Ветряки для дома: Как обеспечить своему дому электрическую автономность — Российская газета

Содержание

Ветряк для частного дома своими руками. Какой ветряк для частного дома выбрать и сложно ли сделать самому?


Ветрогенератор для дома своими руками

Принцип работы бытовой ветряной электростанции прост: воздушный поток вращает лопасти ротора, насаженного на вал генератора и создает в его обмотках переменный ток.

Сегодня для него вновь нашлась полезная работа. Ветрогенератор для частного дома из разряда технических новинок становится реальным фактором нашего быта.

Давайте поближе познакомимся с ветряными электростанциями, оценим условия их рентабельного применения и рассмотрим существующие разновидности. Домашние умельцы получат в нашей статье информацию для размышления по теме самостоятельной сборки ветряка и устройствах, необходимых для его эффективной работы.

 

Что такое ветрогенератор?

Принцип работы бытовой ветряной электростанции прост: воздушный поток вращает лопасти ротора, насаженного на вал генератора и создает в его обмотках переменный ток. Полученное электричество запасается в аккумуляторах и по мере необходимости расходуется бытовыми приборами. Конечно, это упрощенная схема работы домашнего ветряка. В практическом плане он дополняется устройствами, выполняющими преобразование электричества.

Сразу за генератором в энергоцепочке стоит контроллер. Он преобразует трехфазный переменный ток в постоянный и направляет его на зарядку аккумуляторов. Большинство бытовых приборов не может работать от «постоянки», поэтому за аккумуляторами ставится другое устройство – инвертор.

Он выполняет обратную операцию: превращает постоянный ток в бытовой переменный напряжением 220 Вольт.

Понятно, что эти преобразования не проходят бесследно и забирают от исходной энергии довольно приличную часть (15-20%).

Если ветряк работает в паре с солнечной батареей или другим генератором электричества (бензиновым, дизельным), то схема дополняется автоматическим выключателем (АВР). При отключении основного источника тока, он активирует резервный.

Для получения максимальной мощности ветряной генератор должен располагаться вдоль ветрового потока. В простых системах реализуется принцип флюгера.

Для этого на противоположном конце генератора закрепляется вертикальная лопасть, разворачивающая его навстречу ветру.

В более мощных установках стоит поворотный электромотор, управляемый датчиком направления.

 

Основные виды ветрогенераторов и их особенности

Существует две разновидности ветрогенераторов:

  1. С горизонтальным расположением ротора.
  2. С вертикальным ротором.

Первый тип – самый распространенный. Он характеризуется высоким КПД (40-50%), но имеет повышенный уровень шума и вибрации. Кроме этого, для его установки требуется большое свободное пространство (100 метров) или высокая мачта (от 6 метров).

Генераторы с вертикальным ротором энергетически менее эффективны (КПД почти в 3 раза ниже, чем у горизонтальных).

К их преимуществам можно отнести простой монтаж и надежность конструкции. Низкая шумность позволяет ставить вертикальные генераторы на крышах домов и даже на уровне земли. Эти установки не боятся обледенения и ураганов.

Они запускаются от слабого ветра (от 1,0-2,0 м/с) в то время, как горизонтальному ветряку нужен воздушный поток средней силы (3,5 м/с и выше). По форме рабочего колеса (ротора) вертикальные ветрогенераторы весьма разнообразны.

 

Благодаря малой частоте вращения ротора (до 200 об/мин), механический ресурс таких установок существенно превышает показатели горизонтальных ветрогенераторов.

Как рассчитать и подобрать ветрогенератор?

Ветер это не природный газ, качаемый по трубам и не электроэнергия, бесперебойно поступающая по проводам в наш дом. Он капризен и непостоянен. Сегодня ураган срывает крыши и ломает деревья, а завтра сменяется полным штилем.

Поэтому перед покупкой или самостоятельным изготовлением ветряка нужно оценить потенциал воздушной энергии в своем районе. Для этого следует определить среднегодовую силу ветра. Эту величину можно узнать в интернете по соответствующему запросу.

Получив вот такую таблицу, находим район своего проживания и смотрим на интенсивность его окраски, сравнивая ее с оценочной шкалой. Если среднегодовая скорость ветра получится меньше 4,0 метров в секунду, то ветряк ставить нет смысла. Он не даст нужного количества энергии.

Если сила ветра достаточна для установки ветряной электростанции, то можно переходить к следующему шагу: подбору мощности генератора.

Если речь идет об автономном энергоснабжении дома, то в расчет берут среднестатистическое потребление электроэнергии 1 семьей. Оно находится в диапазоне от 100 до 300 кВт*ч в месяц. В регионах с низким годовым ветропотенциалом (5-8 м/сек) такое количество электричества способен сгенерировать ветряк мощностью 2-3 кВт.

При этом следует учитывать, что зимой средняя скорость ветра выше, поэтому выработка энергии в этот период будет больше, чем летом.

 

Ветряк своими руками. Забава или реальная экономия?

Скажем сразу, что сделать ветрогенератор своими руками полноценным и эффективным непросто. Грамотный расчет ветрового колеса, передаточного механизма, подбор подходящего по мощности и оборотам генератора – отдельная тема. Мы дадим лишь краткие рекомендации по основным этапам данного процесса.

Генератор

Автомобильные генераторы и электродвигатели от стиральных машин с прямым приводом для этой цели не подходят. Они способны генерировать энергию от ветрового колеса, но она будет незначительной. Автогенераторам для эффективной работы нужны очень высокие обороты, которые не может развить ветряк.

В моторах для стиралок другая проблема. Там стоят ферритовые магниты, а для ветрогенератора нужны более производительные – ниодимовые. Процесс их самостоятельного монтажа и намотки токоведущих обмоток требует терпения и высокой точности.

Мощность устройства, собранного своими руками, как правило, не превышает 100-200 Ватт.

В последнее время среди самодельщиков пользуются популярностью мотор-колеса для велосипедов и скутеров.

С позиций ветроэнергетики это мощные ниодимовые генераторы, оптимально походящие для работы с вертикальными ветровыми колесами и зарядки аккумуляторов.

С такого генератора можно снимать до 1 кВт ветровой энергии.

 

Винт

Проще всего изготавливаются парусный и роторный винты. Первый состоит из легких изогнутых трубок, закрепленных на центральной пластине. На каждую трубку натягиваются лопасти из прочной ткани. Большая парусность винта требует шарнирного крепления лопастей, чтобы при урагане они складывались и не деформировались.

Роторная конструкция ветрового колеса используется для вертикальных генераторов. Она проста в изготовлении и надежна в работе.

Самодельные ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения работают от пропеллерного винта. Домашние умельцы собирают его из труб ПВХ диаметром 160-250 мм. Монтаж лопастей выполняется на круглой стальной пластине с посадочным отверстием для вала генератора. опубликовано econet.ru 

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet

econet.ru

Ветряк для частного дома — оправдана ли его установка?

Неисчерпаемая энергия, которую несут с собой воздушные массы, всегда привлекала внимание людей. Наши прадеды научились запрягать ветер в паруса и колеса ветряных мельниц, после чего он два столетия бесцельно носился по необозримым просторам Земли.

Сегодня для него вновь нашлась полезная работа. Ветрогенератор для частного дома из разряда технических новинок становится реальным фактором нашего быта.

Оправдана ли цена ветряка для частного дома?

На сегодняшний день, цены на электроэнергию выросли в несколько раз. Ветряная электростанция для дома является примером альтернативной энергетики. Это оптимальное решение для объекта, на котором отсутствует централизованная подача электроэнергии, а провести линии электропередач к дому слишком дорого.

Ветряк средних размеров в состоянии обеспечить электричеством жилой дом

Станция повышенной мощности позволяет полностью удовлетворить все энергетические потребности. Установка данного устройства, в зависимости от мощности, позволяет значительно сэкономить расходы покупаемой электроэнергии — или полностью позволяет перейти на свою собственную, производимую ветрогенераторами.

Конечно, цена на такие устройства является немаленькой, но, в свою очередь, если установить даже ветряк небольшой мощности — то можно значительно сэкономить.

Следует изначально проанализировать весь рынок продукции, рассчитать все затраты, а также произвести примерный расчет производимой энергии и того количества денег, которые ветряная установка позволит сэкономить.

Что лучше: сделать ветряк для дома своими руками или купить?

Сейчас существует огромный выбор самых всевозможных производителей ветряных установок: да и самих видов таких ветряков достаточно. Так что же лучше — сделать ветряную установку самому, или воспользоваться уже готовыми заводскими генераторами?

Если сделать мачту ветряка очень высокую, то при сильном ветре ветрогенератор будет сильно раскачивать в стороны

Рассмотрим преимущества заводских ветрогенераторов:

  • уже готовые установки: можно даже заказать сам процесс монтажа;
  • довольно богатый выбор фирм производителей;
  • всевозможные типы генераторов ветра;
  • гарантия качества;
  • в некоторых случаях возможен выезд ремонтника при поломках.

На сегодняшний день на рынке представлен огромный ассортимент ветряных электростанций. Однако выделяют несколько наиболее популярных вариантов: американская станция «Windtronics» от компании «Honeywell Wind Turbine»; генератор «Eddy».

Теперь преимущества самодельных ветряных устройств:

  1. Экономия бюджета.
  2. Детали из подручного материала.
  3. Конструктор самодельного ветряка будет знать его до последнего болтика.

Но следует отметить, что цены на заводские модели достаточно высоки, хотя качество их производства гораздо выше самодельных установок. К тому же, мощности заводских ветряков бывают самые разнообразные. Для самоделок характерны более частые поломки, меньшая стоимость, богатый выбор подручного материала для изготовления ветряков.

Специалисты не советуют устанавливать чисто ветряную систему, поэтому в большинстве случаев станция состоит из ветрогенератора с солнечными панелями, инвертора и контроллера заряда, а также аккумулятора.

Мачта для ветрогенератора — важнейшие нюансы при установке

При выборе типа мачты, следует ориентироваться на то, какой ветрогенератор будет установлен. Для каждого типа ветрогенератора характерна своя конструкция мачты. При этом также следует учитывать ландшафт местностей, где будет происходить монтирование ветряных генераторов, предусмотреть последующие ремонтные операции.

Мачта для ветрогенератора — важный элемент конструкции

Следует учитывать, что важным фактором для установки мачты является минимальная высота. Специалисты рекомендуют производить монтирование на высоте не менее десяти метров от крыш домов, деревьев — это оптимальная высота, на которой наблюдается ветер достаточной силы.

Бывает несколько типов мачт для ветрогенераторов:

  • растяжные;
  • конические;
  • сварные;
  • гидравлические.

Для вертикальных ветряных установок не требуются большие и длинные основы: для таких генераторов будет достаточно легкой и разборной металлоконструкции, высота которой не превышает шести метров.

Мачта для вертикального ветрогенератора представляет собой легкую разборную металлическую конструкцию высотой 3,5-6 м, которая может быть установлена на крыше любого здания.

Преимущества использования ветрогенератора

Основным преимущество ветрогенератора, как источника энергии, является бесплатное электричество (если не брать во внимание изначальные инвестиции). Заплатив однажды определенную сумму денег — решаете для себя проблему энергонезависимости на десятки лет.

Ветрогенераторы выступают альтернативным источником энергии и страхуют от потерь электроэнергии

Сами по себе установки ветрогенераторов надежны, экологически безопасны и практически не производят шума. Кроме того, в большинстве случаев, ветрогенератор позволяет получать дармовую энергию именно тогда, когда в ней есть повышенная потребность: а именно, в холодное время года. В конце осени и в начале зимы, наступают холода и расходуется электроэнергия на обогрев дома — и в это же время наиболее сильны ветра, поэтому ветрогенератор работает с полной отдачей.

Важно то, что ветрогенератор хорошо, в техническом смысле, сочетается с другими источниками энергии и может работают в паре с дизельными генераторами, солнечными батареями или другими источниками энергии: создавая единый замкнутый цикл.

В СНГ существует вторичный рынок генераторов: и есть возможность недорого приобрести ветряк, бывший в употреблении.

Обратите внимание!

stroika-1.ru

Ветряки для дома: достоинства и недостатки

Для того, чтобы подобрать наиболее оптимальный вариант ветряка для своего дома, необходимо знать некоторые особенности устройства и работы ветряков их достоинства и недостатки, а также метеорологические особенности местности.

Потребность установить ветряк возле частного дома может возникнуть в двух случаях — если централизованного электроснабжения нет совсем или оно оставляет желать лучшего либо же вы решили существенно сэкономить на оплате за электроэнергию. Строительство ветрогенератора — довольно масштабное мероприятие и по средствам, и по трудозатратам, поэтому требует предварительных расчетов и уточнения множества факторов.

Ветер — экологически чистый бесконечный источник энергии, которым человечество пользуется уже тысячи лет. Для получения электроэнергии его начали использовать около века назад, но не везде ветер имеет достаточные показатели, чтобы было выгодно устанавливать ветрогенератор.

Поиск по специализированным сайтам с метеорологической статистикой, визит на местную метеостанцию, сбор и проверка данных по силе и направлению ветра своими руками на месте планируемой установки, например, при помощи анемометра с самописцем, поднятого над землей на уровень ротора будущего генератора будет первоочередной задачей.

Если в вашей местности ветер имеет среднегодовую скорость меньше чем 4—4,5 м/с (14,4—16,2 км/ч), ветряк скорее всего окажется нерентабельным. Лучше всего устанавливать ветрогенераторы на возвышенностях, побережьях, в степи — там, где постоянно дует сильный ветер и нет никаких природных или искусственных препятствий для него.

Если присутствует ветровая тень от холма, высоких деревьев, придется либо увеличивать высоту расположения ветрогенератора, что существенно удорожает конструкцию, либо переключиться на другие альтернативные источники для снабжения дома теплом и электроэнергией.

к содержанию ↑

Некоторые формальности

Следует обратиться к местным властям и уточнить перечень требований и разрешений, которые нужно получить. Максимальная высота конструкции, которая не будет мешать полетам малой авиации, отсутствие помех для радиосвязи и телевещания, создаваемых ветрогенератором с металлическими лопастями, предельный безопасный уровень шума, а также согласие соседей на установку ветряка неподалеку от их домов.

Согласитесь — обидно будет, когда построенный своими руками и уже действующий ветряк придется демонтировать или переделывать по решению суда. Поэтому чем больше разрешений удастся собрать — тем лучше. Многих проблем удастся избежать, если оформлением разрешений на ветряк будет заниматься фирма, которая его и будет устанавливать — но это также дополнительные затраты.

к содержанию ↑

Компоненты и расчеты

Стоимость постройки варьируется в самых широких пределах, в зависимости от выбранной конструкции ветряка и использованных компонентов. Есть два основных типа ветрогенераторов — с горизонтальной осью вращения (обязательно располагать на высоте, оптимально 25-35 м) и с вертикальной осью, которые допустимо размещать просто на уровне земли.

Кроме самого генератора для ветряков с горизонтальной осью вращения необходим ротор с лопастями, редуктор и поворотный хвост, а также защитный кожух. Все это, обычно, устанавливается на высокую мачту. Поскольку мачта, как правило, довольно массивное и высокое сооружение, под него придется закладывать фундамент, а также закреплять ее дополнительными тросами-растяжками.

Дополнительно к суммарной цене конструкции добавляется стоимость монтажа при помощи крана. Чтобы избежать строительства высокой и дорогой мачты, для небольших ветряков все чаще используют варианты конструкции с вертикальной осью вращения ротора, которые способны работать на меньшей высоте при скоростях ветра от 1 м/с. Но такие системы относительно новые, поэтому однозначной статистики их эксплуатации еще не накоплено. Они дают меньше электроэнергии, зато существенно дешевле и не такие шумные, их проще изготовить своими руками.

На земле, в помещении располагается инвертор для превращения постоянного тока от генератора в переменный, комплект аккумуляторов, разъединители и автоматические выключатели, нужные для перераспределения полученной электроэнергии и отключения устройства при аварийных ситуациях либо для ремонта.

Примерное количество энергии, вырабатываемое на протяжении года ветряком с горизонтальной осью вращения можно подсчитать по такой эмпирической формуле: E = 1.64 * D*D * V*V*V. Где: E — электроэнергия за год (кВт*ч/год), D — диаметр ротора (в метрах), V — среднегодовая скорость ветра (м/сек). После этого подсчитываем количество и стоимость потребляемой вашим домом за год электроэнергии, а затем множим полученные цифры на 25-30 лет — оценочный срок службы ветряка. Исходя из этого, рассчитываем необходимый размер лопастей и примерную общую стоимость конструкции, в зависимости от стоимости компонентов.

Если мачту можно построить самостоятельно, то электрооборудование и сам ветряк целесообразно покупать серийные, заводской сборки. Хотя, народные умельцы не раз демонстрировали примеры самостоятельной постройки ветрогенераторов для дома на основе компонентов из других устройств (электрогенераторов автомобилей, промышленного оборудования, даже умудряются пускать в дело переделанные электродвигатели от бытовой техники), использовать самодельные лопасти ротора и хвостовое оперение.

Схемы, методики и советы несложно найти в интернете или специализированных технических журналах, но в таком случае вся ответственность за работоспособность и безопасность построенного ветрогенератора будет лежать только на вас.

Очевидно, что с увеличением диаметра лопастей ротора и высоты мачты и соответственно большей собираемой энергии ветра возрастает генерируемая мощность, но пропорционально растет окончательная стоимость конструкции.

По разным оценкам стоимость постройки небольшого ветрогенератора для дома составляет в пределах 2-8 тыс. долларов за 1 кВт электроэнергии. Если у вас дома нет централизованного электроснабжения, ветряк, скорее всего, будет стоить дешевле самостоятельной прокладки линии электропередач или топлива для дизель-генератора.

Если же он задумывался как средство экономии — считайте и делайте выводы о его необходимости для дома. Кстати, уже сейчас полученная на крупных промышленных ветрогенераторах электроэнергия за 1 кВт получается дешевле, чем электроэнергия, выработанная на классических тепловых электростанциях. Себестоимость электроэнергии на малых ветрогенераторах немного выше, но все последние годы она неуклонно снижается.

В любом случае, если сегодня ветряк окажется нерентабельным, не выбрасывайте сделанные своими руками расчеты — через некоторое время появление новых моделей генераторов с большими показателями КПД, изменение тарифов на электроэнергию могут кардинально изменить ваше предыдущее решение.

Также наблюдайте за ситуацией с зеленым тарифом, который применяется во многих странах. По этому тарифу электроэнергию, сгенерированную дома при помощи альтернативных источников, в том числе энергии ветра, можно возвращать в электросеть, получая за нее доплату. Появление в стране зеленого тарифа или изменение его ставки может существенно повлиять на время окупаемости ветряка и проносимую им экономию для дома.

к содержанию ↑

Оптимальные режимы использования

Ветер дует неравномерно, и повышенная генерация электроэнергии с его помощью редко будет совпадать с периодами максимального потребления в доме. Поэтому желательно чтобы у вас была возможность обеспечить необходимую нагрузку и использовать всю лишнюю наработанную ветрогенератором электроэнергию — на подогрев воды в бойлере, дополняющие систему отопления электронагреватели внутри дома, насос в колодце, качающий воду в бак на крыше, или же на еще более экзотичные задачи вроде подзарядки аккумуляторов электромобиля — все они должны включаться автоматически при сильном ветре и при маленьком общем потреблении.

Вообще, в условиях российского климата с длинной холодной зимой и относительно небольшими скоростями ветра наиболее энергоэффективной и дешевой представляется схема из ветрогенератора с вертикальной осью вращения, установленного на уровне грунта либо на небольшой мачте в 5-10 м высотой, поднимающей его над крышей дома и кронами плодовых деревьев. Ветряк напрямую подключается к отдельному электронагревателю и бойлеру внутри помещения, без преобразователей тока и аккумуляторов.

Такую схему вполне реально реализовать своими руками, не привлекая монтажников. В этом случае ветрогенератор вырабатывает по сути тепло для обогрева дома, который, в свою очередь, служит безразмерным тепловым аккумулятором и позволяет не слишком беспокоиться из-за нерегулярных перепадов силы ветра, полностью используя всю наработанную ветрогенератором электроэнергию. Причем такая система получается саморегулируемой — сильный ветер быстрее охлаждает дом, но одновременно он же дает возможность тандему из ветрогенератора и электронагревателя лучше его отапливать изнутри.

к содержанию ↑

Проблемы на этапе проектирования

Шум в пределах 40-60 Дб, который может мешать не только соседям, но и вам. При возможности, если позволяет конфигурация земельного участка, ветряк стоит максимально отдалить от дома. Оптимально на 200-300 м.

  1. При некоторых режимах работы ветрогенератора или неудачной конструкции мачты ветряк может издавать инфразвук, вызывающий ощущение страха и дискомфорта;
  2. Высокая мачта, требующая обязательного заземления и наличия молниеотвода, а также наличия сигнальной лампы на вершине для безопасности полетов малой авиации;
  3. При работе ротора возникает вибрация, поэтому мачта ветряка должна располагаться отдельно, не соприкасаясь со стенами и перекрытиями дома или с другими строениями;
  4. Необходимость регулярного техобслуживания частей генератора, осмотров и замены смазки, которые нужно проводить на высоте. Примерно раз в 10 лет требуют замены лопасти и подшипники, независимо от того самодельные они или нет. Такие ремонты не всегда возможно выполнить своими руками и возникает необходимость привлекать специалистов. Мачту также придется регулярно красить и осматривать, чтобы избежать коррозии;
  5. Возможность повреждения мачты, лопастей и генератора в случае ураганного ветра или при обледенении;
  6. Аккумуляторы также требуют регулярной замены раз в несколько лет, располагать их нужно внутри дома;
  7. При подборе готовых серийных ветрогенераторов нужно очень внимательно вычитывать их технические характеристики — в разных странах и у разных производителей выходная мощность, указанная в описании изделия и в его техпаспорте вычисляются по различным методикам, сильно зависящих от принятой за базовую силы ветра;
  8. Расположенные неподалеку от места установки ветрогенератора маленькие деревья со временем вырастут и начнут создавать помехи для ветра;
  9. Если вы решились изготавливать ветряк своими руками, очень сложно наперед предсказать и рассчитать его итоговую выработку электроэнергии и его степень эффективности.

Тенденции развития техники однозначно указывают на перспективность использования для полного или частичного снабжения дома электроэнергией и теплом разнообразных альтернативных источников: солнечных панелей, ветровых генераторов, тепловых конвекторов, новых эффективных материалов для термоизоляции. Недорогая и эффективная система для создания полностью энергонезависимого жилища из научной фантастики постепенно превращается в довольно распространенное техническое решение, и ветряк может оказаться в нем одним из значимых элементов.

mirenergii. ru

Как сделать ветрогенераторы своими руками из подручных материалов на 220в

27 Октябрь 2013        Главная страница » Своими руками

Конечно, проще купить готовый ветрогенератор с доставкой и установкой. Однако, цена заводских установок немаленькая, они имеют довольно большую мощность и размеры, монтировать их нужно на высокие мачты, на установку которых полагается получать разрешение. Да и не на всяком подворье вообще имеет смысл устанавливать дорогое оборудование. Высокая стоимость электроэнергии, нестабильность наших энергосетей, отсутствие электропитания на выделенном или купленном земельном участке и неизбывная тяга народа к техническому творчеству заставляет смекалистых и рукастых искать альтернативные пути получения электроэнергии. В этой статье мы расскажем, как сделать ветрогенераторы своими руками на 220в, используя подручные материалы.

Из чего мастерить и сколько это стоит

У хозяйственных людей всегда есть запас железок и агрегатов, добытых из списанного оборудования и приборов. А если в распоряжении умельца имеется бокс в гаражном кооперативе, то местная автосвалка может оказаться кладезем, где будут добыты многие полезные детали устройства для получения возобновляемой энергии. Ветрогенератор будет работать не только как источник электроснабжения, но и как зарядная станция. Неиспользованная в данный момент энергия будет запасаться в аккумуляторе, самом дорогостоящем элементе системы. Нам нужен довольно мощный. Отлично подойдёт от трактора «Беларусь». Стоимость — как договоришься. За исключением аккумулятора, нам пришлось потратить около 75 usd на детали для блока управления и инвертор.

Заводских ветрогенераторов небольшой мощности (300 Вт) у нас не продают. Самые маломощные — 750 Вт. Российские ветряки обходятся примерно в 1500 usd за 1 кВт, китайские — в 1000. Причём, это только сам ветрогенератор, без контроллера, мачты, аккумуляторных блоков и инвертора. Вот и считайте.

Мощность

Мы решили изготовить ветряк своими руками с горизонтальной осью вращения и лопастями диаметром 1,8 метра. Номинальная мощность — 300 Вт. Конечно, это немного. Но расчёт показывает, что для достижения хотя бы 1 кВт при среднегодовой скорости ветра в Беларуси диаметр «пропеллера» должен составлять не меньше 4 метров. Нет, на наших шести дачных сотках такой агрегат просто не поместится. Тем не менее 300 Вт хватит на полное и достаточно яркое освещение, если использовать светодиоды. Или на компьютер, телевизор, даже с неярким светом. Достаточно и для однокамерного холодильника, но всё остальное придётся отключить. Подобный компактный ветрогенератор для дома сможет поддержать работоспособность котельной в период отключения линии подачи электроэнергии. Одним словом, парочки подобных ветряков с аккумуляторными батареями хватит для электроснабжения дачи или скромного дома в обычном режиме, без излишеств в виде электроплиты или СВЧ.

Лопасти

Мы решили сделать их побольше, шесть штук. Использовали алюминиевый лист 2 мм, для снижения веса. Лопасти через приклёпанные втулки закреплены на шпильках. Те, в свою очередь, вкручиваются в центральное колесо с контргайками. Это удобно, можно менять поворот лопастей, при необходимости быстро разобрать конструкцию. Размер лопасти 650 х 120 мм, прокатана лопатка со смещением оси 10 градусов. Поворот лопасти к оси вращения определяли эмпирическим путём, самый эффективное значение оказалось примерно 12 градусов.

Хвост и мачта

Хвост подпружинен, это хорошо видно на фото. Трубки каркаса установлены шарнирно, плоскость хвоста имеет размеры 600 х 400 мм. Ось поворота ветряка смещена относительно оси симметрии пропеллера на 100 мм. Узел поворота выполнен с применением ступичного автомобильного подшипника. Такая конструкция способствует тому, что при увеличении скорости ветра выше расчётной ветроколесо само уходит в сторону. Мачта высотой 5,5 метров изготовлена из стальной трубы. Установку такого размера можно поставить на крепкую крышу, больших размеров — нет.

Генератор

Перед генератором установили повышающий планетарный редуктор непонятного происхождения. Желательно, чтобы передаточное число было 1:15. В качестве генератора использовали электродвигатель от ленточного накопителя данных. Мотор постоянного тока со статором на постоянных магнитах 36 В, 300 Вт. Кабель спрятан внутри мачты.

Блок управления

Блок управления стабилизирует напряжение зарядки аккумулятора, ограничивает значение тока максимально допустимыми значениями, стабилизирует нагрузку генератора при отсутствии потребителей и полностью заряженном аккумуляторе. Мы выбрали схему, в которой блок состоит из двух модулей.

  • Модуль 1 — импульсный стабилизатор напряжения, ограничение по току 10% ёмкости аккумулятора, напряжение на выходе —14,2 В.
  • Модуль 2 — импульсный коммутатор нагрузки. Когда мощность ветрогенератора не используется, а напряжение на входе достигает 18 V, коммутатор подключает резистор нагрузки в импульсном режиме, осуществляя максимальный отбор мощности.

Электропитание потребителей 220В осуществляется через простенький автомобильный инвертор, в части освещения планируем полностью перейти на светодиоды и отдельную сеть с напряжением 12В.

Практика показала, что построить работоспособный ветряк своими руками вполне реально. Обслуживания, по крайней мере, он не требует, а электричество исправно вырабатывает. Пусть в небольших количествах, зато практически бесплатно. Если в европейских странах существует возможность выдачи излишек в сеть, то в нашей стране, к сожалению, случаи выдачи эл. энергии  в сеть физическими лицами не встречались.

Тем, кто всерьез решил сделать ветрогенератор своими руками на 220в, будет полезна вот эта литература. Книга называется “Как сделать ветроэнергетический агрегат”, сама книга не нова, зато очень все доступно изложено.

Еще одна статья, посвященная самостоятельному изготовлению ветряка, на этот раз вертикального типа.

Это интересно:

Быстро и просто делаем солнечные батареи своими рукамиБесплатный подогрев воды, или как сделать солнечный коллектор своими рукамиВозможно ли сделать биогазовую установку самостоятельно

Это интересно:

    

www. energya.by

выбираем маленький ветряной генератор для дома, принцип работы и устройство

Ветряные генераторы уже не представляют собой ничего экзотичного – сейчас их используют и расценивают как наилучшую возможность сэкономить. В статье рассмотрим популярные модели мини-ветрогенераторов для дома, особенности их устройства и принцип работы.

Особенности

Даже мини-ветрогенератор с легкостью преобразовывает всю ту энергию, которую несет в себе ветер. Успешное использование данных установок уже зарекомендовало себя благодаря тому, что их можно использовать как в частных домах, дачах и загородных постройках, так и на производствах и больших фабриках.

Ветряку для того чтобы получить электроэнергию, не нужны топливо и солнце. Это заставляет задуматься о том, как они работают, и какие предложения есть на рынке данных устройств.

Еще к одной особенности ветряного генератора можно отнести то, что его мощность напрямую зависит от размера окружности, что формируют его лопасти. Если увеличить ее диаметр в 2 раза, то при сохранении прежней скорости ветра электроэнергии, которую будет производить генератор, будет в 4 раза больше.

Принцип работы

Конструкция и принцип работы старых ветряных мельниц уверенно перекочевали к их современным последователям – ветряным электрогенераторам.

Сила ветра, вращающая лопасти, заставляет двигаться ось, к которой эти лопасти прикреплены, а она уже, в свою очередь, двигает шестерни и механизмы внутри мельницы.

В наши дни ветряные мельницы для производства электричества устроены практически так же, только

энергия ветра заставляет вращаться ротор.

Рассмотрим более детально, как происходит преобразование ветра в электроэнергию.

  1. Первичный вал с редуктором начинает вращаться от силы ветра, который толкает лопасти и заставляет их совершать обороты. Затем момент вращения передается на оборудованный магнитами ротор. Благодаря такой последовательности действий в статорном кольце образуется переменный ток.
  2. При выработке электроэнергии в таком количестве необходимы аккумуляторы. Для того чтобы заряжать в безопасном режиме, необходим выпрямитель тока, который позволяет избежать скачков напряжения и увеличивает срок службы аккумуляторных батарей.
  3. Чтобы создать привычное нам напряжение в 220 В, из аккумуляторов ток подается в инвертор, а затем уже к конечным потребителям. Чтобы ветряк всегда ловил наиболее сильный ветер, устанавливают хвост, который разворачивает лопасти по ветру. Всевозможные датчики позволяют современным моделям иметь системы торможения, складывания и отвода лопастей от ударов ветра.

Виды

Различные виды ветряных мельниц классифицируют по количеству лопастей, по материалу, из которого эти лопасти изготовлены, по шагу винта и еще ряду критериев. Независимо от того, как расположена ось вращения генератора, принцип его работы остается одинаковым для любого вида. Но в основном их разделяют по выбору расположения оси или вала.

  • Горизонтальный вид. Это когда поверхность земли расположена параллельно оси вращения генератора.
  • Вертикальный вид. У этого вида ветряков вращающий вал расположен перпендикулярно поверхности земли, а лопасти расположены вокруг него.

Составная часть пропеллера или ветроколеса у современных ветряных генераторов может состоять из разного количества лопастей. Уже признано устоявшимся утверждение, что пропеллеры с количеством лопастей до трех вырабатывают большое количество тока лишь при сильном ветре, в то время как многолопастные ветрогенераторы могут довольствоваться небольшими потоками воздуха.

Обзор моделей

Российский рынок отличается большим ассортиментом ветряных генераторов. Перед выбором стоит сравнить характеристики представленных моделей и варианты их применения. Разнообразие устройств представляет солидный ряд, в котором стоят как небольшие ветрогенераторы для дома, так и изделия для промышленного использования более крупных размеров.

  • Ветряные генераторы Condor Home. Ветряки предназначены для использования в домашних условиях, мощность 0,5-5 кВт. Эти станции предназначены для использования при низких температурах, а также продуцируют энергию при слабых порывах ветра. Служат как основным, так и вспомогательным источником электричества на участке.
  • Маленькие электростанции Falcon Euro. Чаще всего используются в комплексе с солнечными батареями или другими источниками энергии в случае значительного удаления от линий электропередач. Линейка моделей представлена технологичными ветряными генераторами преимущественно с вертикальными валами мощностью 1-15 кВт.
  • Генераторы Sokol Air Vertical. Небольшие ветровые установки способны обеспечить электричеством как небольшие дома, так и средние производственные здания. Данные электростанции выпускаются с мощностью 0,5-15 кВт.
  • Ветрогенераторы Energy Wind. Данные ветряки замечательно себя зарекомендовали как прекрасный вариант для электрообеспечения жилых домов, коттеджей и жилых построек. Есть как однолопастные, так и трёхлопастные модели с различной мощностью – 1-10 кВт.
  • Ветряные мельницы Altek ЕВ. Сегмент загородных домов и дач покорили эти ветротурбины с горизонтальным валом вращения. Номинальная мощность от 1 до 10 кВт. Превосходно подходит для решения задач снабжения электричеством дачные участки.

Как выбрать?

Чтобы выбрать ветряную электростанцию, необходимо определиться с некоторыми пунктами, которые будут влиять на принятие решения. Все расчеты и подобные вычисления требуют большого внимания: нужно собрать и обработать важную информацию.

  1. Необходимо рассчитать максимальное и минимальное количество электричества, которого хватит для комфортного обеспечения объекта.
  2. Изучить показатели ветра в разное время года, выявить безветренные периоды и понять, какие нужны аккумуляторы, когда энергию от ветряной мельницы нужно заменить чем-то другим.
  3. Учитывайте в первую очередь климатические и географические характеристики региона. В том случае, если будут сильные заморозки, ветряной генератор будет нерентабелен.
  4. Хорошо изучить рынок, провести сравнение подходящих вам генераторов от всех производителей. И не забывайте про такой показатель, как шум при работе ветрогенератора.

Полный переход на такие электростанции для жилых домов на значительном удалении от линии электропередач не решит проблему целиком. Но может быть отличной альтернативой и выходом из положения в определенных ситуациях, а иногда и единственным способом обеспечить электричеством свой участок. Для того чтобы выбор оказался максимально оправдан, следует учесть каждую характеристику – от размеров, уровня шума, емкости аккумуляторов до способа установки, необходимой для работы скорости ветра и количества вырабатываемого электричества.

Подробнее о ветрогенераторе смотрите в следующем видео.

Вертикальные ветрогенераторы для загородного дома

Использование энергии ветра при помощи ветрогенераторов с вертикальной осью вращения является прекрасным способом обеспечения электроэнергией загородных и сельских домов, дачных и садовых домиков, фермерских хозяйств, не имеющих подключения к централизованным сетям. Таким способом также можно электрифицировать объекты, имеющие нестабильное по напряжению и частоте, или часто отключаемое электричество.

Ветрогенераторы, за счёт вращения лопастей, преобразуют энергию ветра в электрический ток. C увеличением скорости ветра, увеличивается и выработка электроэнергии. Как правило, ветряные установки производят большее количество электроэнергии в зимнее время. Потому они могут прекрасно дополнять собой солнечные батареи в те месяцы, когда коротка продолжительность светового дня. Ветряные генераторы могут быть легко интегрированы в системы солнечного электроснабжения, или использоваться как единственный источник энергии. Это хороший способ получения электричества, при наличии достаточной скорости ветра.

Вертикальные ветряные генераторы обладают великолепными характеристиками и по ряду параметров выгодно отличаются от горизонтальных. Они способны вырабатывать энергию при слабом и ураганном ветрах, чрезвычайно живучи, не боятся обильных снегопадов и ледяных дождей, снабжены минимумом электроники. Характеризуются низким уровнем шума в процессе работы.

Ветрогенераторы российского производства обладают большим сроком службы (не менее 15 лет), и не требуют обслуживания в течение первых трёх лет эксплуатации. По началу рекомендуется лишь периодический профилактический осмотр.

Зарядовая мощность отдельно стоящих ветроустановок составляет от 500 Вт до 5 кВт, при ветре 10 м/сек. Накопление энергии происходит в аккумуляторной батарее (АКБ). При помощи использования инвертора, являющегося составной частью системы и подключенного к АКБ, пользователь имеет возможность обеспечить качественным электропитанием разнообразные бытовые приборы, в том числе освещение, в течение расчётного времени.

При необходимости, можно увеличить мощность и ежедневную стабильность вырабатывания электроэнергии, установив дополнительно солнечные батареи. На самом деле, мы всегда рекомендуем сочетать ветрогенераторы с солнечными батареями, даже если вам кажется, что в вашей округе дуют относительно сильные и стабильные ветра. Наиболее ощутимы преимущества солнечных батарей в районах, где ветра достаточной силы могут отсутствовать по многу дней. Это может привести к полному разряду системы аккумуляторных батарей за эти несколько дней и оставить вас без электричества. В то же время, светлое время суток наступает неизбежно, а это означает и неизбежное начало работы установленных солнечных ФЭ модулей!

Максимальная мощность одновременно подключаемых приборов определяется мощностью инвертора напряжения. При достаточном количестве получаемой ежедневно электроэнергии от ветрогенератора (или ветро-солнечной системы), такие приборы как холодильник, охранная сигнализация или видеокамеры, могут эксплуатироваться в круглосуточном режиме.

При грамотном использовании электропотребителей, точном и сбалансированном подборе компонентов системы электроснабжения, можно полностью обеспечить потребности загородного или деревенского дома, фермерского хозяйства или небольшого производства.

Ветрогенераторы в нашем каталоге:


Наименование Мощность (Вт) Номинальное напряжение АКБ (В) Начало заряда АКБ при скорости ветра (м/с) Цена, руб
ОМ-500-12 500 12 1,5 90 000
ОМ-1000-12 1000 12 1,5 109 500
ОМ-1500-12 1500 12 1,7 127 700
ОМ-2000-24 2000 24 2 159 000
ОМ-3000-24 3000 24 2,2 249 000
ОМ-5000-24 5000 24 2,5 298 500

Ветрогенераторы делают жизнь немцев невыносимой (репортаж из Германии)

Чистая энергия ветра в Ваш дом!

Компания ЭнерджиВинд на рынке России и стран СНГ является единственным серийным производителем однолопастных ветрогенераторов. Наша разработка является уникальной и поэтому мы можем предоставить нашим покупателям ветряные электростанции по отношению к китайским трехлопастным моделям ветрогенераторов:

  • с большей, чем в 2 раза скоростью вращения лопасти;
  • с более низкими и выгодными ценами;
  • с высоким качеством продукции;
  • с гарантийными обязательствами;
  • с долгим сроком службы;
  • не требует топлива.

Если Вы используете бензогенераторы, то с установкой у себя дома нашей ветряной электростанции Вам не придется терпеть шум бензогенератора, мучаться с доставками топлива и постоянными заправками, а также при каждодневной работе Вам не придется через полгода — год ехать за новым, т. к. предыдущий сломался.

Ветряные электростанции в России с каждым годом становятся все более популярным альтернативным источником энергии для дома. В последние 5 лет мы наблюдаем повышение интереса к ветрякам.

Ведь окупаемость нашей установки с учетом ежегодного увеличения государством цен на энергию будет составлять от 7 до 12 лет. Таким образом использование энергии ветра позволит Вам сэкономить деньги на ближайшие 30-40 лет, а за 7-12 лет Вы полностью покроете стоимость ветрогенератора.

Хватит складывать деньги в чужой карман!

Будьте независимыми и принесите благо природе.  Пользуйтесь тем, чем судьба наградила Вас с рождения — Светом Солнца, Воздухом, Водой, Землёй!

Как работает наш ветряк?

На схеме показано как чистая энергия ветра поступает в Ваш дом и предоставляет возможность пользоваться электроприборами.

  • При ветре около 3м/с лопасть ветрогенератора начинает вращаться и вырабатывать энергию, которая поступает на блок обработки электроэнергии и зарядки аккумуляторов (Блок ОЭЗА).
  • С блока ОЭЗА энергия поступает на аккумуляторные батареи, которые нужны для того, чтобы у Вас всегда в доме было электричество и в безветренное время.
  • С помощью инвертора энергия с аккумуляторов преобразуется в 220В, что дает возможность использовать электроприроборы в доме.

Самодельный ветряк для дома. Вертикальный ветрогенератор для дачи

Оплата электроэнергии на сегодняшний день занимает немалую долю в затратах на содержание жилища. В многоквартирных домах, единственный способ экономии — переход на энергосберегающие технологии, и оптимизация расходов по многотарифным схемам (ночной режим оплачивается по сниженным ценам). А при наличии приусадебного участка можно не только сэкономить на потреблении, но и организовать для частного дома самостоятельное энергообеспечение.

Это нормальная практика, которая зародилась в Европе и северной Америке, а последние пару десятилетий активно внедряется и в России. Однако оборудование для автономного энергоснабжения достаточно дорогое, окупаемость «в ноль» наступает не раннее, чем спустя 10 лет. В некоторых государствах, можно возвращать энергию в общественные сети по фиксированным тарифам, это сокращает время окупаемости. В Российской Федерации для оформления «кэшбека» требуется пройти ряд бюрократических процедур, поэтому большинство пользователей «бесплатной» энергии предпочитают строить ветряной генератор своими руками, и пользоваться им только для личных нужд.

Правовая сторона вопроса

Самодельный ветрогенератор для дома не попадает под запреты, его изготовление и применение не влечет за собой административного либо уголовного наказания. Если мощность ветряного генератора не превышает 5 кВт, он относится к бытовым устройствам, и не требует никаких согласований с местной энергетической компанией. Тем более, не требуется уплачивать какие-либо налоги, если вы не получаете прибыль при продаже электроэнергии. Кроме того, самодельный генерирующий ветряк даже с такой производительностью, требует сложных инженерных решений: смастерить его на тек просто. Поэтому мощность самоделки редко превышает 2 кВт. Собственно, этой мощности обычно достаточно для энергоснабжения частного дома (конечно, если у вас нет бойлера и мощного кондиционера).

В данном случае, речь идет о федеральном законодательстве. Поэтому перед принятием решения об изготовлении ветряка своими руками, не лишним будет проверить наличие (отсутствие) субъектовых и муниципальных нормативных правовых актов, которые могут накладывать некоторые ограничения и запреты. Например, если ваш дом расположен на особо-охраняемой природной территории, использование ветровой энергии (а это природный ресурс) может потребовать дополнительных согласований.

Проблемы с законом могут возникнуть при наличии беспокойных соседей. Ветряки для дома относятся к индивидуальным постройкам, поэтому на них также распространяются некоторые ограничения:

Разновидности генераторов

Прежде чем решить, как сделать ветрогенератор своими руками, рассмотрим особенности конструкции:

По расположению генератора устройство может быть горизонтальным или вертикальным


По номиналу генерируемого напряжения


Типовые примеры самодельных ветрогенераторов

Устройство ветрогенератора одинаковое, вне зависимости от выбранной схемы.

  • Пропеллер, который может быть установлен как непосредственно на вал генератора, так и с помощью ременной (цепной, шестеренной передачи).
  • Собственно генератор. Это может быть готовое устройство (например, с автомобиля), либо обычный электродвигатель, который при вращении вырабатывает электроток.
  • Инвертор, регулятор напряжения, стабилизатор — в зависимости от выбранного напряжения.
  • Буферный элемент — аккумуляторные батареи, обеспечивающие непрерывность генерации, вне зависимости от наличия ветра.
  • Установочная конструкция: мачта, кронштейн для монтажа на крыше.

Пропеллер

Можно изготовить из любого материала: хоть из пластиковых бутылок. Правда гибкие лопасти существенно ограничивают мощность.

Достаточно вырезать в них полости, для забора ветра.

Неплохой вариант — ветряк бытового из кулера. Вы получаете готовую конструкцию с профессионально выполненными лопастями и сбалансированным электродвигателем.

Аналогичная конструкция изготавливается из охладителя компьютерных блоков питания. Правда мощность такого генератора мизерная — разве что зажечь лампу на светодиодах, или зарядить мобильный телефон.

Тем не менее, система вполне работоспособна.

Неплохие лопасти получаются из алюминиевых листов. Материал доступен, его несложно отформовать, пропеллер получается достаточно легким.

Если вы создаете роторный пропеллер для вертикального генератора, можно воспользоваться жестяными банкам, разрезанными вдоль. Для мощных систем применяются половинки стальных бочек (вплоть до объема 200 литров).

Разумеется, придется с особой тщательностью подойти к вопросу надежности. Мощный каркас, вал на подшипниках.

Генератор

Как говорилось выше, можно использовать готовый автомобильный, или электродвигатель от промышленных электроустановок (бытовой техники). В качестве примера: ветрогенератор из шуруповерта. Используется вся конструкция: двигатель, редуктор, патрон для крепления лопастей.

Компактный генератор получается из шагового двигателя принтера. Опять же, мощности хватает лишь на питание светодиодного светильника или зарядного устройства смартфона. На природе — незаменимая вещь.

Если вы с паяльником «на ты», и неплохо разбираетесь в радиотехнике — генератор можно собрать самостоятельно. Популярная схема: ветрогенератор на неодимовых магнитах. Преимущества конструкции — можно самостоятельно рассчитать мощность под ветровую нагрузку в вашей местности. Почему неодимовые магниты? Компактность при высокой мощности.

Можно переделать ротор имеющегося генератора.

Либо создать собственную конструкцию, с изготовлением обмоток.

Эффективность такого ветряка на порядок выше, чем при использовании схемы с электродвигателем. Еще одно неоспоримое преимущество — компактность. Неодимовый генератор плоский, и его можно разместить непосредственно в центральной муфте пропеллера.

Мачта

Изготовление этого элемента не требует познаний в электронике, но от его прочности зависит жизнеспособность всего ветрогенератора.

Например, мачта высотой 10–15 метров требует грамотно рассчитанных растяжек и противовесов. Иначе сильный порыв ветра может завалить конструкцию.

Если мощность генератора не превышает 1 кВт, вес конструкции не такой большой, и вопросы прочности мачты отходят на второй план.

Итог

Самодельный ветрогенератор — не такая сложная конструкция, как может показаться на первый взгляд. С учетом высокой стоимости заводских изделий, можно изрядно сэкономить, изготовив домашнюю ветряную электростанцию и вполне доступных материалов. С учетом небольших затрат на создание ветряка, окупится он достаточно быстро.

Видео по теме

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

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

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

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

Общий принцип работы

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

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

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

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

На видео рассказывается про ветрогенератор, изготовленный своими руками

Расчет лопастного ветрогенератора

Так как мы уже выяснили, что горизонтальный ветрогенератор значительно эффективнее, рассмотрим расчет именно его конструкции.

Энергия ветра может быть определена по формуле
P=0.6*S*V ³, где S — это площадь круга, описываемого концами лопастей винта (площадь ометания), выраженная в квадратных метрах, а V — расчетная скорость ветра в метрах в секунду. Также нужно учитывать КПД самого ветряка, который для трехлопастной горизонтальной схемы составит в среднем 40%, а также КПД генераторной установки, составляющий на пике токоскоростной характеристики 80% для генератора с возбуждением от постоянных магнитов и 60% — для генератора с обмоткой возбуждения. Еще в среднем 20% мощности израсходует повышающий редуктор (мультипликатор). Таким образом, окончательный расчет радиуса ветряка (то есть длины его лопасти) для заданной мощности генератора на постоянных магнитах выглядит так:
R=√(P/(0.483*V³
))

Пример: Примем требуемую мощность ветроэлектростанции в 500 Вт, а среднюю скорость ветра — в 2 м/с. Тогда по нашей формуле нам придется использовать лопасти длиной не менее 11 метров. Как видите, даже такая небольшая мощность потребует создания ветрогенератора колоссальных габаритов. Для более-менее рациональных в условиях изготовления своими руками конструкций с длиной лопасти не более полутора метров ветрогенератор сможет выдавать всего лишь 80-90 ватт мощности даже на сильном ветру.

Недостаточно мощности? На самом деле все несколько иначе, так как на самом деле нагрузку ветрогенератора питают аккумуляторы, ветряк же только заряжает их в меру своих возможностей. Следовательно, мощность ветроустановки определяет периодичность, с которой она сможет осуществлять подачу энергии.

В плане ветроэнергетических ресурсов Россия занимает довольно двойственное положение. С одной стороны, на ее долю приходится огромная площадь, богатая равнинными местами. С другой — ветры здесь медленные, имеют низкий потенциал. Они могут быть довольно буйными в местах, где проживает мало людей. В соответствии с этим становится актуальной задача обустройства самодельного ветрогенератора.

Источник электричества

Как минимум 1 раз в год увеличиваются тарифы на услуги электроэнергии, зачастую — в несколько раз. Это бьет по карману граждан, зарплата которых не растет столь же стремительно. Домашние умельцы раньше прибегали к простому, но довольно небезопасному и незаконному способу экономии на электроэнергии. Они прикрепляли к поверхности расходомера неодимовый магнит, после чего тот приостанавливал работу счетчика.

Если указанная схема изначально работала слаженно, то в дальнейшем с ней возникали проблемы. Объяснялось это несколькими причинами:

Всё это подтолкнуло людей к поиску альтернативных источников электроэнергии, к примеру, ветрогенераторов. Если человек проживает в областях, где регулярно дуют ветры, такие приспособления становятся для него «палочкой-выручалочкой». Устройство использует силу ветра для получения энергии.

Корпус оснащен лопастями, приводящими в движение роторы. Электроэнергия, полученная таким образом, трансформируется в постоянный ток. В дальнейшем она переходит к потребителям либо накапливается в аккумуляторе.

Самодельный ветрогенератор может выступать в качестве главного или дополнительного источника энергии. В качестве вспомогательного устройства он может греть воду в бойлере либо подпитывать домашние светильники, тогда как вся остальная электроника работает от главной сети. Возможна работа таких генераторов и в качестве главного источника там, где дома не подключены к электричеству. Здесь устройства подпитывают:

  • лампы и люстры;
  • отопительное оборудование;
  • бытовую электронику.

Ветровая электростанция способна подпитывать низковольтные и классические приборы. Первые работают от напряжения 12−24 Вольт, а ветрогенератор способен обеспечивать мощность на 220 Вольт. Он изготавливается по схеме с использованием инверторных преобразователей. Электричество накапливается в его аккумуляторе. Есть модификации на 12−36 Вольт. Они отличаются более простой конструкцией. Для них применяются стандартные контроллеры заряда аккумулятора. Чтобы обеспечить обогрев жилища, достаточно сделать ветрогенераторы своими руками нa 220 В. 4 кВт — это мощность, которую обеспечит их двигатель.

Особенности изделия

Создавать ветряк своими руками выгодно. Достаточно узнать, что заводские изделия мощностью не больше 5 кВт стоят до 220000 р., как становится ясно, насколько лучше использовать доступные материалы и сделать их самостоятельно, ведь благодаря этому удастся сэкономить немало средств.

Безусловно, заводские модификации редко ломаются и являются более надежными. Но уж если поломка случится, придется потратить огромные суммы на покупку запасных узлов.

Магазинные модели часто недоступны большинству граждан. Чтобы окупить затраты на покупку такого устройства, требуется от 10 до 12 лет, хотя отдельные виды устройств и отбивают эти расходы чуть раньше. Сделав ветрогенератор 2 кВт своими руками, можно получить далеко не самую совершенную конструкцию, но в случае поломки ее удастся легко отремонтировать самостоятельно. Миниатюрный ветряк малой мощности способен собрать без проблем любой человек, который умеет обращаться с инструментами.

Ключевые узлы

Как говорилось, ветряной генератор можно сделать в домашних условиях. Надо подготовить определенные узлы для его надежного функционирования. Они включают:

  1. Лопасти. Изготавливать их можно из разных материалов.
  2. Генератор. Его тоже можно собрать собственноручно или же купить готовый.
  3. Хвостовая зона. Используется для движения лопастей по направлению вектора, обеспечивая предельно возможный КПД.
  4. Мультипликатор. Увеличивает скорость вращения ротора.
  5. Мачта для крепежа. Она играет роль элемента, на котором зафиксированы все указанные узлы.
  6. Натяжные тросы. Необходимы для фиксации конструкции в целом и защиты от разрушения под воздействием ветра.
  7. Аккумулятор, инвертор и контроллер заряда. Способствуют преобразованию, стабилизации энергии и ее накапливанию.

Новичкам следует рассматривать простые схемы роторного ветрогенератора.

Инструкция по изготовлению

Ветряк можно изготавливать даже из пластиковых бутылок. Он будет крутиться под действием ветра, издавая при этом шум. Возможных схем обустройства таких изделий существует много. Ось вращения допустимо располагать в них вертикально или горизонтально. Эти устройства используются в основном для борьбы с вредителями на приусадебном участке.

Самодельный ветрогенератор похож на бутылочный ветряк по конструкции, но размеры его больше, и он отличается более основательной конструкцией.

Если к ветряку для борьбы с кротами на огороде приделать мотор, он сможет давать электроэнергию и подпитывать, например, светодиодные светильники.

Сборка генератора

Для сборки ветряной электростанции обязательно потребуется генератор. В его корпус необходимо поставить магниты, которые будут обеспечивать электроэнергию в обмотках. Такой тип устройства имеют отдельные виды электродвигателей, к примеру, которые установлены в шуруповёртах. Но изготовить из шуруповерта генератор не удастся. Он не обеспечит необходимой мощности. Его хватит разве что на подпитку небольшой светодиодной лампы.

Из автомобильного генератора ветряную электростанцию тоже вряд ли получится сделать. Объясняется это тем, что в данном случае применяется обмотка возбуждения, получающая питание от аккумулятора, почему он и не подходит для этих целей. Следует подбирать самовозбуждающийся генератор оптимальной мощности либо купить готовую модель. Эксперты рекомендуют приобретать его в готовом виде, т. к. это устройство обеспечит высокий КПД, но никто не мешает сделать его своими руками. Предельная мощность у него будет находится на уровне 3,5 кВт.

Что потребуется взять:

Ставят ротор и статор и на дистанции 2 мм. Обмотки объединяют таким образом, чтобы получился 1-фазный источник переменного тока.

Создание лопастей

В ветреную погоду из готового устройства можно добывать 3,5 кВт мощности. При средней интенсивности воздушного потока этот показатель составляет не более 2 кВт. Устройство бесшумное, если сравнивать с моделями на электродвигателе.

Следует подумать о месте монтажа лопастей. В рассматриваемом примере изготавливается простая модификация ветрогенератора горизонтального типа с тремя лопастями. Можно попробовать изготовить вертикальной вариант, но КПД у него будет пониженным. В среднем он составит 0,3. Единственным преимуществом такой конструкции будет возможность работы при любом направлении ветра. Простые лопасти изготавливаются с помощью таких материалов:

Одно дело — изготовить своими руками лопасти для ветрогенератора, и совсем другое — обеспечить сбалансированность конструкции. Если все нюансы не будут учтены, сильный ветер без особого труда разрушит мачту. Как только лопасти будут изготовлены, вместе с ротором их устанавливают на монтажную площадку, где будет закреплена хвостовая часть.

Запуск и оценка эффективности

Даже если ветрогенератор был изготовлен по всем правилам, ошибочный выбор места для размещения мачты может сыграть злую шутку с мастером. Элемент должен стоять вертикально. Генератор вместе с лопастями лучше разместить как можно выше — там, где «гуляют» сильные ветры. Поблизости не должно располагаться домов, любых крупных зданий, отдельно растущих деревьев. Всё это будет загораживать потоки воздуха. Если обнаружены какие-либо помехи, следует разместить генератор на определенном расстоянии от них.

После того как установка начнёт работать, следует подсоединить мультиметр к ветви генератора и проверить, имеется ли напряжение. Систему можно считать готовой к полноценной эксплуатации. После этого остается выяснить, какое напряжение поступит в жилище и каким образом это будет происходить.

Процесс подключения в доме

После обустройства практически бесшумного ветряка с хорошей мощностью необходимо подключить к нему бытовые приборы. Собирая собственноручно такое устройство, следует позаботиться о покупке инверторного преобразователя с эффективностью 99%. В таком случае потери на переход постоянного тока в переменный будут наименьшими, а в корпусе будут присутствовать три узла:

  1. Аккумуляторный блок. Способен впрок накапливать энергию, которая генерируется устройством.
  2. Контроллер заряда. Обеспечивает более продолжительный срок службы аккумуляторных батарей.
  3. Преобразователь. Трансформирует постоянный ток в переменный.

Можно устанавливать оборудование для питания осветительных приборов и бытовой техники, которые могут функционировать на напряжении 12−24 Вольт. Потребность в инверторном преобразователе в таком случае отсутствует. Для приборов, позволяющих готовить пищу, лучше задействовать газовое оборудование с питанием от баллона.

О том, мы рассказывали в одном из прошлых материалов. Сегодня вашему вниманию будут представлены модели ВЭУ, построенные пользователями нашего портала. Также мы поделимся полезными советами, которые помогут собрать установку и не допустить при этом ошибок. Строительство ветрогенератора своими руками – задача сложная. Безошибочно справиться с ее решением может далеко не каждый (даже опытный) практик. Впрочем, любая вовремя обнаруженная ошибка может быть исправлена. На то мастеру – голова и руки.

В статье рассмотрены вопросы:

  • Из каких материалов и по каким чертежам можно изготовить лопасти ветрогенератора.
  • Порядок сборки аксиального генератора.
  • Стоит ли переделывать автомобильный генератор под ВЭУ и как это правильно сделать.
  • Как защитить ветрогенератор от бури.
  • На какой высоте устанавливать ветрогенератор.

Изготовление лопастей

Если у вас еще нет опыта в самостоятельном изготовлении винтов для домашней ВЭУ, рекомендуем не искать сложных решений, а воспользоваться простым методом, доказавшим свою эффективность на практике. Заключается он в изготовлении лопастей из обыкновенной канализационной ПВХ трубы. Этот метод прост, доступен и дешев.

Михаил26 Пользователь FORUMHOUSE

Теперь о лопастях: сделал из 160-й рыжей канализационной трубы со вспененным внутренним слоем. Делал по расчету, представленному на фото.

«Рыжая» труба упомянута пользователем не случайно. Именно этот материал лучше держит форму, устойчив к температурным перепадам и дольше служит (в сравнении с серыми трубами ПВХ).

Чаще всего в домашней ветроэнергетике используются трубы диаметром от 160 до 200 мм. С них и следует начинать свои эксперименты.

Форма и конфигурация лопастей – это параметры, которые зависят от диаметра трубы, из которой они изготовлены, от диаметра ветроколеса, от быстроходности рабочего винта и других расчетных характеристик. Чтобы не забивать себе голову аэродинамическими расчетами, вы можете воспользоваться , которую выложил в нашего портала ее автор. Она позволит определить геометрию лопастей, подставляя в расчетную таблицу свои собственные значения (диаметр трубы, быстроходность винта и т. д.).

Михаил26

Приноровился пилить электролобзиком. Получается реально быстро и качественно. Примечание: обязательно ставьте большой свободный ход пилки на лобзик, чтобы пилку не закусывало и не ломало.

Конструкция аксиального генератора

Делая выбор между трехфазным или однофазным генератором, лучше остановить свой выбор на первом варианте. Трехфазный источник тока менее подвержен вибрациям, возникающим из-за неравномерности нагрузки, и позволяет получать постоянную мощность при одинаковых оборотах ротора.

BOB691774 Пользователь FORUMHOUSE

Однофазные генераторы мотать не стоит: испытано и давно проверено на практике. Только на трех фазах можно получить достойные генераторы.

Расчетные параметры генератора, о которых мы рассказывали в нашем предыдущем материале, определяются текущими потребностями в электроэнергии. И чтобы на практике они соответствовали объему вырабатываемой мощности, конструкция аксиального генератора должна отвечать определенным требованиям:

  1. Толщина всех дисков (ротора и статора) должна равняться толщине магнитов.
  2. Оптимальное соотношение катушек и магнитов – 3:4 (на каждые 3 катушки – 4 магнита). На 9 катушек – 12 магнитов (по 6 на каждый диск ротора), на 12 катушек – 16 магнитов и так далее.
  3. Оптимальное расстояние между двумя соседними магнитами, расположенными на одном диске, равно ширине этих магнитов.

Увеличение расстояния между двумя соседними магнитами приведет к неравномерной выработке электроэнергии. Уменьшить это расстояние можно, но лучше, все же, соблюдать оптимальные параметры.

Aleksei2011 Пользователь FORUMHOUSE

Ошибочно делать расстояние между магнитами равным половине ширины магнита. Один человек оказался прав, когда говорил, что расстояние должно быть не меньше ширины магнита.

Если не вникать в скучную теорию, то схема перекрытия катушек аксиального генератора постоянными магнитами на практике должна выглядеть следующим образом.

В каждый момент времени одинаковые полюса магнитов аналогичным образом перекрывают обмотки катушек отдельно взятой фазы.

Aleksei2011

Вот так в реале: всё совпадает с рисунком почти на 100%, только катушки совсем немного отличаются по форме.

Последовательность сборки аксиального генератора рассмотрим на примере устройства, собранного пользователем Aleksei2011 .

Aleksei2011

На этот раз я делаю дисковый аксиальный генератор. Диаметр дисков – 220 мм, магниты – 50*30*10 мм. Всего – 16 магнитов (по 8 штук на дисках). Катушки мотал проводом Ø1.06 мм по 75 витков. Катушек – 12 штук.

Изготовление статора

Как видно на фото, катушки имеют форму, похожую на вытянутую каплю воды. Это делается для того, чтобы направление движения магнитов было перпендикулярным длинным боковым участкам катушки (именно здесь индуцируется максимальная ЭДС).

Если используются круглые магниты, внутренний диаметр катушки должен примерно соответствовать диаметру магнита. Если же используются квадратные магниты, конфигурация витков катушки должна быть построена таким образом, чтобы магниты перекрывали прямые отрезки витков. Установка более длинных магнитов особого смысла не имеет, ведь максимальные значения ЭДС возникают лишь на тех участках проводника, которые расположены перпендикулярно направлению движения магнитного поля.

Изготовление статора начинается с намотки катушек. Катушки проще всего мотать по заранее заготовленному шаблону. Шаблоны бывают самыми разными: от небольших ручных приспособлений до миниатюрных самодельных станков.

Катушки каждой отдельно взятой фазы соединяются между собой последовательно: конец первой катушки соединяется с началом четвертой, конец четвертой – с началом седьмой и т. д.

Напомним, что при соединении фаз по схеме «звезда» концы обмоток (фаз) устройства соединяются в один общий узел, который будет являться нейтралью генератора. При этом три свободных провода (начало каждой фазы) подключаются к трехфазному диодному мосту.

Когда все катушки будут собраны в единую схему, можно готовить форму под заливку статора. После этого погружаем в форму всю электрическую часть и заливаем эпоксидной смолой.

Изготовление ротора для аксиальника

Чаще всего самодельные аксиальные генераторы делают на основе автомобильной ступицы и совместимых с ней тормозных дисков (можно использовать самодельные металлические диски, как это сделал Aleksei2011 ). Схема будет следующей.

В этом случае диаметр статора больше, чем диаметр ротора. Это позволяет прикрепить статор к раме ветрогенератора с помощью металлических шпилек.

Aleksei2011

Шпильки для крепления статора М6 стоят (в количестве 3-х штук). Это исключительно для теста генератора. Впоследствии их будет 6 штук (М8). Я думаю, что для генератора такой мощности этого будет вполне достаточно.

В некоторых случаях диск статора крепится к неподвижной оси генератора. Подобный подход позволяет сделать конструкцию генератора менее габаритной, но принципы работы устройства от этого не меняются.

Противоположные магниты должны быть направлены друг к другу разноименными полюсами: если на первом диске магнит обращен к статору генератора своим южным полюсом «S», то противоположный ему магнит, расположенный на втором диске, должен быть обращен к статору полюсом «N». При этом магниты, расположенные рядом на одном диске, также должны быть сориентированы разнонаправлено.

Сила магнитного поля, которое создают неодимовые магниты, довольно велика. Поэтому регулировать расстояние между дисками статора и ротором генератора следует, используя шпилечно-резьбовое соединение.

Это вариант конструкции, в которой диаметр ротора больше диаметра статора. Статор в этом случае крепится к неподвижной оси устройства.

Также для регулировки расстояния между дисками можно использовать распорные втулки (или шайбы), которые устанавливаются на неподвижную ось генератора.

Расстояние между магнитами и статором должно быть минимальным (1…2 мм). Клеить магниты на диски генератора можно обыкновенным суперклеем. Правильнее всего осуществлять наклейку магнитов, используя заранее заготовленный шаблон (например, из фанеры).

Вот, что показали предварительные испытания генератора, выполненные пользователем Aleksei2011 с помощью шуруповерта: при 310 об/м с устройства было снято 42 вольта (соединение – звездой). С одной фазы получается 22 вольта. Расчетное сопротивление одной фазы – 0.95 Ом. После подключения АКБ шуруповёрт смог раскрутить генератор до 170 об/м, ток зарядки при этом составил 3.1А.

После длительных экспериментов, которые были связаны с модернизацией рабочего винта и другими менее масштабными усовершенствованиями, генератор продемонстрировал свои максимальные характеристики.

Aleksei2011

Наконец, к нам пришёл ветер, и я зафиксировал максимальную мощность ветряка: ветер усилился, а порывы временами достигали 12 – 14м/с. Максимальная зафиксированная мощность – 476 Ватт. При ветре 10м/с ветряк выдаёт примерно 300 Ватт.

Ветроэнергетическая установка из автомобильного генератора

Популярным решением среди людей, практикующих изготовление ВЭУ своими руками, является переделка автомобильного генератора под альтернативные нужды. Несмотря на всю привлекательность подобной затеи, следует отметить, что автомобильный генератор в том виде, в котором он устанавливается на двигатель транспортного средства, довольно проблематично использовать в составе ветроэнергетической установки. Разберемся – почему:

  1. Во-первых, обмотка катушек стандартного автомобильного генератора состоит всего из 5…7 витков. Следовательно, чтобы такой генератор начал давать зарядку АКБ, его ротор необходимо раскрутить примерно до 1200 об/мин.
  2. Во-вторых, магнитная индукция в стандартном автомобильном генераторе возникает благодаря катушке возбуждения, которая встроена в ротор устройства. Чтобы такой генератор смог работать без подключения к дополнительному источнику питания, его необходимо оснастить постоянными магнитами (желательно – неодимовыми) и внести определенные коррективы в обмотку статора.

Михаил26

Переделанный автогенератор (на магниты) имеет право на жизнь. У меня сейчас два таких. На ветре 8 м/с с двухметровыми винтами дают честные 300 Ватт каждый.

Переделка автомобильного генератора под ВЭУ требует определенной сноровки. Поэтому приступать к ней желательно, имея за плечами опыт перемотки асинхронных двигателей или генераторов со стандартным цилиндрическим статором (и те, и другие при желании можно превратить в альтернативную энергетическую установку). Переделка автомобильного генератора имеет свои нюансы. Понять их будет намного проще, если обратиться , которые успели достичь в этой сфере определенных успехов.

Защита кабеля от перекручивания

Как известно, ветер не имеет постоянного направления. И если ваш ветрогенератор будет вращаться вокруг своей оси подобно флюгеру, то без дополнительных мер защиты кабель, идущий от ветрогенератора к другим элементам системы, быстро перекрутится и в течение нескольких дней придет в негодность. Предлагаем вашему вниманию несколько способов защиты от подобных неприятностей.

Способ первый: разъемное соединение

Наиболее простой, но совершенно непрактичный способ защиты заключается в установке разъемного кабельного соединения. Разъем позволяет распутать скрутившийся кабель вручную, отключив ветрогенератор от системы.

w00w00 Пользователь FORUMHOUSE

Я знаю, что некоторые внизу ставят что-то типа штепселя с розеткой. Закрутило кабель – отключил от розетки. Затем – раскрутил и воткнул вилку обратно. И мачту опускать не надо, и токосъёмники не нужны. Я это на форуме по самодельным ветрякам прочитал. Судя по словам автора, все работает и не перекручивает кабель слишком уж часто.

Способ второй: использование жесткого кабеля

Некоторые пользователи советуют подключать к генератору толстые, упругие и жесткие кабели (например, сварочные). Метод, на первый взгляд, ненадежный, но имеет право на жизнь.

user343 Пользователь FORUMHOUSE

Нашел на одном сайте: наш способ защиты заключается в использовании сварочного кабеля с жестким резиновым покрытием. Проблема скрученных проводов в конструкции малых ветровых турбин сильно переоценена, а сварочный кабель #4…#6 имеет особые качества: жесткая резина не дает кабелю скручиваться и препятствует повороту ветряка в одном и том же направлении.

Способ третий: установка токосъемных колец

На наш взгляд, полностью защитить кабель от перекручивания поможет только установка специальных токосъемных колец. Именно такой способ защиты реализовал в конструкции своего ветрогенератора пользователь Михаил 26.

Защита ветрогенератора от бури

Речь идет о защите устройства от ураганов и сильных порывов ветра. На практике она реализуется двумя способами:

  1. Ограничением оборотов ветроколеса с помощью электромагнитного тормоза.
  2. Уводом плоскости вращения винта от прямого воздействия ветрового потока.

Первый способ основан на к ветрогенератору. О нем мы уже рассказывали в одной из предыдущих статей.

Второй способ предполагает установку складывающегося хвоста, позволяющего при номинальной силе ветра направлять винт навстречу ветровому потоку, а во время бури, наоборот – уводить винт из-под ветра.

Защита складыванием хвоста происходит по следующей схеме.

  1. В безветренную погоду хвост расположен немного под наклоном (вниз и в сторону).
  2. При номинальной скорости ветра хвост выпрямляется, а винт становится параллельно воздушному потоку.
  3. Когда скорость ветра превышает номинальные значения (например, 10 м/с), давление ветра на винт становится больше, чем сила, создаваемая весом хвоста. В этот момент хвост начинает складываться, а винт уходит из-под ветра.
  4. Когда скорость ветра достигает критических значений, плоскость вращения винта становится перпендикулярно потоку ветра.

Когда ветер ослабевает, хвост под собственной тяжестью возвращается в исходное положение и поворачивает винт навстречу ветру. Для того чтобы хвост смог вернуться в исходное положение без дополнительных пружин, используется поворотный механизм с наклонным шкворнем (шарниром), который устанавливается на оси поворота хвоста.

Оптимальная площадь хвостового оперения составляет 15%…20% от площади ветроколеса.

Вашему вниманию представлен наиболее распространенный вариант механической защиты ветрогенератора. В том или ином виде он успешно используется на практике пользователями нашего портала.

WatchCat Пользователь FORUMHOUSE

При шторме тормозить винт надо его уводом из-под ветра. У меня, к примеру, при слишком сильном ветре ветряк опрокидывается винтом вверх. Не самый лучший вариант, ведь возврат в рабочее положение сопровождается заметным ударом. Но за десять лет ветряк не сломался.

Несколько слов о правильной установке ветрогенератора

Выбирая место и высоту мачты, которые бы оптимально подошли для установки ветрогенератора, следует ориентироваться на самые разные факторы: рекомендуемая высота, наличие препятствий вблизи ВЭУ, а также собственные наблюдения и замеры.

Для того чтобы рассчитать оптимальную высоту мачты для домашней ВЭУ, необходимо к высоте ближайшего препятствия (дерева, здания и т. д.), которое находится в радиусе 100 метров от мачты ветряка, прибавить еще 10 метров. Таким образом вы получите высоту нижней точки ветроколеса.

Leo2 Пользователь FORUMHOUSE

В США, например, минимально рекомендованная высота мачты для ВЭУ мощностью несколько кВт – 15 м, но чем выше, тем лучше. Нижняя часть ветроколеса должна быть, как минимум, на 10 м выше ближайшего самого высокого препятствия. Конечно, предварительно необходимо обследовать местность и выбрать оптимальную высоту мачты. На глаз это может сделать только очень опытный специалист. Во всех других случаях нужно проводить тщательные замеры в течение года (как минимум).

В процессе установки самодельных ветрогенераторов теория очень часто расходится с практикой, поэтому, в среднем, самодельные мачты имеют высоту от 6 до 12 метров. Основное преимущество самодельных вышек (мачт) заключается в том, что если какие-либо параметры не будут соответствовать вашим потребностям, конструкцию, габариты и высоту установки в любой момент можно изменить.

Перед осуществлением сварочных работ, связанных с ремонтом или модернизацией конструкции, генератор необходимо отключить и снять с мачты. В противном случае под действием сварочных токов постоянные магниты могут выйти из строя (размагнититься).

Богатый опыт пользователей FORUMHOUSE, собран в одном из разделов нашего строительного портала. Если вы всерьез интересуетесь альтернативной энергетикой, рекомендуем прочитать статью, посвященную (батарей). Наверняка, вас заинтересует и небольшое видео об особенностях правильного построения мощной и функциональной системы электроснабжения загородного дома , которая по классической схеме подключается к стандартной трансформаторной подстанции.

Цены на электроэнергию неуклонно растут. Чтобы ваша жизнь была комфортной как жарким летом, так и морозной зимой, следует или потратить немало денег на электроэнергию, или искать альтернативный источник энергии. В развитых странах уже давно используют солнечную энергию, водную и ветровую. Это природный источник питания, за который вам не придется платить. Довольно популярным способом получать энергию является ветряк, использующий ветер для получения электричества – ветрогенератор.

Россия довольно большая страна с равнинными территориями. Несмотря на то что во многих местах преимущественно медленные ветры, есть регионы, сильно обдуваемые мощными потоками воздуха. Так почему бы не использовать в хозяйстве это преимущество? Все что требуется – потратить время и средства, чтобы сделать самодельный ветрогенератор. Ветряк полностью окупит себя всего за несколько месяцев. Мы рассмотрим 2 вида ветрогенераторов, которые можно сделать своими руками.

Ветрогенератор роторного типа

Для начала мы рассмотрим, как сделать несложную конструкцию роторного вертогенератора. С простого начинать легче, и вы поймете принцип работы. Этот тип ветрогенератора подойдет для владельцев небольшого садового домика. Использовать сделанный ветряк для большого коттеджа не получится, ввиду маломощности ветрогенератора.

Но ветряк легко справиться с тем, чтобы вечером обеспечить светом хозяйственные помещения, осветить садовую дорожку крыльцо и т. д. Давайте подробно рассмотрим, как сделать такой ветрогенератор своими руками.

Преимущества и недостатки роторного ветрогенератора

Когда ветрогенератор сделать как надо, он будет функционировать без каких-либо ошибок. С аккумулятором на 75А и с хорошим инвертером на 1000 W, ветряк без проблем будет обеспечивать светом улицу, площадку дома, питать защитную сигнализацию, видеонаблюдение и т. д.

Ветрогенераторы такого типа имеют следующие преимущества:

  • простота монтажа;
  • небольшая себестоимость;
  • экономичность;
  • податливость к ремонту;
  • не привередлив к условиям функционирования;
  • надежность и бесшумность работы.

Минусов ветрогенератора несколько:

  • небольшая производительность ветрогенератора;
  • полная зависимость ветряка от ветра;
  • лопасти может сорвать воздушный поток.

Подготовка материалов для ветрогенератора

Первым делом нужно собрать все расходники и детали для ветряка. Сделанный вами ветрогенератор будет выдавать мощность не более 1,5 КВт. Чтобы сделать агрегат вам нужно иметь:

  1. Автомобильный генератор на 12 В.
  2. Гелиевый или кислотный аккумулятор на 12 В.
  3. Специальный преобразователь с 12 В на 220 В и с 700 Вт на 1500 Вт.
  4. Большую емкость из нержавейки или алюминия: ведро или кастрюля.
  5. Простой вольтметр.
  6. Болты, шайбы и гайки.
  7. Реле зарядки аккумулятора от автомобиля и контрольной лампочки заряда.
  8. Провода с разным сечением (2,5 мм 2 и 4 мм 2).
  9. Хомуты, фиксирующие ветрогенератор.
  10. Выключатель «кнопка» полугерметичный, на 12 В.

Кроме того, запаситесь такими инструментами:

  • болгаркой или ножницами по металлу;
  • рулеткой;
  • строительным карандашом или маркером;
  • отверткой, дрелью, кусачками и сверлом.

Конструкторские работы ветрогенератора

Работа заключается в изготовлении ротора и переделывания шкива генератора. Этапы следующие:

  1. Подготовьте ведро или кастрюлю.
  2. При помощи рулетки и маркера сделайте разметку, разделив емкость на 4 одинаковые части.
  3. Теперь нужно вырезать лопасти.

Обратите внимание!

Работая ножницами по металлу, необходимо вырезать под них отверстие. Если же ведро сделано не из покрашенной жести или оцинковки, то можно использовать болгарку.
  1. Снизу ведра и в шкиве пометьте место, где будут отверстия. В них ввинчиваются болты. Не торопитесь, сделайте все ровно, так как при вращении может возникнуть дисбаланс. После чего сделайте отверстия.
  2. Теперь отогните лопасти. Только не забудьте учесть, в каком направлении крутится генератор.
  3. Угол изгиба лопасти влияет на площадь, которую будет встречать ветер. Это напрямую влияет на скорость и частоту оборотов ветряка.
  4. При помощи болтов, закрепите ведро на шкиве.
  5. Установите свой ветрогенератор на мачту, закрепив его хомутами.
  6. Осталось подсоединить провода и собрать цепь.
  7. На мачте зафиксируйте провода, чтобы они не болтались.

Для подсоединения аккумулятора возьмите провода, сечение которых 4 мм 2 . Рекомендуемый размер – не больше 1 м. А благодаря проводам с 2,5 мм 2 подключите свет и приборы. Не забудьте установить инвертер (преобразователь). Подключите прибор в сеть к контактам №7 и №8, показанным на схеме ниже. Пользуйтесь проводами 4 мм 2 .

Вот и все, теперь ваш ветрогенератор готов к работе. Не может не радовать то, что он сделанный своими руками.

Ветрогенератор аксиальной конструкции на магнитах

В основе такого ветряка на 220в, лежит ступица от легковой машины, имеющая тормозные диски. Если деталь не новая, разберите ее проверьте и смажьте подшипники, а также счистите ржавчину.

Распределяем и закрепляем магниты

Для начала нужно наклеить магниты на диск ротора. При этом используемые магниты не обычные, а специальные неодимовые магниты. Они значительно мощнее. Потребуется 20 магнитов, размер которых 25 на 8 мм. Магниты размещаются с чередованием полюсов. Для правильного расположения сделайте шаблон, как показано на фото ниже.

Совет! По возможности используйте для ветрогенератора не круглые магниты, а прямоугольные. У них магнитное поле сосредотачивается не в центре, а по длине.

Чтобы закрепить магниты на диске, пользуйтесь силикатным клеем. А для прочности в конце можно залить магниты эпоксидной смолой. Во избежание протекания смолы, сделайте пластилиновые бордюры или обмотайте скотчем диск.

Обратите внимание! Чтобы не перепутать где какой полюс у магнита, можете пометить их «+» или «–». Чтобы определить это – поднесите один магнит к другому. Поверхности магнита, которые притягиваются, имеют «+». Если магнит отталкивается, он имеет полюс «–».

Трехфазный и однофазный генератор для ветрогенератора

Если сравнивать их, то прибор с одной фазой хуже, ведь при нагрузке он вибрирует за счет разницы в амплитуде тока. А она появляется из-за непостоянности тока. В трехфазных изделиях этот эффект отсутствует. Их мощность всегда одинаковая. Все дело в том, что одна фаза компенсирует другую и наоборот, если в одной фазе ток пропадет, то в другой он будет увеличиваться.

Что получается в итоге? А то, что трехфазные генераторы имеют отдачу на 50% больше, чем однофазные. Кроме того, радует и отсутствие вибрации, которая может раздражать и влиять на комфортность. Работая под большой нагрузкой, статор не будет гудеть. Если же вам шум не мешает, и вы решили использовать однофазный генератор, будьте готовыми к тому, что вибрация негативно скажется на работе ветрогенератора. Срок его эксплуатации будет меньшим.

Наматываем катушки

Очень быстроходным ветрогенератор назвать нельзя. Требуется сделать все так, чтобы аккумулятор на 12 В заражался от 100–140 об./мин. С такими первоначальными данными, все количество витков в катушках должно быть равно 1000–1200. Но как узнать, сколько витков приходится на 1 катушку? Все просто: эта цифра делится на количество катушек.

Если вы хотите, чтобы ветрогенератор при низких оборотах выдавал больше мощности, требуется сделать больше полюсов. В таком случае в катушке частота колебания тока увеличится. Чтобы уменьшить сопротивление и увеличить сопротивление тока, рекомендуем наматывать на катушки толстый провод. Учитывайте и то, что при сильном напряжении сопротивление обмотки может «съесть» ток.

Обратите внимание, что число и толщина магнитов, которые закреплены на дисках, определяют рабочие параметры генератора. Чтобы выяснить, какую мощность может выдавать ветрогенератор, намотайте одну катушку и прокрутите генератор. Измеряйте напряжение на некоторых оборотах без нагрузки. К примеру, за 200 об./мин вы получили силу тока в 30 В с сопротивлением в 3 Ом. Отнимите от этих 30 В 12 В (напряжение аккумулятора). Теперь разделите число, которое получились на 3 Ом. Выглядит все так:

В итоге получилось 6 А. Именно они пойдут в аккумулятор. Понятно, что на практике будет немного меньше из-за потерь в проводах.

Катушки лучше делайте вытянутой формы. Тогда медь в секторе выйдет больше, а витки будут прямыми. Диаметр отверстия внутри катушки должен быть равен размеру магнитов или немного превышать его.

Обратите внимание! Толщина статора должна быть такой же, как и толщина магнитов.

Формой для статора может быть фанера. Но сектора для катушек можно разместить и на бумаге, сделав пластилиновый бордюр. Катушки нужно закрепить так, чтобы они не двигались, а концы фаз выведите наружу. Все провода соедините звездой или треугольником. Осталось протестировать ветрогенератор, вращая его рукой.

Делаем винт и мачту для ветрогенератора

Мачта для верогенератора должна быть высокой, от 8 до 12 м. Основание нужно забетонировать. Крепление лучше сделать такое, чтобы труба легко поднималась и опускалась лебедкой. Сверху на трубу будет крепиться винт ветрогенератора.

Вы можете сделать его из пластиковой трубы Ø160 мм. Из нее вырежьте винт с шестью лопастями, длиною 2 м.

Чтобы увести винт от сильного порыва ветра сделайте складывающийся хвост. В результате вся энергия, которую выработает ветрогенератор, сможет накапливаться в аккумуляторе.

Вот и все, вы знаете, как сделать ветрогенератор на магнитах. Теперь вы можете пользоваться электроэнергией, выработанной таким ветрогенератором, экономя свои средства. Все ваши усилия вознаградятся.

Заключение

Из этой статьи вы узнали, как сделать ветрогенератор своими руками, да не один, а двух видов. Именно такие ветрогенераторы любят и используют для загородных домов владельцы. Как видите, каждый ветрогенератор хорош в чем-то своем и сделать его не тяжело.

Если вы живете в районе с сильными ветрами, то увидите, насколько меньшими стали счета за электроэнергию, благодаря ветрогенератору. Такой ветряк в хозяйстве никогда не будет лишним. Дополнительно предлагаем вам посмотреть видео, как сделать такой ветрогенератор.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Дерево-ветрогенератор

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

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

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

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

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

Биоразлагаемые лопасти

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

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

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

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

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

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

Крылья стрекозы

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

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

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

Воздушная ветроэнергетика

Воздушная ветроэнергетика (Airborne Wind Energy, сокращенно AWE) запускает в небеса летающие ветряные электростанции – дирижабли, «воздушные змеи», дроны и прочие летательные аппараты, оснащенные ветряными турбинами или приводящие в действие наземные генераторы с помощью своих «поводков».

Летающие ветрогенераторы не требуют фундаментов и значительных транспортных издержек. При этом они работают с хорошим «коммерческим» ветром – на высотах в несколько сотен метров ветер стабильнее и сильнее. Поэтому коэффициент использования установленной мощности воздушных ветряных электростанций достигает 70 %.

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

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

Ветрогенератор закрытого типа

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

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

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

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

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

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

Безредукторный ветроагрегат

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

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

«Водонапорная башня»

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

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

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

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

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

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

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

Ветряки для дома

Жизнь в собственном доме или на даче – сплошное удовольствие, но иногда она сопряжена с некоторыми неудобствами. Какими? Ну, например, пройдет гроза или снегопад, подует сильный ветер – и опять во всем поселке нет света. Знакомая картина? Домовладельцы достают из закромов свечи или, в лучшем случае, фонарики, освещают себе путь до постели и ложатся спать. Некоторые особо верящие в работников электросетей личности, правда, остаются сидеть перед телевизором в надежде на скорое его включение, но практика показывает, что электричество обычно появляется в лучшем случае назавтра. И жизнь в прямом смысле замирает.

Однако не все так грустно — на помощь дачникам и владельцам собственных домов всегда может придти альтернативная энергетика, которую у нас представляют в основном солнечные батареи или ветряные генераторы. О последних мы с Вами и поговорим.

Энергия ветра поистине огромна, однако она рассеяна в пространстве и непостоянна. Чтобы решить, будет ли польза от применения ветроэнергетической установки на Вашем участке, нужно узнать среднегодовую скорость ветра в Вашем районе. При средней скорости ветра в год ниже 2 м/с ставить ветряки бессмысленно, в других же случаях (3-5 м/с) они могут быть выгодны, однако скорее только для резервного электроснабжения либо в случае, если в доме нет сетевой электроэнергии (тогда ветроэнергетика может дать Вам электричество дешевле, чем, например, дизель-генератор).

Дело в том, что промышленные ветряки для дома стоят недешево и их приобретение для полного обеспечения хозяйства электроэнергией становится экономически выгодно только при среднегодовой скорости ветра в регионе выше 6 м/с. Как же быть, если ветер в на Вашем участке дует не сильный, но достаточный для того, чтобы что альтернативная энергетика помогла Вам обеспечить электричеством некоторые хозяйственные постройки (например, небольшую теплицу или гараж)? В этом случае можно попытаться сконструировать ветряки своими руками.

Однако стоит сказать ветряк самодельный, реально работающий, тоже удовольствие не из дешевых, ибо для его производства кроме знаний Вам потребуются еще и достаточно дорогие элементы конструкции. В самом простом виде ветряки состоят из турбины (для дачного использования – с диаметром около 1,2 метра) и генератора. Ставится все это на высокую мачту. Сложность в том, что ветряки самодельные требуют для своей работы генератор, рассчитанный на менее 1000 оборотов в минуту. Купить такой низкооборотный генератор бывает нелегко, поэтому, вполне возможно, Вам придется сделать его своими руками (благо, нужные чертежи в наше время можно найти, не выходя из дома).

Не стоит унывать, если первые Ваши самодельные ветряки откажутся работать – попробуйте еще раз изучить доступные чертежи, позовите на помощь друзей, понимающих основы аэродинамики и электромеханики, они укажут Вам на Ваши ошибки и просчеты.

Создавая ветряки для дома, следует учесть, что ветроэнергетика – отрасль постоянно развивающаяся, и если быть в курсе всех производственных новинок, то вполне можно найти подходящие варианты решения Ваших проблем в области строительства ветряных генераторов.

Домашние ветряные турбины: обзор, продукты и стоимость

Время чтения: 6 минут

Не все дома подходят для установки солнечных батарей. Однако это не означает, что вы не сможете производить чистую энергию на своем участке. Одной из технологий использования возобновляемых источников энергии, которая становится все более популярной альтернативой для домовладельцев, стремящихся производить собственное экологически чистое электричество, являются небольшие ветряные турбины.


Обзор малых ветряных турбин

Небольшие ветряные турбины, иногда называемые домашними ветряными турбинами, намного меньше, чем турбины, которые вы видите на ветряных электростанциях.В то время как более крупные ветряные турбины могут иметь диаметр лопастей, равный длине футбольного поля, небольшие ветряные турбины обычно имеют диаметр до 10 метров в ширину. Из-за меньшего размера лопастей эти ветряные турбины имеют гораздо меньшую выходную мощность, чем большие турбины. Это делает небольшие ветряные турбины идеальными для проектов с небольшими потребностями в электроэнергии, таких как жилые, портативные или автономные.

Лучшие места для небольших ветряных турбин — это места с частыми и высокими скоростями ветра.Вообще говоря, чем выше турбина, тем ветренее окружающая среда и тем больше электроэнергии она способна производить. Большинство лучших мест для небольших ветряных турбин находятся в сельской местности, поскольку они, как правило, имеют много места и мало препятствий, которые могут повлиять на скорость ветра. В некоторых случаях небольшая ветряная турбина может компенсировать 100 процентов счета за электроэнергию в доме.

Покупка небольших ветряных турбин

Когда дело доходит до покупки небольшой ветряной турбины для вашего дома, важно сравнивать различные продукты и то, как они различаются по цене, дизайну, мощности и предлагаемому оборудованию.

В таблице ниже показано, как небольшие ветряные турбины различаются по цене в зависимости от мощности. Среди ветряных турбин аналогичного размера разница в цене в основном связана с дополнительными компонентами, включенными в покупку, такими как контроллеры заряда, столбы / башни, батареи или кабели. Дополнительные компоненты, которые вам необходимо приобрести, зависят от настройки вашей ветряной турбины. Например, автономным системам требуется аккумулятор для хранения электроэнергии и контроллер заряда для защиты аккумулятора от перезарядки.

Изделия для малых ветряных турбин

Большинство перечисленных выше изделий не могут производить достаточно электроэнергии для питания среднего дома, но могут быть полезны для компенсации небольшой части счета за электроэнергию. Ветряные турбины мощностью менее 500 Вт называются ветряными микротурбинами . Они могут быть особенно полезны для небольших приложений, не связанных с сетью, таких как лодки, дома на колесах и т. Д.

Определение размера небольшой ветряной турбины для вашей собственности

Первый шаг к определению правильного размера ветряной турбины — это знать, сколько электроэнергии вы хотите производить.Если вы хотите удовлетворить большую часть или все свои потребности в электроэнергии с помощью небольшой ветряной турбины, вы можете определить потребление электроэнергии, просмотрев прошлые счета за электроэнергию. В качестве альтернативы, если вы хотите компенсировать только определенные приборы с помощью энергии ветра, калькулятор энергии бытовых приборов Министерства энергетики является хорошим местом для начала расчета потребности в электроэнергии для конкретных приборов.

После того, как вы узнаете свои потребности в электроэнергии, найдите ветряную турбину и место для установки, которые будут соответствовать этой потребности.Многие производители ветряных турбин сообщают о предполагаемой годовой выработке электроэнергии для своей продукции, используя определенные предположения о высоте и средней скорости ветра. Без этого расчет для оценки реальной выходной мощности ветряной турбины может быть затруднен, поскольку он зависит от погодных условий, плотности воздуха, эффективности оборудования, длины лопастей и т. Д. Однако вы можете сделать приблизительную оценку выработки энергии ветряной турбиной без сложных вычислений, используя оценочный коэффициент мощности .

Коэффициент мощности — полезный показатель для оценки количества электроэнергии, которую генератор может производить в течение года. Для ветра коэффициент мощности рассчитывается путем деления общего количества электроэнергии, произведенной турбиной, на общее количество электроэнергии, которое она произвела бы в течение года, если бы вырабатывала свою максимальную мощность круглый год. Согласно отчету о распределенном ветровом рынке Министерства энергетики за 2018 год, малые ветровые турбины имеют средний коэффициент использования мощности 17 процентов, но их набор данных включает диапазон от 2 до 36 процентов.

Используя оценку коэффициента мощности, вы можете рассчитать приблизительную оценку годового производства электроэнергии по следующей формуле:

Киловатт-часов в год = 8760 часов в году x номинальная мощность (кВт) x коэффициент мощности (%)

Учитывая средний коэффициент мощности для малых ветряных турбин, турбина мощностью 10 кВт будет производить примерно 14 892 кВтч в год.

Как выбрать место для размещения вашей ветряной системы для жилого дома

При выборе места для жилой ветряной турбины необходимо учитывать несколько моментов: количество ветра, получаемое в определенном месте, , и расстояние до что вы пытаетесь привести в действие .

Ветер

Если ваша собственность не находится на полностью изолированной и плоской земле, важно проанализировать, насколько сильным ветром может быть каждое потенциальное место установки. Например, если вы разместите свою систему на вершине холма, вероятно, будет больше ветра, чем если бы вы разместили ее на не ветреной стороне барьера, такого как сарай или дерево. Хорошее практическое правило заключается в том, что ваша система должна быть расположена с наветренной стороны от любых препятствий и на 30 футов выше всего, что существует в пределах 300 футов от нее.

Расстояние

Не менее важно для доступа ветра расстояние между вашей системой и тем, что вы пытаетесь запитать. Это связано с тем, что значительное количество электроэнергии может быть потеряно, если провод, идущий от вашей системы, будет слишком длинным. Чем ближе ваша домашняя ветряная турбина находится к нагрузке, которую вы пытаетесь запитать, тем эффективнее будет ваша система.

Стоимость малых ветряных турбин

Стоимость установки небольшой ветряной турбины может варьироваться в зависимости от размера системы, высоты башни и оборудования, которое вы покупаете.В большинстве случаев, чем больше и выше ветряк, тем дороже он будет.

По данным Американской ассоциации ветроэнергетики (AWEA), небольшие ветряные турбины стоят от 3000 до 5000 долларов за каждый киловатт мощности. Большинство домовладельцев, использующих ветряную турбину в качестве основного источника электроэнергии, устанавливают от 5 до 15 кВт мощности ветра, что означает, что они могут рассчитывать заплатить от 15 000 до 75 000 долларов за свой проект небольшой ветряной турбины. Эти цифры не включают какие-либо федеральные льготы или льготы штата.

Стоит ли устанавливать у себя дома небольшую ветряную турбину?

Небольшие ветряные турбины могут быть экономичным способом выработки возобновляемой электроэнергии для вашего дома. Однако многие объекты жилой недвижимости не подходят для установки ветряных турбин по нескольким причинам.

Во-первых, для выработки достаточного количества электроэнергии, чтобы окупить первоначальные инвестиции, ветряные турбины должны располагаться в ветреном месте. Хотя это может показаться очевидным, недостаточно просто испытать высокие скорости ветра во время штормов или определенных сезонов: вам нужны постоянные модели ветра, способные вращать ветряную турбину в течение всего года, чтобы окупить первоначальные инвестиции.

Как правило, если среднегодовая скорость ветра на вашем участке менее 5 метров в секунду, это, скорее всего, неподходящее место для установки небольшой ветряной турбины. Если вы не уверены в скорости ветра в вашем доме, у Национального управления океанических и атмосферных исследований есть карты ветров, на которых указана средняя скорость ветра по стране по месяцам. В ближайшем аэропорту также может быть записана скорость ветра, если вы хотите получить базовую оценку для своего региона.

Кроме того, небольшие ветряные турбины должны иметь определенное пространство и достигать определенной высоты для достижения значительной экономии электроэнергии. В вашей юрисдикции могут быть постановления о зонировании, которые ограничивают высоту конструкции, которую вы можете установить на своей собственности, тем самым ограничивая, сколько электроэнергии способна производить ваша ветряная турбина. Вам также понадобится достаточно открытого земельного участка на вашем участке, чтобы опустить небольшую ветряную турбину для технического обслуживания — многие установщики рекомендуют иметь хотя бы один акр чистой земли.

Однако, если вы живете в ветреном, удаленном месте вне сети, небольшая ветряная турбина может быть более доступной, чем подключение вашего дома к электросети. Кроме того, ветряные микротурбины могут быть полезны для других переносных приложений, не связанных с сетью, таких как зарядка аккумуляторов для жилых автофургонов и парусных лодок.

Установка и обслуживание

После того, как вы определите, подходит ли вам ветряная турбина для жилого дома и где ее можно разместить на вашем участке, следующим шагом будет установка.В большинстве случаев (если вы не можете залить цемент, правильно подключить свою систему и разместить ее там, где она должна быть), бытовую ветряную турбину необходимо установить профессионально. Свяжитесь с производителем вашей системы, чтобы узнать больше о вариантах установки и стоимости.


После того, как ветряная турбина в жилом помещении будет установлена, требования к техническому обслуживанию могут включать ремонт электрических соединений и проводки, а также замену любых корродированных деталей. Например, лопасти малых ветряных турбин служат около 10 лет.Если вся система правильно обслуживается и устанавливается, вы должны рассчитывать, что ее срок службы составит около 20 лет.

Сравните все варианты, прежде чем принимать решение.

Поскольку вы ищете способы вырабатывать собственное электричество, всегда полезно сравнить несколько вариантов, прежде чем принимать окончательное решение. Зарегистрировавшись на EnergySage Solar Marketplace, вы можете получить до семи индивидуальных предложений по установке солнечной энергии на вашем участке. Эти расценки включают информацию о затратах и ​​оценках экономии, которые позволяют сравнить экономические выгоды от солнечной энергии с предложениями малых ветряных турбин.Если вы хотите начать с приблизительных цифр, прежде чем получать расценки, воспользуйтесь нашим солнечным калькулятором.

экологическое содержание


Полезны ли небольшие ветряные турбины для дома?

Бесчисленное количество изобретателей приступают к разработке новейших и величайших зеленых технологий, которые спасут планету. Это приятно видеть, но вода разумных изменений, несомненно, будет омрачена некоторыми неудачными попытками, некоторыми сомнительными заявлениями и, возможно, даже небольшим количеством змеиного масла!

Мы обнаружили компактную домашнюю ветряную турбину PowerPod во время кампании на Kickstarter, которая в принципе выглядит великолепно, но, увидев в прошлом несколько домашних ветряных турбин, которые не оправдали своих обещаний, мы подумали, что потенциально она выглядела слишком круто.Созданная компанией Halcium в Солт-Лейк-Сити, штат Юта, компания надеется, что Powerpod изменит правила игры в домашнем производстве возобновляемых источников энергии — за что мы все, если бы это оправдало себя.

Хороши ли маленькие домашние ветряные турбины?

Создатели компактной домашней ветряной турбины PowerPod на Kickstarter заявляют, что «в местах, где солнце светит менее 300 дней в году, PowerPod может производить больше энергии за меньшие деньги, чем солнечные панели» , что действительно заставило нас задуматься. , поскольку в игре так много переменных, что мы не понимаем, как это всегда может быть правдой.

Важным в этом утверждении является «может», поэтому инженеры Ecohome решили провести несколько собственных расчетов, чтобы посмотреть, выглядит ли это утверждение правдоподобным. Возможно, это «могло» быть правдой в некоторых местах, но, по нашему мнению, это тоже немного перегиб, и это, безусловно, первое из нескольких вызывающих удивление утверждений, которые побудили нас копнуть глубже.

Установка солнечных панелей в тени или в местах, где много пасмурных дней, несомненно, повлияет на окупаемость инвестиций, но отсутствие солнца не означает мгновенно и здоровую подачу ветра, по крайней мере, это то, что мы — рассуждали инженеры.

И, что более важно, скорость ветра на малых высотах оказалась относительно ограниченной. поэтому, по их мнению (наши специалисты по вычислению чисел), турбину необходимо будет установить на высоте около 100 футов над любыми окружающими препятствиями, чтобы оптимизировать производительность, несмотря на + 40% -ное заявление об эффективности из-за этой необычной конструкции. Мы видели ветряные турбины, которые не являются просто анекдотическими и там, где кто-то серьезно относится к использованию энергии ветра, обычно устанавливаются на башне или столбе над любыми препятствиями в непосредственной близости.

Эта небольшая ветряная турбина для домашнего использования, похожая на экстра из фильма «Звездные войны», совсем другая!

Еще одно преимущество, которое производители продвигают для своей компактной отечественной ветряной турбины, заключается в том, что она безопаснее для детей. Верно, но если он находится на уровне земли на вашем огороженном заднем дворе, где играют дети, тогда установлены ограничения любой ветряной турбины, которая снижает скорость ветра на земле по сравнению с той, которая находится выше в воздухе, которая не замедляется зданиями и деревьями.Таким образом, это «безопасно для детей», если вы положите его в такое место, где он не будет работать очень хорошо. Это было бы что-то вроде рекламы кухонных ножей как «безопасных для детей», потому что они слишком тупые, чтобы что-то разрезать.

Вертикальные ветряные турбины работают лучше?

Существует семейство «альтернативных» конструкций ветряных турбин с вертикальной осью, в которых используются подобные вращающиеся лопасти, ветряная турбина Zoetrope является другим примером. Такие турбины с вертикальной осью по большей части оказались неисправными.

Мы попросили инженера Ecohome Дениса Бойера взвесить, и он поделился следующими данными:

В рекламном видео PowerPod утверждается, что скорость воздуха увеличивается на 33%, когда он проходит через воздухозаборник. Я полагаю, что они сделали некоторые расчеты, чтобы подтвердить это, однако они продолжают утверждать, что их конструкция будет обеспечивать в 3 раза (300%) больше мощности, чем обычная турбина, но мы пришли к другому выводу.

Если мы предположим, что весь воздух, ударяющийся о поверхность, действительно попадает в турбину (чего не будет!), Можно показать, что передаваемая мощность будет не более 1.В 8 раз (или 80%) по сравнению со стандартной турбиной. Но, вероятно, будет сильная турбулентность, которая приведет к отклонению значительной части поступающего воздуха, который в таком случае не будет участвовать в выработке энергии. Следовательно, фактическая произведенная мощность, вероятно, будет намного меньше, чем это увеличение на 80%.

Итак, в целом с нашей стороны есть некоторые сомнения в том, что это устройство действительно может выполнить свои обещания и превзойти солнечные батареи в большинстве регионов страны.

Какова окупаемость инвестиций в турбину PowerPod?

Что действительно необходимо, чтобы держать в страхе таких скептиков, как мы, так это некоторые фактические данные, в которые мы можем вникнуть в отношении производительности и стоимости.Это также даст нам возможность с уверенностью отстоять эту вещь, если она действительно работает так, как они утверждают. Например, если бы компания провела тест в течение месяца или около того в определенном городе (или, еще лучше, в нескольких городах), с турбиной, установленной на нужной высоте, и измеряла бы собранную энергию, это дало бы некоторое представление о том, что он действительно может доставить.

Таким образом, домовладельцы будут знать, с точки зрения наличных денег, сколько их затрат на электроэнергию, исходя из местных тарифов на коммунальные услуги, может быть компенсировано такой покупкой.Если он вырабатывает достаточно энергии, чтобы окупить себя за 4-5 лет, а его предполагаемый срок службы составляет 20 лет, то мы купим его сами. Но если на окупаемость уйдет 40 лет, тогда вам будет лучше с солнечными батареями, с которыми эта штука пытается конкурировать. Для того, чтобы эти вещи закрепились на рынке, важно указать на них реальные цифры.

Приятно видеть новаторов, выступающих с новыми идеями, но не все они меняют правила игры. По нашему мнению, хотя этот выглядит круто, он, скорее всего, не та волшебная пуля, которая нужна миру.Но мы готовы к тому, что мы ошибаемся, поэтому инженеры Halcium, если вы слушаете, сделайте свое дело!

И нашим замечательным читателям, один из которых указал нам на это — если вы заметите какие-либо другие интересные идеи, заявленные как «зеленые технологии, которые спасут планету», пожалуйста, прокомментируйте ниже, и мы могли бы изучить это!

Ветряная электростанция урагана Комплекты ветрогенераторов для жилых домов


Малые ветряные генераторы

Немного о том, как малая ветряная турбина работала или работала в прошлом, и чем отличается наш продукт.Чтобы понять, как работает ветрогенератор, вы должны сначала понять, что генератор сам по себе не вырабатывает мощность, он преобразует кинетическую энергию и крутящий момент из набора лопастей в электрическую энергию. Казалось бы, в то время как средний потребитель или частное лицо испытывает сжатие этой концепции, когда понимает, что ветряная турбина коммунального масштаба с огромными лопастями вырабатывает больше энергии, чем ветряная турбина микро. В какой-то момент эта логика теряется для многих потребителей, которые, по-видимому, теперь принимают решения о покупке на основе «рейтингов мощности», которые, по моему опыту, являются просто вымышленными счетами, в некоторых случаях сфабрикованными некоторыми небольшими поставщиками ветроэнергетики.Некоторые члены сообщества энтузиастов малого ветра придумали термин и называют его «ваттными войнами». В то время как войны за ватт полезны для некоторых недобросовестных людей, которые стремятся получить какое-либо конкурентное преимущество, которое они могли бы получить на конкурентном рынке, успехи этих компаний, по сути, сбивают потребителей с толку, порождают нереалистичные ожидания от их продуктов и во многих случаях приводят к исходу многих потребителей. и маленький энтузиаст ветра из хобби. Как минимум, эти люди отвлеклись от того, что важно в малом ветре и, в большей степени, от возобновляемых источников энергии в целом.

Так что же важно при покупке небольшой ветряной турбины?

Я сам еще не получал счета за электроэнергию в ваттах. Используемая мера — киловатт-часы. Это просто означает использование нагрузки 1000 Вт в течение всего часа. Это используется для расчета того, сколько энергии используется и как определить размер систем возобновляемой энергии. При обсуждении малых ветряных генераторов было бы лучше понять, какие из них будут производить больше киловатт-часов в день.

Турбина А имеет стабильную мощность 250 Вт, поэтому за 4 часа она производит 1 киловатт-час. В течение дня тот же ветрогенератор в этом примере будет производить 6 киловатт-часов в течение дня. 24 часа, разделенные на 4, составляют 6 кВтч. Оценивая эту скорость, мы можем предположить, что на этой средней турбине A будет генерироваться около 180 кВт / ч в месяц.

Турбина B Эта турбина поставляется от производителя с номинальной мощностью 2000 Вт. 5 лопаток диаметром 28 дюймов с минимальной рабочей площадью.После проверки калькулятора клинков, который мы обнаружили в компании Warlock Engineering, мы обнаружили, что для достижения мощности всего 200-300 Вт при стандартной конструкции энергетической лаборатории Национального исследовательского центра на скорости 24,6 миль в час. Это была бы выходная мощность, если бы турбина была хорошо спроектирована, как рекламируется, и запускалась при слабом ветре, как рекламируется. Реальность такова, что многие из этих турбин плохо спроектированы и построены и со временем вырабатывают незначительную мощность, если только они не работают при сильном ветре. Гипотетически, ради обсуждения, мы дадим турбине В преимущество сомнения и скажем, что она вырабатывает 2000 Вт в течение получаса во время сильного ветра.В этом случае турбина вырабатывала бы 1 кВт / ч, а генераторы — минимальную, если вообще мощность, при среднем ветре из-за плохой конструкции, зубчатости и других конструктивных недостатков. Снова предоставляя некоторым из этих продуктов преимущество сомнения и «кредит» от производства еще одного кВтч в течение остальной части дня при подзарядке при ветре 12-18 миль в час, этот продукт может выдавать в целях обсуждения 2 кВтч на день. В течение месяца у вас будет что-то еще, порядка 60 кВт · ч, произведенное за тот же период времени.

Выводы

Глядя на оба гипотетических примера и сравнивая их, легко увидеть и теперь понять, почему небольшой ветрогенератор, рассчитанный на необычно высокую выходную мощность, на самом деле может вырабатывать меньше полезной мощности с течением времени в несколько раз. В 3-4 раза меньше, чем на то, что хорошо построено, правильно спроектировано и честно оценено.

При этом и в генераторе у вас есть обмотки. Это провода, которые вы видите в кожухе, которые намотаны в непосредственной близости.Эти провода имеют эмалированное покрытие, которое имеет номинальную температуру, при которой, если он нагревается за пределы покрытия, сгорает, и генератор или даже электродвигатель сгорают. Поэтому важно понимать, что в любом генераторе, если слишком большой крутящий момент приложен к обмоткам такого размера или калибру проводов, ток в силе тока нагнетает тепло, и любой генератор может сгореть, если для данного генератора приложен слишком большой входной крутящий момент. Вот почему важно согласовать ветряную турбину с генераторной установкой.

Понимание обмоток генератора с постоянными магнитами и покупка pma’s

В любом генераторе, будь то переделанный генератор переменного тока с постоянными магнитами delco, наша конструкция с радиальным или даже большим осевым потоком с белой молнией может использоваться с разными калибрами проводов, которые используются по разным причинам для конкретного применения. Также важно понимать, что, вообще говоря, когда вы смотрите на генератор переменного тока с постоянным магнитом для продажи на нашем сайте ebay youtube Amazon и т. Д., Когда вы видите рекламируемое напряжение, такое как часто модели 12, 24 и 48, это обычно не означает, что есть это своего рода внутренний регулятор, который ограничивает выходное напряжение генератора или pma до адекватного уровня зарядного напряжения для приложения. Это одна из самых больших ошибок, которые, как мы видим, делают сами люди при выборе генератора.Обычно продавцы и производители оценивают генератор с постоянным магнитом как, например, 12 вольт, когда диапазон оборотов генератора достаточен для достижения напряжения отключения для зарядки данной батареи. Термины ветряная мельница, ветряные генераторы, ветряные зарядные устройства или комплекты ветряных турбин для жилых помещений, которые мы часто видим взаимозаменяемыми, пытаются сказать вам, что в приложении с прямым приводом с определенным набором лопастей они будут использовать конкретный генератор для приложения. Так в чем разница? Генератор любого типа имеет емкость «прорези» или область, в которую может поместиться обмотка.Это будет уникально для конкретного генератора. Важно понимать, что в пределах рабочей зоны можно использовать провода разного калибра. В области обмоток генератора больше витков или любая другая терминология, которую вы предпочитаете, могут поместиться в данной области с более тонким проводом, чем с более толстым проводом, в зависимости от того, что физически вписывается в данную катушку статора, обмотку, обмотку и / или паз. «Опять же, какая терминология подходит для данного генератора переменного тока.

Влияние калибра провода в обмотке генератора с постоянным магнитом,

1-й принцип работы ветрогенераторов (который мы преодолели с помощью нашей новой технологии) Я объясню, как это сделать в конце статьи.

Врезка в точку.

Независимо от напряжения аккумуляторной батареи системы или запуска связи с сетью для получения любой полезной мощности, напряжение в обмотках статора или генератора должно быть больше, чем то, на которое он пытается передать мощность.

Когда полюс или магнитное поле проходит через катушку, в результате начинают течь электроны, но для целей нашего обсуждения того, как работают обмотки, важно понимать, что большее количество обмоток в прорези более тонкого провода создает более высокое напряжение с магнитный ротор вращается на более низких оборотах.Это отлично подходит для ветряных генераторов в районах с слабым ветром и встраивается в здания, где люди помнят, что выработать некоторую мощность с течением времени лучше, чем не производить никакой энергии, пока не дует сильный ветер. Это остается балансирующим действием, потому что, хотя многие потребители хотят генератор с низкой частотой вращения. Компромисс заключается в том, что в то время как более тонкий провод будет создавать напряжение для достижения точки разреза, чтобы начать генерировать мощность, нижняя сторона заключается в том, что более тонкий провод ограничивает потенциальный ток, который может нести обмотка. Проволока Найнера также нагревается из-за большего внутреннего сопротивления.

Во многих отношениях то, что происходит с производителем, во многих случаях является тонким балансирующим действием, которое должно учитывать множество переменных. Если провод слишком тонкий, генератор может «включиться», то есть повысить напряжение выше, чем на батарее. Если включение слишком низкое, сопротивление будет затягивать турбину, водяное колесо и т. Д. С резистивной нагрузкой из-за недостатка крутящего момента. Избыточное тепло может накапливаться, когда обмотка пытается пропустить ток при наличии достаточного крутящего момента для преодоления «резистивной нагрузки», т.е.е. когда генератор становится труднее вращать после включения ». И наоборот, в случае, когда в генераторе используется слишком толстая или тяжелая обмотка, существует потенциал для создания большого тока, но из-за ограничений частоты вращения в конкретном приложении мощность не может генерироваться из-за невозможности достичь точки включения. Примерное напряжение аккумулятора составляет 13,3, но напряжение холостого хода генератора составляет 8,8. Напряжение перетекает от более высокого давления к более низкому »

Неправильный генератор Неправильное приложение

Одна из ошибок, которую часто допускают новички, пытающиеся определить размер генератора, заключается в том, что они покупают именно по классификации напряжения.Помните, как мы обсуждали ранее, изготовители ветряных генераторов склонны оценивать свои напряжения при оборотах прямого привода 150–250 при заданном напряжении. Это не означает, что если генератор с постоянным магнитом вращается на более высоких оборотах, напряжение генератора не будет превышать 24 или даже 48 вольт. Это означает, что в случае, если у вас может быть гидромашина с кабелем с более высокой передачей и более высокими оборотами, может быть лучше фактически использовать генератор переменного тока с постоянными магнитами на 24 или даже 12 вольт.

Вольт, умноженное на амперы = ватты

В примере, где потребитель решает использовать генератор, обозначающий 12 вольт, который будет иметь более толстую обмотку, он на самом деле будет иметь возможность проводить больший ток на конкретном генераторе и производить больше мощности при 48 вольт, в то время как фактически работает pma. прохладнее и продлевает продолжительность жизни.

Ураган Белая молния: отклонение от статус-кво

Hurricane white Lightning использует более толстую обмотку, которая позволяет более высокому уровню тока проходить к сетке или батарее. Это позволяет генератору работать с обоими охладителями и пропускать больший ток, что дает большую мощность и меньшее сопротивление, проходящее через обмотки. Мы используем запатентованный интеллектуальный контроллер MPPT для повышения выходной мощности, чтобы максимизировать выходную мощность в любых условиях. Если вы могли следить за обсуждением по существу, мы удалили часть действия по уравновешиванию.Мы больше не ограничены использованием более тонкой проволоки в обмотках для достижения точек врезки. У нас меньше тепла в генераторах. Больший контроль над турбинами и, наконец, более высокая выходная мощность с течением времени, чем что-либо в этом классе. Мы используем наш контроллер, чтобы получать зарядную мощность от турбин, которую другие машины с более легкой обмоткой не могут. Наш контроллер делает еще один шаг вперед. Контроллер рассчитал частоту вращения генератора на основе импульсов трехфазной мощности, которая проходит через него. Контроллер соответственно регулирует сопротивление, которое берет заряд с контроллера, не оказывая большого сопротивления и убивая инерцию набора лезвий.

Является ли бытовая ветряная турбина эффективным вложением средств в домашнюю энергетику?

В этом руководстве:

  • Как работают ветряные турбины?

  • Что такое домашние ветряные турбины?

  • Каковы преимущества отечественных ветряных турбин?

  • У кого могут быть домашние ветряки?

  • Каковы финансовые затраты на установку ветряной турбины?

Ветряная турбина — один из наиболее заметных (и по этой причине спорных) методов производства возобновляемой энергии.Хотя это очень эффективный способ создания 100% возобновляемой электроэнергии, объединение их в ветряные электростанции часто приводит к жалобам и кампаниям против них со стороны групп, которые считают, что они портят местные районы.

Но могут ли ветряные турбины, помимо их использования в ветряных электростанциях, повлиять на энергопотребление вашей собственности? Популярность отечественных ветряных турбин растет — подойдут ли они для вашего дома?

Как работают ветряные турбины?

По сути, ветряные турбины работают, когда ветер дует достаточно сильно, чтобы вращать лопасти машины, которая затем приводит в движение турбину, вырабатывающую электричество.Чем сильнее ветер, тем больше вырабатывается электроэнергии. Ветряные электростанции, где все турбины работают вместе как одна, могут обеспечить достаточно энергии для большого города.

Где в Великобритании расположены ветряные электростанции?

По состоянию на февраль 2020 года в Великобритании насчитывалось 35 оффшорных ветряных электростанций, еще четыре строились. Они преимущественно расположены у побережья Кента, Йоркшира и Норфолка.

В настоящее время в Англии, Уэльсе, Шотландии и Северной Ирландии расположено около 1500 наземных ветряных электростанций.

Что такое бытовые ветряные турбины?

В то время как промышленные ветряные электростанции могут обеспечивать энергией целые деревни и города, рост интереса к возобновляемым источникам энергии в сочетании с растущим отношением к ремонту домов своими руками привело к росту использования домашних ветряных турбин. Это турбины, которые можно установить на определенном участке, чтобы обеспечить его электричеством из возобновляемых источников.

Каковы преимущества отечественных ветряных турбин?

Установка ветряной турбины на вашем участке дает три основных преимущества:

  1. Бесплатное электричество — хотя вам придется заплатить за установку турбины, после этого электричество будет вырабатываться бесплатно.

  2. Накопление электроэнергии — если ваш дом не подключен к национальной сети, вы сможете получать электроэнергию, которую не используете в течение дня, без ветра.

  3. Сократите (или устраните) углеродный след вашего дома — поскольку вы используете исключительно возобновляемую электроэнергию, вы не выбрасываете вредные загрязнители в атмосферу.

У кого могут быть домашние ветряки?

Теоретически любой может иметь домашний ветряк. Однако следует принять во внимание три вещи:

Пространство

Есть ли у вас место для установки турбины? Вам понадобится достаточно большой сад для установленной на опоре турбины, которая может генерировать 5-6 кВт, или прочная крыша, на которой может быть установлена ​​турбина, установленная на здании, для выработки 1-2 кВт.

Wind

Вам также необходимо (очевидно) жить в довольно ветреном месте, поэтому оптимальными кандидатами будут дома у побережья или на приличном уровне возвышения. Если у вас нет ветра, вы не будете производить электричество, поэтому убедитесь, что порывы ветра сильные.

Разрешение на планирование

В зависимости от того, где вы находитесь в Великобритании, требуются разные уровни разрешения на строительство. В частности, в Англии существует ряд строгих условий, которые должны быть соблюдены при установке ветряной турбины, но жители всех британских стран обычно должны подавать заявление на разрешение на строительство перед началом любых монтажных работ.

Каковы финансовые затраты на установку отечественной ветряной турбины?

По данным Energy Saving Trust, потенциальные затраты на установку ветряной турбины следующие:

  • Установка: смонтированная на опоре система, способная производить 6 кВт, может стоить от 23 000 до 34 000 фунтов стерлингов.

  • Техническое обслуживание: Расходы на регулярное техническое обслуживание могут составлять от 100 до 200 фунтов стерлингов в год. Вам также может потребоваться в конечном итоге заменить инвертор системы, что может стоить от 1000 до 2000 фунтов стерлингов.

С другой стороны, вы можете сэкономить деньги, продавая излишки электроэнергии, произведенной в национальную сеть, в дополнение к деньгам, которые вы экономите от выработки собственной электроэнергии в любом случае.

Стоит ли покупать отечественный ветряк?

Самыми большими проблемами для домовладельцев, думающих о приобретении домашней ветряной турбины, должны быть:

Мы рассмотрели первые два пункта выше, но третий заслуживает дальнейшего рассмотрения. Оправдываются ли затраты, если вы можете получить наземный тепловой насос, который также предлагает чистую энергию по (возможно) более стабильной и эффективной ставке по более низкой цене? Не забудьте оценить все варианты, прежде чем нажимать на курок отечественной ветряной турбины.

Wind Power Your Home — Wind Engery Foundation

Общие вопросы и ответы

Ниже мы рассмотрим некоторые из наиболее часто задаваемых вопросов об установке ветряной турбины на вашей земле.

Нужны ли батарейки?

Вы можете приобрести ветряные турбины двух разных типов. Один из них известен как сетевой, который, как указано в названии, подключен к электросети. Это означает, что если ветер дует достаточно, энергия используется от турбины. Если нет ветра, электричество поступает из сети.Второй вариант — автономный, при котором для работы используется аккумулятор или генератор. Некоторые из небольших ветряных турбин используют фотоэлектрическую технологию

Как определить силу ветра?

Определение силы ветра в вашем районе осуществляется путем измерения ветра. Однако вам не нужно знать, как это сделать, поскольку опытный производитель сможет определить, подходит ли ваша земля для установки ветряной турбины, путем осмотра. Если вы не уверены, обратитесь к производителю относительно измерений ветра.Вы можете проверить в Интернете общее представление о скорости ветра по адресу:

Как мне обслуживать мою турбину?

Ветровые турбины должны прослужить более 20 лет при хорошем техническом обслуживании. Турбину следует проверять ежегодно, и обычно это делает производитель или установщик турбины. Физические осмотры необходимы, чтобы убедиться, что ваша турбина работает должным образом и насколько это возможно. Некоторые ветряные турбины могут быть подключены к приложению на вашем компьютере, где вы можете контролировать работоспособность и эффективность своей турбины и замечать любые незначительные изменения, которые могут указывать на проблему с ней.

Что такое номинальная мощность и как она соотносится с реальной производительностью?
Все ветряные турбины будут иметь номинальную мощность, поэтому вы можете иметь приблизительное представление о том, сколько энергии вырабатывается за год, если средняя скорость ветра имеет заданную скорость. Реальная производительность будет зависеть от скорости ветра в вашем районе и размера турбины. Ниже на странице мы сгенерировали несколько вопросов, которые помогут вам узнать, как производитель сформировал свою номинальную мощность. Если это было сделано с помощью реальных испытаний, его реальная производительность должна точно соответствовать его номинальной емкости.

Сколько стоит малая ветряная турбина?

Это зависит от производителя, размера дома, высоты и любых других затрат на установку, которые, возможно, придется учитывать. В среднем установка ветряной турбины, способной привести дом в действие, стоит 30 000 долларов, но эта цена может упасть или упасть. К счастью, правительство предлагает налоговые льготы и другие финансовые возможности для тех, кто хочет сэкономить на установке ветряной турбины; их можно найти ниже на странице.

Какой тип земли и ветра нужны?

Большинство производителей турбин рекомендуют районы, где скорость ветра не менее 12 миль в час. Существуют ограничения на зонирование в определенных штатах и ​​землях, поэтому перед подачей заявки проверьте их на веб-сайте местного органа власти. Ветер должен быть беспрепятственным, а это означает, что застроенных городских территорий может быть недостаточно для использования ветряных турбин, даже если скорость ветра является подходящей. Если вы не уверены, подходит ли ваш район, поговорите с производителем, который предоставит вам дополнительную информацию или приедет и осмотрит ваш дом.
Насколько высока ветряная турбина?
Ветровые турбины различаются по высоте, но средняя небольшая ветряная турбина находится на высоте 80 футов.

Что делать, если нет ветра?

Если ваша ветряная турбина подключена к сети, электричество будет по-прежнему подаваться в дом через сеть, а это значит, что вам не нужно ничего делать. Если за это время турбина произведет электричество, оно будет отправлено обратно в сеть и использовано соседними домами. Если ваша турбина отключена от сети, она часто будет питаться от солнечных батарей, чтобы обеспечить более стабильную мощность, если ветер прекратится.

Как долго я верну свои деньги?

Конечно, ветряные турбины — это долгосрочное вложение, и время, необходимое для возврата денег, будет зависеть от размера турбины, скорости ветра и количества потребляемой электроэнергии. Владельцы ветряных турбин могут рассчитывать на возврат своих денег в течение 6-30 лет.

Какой размер турбины мне нужен?

Если вы питаете дом, небольшая ветряная турбина должна дать вам достаточно энергии, чтобы удовлетворить потребности вашей семьи.Размер зависит от нескольких факторов, таких как использование энергии, скорость ветра и место размещения турбины. Турбины работают лучше всего, когда они находятся выше земли. Для дома средняя турбина должна будет вырабатывать от 2 до 10 кВт, что может составлять 12-25 футов в диаметре.

Установка

Если вы хотите установить небольшую оконную турбину, выполните несколько основных шагов:

  1. Примите во внимание погоду в выбранном вами районе и достаточно ли ветра для небольшой ветряной турбины. экономичный и стоящий.
  2. Проверьте потребление электроэнергии в доме или офисе.
  3. Посетите веб-сайт местного органа власти, чтобы ознакомиться с законами о зонировании малых ветряных турбин, чтобы определить, можете ли вы установить их на своей земле.
  4. Получив всю вышеуказанную информацию, вы можете выбрать ветряную турбину, которая соответствует потребностям вашего дома в электроэнергии. Обязательно приобретите сертифицированную небольшую ветряную турбину

Что спросить у производителя ветряных турбин

Если вы хотите получить лучшую ветряную турбину для своей земли, есть несколько замечательных вопросов, которые вы должны задать любому производителю.Поскольку вы инвестируете в эту экологически чистую энергию, вам нужна лучшая ветряная турбина по лучшей цене. Ниже мы собрали несколько вопросов, которые следует задать производителю ветряных турбин перед принятием решения.

Гранты и льготы

IRS (Internal Revenue Service) предлагает некоторые налоговые льготы для проектов ветряных турбин в США. Если вы занимаетесь малым бизнесом, например, на ферме, или работаете из дома, вы можете иметь право на получение налоговой льготы на производство возобновляемой электроэнергии (PTC) или ITC (налоговой льготы для инвестиций в бизнес-энергию).PTC связан с тем, сколько энергии вырабатывается вашей ветряной турбиной за десять лет. ITC относится к общей стоимости турбины. Это касается всех владельцев бизнеса, которые хотят начать строительство до конца декабря 2020 года, и после этой даты могут быть внесены изменения.
Для тех, кто не владеет бизнесом и хочет улучшить свой дом, все налогоплательщики имеют право на получение федеральной жилищной возобновляемой энергии ИТЦ. Это зависит от размера турбины и времени начала строительства.Финансирование проекта ветряной турбины возможно, но это может зависеть от того, что в данный момент предлагают правительство и другие федеральные агентства. Для получения самой последней информации и возможностей ознакомьтесь с информационным бюллетенем Управления энергоэффективности и возобновляемых источников энергии.

приведите свой дом в действие с помощью стены ветряной турбины Джо Дусэ

ЗАЛ ВЕТРОВОЙ ТУРБИНЫ — ЭТО КИНЕТИЧЕСКАЯ СТЕНА, СОСТАВЛЯЕМАЯ ИЗ МОДЕЛИ ВРАЩАЮЩИХСЯ ЛЕЗВИЙ, ВРАЩАЮЩИХСЯ ИНДИВИДУАЛЬНО

как Изменение климата продолжает сеять хаос на планете ищут более эффективные источники возобновляемой энергии.хотя каждый год для решения этой проблемы разрабатываются новые технологии, один древний источник энергии продолжает превосходить их все. Да, ветряная энергия продолжает оставаться одним из самых экономичных и эффективных источников устойчивой энергии. однако эта простая технология не была внедрена в дома частично из-за ее навязчивой физической формы.

Помня об этом, дизайнер из Нью-Йорка joe doucet создал зал для ветряных турбин , проект, в котором искусство и технологии сочетаются с новаторским решением, предназначенным для питания наших домов.


изображений Джо Доусе

ДЖО ДОУС РАЗРАБОТАЛ ЭТО ТАКОЕ ЭСТЕТИЧЕСКОЕ УДОВОЛЬСТВИЕ, КАК ЭТО ФУНКЦИОНАЛЬНО

Ветровая энергия — это использование воздушного потока, проходящего через ветряные турбины, для механических генераторов электроэнергии. ветровые турбины обеспечивают механическую энергию для вращения электрогенераторов и — в качестве альтернативы сжиганию ископаемого топлива — являются многочисленными, возобновляемыми, широко распространенными, чистыми, не производят выбросов парниковых газов во время работы, не потребляют воду и используют мало земли.

, спроектированный так, чтобы быть эстетически приятным и функциональным, зал для ветряных турбин от Joe Doucet представляет собой кинетическую стену, состоящую из множества вращающихся лопастей, которые вращаются по отдельности, приводя в действие мини-генератор, который вырабатывает электричество. электричество используется в доме или на работе, может храниться в настенной батарее или даже может подаваться обратно в национальную сеть для обеспечения дохода владельцу.

Стенка ветряной турбины состоит из сетки квадратных панелей, которые одновременно вращаются по 25 осям.В настоящее время он состоит из 25 ветрогенераторов, прикрепленных к вертикальным стержням с прикрепленными к ним квадратными панелями. doucet , который уже построил прототип, говорит, что одна из этих стен может обеспечить электроэнергией американский дом, который обычно потребляет чуть более 10 000 кВт-часов в год.

информация о проекте:

имя: стена ветряной турбины

дизайн: joe doucet

тип: ветровая энергия кинетическая стена

статус: juliana neira I designboom

20 октября 2021 г.

Ветроэнергетика на крыше может взлететь, используя ключевой принцип полета

Эта статья первоначально была опубликована в Scientific American и переиздана здесь как часть проекта «Покрытие климата сейчас», глобального журналистского сотрудничества, направленного на усиление освещения истории о климате.

Солнечные панели, расположенные на крышах домов и других зданий, становятся все более распространенным явлением в Соединенных Штатах, но ветряные системы на крышах никогда не прижились. Прошлые попытки уменьшить количество возвышающихся турбин, генерирующих энергию ветра, до чего-то, что могло бы находиться в доме, сопровождались слишком многими техническими проблемами, чтобы сделать такие устройства практичными. Однако теперь новая конструкция может обойти эти проблемы, используя тот же принцип, который создает подъемную силу для крыльев самолета.

В целом за последние годы в США выросло производство электроэнергии из возобновляемых источников, и ветроэнергетика была основным двигателем этой тенденции. На его долю приходится более 40 процентов электроэнергии из возобновляемых источников в США (хотя только 7 процентов от всего производства электроэнергии).

В отличие от солнечных батарей, которые ограничены сбором энергии в светлое время суток, ветряные турбины могут работать всю ночь в любом месте с подходящими условиями, а именно на открытых равнинах или пологих холмах с постоянно достаточной скоростью ветра.Но помимо этих требований, для больших турбин требуется открытое пространство, которое не всегда доступно вблизи больших и больших городов. Установка ветряных систем на крышах домов и городских зданий может помочь использовать больше этого ресурса.

Когда дело доходит до энергии ветра, размер имеет значение. Количество энергии, которое может генерировать отдельная турбина, пропорционально области движения ее лопастей, поэтому устройства, которые достаточно малы, чтобы поместиться на крыше, менее мощны.

«От успеха распределенного ветра мешает то, что большинство систем представляют собой миниатюрные ветряные турбины», — говорит Брент Хоученс, инженер-механик из Sandia National Laboratories.

Устройства меньшего размера не производят достаточно энергии, чтобы быть рентабельными. Кроме того, их быстро вращающиеся лезвия создают шумную вибрацию, а их многие движущиеся части более склонны к поломке. По сравнению с пассивными солнечными панелями на крыше ветряные турбины могут потребовать довольно больших затрат на техническое обслуживание.

Хоученс и его коллеги думают, что они разработали решение, которое преодолевает эти препятствия, заимствуя фундаментальный принцип полета по воздуху. Изогнутая форма крыла самолета, называемая аэродинамическим профилем, изменяет давление воздуха по обе стороны от него и в конечном итоге создает подъемную силу.

Коллега

Хоученса Карстен Вестергаард, президент Westergaard Solutions и инженер-механик из Техасского технологического университета, говорит, что он соединил два аэродинамических профиля вместе, так что «поток от одного профиля усиливает другой профиль, и они становятся более мощными». Расположенные как два крыла самолета, стоящие вертикально на боку, пара аэродинамических профилей обращена прямо к ветру. По мере прохождения ветра между пленками создается низкое давление, которое всасывает воздух через прорези в их частично полых телах.Это движение воздуха вращает небольшую турбину, заключенную в трубку, и вырабатывает электричество.

Устройство, которое исследователи назвали AeroMINE, может отбирать энергию ветра с большей площади, чем лопасти турбины сами по себе.

Благодаря такой конструкции устройство, которое исследователи называют AeroMINE («MINE» означает «Неподвижная, интегрированная экстракция»), может извлекать энергию ветра из большей площади (по сути, прямоугольной поверхности AeroMINE), чем лопасти турбины могли бы сами по себе. в традиционной установке.Хушенс сравнивает такие стандартные турбины с формочками для печенья, которые оставляют потраченное впустую тесто. Новое устройство использует весь доступный ветер, позволяя извлекать больше энергии.

AeroMINE также не создают таких же вибраций и шума, как обычные турбины; По словам Вестергаарда, они «менее шумны, чем вентиляторы». Относительная простота их конструкции означает, что меньше движущихся частей выходит из строя. К турбине, которая находится внутри здания, будет легче получить доступ, если она действительно нуждается в ремонте.Такое расположение также защищает лезвия от любого контакта с людьми или дикими животными. Команда разрабатывает систему так, чтобы ее можно было использовать вместе с солнечными панелями на крыше, подключаясь к существующей инфраструктуре для сбора энергии, которую они генерируют.

«Я действительно думаю, что эта технология может быть новаторской» для районов с хорошими ветровыми условиями, — говорит Лучано Кастильо, инженер-механик из Университета Пердью, который не участвует в проекте, но в прошлом работал с Вестергардом.

Он также считает, что простота AeroMINE может сделать их хорошим вариантом для развивающихся стран, потому что новые устройства не требуют специальных деталей или инструментов и их относительно легко исправить. И Кастильо, и Вестергард видят потенциал использования этой конструкции под водой, чтобы использовать приливную энергию.

Джей Апт, содиректор Центра электроэнергетики Карнеги-Меллона, который также не участвует в проекте, согласен с тем, что простота конструкции привлекательна.Но он не уверен, можно ли масштабировать систему для эффективного производства энергии с достаточно низкими затратами в реальных условиях. Хушенс говорит, что при подходящих ветровых условиях он и его коллеги думают, что AeroMINE могут быть конкурентоспособными с нынешней стоимостью солнечной энергии на крышах.

Команда, получившая финансирование от Sandia и Министерства энергетики, протестировала уменьшенные модели в аэродинамических трубах для точной настройки конструкции. В июне исследователи планируют испытать версию устройства высотой 13,1 фута на одноэтажном макете здания на предприятии Scaled Wind Farm Technology (SWiFT), входящем в Национальный институт ветра Техасского технологического института.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *