулятор, и долгое время будет слабый ветер, аккумулятор просто разрядится и когда ветер появится вновь, система не запустится.

Либо изготовить ветрогенератор на неодимовых магнитах своими руками. Выдавать такой агрегат будет при слабом ветре 1,5 кВт, максимально, при сильном ветре 3,5 кВт. Инструкция по шагам:

Делаются два металлических блина, диаметром по 50 см.

На них по периметру на супер-клей крепятся по 12 неодимовых магнитов на каждой (размером примерно 50 х 25 х 1,2 мм). Магниты чередуются: «север» – «юг».

Блины размещаются друг напротив друга, полюса тоже ориентируются «север» – «юг».

Между ними размещается самодельный статор. Это 9 катушек медной проволоки сечением 3 мм. По 70 витков в каждой. Между собой они соединяются по схеме «звезда» и заливаются полимерной смолой. Катушки наматываются в одну сторону. Для удобства начало и конец обмотки нужно пометить (например, изолентой разных цветов).

Самодельный генератор для ветряка из неодимовых магнитов

Толщина статора около 15 – 20 мм. При его изготовлении нужно предусмотреть выходы обмоток с катушек через болты с гайками. С них будет идти питание генератора.

Расстояние между статором и ротором – 2 мм.

Суть работы в том, что север и юг магнитов меняются местами, что заставляет электрический ток «бегать» через катушку.

Магниты роторов будут очень сильно притягиваться. Чтобы соединить детали плавно, нужно просверлить в них отверстия и нарезать резьбу для шпилек. Роторы сразу выравниваются относительно друг друга и, постепенно, при помощи ключей, опускается верхний на нижний. После всего временные шпильки убираются.

Этот генератор можно использовать как на вертикальную, так и на горизонтальную модель.

Процесс сборки

• На мачте устанавливается кронштейн для крепления статора (он может быть трёх или шести лопастной).
• Над ним закрепляется гайками ступица.
• В ступице 4 шпильки. На них закручивается генератор.
• Статор генератора соединяется с кронштейном, неподвижно закреплённым на мачте.
• На вторую пластину ротора закрепляется лопастная турбина.
• От статора провода клеммами подключаются на регулятор напряжения.

Монтаж установки, которая превратит ветер в энергию

Чтобы установить собранную конструкцию на длинной мачте (а она будет довольно тяжёлой), нужно сделать следующее:

1. В земле бетонируется надёжное основание.
2. Во время заливки, в него вливают шпильки для крепления мощного шарнира (легко делается своими руками).
3. После полного затвердевания, шарнир одевается на шпильки и закрепляется гайками.
4. Мачта крепится к подвижной половине шарнира.
5. В верхней части мачты при помощи фланца (приваривается), крепятся три – четыре растяжки. Понадобится стальной трос.
6. За один из тросов мачта на шарнире поднимается (можно тянуть автомобилем).
7. Растяжки фиксируют строго вертикальное положение мачты.

Ветряк из тракторного генератора

Место установки

От правильно подобранного места расположения ветряка будет зависеть эффективность его работы. Нужно найти место, где лопастям будет доступно максимальное количество ветра.

Это должно быть открытое пространство, возвышенность или крыша строения – подальше от деревьев и домов. И дело не только в помехах, но и в том, что устройство производит во время работы некоторый шум, а значит, может мешать спокойной жизни соседей.

Иногда на некотором удалении от жилого дома строят небольшой домик, в котором можно разместить оборудование и аккумуляторы, а на его крыше закрепляют ветрогенератор, можно даже в паре с солнечными батареями.

Сейчас все больше людей проявляют интерес к альтернативным источникам энергии. И частный дом – отличное поле для экспериментов. Альтернативная энергия своими руками: использование ветра, геотермальной энергии, биогаз и другие варианты, их плюсы и минусы.

Как утеплить трубы в земле своими руками, читайте в этой рубрике.

Видео на тему

Создание генератора с генератором переменного тока для питания вашего дома

При всей неопределенности современного мира многие люди пытаются стать более самодостаточными. Выращивание собственных овощей, выращивание собственных кур для получения яиц или выращивание более крупных животных, таких как мясной и молочный скот, если у них есть место.

Более самодостаточные люди даже шьют себе одежду и / или другие предметы домашнего обихода, в том числе строят свои дома и даже обставляют их мебелью ручной работы.

Многие из этих людей, желающие отключиться от электросети, должны найти способы снабдить свои дома электроэнергией, не полагаясь на энергокомпанию.

Некоторые, например амиши, могут решить не использовать современное удобство электричества и поэтому используют фонари, рабочих лошадей и тому подобное для удовлетворения своих потребностей.

Но нет никаких сомнений в том, что современные приборы и электроинструменты облегчают жизнь, поэтому для многих самодостаточных людей единственный логичный ответ — создать собственное электричество дома.

Это можно сделать двумя способами. Один из способов — купить довольно дорогие солнечные панели, чтобы использовать энергию солнца.

Другой способ — потратить тысячи долларов на генератор, который можно использовать отдельно или вместе с вышеупомянутыми солнечными батареями. Но зачем покупать такой, если можно самому сделать самодельный генератор с генератором?

Начало работы с генератором

Средний американец привык к домашней электросети, которая обеспечивает 110 В переменного тока для работы базовой электроники, такой как свет, телевизор, компьютер или холодильник, и 220 В переменного тока для работы их плиты и сушилки для белья.

Но если вы живете вне сети и делаете это с ограниченным бюджетом, подумайте о том, что вы можете запустить систему освещения дома на цепи 12 В с резервным аккумулятором, просто используя автомобильные генераторы и аккумуляторы (на самом деле морские батареи глубокого цикла работают лучше) с напряжением 12 В. огни.

Это снижает потребность в электроэнергии, и в случае выхода из строя газового генератора или невозможности получить топливо вы все равно можете управлять своим домом от батарей, и, дополнив систему солнечной энергией и ветрогенератором, построенным с автомобильный генератор переменного тока (или аналогичный), вы можете держать батареи заряженными для работы 12-вольтовых ламп и инверторов питания.

Эта 12-вольтовая система все еще может управлять холодильником или плитой, просто используя повышающий трансформатор, широко известный как инвертор мощности, или вы можете использовать 12-вольтовую систему для питания двигателя 12 В, чтобы включить полностью независимую генераторную систему с более высоким выходным напряжением, если вы Вы можете получить это бесплатно, а не тратить несколько сотен долларов на инверторы.

Предположительно, автомобильные генераторы переменного тока можно перенастроить для выработки 110 В.

Еще один метод, который вы можете легко найти в Интернете для генерации 110 В, — это использование двигателя 110 В, такого как двигатель от печи, или даже двигатель сушилки или потолочного вентилятора.

Обычно, если вы вводите электричество в двигатель, оно становится кинетической энергией и вращает двигатель, но если вы обращаете этот процесс вспять и используете внешнюю силу для поворота двигателя, он генерирует электричество, или, по крайней мере, эту историю можно найти в Интернете. .

Я никогда толком не пробовал ни один из этих двух методов, но есть что изучить. Однако я могу сказать со 100% уверенностью, что система генератора 12 В с аккумулятором и инвертором питания может достаточно хорошо работать с домашней электроникой на 110 В.

Я использую преобразователь мощностью 800 Вт для походов и охоты (на фото ниже), но если вы хотите использовать этот метод для непрерывной работы дома, вам понадобится существенный преобразователь в диапазоне 4000-5000 Вт, хотя 1000 Вт будет работать с холодильник, телевизор и несколько ламп, как это видно на этом видео на YouTube.

Другой метод управления домом от самодельной генераторной установки включает в себя набор аккумуляторов, инвертор (ы) и использование автомобильных генераторов переменного тока в небольшой ветряной мельнице на заднем дворе или другого источника питания, такого как двигатель газонокосилки, для включения генератора.

На фото: авторский преобразователь 800 Вт для кемпинга / охоты.

Пример генератора 12 В, построенного с двигателем в стиле газонокосилки, можно увидеть здесь.

Эта установка использует ветер или другой источник энергии для поддержания заряда батареи, а батареи питают инвертор (ы), которые, в свою очередь, питают ваше электронное оборудование. Вот пример ветряной мельницы с автомобильным генератором переменного тока.

В некоторых из этих видеороликов люди говорят, что купили новые компоненты, но это лишает их самодостаточности.Использование найденных запчастей или покупка бывшего в употреблении двигателя косилки ближе к дому.

Если у вас под рукой есть быстрый поток, вы даже можете сделать свою собственную миниатюрную гидроэлектростанцию, используя лопаточное колесо и редуктор (подумайте, 15-скоростные велосипедные шестерни и цепной привод) для вращения генератора (ов).

Какой метод вы выберете для достижения этой цели, полностью зависит от вас и, вероятно, лучше всего может быть определен из того, с чем у вас есть под рукой, и сколько вы можете позволить себе потратить на инвертор, если вы решите использовать метод инвертора.

Инвертор придется покупать, если только вы не знаете, как его сделать, как этот парень:

Есть масса видео о том, как это сделать, но я не уверен, что хочу попробовать, я куплю инвертор.

После того, как вы настроили аккумуляторную батарею с выбранной вами системой зарядки генератора, остается лишь подключить силовой инвертор. Вы можете подключить инвертор непосредственно к главному автомату, если хотите (просто убедитесь, что он не находится в какой-либо внешней электросети).

Электропитание для небольшого дома обычно составляет 100 ампер, но для более крупного дома потребуется больше. В более новых домах, построенных в 1970-х годах и позже, будут использоваться блоки выключателей, они выглядят как выключатели.

В служебных панелях старых домов используются предохранители, они похожи на выключатели, но когда предохранитель перегорает, это уже сделано, когда выключатель срабатывает, вы просто переключаете его полностью в выключенное положение, затем снова во включенное состояние, и обслуживание восстанавливается.

В распределительную коробку в вашем доме подается питание 220 В, которое затем делится на две группы по 110 В.Здесь вы видите выключатели, которые вы используете для каждой цепи в доме.

Например, вероятно, есть несколько узких 15-амперных прерывателей для домашнего освещения и розеток, а также 20-амперный прерыватель для холодильника.

Это однополюсные выключатели, которые используются только для 110 В. Вы также увидите более крупный и широкий двойной прерыватель на 30 или 50 ампер, он предназначен для сушилки (30) и печи (50). Для этих цепей требуется 220 В.

Если вы можете подключить его непосредственно к стороне питания коробки выключателя, так как инвертор только 110 В, чтобы получить 220 В, вам нужно будет подключить 110 В от инвертора к ОБЕИМ сторонам коробки выключателя (черные провода на схеме ниже) , блок выключателя соответственно распределяет мощность между цепями, как если бы вы были в электросети.

Фото: схема внутри главного выключателя Фото: схема системы двойного инвертора

На схемах выше показано, как подключить систему, начиная с генератора 12 В, сделанного с автомобильным генератором переменного тока, до аккумуляторной батареи, чтобы поддерживать ее в заряженном состоянии.

Этот аккумуляторный блок, в свою очередь, обеспечивает необходимый вход 12 В для инвертора (ов) 110 В, который затем может быть подключен непосредственно к распределительной коробке дома.

Еще раз убедитесь, что дом НЕ подключен к электросети. Обычно это можно сказать, потому что в доме, куда поступает запас, будет стеклянный шар.

Если глобуса нет, то, вероятно, можно безопасно пойти дальше и подсоединить провод к коробке. Вам нужно будет снять сервисную панель с передней части коробки выключателя, чтобы получить к ней доступ.

Фото: схема системы двойного инвертора

Если используется один инвертор на 110 В (4000-5000 Вт) большего размера, вам придется разделить положительный (+) на два провода и подключить каждую сторону коробки выключателя, при использовании двух инверторов меньшего размера (2000-3000) подключите отрицательный (- ) от каждого инвертора к центральной шине (шина общего заземления, вдоль этой шины будет проложен оголенный медный провод), а затем проложите положительный полюс от каждого инвертора к одной стороне коробки.Это обеспечит электроэнергией весь дом.

Раскрытие информации: в этом посте есть партнерские ссылки, поэтому я могу получить комиссию, если вы совершите покупку по этим ссылкам. См. Мое полное раскрытие для получения дополнительной информации.

Если вы действительно хотите быть уверенным, что у вас достаточно мощности, на двух больших инверторах, опять же, в зависимости от того, что доступно, это лучший сценарий. Новые батареи глубокого разряда недешевы, но если вы можете себе их позволить, вы добьетесь лучших результатов, как если бы вы использовали два больших инвертора.

Но если у вас ограниченный бюджет, «найденные» автомобильные аккумуляторы и инверторы меньшего размера по-прежнему будут работать, вы просто не сможете использовать плиту или сушилку.

Конфорка меньшего размера, работающая на 110 В, может быть заменена на полноразмерную плиту, если вы не можете или не хотите обеспечивать достаточную мощность для работы цепи 220 В для плиты.

Обзор

Теперь, когда вы полностью запутались, давайте просто сделаем краткий обзор того, как на самом деле сделать генератор.

1. Найдите нужные вам детали. Используя найденные предметы, вы можете снизить стоимость генератора; в конце концов, если вам нужно потратить 400 долларов на его строительство, вы можете просто купить генератор. Для этой сборки вам понадобится:
   • Двигатель газонокосилки
   • Автомобильный генератор
   • Кронштейн генератора (используйте тот, что от автомобиля, на котором был изготовлен генератор)
   • Ремень (ремень генератора от автомобиля-донора)
   • Аккумулятор от автомобиля-донора
   • Болты и гайки разные (гайки и болты с автомобиля-донора тоже можно использовать повторно)
   • Base (это может быть простая доска или катящаяся тележка, если вы используете двигатель ездовой косилки, вы можете просто прикрутить генератор и инвертор к газонокосилке и получить управляемый мобильный генератор)
   • Шкив двигателя (шкив от машины-донора или можно при необходимости надеть ремень прямо на вал двигателя))
   • Инструменты (ключи, дрель, сверла и др.)) * ПРИМЕЧАНИЕ. Если вам нужен генератор для подачи электричества, вы, очевидно, не сможете использовать дрель. Советую найти ручную дрель старого образца; Блошиные рынки часто являются хорошим источником таких старых инструментов.
2. Прикрепите двигатель к основанию
3. Прикрепите кронштейн генератора к основанию (убедитесь, что шкивы правильно выровнены)
4. Прикрепите генератор к кронштейну, установите ремень и затяните
5. Присоедините кабели к положительным и отрицательным клеммам на генератор.(можно использовать кабели аккумулятора от автомобиля-донора)
6. Добавьте аккумулятор в устройство и подсоедините положительный и отрицательный кабели к соответствующим клеммам на аккумуляторе. Это позволит генератору проработать несколько часов без запуска двигателя. Эту батарею также можно использовать для запуска двигателя.
7. Добавьте инвертор (ы) питания 12 В постоянного тока к 110 В переменного тока, подключите провода от батареи и подключите выходные провода питания. Его можно подключить непосредственно к коробке выключателя, как описано в статье, или вы можете просто вставить шнур с розетками, если генератор предназначен для использования в переносном исполнении .

Последние мысли

Быть самодостаточным в наши дни становится все более важным, и это намного лучше, чем полагаться на кого-то, кто придет и спасет вас. Вспомните времена, когда из-за сильных штормов многие люди оставались без электричества на несколько дней или даже недель.

Несколько лет назад мы пережили сильный ледяной шторм, который отключил электричество у всех жителей сельской местности, где мы жили. Я просто достал свой генератор и подключил холодильник, микроволновую печь, несколько ламп, обогреватель и телевизор.

К моему удивлению, кабель все еще работал! Все, кто проезжал мимо, останавливались и спрашивали насчет электричества, и я им отвечал: нет, он все еще выключен, у меня есть генератор.

Приведенная здесь информация может быть использована для временных чрезвычайных ситуаций, таких как отключение электроэнергии из-за шторма, для дешевого обустройства охотничьего домика или летнего дома или для электроснабжения постоянного дома, если вы решите это сделать.

С предметами, которые вы можете раздобыть, или с минимальными начальными вложениями и используя свой мозг, вы можете сделать свой домашний источник энергии для себя.Эта информация предназначена для того, чтобы показать вам, что это можно сделать, проявив немного изобретательности.

Заявление об ограничении ответственности

Предупреждение! Изготовление собственного генератора может быть опасным. Содержание этой статьи предназначено только для информационных целей, и его НЕ следует принимать за совет профессионала.

Ни автор, ни www.SurvivalSullivan.com не несут ответственности за использование советов, представленных в этой статье. Мы настоятельно рекомендуем вам обратиться за советом к специалисту, если вы собираетесь заняться этим проектом.

Ветряк какого размера мне нужен?

Размер ветряной турбины, которая вам нужна, зависит от вашей области применения. Размеры малых турбин варьируются от 20 ватт до 100 киловатт (кВт). Меньшие или «микро» (от 20 до 500 Вт) турбины используются в различных приложениях, таких как зарядка аккумуляторов для транспортных средств для отдыха и парусных лодок.

Турбины мощностью от 1 до 10 кВт могут использоваться в таких приложениях, как перекачка воды. Энергия ветра веками использовалась для перекачивания воды и измельчения зерна.Хотя механические ветряные мельницы по-прежнему представляют собой разумный и недорогой вариант перекачки воды в районах с слабым ветром, фермеры и владельцы ранчо обнаруживают, что ветроэлектрическая перекачка является немного более универсальной, и они могут перекачивать в два раза больший объем при тех же начальных инвестициях. Кроме того, непосредственно над колодцем необходимо размещать механические ветряные мельницы, что может не максимально использовать имеющиеся ветровые ресурсы. Ветроэлектрические насосные системы могут быть размещены там, где ветровой ресурс наиболее эффективен, и подключены к двигателю насоса с помощью электрического кабеля.

Турбины, используемые в жилых домах, могут иметь мощность от 400 Вт до 100 кВт (100 кВт для очень больших нагрузок), в зависимости от количества электроэнергии, которое вам необходимо произвести. Для жилых помещений вы должны установить энергетический бюджет, чтобы помочь определить размер турбины, которая вам понадобится. Поскольку энергоэффективность обычно дешевле, чем производство энергии, повышение энергоэффективности вашего дома в первую очередь, вероятно, будет более рентабельным и уменьшит размер необходимой ветряной турбины.Производители ветряных турбин могут помочь вам определить размер вашей системы в соответствии с вашими потребностями в электроэнергии и особенностями местных ветровых режимов.

Типичный дом потребляет около 10 000 киловатт-часов (кВтч) электроэнергии в год (около 830 кВтч в месяц). В зависимости от средней скорости ветра в районе потребуется ветряная турбина мощностью от 5 до 15 киловатт, чтобы внести значительный вклад в удовлетворение этого спроса. Ветряная турбина мощностью 1,5 кВт удовлетворит потребности дома, требующего 300 кВтч в месяц в месте с пропускной способностью 14 миль в час (6.26 метров в секунду) среднегодовая скорость ветра. Производитель может предоставить вам ожидаемую годовую выработку энергии турбиной в зависимости от среднегодовой скорости ветра. Производитель также предоставит информацию о максимальной скорости ветра, при которой турбина рассчитана на безопасную работу. Большинство турбин имеют автоматические системы управления превышением скорости, чтобы ротор не выходил из-под контроля при очень сильном ветре. Эта информация, наряду с вашей местной скоростью ветра и вашим энергетическим бюджетом, поможет вам решить, какой размер турбины лучше всего удовлетворит ваши потребности в электроэнергии.

WindpoweringAmerica.gov

---

Рубрика: Строительство, Проекты

---

Ветровые турбины Monster станут еще больше

ЛОНДОН — Если есть одно слово, которое можно связать с ветровой энергией, то это «большой». От сделок на миллиард долларов до огромных ветряных электростанций, способных обеспечить энергией миллионы домов, отрасль за последние несколько лет значительно расширилась.

Согласно недавнему отчету Глобального совета по ветроэнергетике, в 2020 году в секторе было установлено 93 гигаватта (ГВт) новой мощности, что является рекордным показателем, который представляет собой скачок более чем на 50% в годовом исчислении.За последнее десятилетие мировой рынок ветроэнергетики увеличился почти в четыре раза.

По мере роста отрасли становятся все больше и мощнее турбины, на которых она работает. В Европе данные отраслевого органа WindEurope показывают, что средняя мощность морских турбин, установленных в 2020 году, составила 8,2 МВт, что на 5% больше, чем в предыдущем году.

Правила игры

В последние несколько лет несколько производителей оригинального оборудования или OEM-производителей объявили о планах разработки новых крупногабаритных турбин для морского сектора — и размер этих новых машин весьма значителен.

Турбина Haliade-X компании GE Renewable Energy, например, будет иметь высоту кончика 260 метров (853 фута), 107-метровые лопасти и 220-метровый ротор. Его мощность будет составлять 12, 13 или 14 мегаватт (МВт). Прототип Haliade-X в Нидерландах имеет высоту 248 метров.

Подробная информация о Haliade-X от GE была выпущена в марте 2018 года. С тех пор другие крупные игроки в этом секторе, такие как Vestas и Siemens Gamesa Renewable Energy (SGRE), представили проекты таких же огромных турбин.

«Вы можете увидеть качественный скачок в технологической архитектуре и технических характеристиках турбин», — сказал CNBC в телефонном интервью Шаши Барла, главный аналитик Wood Mackenzie.

Конкуренция внутри сектора, безусловно, накаляется. В феврале Vestas обнародовала планы по установке турбины мощностью 15 МВт. Он хочет установить прототип в 2022 году и расширить производство в 2024 году.

Со своей стороны SGRE работает над моделью SG 14-222 DD мощностью 14 МВт, которую при необходимости можно увеличить до 15 МВт.

Опять же, размеры этих турбин большие: турбина Vestas будет иметь длину лопастей 115,5 метра и диаметр ротора 236 метров. Конструкция SGRE включает 108-метровые лопасти и диаметр ротора 222 метра.

Гайки и болты

Размеры и масштабы этих новых разработок могут быть впечатляющими, но они также имеют практическое назначение.

Когда дело доходит до высоты, например, более высокая турбина может использовать более высокие скорости ветра и производить больше электроэнергии.

В недавнем учебнике от Bank of America Global Research отмечалось, что лопасти турбины «стали намного длиннее за последние 5-6 лет, что дало турбинам большую« рабочую площадь », таким образом улавливая больше ветра».

«Лопасти большего размера также позволяют ветровым турбинам лучше работать в условиях слабого ветра, что открывает больше мест для установки», — добавлено в примечании.

Размер ротора также имеет решающее значение, и Барла Вуд Маккензи очень хотел это сделать. Он утверждал, что увеличение диаметра ротора турбины оказывает большее влияние, чем увеличение ее высоты, «потому что рабочая площадь увеличивается, а (если) рабочая площадь увеличивается, вы тратите больше энергии.»

Размер этих компонентов не только для показа. Есть надежда, что более крупные турбины помогут снизить так называемую нормированную стоимость энергии, или LCOE, экономическую оценку общих затрат на энергопроизводящую систему в течение ее срока службы.

Логистика, логистика, логистика

Проектирование огромных турбин — все хорошо, но доставить массивные лопасти, башни и роторы туда, где они должны быть, может быть большой головной болью.

Транспортировка компонентов башни может, Министерство энергетики говорит, что им часто будут препятствовать, если они слишком велики, чтобы поместиться под путепроводами или мостами.

Лезвия, например, представляют собой потенциальную точку защемления, когда дело доходит до логистики.

«После сборки лезвие нельзя согнуть или сложить», — говорится в сообщении Министерства энергетики. Это ограничивает «как маршрут, по которому грузовик может двигаться, так и радиус поворота, который он может сделать, часто делая вытянутые маршруты необходимыми, чтобы избегать городских дорожных заграждений».

В телефонном интервью CNBC Фэн Чжао, глава отдела стратегии и рыночной информации в Глобальном совете по ветроэнергетике, кратко резюмировал задачу.«Если вы не можете транспортировать компоненты на сайт, вы не можете строить».

Барла Вуда Маккензи высказала то же самое. «Самым большим ограничивающим фактором для расширения технологий является не сама технология, а логистика», — сказал он.

«Если вы увеличиваете размеры компонентов, затраты на логистику резко возрастают, особенно на… такие компоненты, как лопасти и башни».

Будущее

Поскольку планета пытается уменьшить свою зависимость от ископаемого топлива и использовать возобновляемые источники энергии, энергия ветра будет играть важную роль.

Администрация Байдена хочет увеличить мощность морских ветроэнергетических установок в США с 42 МВт сегодня до 30 ГВт к 2030 году, в то время как Европейский Союз планирует достичь не менее 60 ГВт к концу десятилетия и 300 ГВт к 2050 году.

И Что касается турбин, то они будут только расти, особенно в оффшорном секторе.

«Высота наконечников морских турбин следующего поколения увеличится до 300 м в следующем десятилетии», — сообщил CNBC Барла из Вуда Маккензи по электронной почте.

Национальные ветряные часы | Размер промышленных ветряных турбин

См. Также информационный бюллетень NWW: «Насколько велика ветряная турбина?» [28 КБ PDF]

Насколько велика ветряная турбина?

Промышленные ветряные турбины намного больше, чем те, которые вы можете увидеть на школьном дворе или за чьим-либо домом.

Например, широко используемая модель GE мощностью 1,5 мегаватта состоит из 116-футовых лопастей на вершине 212-футовой башни общей высотой 328 футов. Лезвия охватывают вертикальное воздушное пространство размером чуть менее акра.

1,8-мегаваттный Vestas V90 из Дании имеет 148-футовые лопасти (охват более 1,5 акра) на 262-футовой башне, всего 410 футов.

Еще одна модель, которую чаще можно увидеть в США, — это 2-мегаваттная Gamesa G87 из Испании с лопастями высотой 143 фута (чуть менее 1,5 акра) на 256-футовой башне общей площадью 399 футов.

Многие существующие и внедряемые новые модели достигают общей высоты более 600 футов. См. Спецификации для нескольких моделей на AWEO.org.

Как транспортируются компоненты ветряной турбины?

Транспортировка таких крупных предметов и кранов, необходимых для их сборки, часто вызывает проблемы в отдаленных районах, где они обычно строятся. Дороги должны быть расширены, повороты выпрямлены, а в диких местах вообще построены новые дороги.

На какой платформе установлена ​​ветряная турбина?

Стальная башня закреплена на платформе из более чем тысячи тонн бетона и стальной арматуры, шириной от 30 до 50 футов и глубиной от 6 до 30 футов.Валы иногда опускают дальше, чтобы закрепить его. Горные вершины должны быть взорваны, чтобы создать ровную площадку не менее 3 акров. Платформа имеет решающее значение для стабилизации огромного веса турбины в сборе.

Сколько весят ветряные турбины?

В модели GE мощностью 1,5 мегаватта одна гондола весит более 56 тонн, лопасть в сборе весит более 36 тонн, а сама башня весит около 71 тонны — общий вес 164 тонны. Соответствующий вес для Vestas V90 составляет 75, 40 и 152, всего 267 тонн; а для Gamesa G87 72, 42 и 220 — всего 334 тонны.

Что такое гондола?

Редуктор, который преобразует медленный поворот лопастей в более высокую скорость ротора, и генератор представляют собой массивные части оборудования, размещенные в контейнере размером с автобус, называемом гондолой, наверху башни. Лопасти прикреплены к ступице ротора на одном конце гондолы. Некоторые гондолы включают посадочную площадку для вертолета.

Ветровые турбины более опасны, чем другие конструкции аналогичного размера?

Помимо шума и вибрации, которые неизбежно создают такие огромные движущиеся машины, они должны быть украшены мигающими огнями днем ​​и ночью, чтобы улучшить их видимость.Подвижные лопасти привлекают внимание. И они должны быть возведены там, где нет других высоких сооружений, препятствующих ветру.

Какая площадь требуется для установки ветроэнергетики?

Огромные турбины требуют соответственно большой площади вокруг них, свободной от деревьев и других турбин, чтобы максимизировать влияние ветра и избежать помех. Они должны иметь зазор 10 диаметров ротора в направлении ветра и 3 диаметра ротора во всех остальных направлениях. В ряду из нескольких турбин, перпендикулярных ветру (как на горном хребте), GE 1.Для модели мощностью 5 МВт потребуется не менее 32 акров, а для Vestas V90 — 78 акров для каждой башни. В массиве, который может использовать ветер с любого направления, GE требуется 82 акра, а Vestas V90 — 111 акров на башню.

На практике площадь варьируется, в среднем около 50 акров на мегаватт мощности. На горных хребтах мощность турбин обычно составляет около 10 МВт на милю.

Можно ли продолжать использовать территорию вокруг ветряной турбины?

Только подвергая себя опасности.Помимо неприятных шумов и отвлекающих движений, ветряные турбины небезопасны. Это высоковольтные электрические устройства с большими подвижными частями. Подсчитано, что на каждые 100 турбин отламывается одна лопатка (см. Larwood, 2005). Зимой массивные ледяные покровы могут накапливаться, а затем падать или отбрасываться. Доступ к земле вокруг ветряных турбин обычно ограничен даже для землевладельца.

Являются ли турбины большего размера более эффективными?

Нет, они просто побольше. Мощность зависит от скорости ветра и комбинации диаметра лопастей и размера генератора.Большие лопасти на более высокой башне могут улавливать больше ветра для работы более крупного генератора, но они не делают это более эффективно, чем модели меньшего размера, и для них требуется соответственно большая площадь вокруг них.

.

No related posts.