виды, как выбрать, обзор лучших вариантов

Ветряки давно перестали быть экзотической новинкой, сейчас их рассматривают как один из возможных вариантов экономии. Потоки воздуха над земной поверхностью несут в себе огромное количество энергии, которую в настоящее время успешно применяют в промышленных ветротурбинах и малых ветряных установках для частного использования.

Мы расскажем, как правильно выбрать и технически грамотно установить ветрогенератор для частного дома. В предложенной нами статье описаны правила сборки и эксплуатации мини электростанций. Заинтересованным покупателям даны рекомендации по выбору, приведен рейтинг популярных моделей.

Содержание статьи:

Конструкция и принцип работы ветротурбин

Ветровые генераторы представляют собой спецустройства, которые трансформируют кинетическую энергию ветра в электрическую. Это независимые источники электроэнергии, которые отлично подходят для установки в частных жилых домах, на небольших и средних фермерских хозяйствах, производственных базах.

Конструкция стандартной мини-электростанции для бытового использования включает такие функциональные элементы:

1. Лопасти аэродинамической формы для улавливания ветра.
2. Генератор для продуцирования переменного тока.
3. Контроллер для автоматического управления ветряной станцией. Позволяет регулировать подзарядку аккумуляторов, распределяет потоки энергии между устройствами.
4. Накопитель. Специальные аккумуляторные батареи для накопления сгенерированного электричества.
5. Инвертор для приведения параметров вырабатываемой энергии к сетевым стандартам.
6. Мачта, приподнимающая лопасти на определённую высоту над уровнем земли.

Мачты бывают разными: свободностоящие без растяжек, жёстко зафиксированные и поворотные на растяжках. Последние могут опускаться и подниматься для обслуживания, а также проведения ремонтно-восстановительных работ.

Под воздействием ветра лопасти, насаженные на генераторный вал, начинают вращаться, способствуя запуску ротора. В результате происходит преобразование кинетической энергии воздушных потоков в механическую, а потом и в электрическую энергию. Так выглядит сильно упрощённая схема работы ветряка

В действительности энергия от ветряной электростанции напрямую к потребителю не поступает. В системе обязательно должны быть подключены специальные приборы для преобразования электротока.

В цепи после генератора размещается контроллер. Он конвертирует переменный ток в постоянный. В таком виде электричество аккумулируется и сохраняется в батареях, а потом от них через инвертор, который трансформирует постоянный ток в переменный, энергия подаётся в частную электросеть.

Такая схема даёт возможность сгладить нестабильность напряжения, а также накапливать энергию в периоды полного отсутствия потребления. А это, в свою очередь, позволяет задействовать ветряные генераторы меньшей мощности, чем суммарная мощность бытовых электроприборов.

В ходе конвертации электротока по схеме переменный-постоянный-переменный происходят определённые потери энергии, которые составляют примерно 20%

Вместе с автономной ветряной станцией можно устанавливать и солнечные модули, и топливные генераторы.

Если задействовано сразу несколько устройств для получения электричества, схему дополняют ещё одним элементом – автоматическим выключателем (ABP). Он необходим, чтобы при отключении одного источника альтернативной энергии запускался другой – резервный.

В составе современных ветряных станций используются различные конструкции роторов – вращающихся частей. Они имеют свои преимущества и недостатки, разную эффективность и функциональные возможности. В настоящее время существует много разработок автономных систем, способных взаимодействовать с ветрами разной скорости и силы.

Виды ветряных электростанций

По типу потребителей различают автономные ветрогенераторы и установки сетевого назначения. Первые осуществляют энергоснабжение удалённых от центральных электрических сетей потребителей.

Вторые – могут насчитывать несколько десятков/сотен ветряков, которые образуют единую систему и отдают энергию в общую сеть. Мощность автономных агрегатов редко превышает 75 кВт, в то время как мощность сетевых установок стартует с отметки 100 кВт.

В зависимости от типа конструкции различают ветряные генераторы:

• с вертикальной осью вращения;
• с горизонтальной осью вращения.

Эти устройства используются для разных условий эксплуатации, но чаще всего встречаются модели с горизонтальной осью. Они работают как обычные флюгеры и имеют схожее строение. Ось ротора вращается параллельно земной поверхности.

Такие агрегаты отличаются высокими показателями КПД (около 40%), простой регулировкой мощности и более доступной ценой, но также характеризуются высоким уровнем создаваемого шума и вибраций. Помимо этого, их необходимо ориентировать на направление ветра.

Для монтажа ветряка с горизонтальным расположением ротора нужно примерно 120 м свободного пространства и мачта высотой не меньше 8 м

Ветряные генераторы с вертикальной осью вращения имеют более компактную конструкцию, они менее восприимчивы к воздействию факторов окружающей среды.

В устройствах этого типа турбина расположена перпендикулярно по отношению к плоскости Земли. Подобные конструкции запускаются даже от слабого ветра и не зависят от направления движения воздушных потоков.

Низкий уровень создаваемого шума (до 30 дБ) даёт возможность устанавливать вертикальные ветротурбины на крышах зданий

Однако есть и существенный минус – КПД таких генераторов составляет всего 15%. Кроме того, они стоят дороже, чем модели с горизонтальной осью вращения.

Модели ветрогенераторов различаются между собой не только расположением вращательной оси, но и:

• количеством лопастей – бывают ветряки с двумя и тремя лопастями, встречаются и многолопастные модификации;
• материалами изготовления функциональных деталей – с парусными и жёсткими лопастями;
• шагом винта – регулируемый или фиксированный.

Вращение многолопастных стационарных ветряков начинается даже при слабом ветре, а вот для работы двух- и трёхлопастных устройств нужен более сильный ветер. В то же время каждая дополнительная лопасть в конструкции создаёт большее сопротивление колеса, в результате чего становится сложнее достигнуть стандартных рабочих оборотов генератора.

В зависимости от материала изготовления , могут возникнуть определённые сложности в работе. Парусные элементы проще в изготовлении, поэтому и стоят дешевле.

Но если необходимо обеспечить надёжное функционирование ветротурбины для автономного электроснабжения, стоит отдавать предпочтение конструкциям с жёсткими лопастями, изготовленными из металла или армированного стеклопластика.

Что касается шага винта, то здесь также не всё так просто. Изменяемый шаг позволяет заметно расширить диапазон эффективных скоростей для работы ветряной станции и это большой плюс. Но в то же время такой механизм снижает общую надёжность стационарной установки и значительно утяжеляет ветроколесо, усложняя эксплуатацию агрегата.

Целесообразность установки ветрогенератора

Малые ветряные электростанции сегодня широко применяются в качестве альтернативных источников электроэнергии, которые позволяют добиться реальной экономии.

Подобные устройства, как правило, устанавливают на дачных участках, в зонах, удалённых от основных электросетей. Но это не единственная причина, почему люди всё чаще отдают предпочтение конструкциям такого типа.

Владельцы земельных участков успешно используют ветряные генераторы, чтобы добиться полной автономности и существенной экономии электроэнергии

Однако не каждая зона подходит для установки ветротурбины. Чтобы мини-электростанция полноценно функционировала в течение заявленного производителем срока эксплуатации, климатические условия местности должны соответствовать требованиям спецоборудования.

Средняя скорость ветра не должна быть меньше отметки 4,5-5 м/с. Лишь в этом случае монтаж конструкции с ветряком будет экономически оправдан.

Чтобы узнать приблизительные данные о среднегодовой скорости ветра по регионам, необходимо просмотреть специальную карту ветров. Более точную информацию можно получить, используя анемометр и устройство для считывания сигналов.

Измерительную систему нужно установить на большой высоте, чтобы близко расположенные постройки и деревья не искажали результатов.

Если вы решили установить ветряную мини-электростанцию для дома, также следует подумать о наличии свободного пространства. При этом нужно учесть, что ветер должен абсолютно свободно «гулять» по лопастям, ну и без препятствий на своём пути достигать их с разных сторон.

Именно поэтому идеальным местом для установки ветротурбины считаются вершины холмов, где воздушные массы уплотняются с соответствующим увеличением давления и скорости ветра. Также подходящими считаются морские регионы и степная зона.

Чтобы получить полную отдачу от ветряка, его нужно установить в месте, где нет деревьев и высоких зданий

Любые препятствия в радиусе 250 м будут оказывать влияние на . Для получения максимальных показателей КПД необходимо установить ось турбины выше уровня препятствий как минимум на 4-5 м.

Правила выбора оборудования

К подбору ветряного генератора для дома следует подойти ответственно.

Заранее нужно собрать базовую информацию:

1. Рассчитать номинальное и максимальное количество электроэнергии для обеспечения потребностей дома.
2. Просмотреть данные о среднегодовой скорости ветра в зоне проживания, чтобы определить периоды, когда ветряк будет бездействовать.
3. Учесть климатические особенности местности. Если в зимнее время года отмечаются сильные морозы, установка ветряной станции себя не оправдает.
4. Выяснить интенсивность создаваемого шума при работе ветрогенераторов.
5. Провести сравнение технических характеристик устройств от разных производителей.

Подбор комплектующих функциональных элементов для ветроэнергетической установки производят по номинальному значению мощности. При этом играет роль и номинальная скорость ветра – значения, при которых ветрогенератор вырабатывает расчётное количество электрической энергии.

Если максимальную мощность установка выдаёт при скорости ветра 11 м/с, а в вашей местности средний показатель достигает отметки 4,5 м/с, ветряк не будет вырабатывать заявленное производителем количество энергии

Акцентировать внимание нужно и на том, что мощность ветряного генератора зависит от диаметра колеса, сформированного лопастями. При увеличении размеров в 2 раза ветряк при той же скорости ветра будет производить в 4 раза больше электричества.

Также важна ёмкость аккумуляторных батарей. На случай безветрия в них должно быть достаточно энергии, чтобы обеспечить дом.

Монтаж частной ветряной мини-электростанции лучше доверить компании, которая специализируется на выполнении такого рода работ. Главная цель – обеспечить максимальную безопасность. Габаритная конструкция ветряка должна гарантировано сохранять устойчивость даже в случае экстремальных погодных условий

Маломощные модели ветрогенераторов с лёгкими невысокими мачтами можно установить самостоятельно. Центральную опору обязательно монтируют на укреплённом железобетонном фундаменте. Для боковой устойчивости конструкции используют 3-4 растяжки.

Примерные цены и окупаемость ветрогенераторов

Популярность ветряных агрегатов растёт с каждым днём. Ими выгодно оборудовать большие и дорогие коттеджи, на содержание которых требуется много электрической энергии.

Целесообразно устанавливать ветряки и в населённых пунктах, где отсутствует централизованное электроснабжение или подача электроэнергии производится с постоянными перебоями.

Именно в таких случаях на помощь придут ветрогенераторы, использование которых имеет ряд преимуществ:

• трансформация энергии воздушных потоков в бесплатное электричество;
• экологическая безопасность ветротурбин;
• отсутствие сырья и отходов при производстве электроэнергии;
• минимальный износ функциональных деталей;
• длительный срок эксплуатации – 25-30 лет;
• нет необходимости постоянно контролировать работу ветростанции.

К недостаткам относят переменчивость и непредсказуемость силы ветра. Чтобы минимизировать потери, нужно дублирование источника или же монтаж дополнительного буфера для накопления энергии. Также вращающееся ветроколесо представляет потенциальную угрозу для летящих птиц.

Ветряные электростанции создают шум, сравнимый с шумом автотранспорта при движении со скоростью около 70 км/час. Повышенный уровень шума не только отпугивает животных, но и доставляет дискомфорт людям

Ещё один существенный минус ветроустановок для бытового использования – высокая стоимость. Эти громоздкие конструкции изготовляются из дорогостоящих материалов, в комплекте имеют контроллер, аккумуляторы, инверторную установку и мачту.

Следует отметить, что бытовые ветрогенераторы от российских производителей, а также качественные ветряные установки, выпускаемые в Китае, стоят намного дешевле, чем европейские аналоги. Стоимость отечественных ветряков с вертикальной осью номинальной мощностью до 2 кВт варьируется в диапазоне 1300-2500$.

Но при такой цене комплектация включает лишь генератор с лопастями. Остальное оборудование придётся приобрести отдельно или . Полнокомплектные установки стоят дороже примерно на 40-50%.

Цена ветряных станций для домашнего использования мощностью от 3 кВт до 7 кВт намного выше. Такие генераторы с сопутствующим оборудованием обойдутся покупателю в 5000-12000$.

В настоящее время применение ветряных установок в качестве альтернативы централизованному электроснабжению нерентабельно из-за высокой стоимости оборудования

И даже когда присутствуют перебои в подаче сетевого электричества, ветрогенератор устанавливать целесообразно не всегда. Проще и дешевле обойдётся смонтировать систему бесперебойного питания на базе промышленных аккумуляторов в сочетании с ИБП.

Есть смысл монтировать ветроэнергетическую установку в местах, где доступ к централизованной энергоподаче полностью отсутствует. Период окупаемости в этом случае составляет 25 лет.

Перед приобретением компонентов для сборки и установки ветряного генератора энергии желательно провести , приведенным в рекомендуемой нами статье. Здесь же вы найдете порядок и правила выполнения вычислений.

Обзор лучших брендов и установок

На российском рынке ветряных генераторов представлены как надёжные относительно недорогие устройства отечественных брендов, так и различные по функциональности модели ветряков от зарубежных производителей. Чтобы определиться с выбором установки для дома, нужно сравнить характеристики разных агрегатов.

№1 — ветрогенераторы Condor Home (Россия)

Серия ветряков для домашнего использования включает устройства мощностью 0,5-5 кВт. Они могут служить основным источником электричества или дополнительным. Станции Condor Home адаптированы для эксплуатации в условиях низких температур, способны продуцировать энергию даже при слабом ветре.

В зависимости от модели, корпус генератора изготовлен из пластика или литого алюминия, лопасти – из стеклопластика. Присутствует эффективная двойная система торможения. Мачта составная, на растяжках, имеет высоту 8-12 м. Для установки этих агрегатов нужен свайный или бетонный фундамент.

Домашние ветряные генераторы Condor Home – полностью готовые продукты, для работы с которыми не нужны специальные знания или технические навыки. Устройства предназначены для электрификации как отдельно стоящих построек, так и маленьких населённых пунктов в составе ветряных электростанций

Базовая комплектация включает мачту и растяжки, генератор, ротор и лопасти, контроллер заряда, крепёжные элементы.

№2 — мини-электростанции Falcon Euro (Россия)

Представляют собой высокотехнологичные вертикально-осевые ветряные генераторы мощностью 1-15 кВт. Применяются для основного/резервного питания потребителей, удалённых от линий электропередач. Могут быть использованы в составе комплекса с солнечными панелями и топливным генератором.

Ветряки оснащены мощными неодимовыми магнитами. Стартовая скорость ветра для запуска установки составляет 1,5 м/с, номинальная скорость – 11 м/с. Установленный аэродинамический тормоз способствует ограничению оборотов колеса. Заявленный срок эксплуатации от производителя – 20 лет, заводская гарантия на мини-электростанции – 36 месяцев.

Ветрогенераторы Falcon Euro отличаются надёжностью в эксплуатации и неприхотливостью в обслуживании. С помощью устройств этой серии легко решить проблемы электроснабжения локальных, а также островных объектов

В базовый комплект установки Falcon Euro включены несколько функциональных элементов: ветроколесо, генератор и контроллер, мачта, закладные детали. Инверторная установка и аккумуляторные батареи подбираются отдельно.

№3 — ветряные агрегаты Sokol Air Vertical (Россия)

Малые ветроэнергетические установки данного бренда могут обеспечить электричеством и небольшие коттеджи, и средние предприятия. Для бытового использования выпускаются устройства SAV мощностью 0,5-15 кВт.

Они характеризуются высокой эффективностью при слабых ветрах, бесперебойно функционируют при низких и высоких температурах в диапазоне от -50 °C до +50 °C, отличаются низким уровнем создаваемого шума и стойкостью к внешним воздействиям.

Генерация электроэнергии агрегатами Sokol Air Vertical не зависит от направления ветра. Вертикально-осевые установки работают в автоматическом режиме без обслуживающего персонала. В конструкции предусмотрена электромагнитная и аэродинамическая система торможения для ограничения оборотов ветроколеса.

Лопасти изготовлены из армированного полиэфира или авиационного алюминия (в зависимости от модели), имеют самораскручивающийся профиль. Генератор – многополюсный трёхфазный с возбуждением от постоянных магнитов.

Ветряки Sokol Air Vertical выдают номинальную мощность при показателях 7-8 м/c, что позволяет использовать их в регионах с низкой среднегодовой скоростью ветра

В базовую комплектацию ветряной электростанции входят: ветроустановка с контроллером заряда аккумуляторов, мачта с растяжками, монтажный набор. Инвертор и аккумуляторы подбираются по техническому заданию отдельно.

№4 — ветрогенераторы Energy Wind (Россия)

Покупателям доступны одно- и трёхлопастные модели продуктов универсального применения мощностью 1-10 кВт. Эти ветряки прекрасно подходят для создания проектов обеспечения электричеством частных жилых домов и коттеджей.

Основу установок Energy Wind составляют прочные лопасти из армированного стекловолокна, окрашенные автоэмалью, и надёжная система вывода из воздушного потока. Эти агрегаты с горизонтальной осью вращения стабильно работают при температурах от -40 до +40 градусов по шкале Цельсия.

Минимальная рабочая скорость ветра – 2 м/с, при некоторых положениях лопасти – 3 м/с, рекомендуемая высота мачты – 8-20 м. Средний срок эксплуатации установок российского бренда составляет 25 лет, официальная гарантия от производителя – 3 года.

Ветрогенераторы Energy Wind не требуют постоянного ухода или техобслуживания, что способствует быстрому реинвестированию вложенных финансовых средств

Базовая комплектация установок включает электрогенератор на постоянных магнитах с узлом крепления к мачте и поворотным механизмом, лопасти, комплект крепёжных элементов для сборки ветроустановки. Мачту, а также контроллер, инвертор и батареи для накопления электроэнергии нужно приобрести отдельно.

№5 — ветряки Altek EW (Китай)

Вид ветротурбин – с горизонтальной осью вращения. Устройства номинальной мощностью от 1 кВт до 10 кВт отлично подходят для решения задач электрообеспечения загородных жилых домов и дач.

Защитный кожух ветряков Altek EW изготовлен из алюминиевого сплава, что существенно облегчает конструкцию. Функциональные металлические части генератора покрыты кремнием для термостойкости.

Лопасти изготовлены из фиброармированного пластика. Стартовая скорость ветра для запуска бытовых агрегатов китайского бренда составляет 2,5 м/с, номинальная скорость – 12 м/с.

Ветрогенераторы Altek EW – одни из самых доступных устройств для выработки электричества, которые представлены на современном рынке альтернативной энергетики

В состав базовой комплектации включены лопасти, генератор и контроллер. Остальные функциональные элементы для ветряка необходимо докупить.

Если стоимость комплекта заводского производства покажется вам излишне высокой, есть смысл соорудить . В рекомендуемой нами статье описано изготовление полезного в хозяйстве агрегата из стиральной машинки.

Выводы и полезное видео по теме

Перспективы использования ветроэнергетических установок:

Принцип функционирования современных ветровых турбин. Как энергия ветра преобразуется в электричество:

Даже сегодня использование ветрогенераторов требует постоянного развития. Возможности и долгосрочные перспективы этого альтернативного способа выработки электроэнергии многообещающие. Однако нужны определённые меры как со стороны производителей оборудования, так и от администраций населённых пунктов.

Установка малых ветряных генераторов для частных домохозяйств проблему энергоснабжения в регионах полностью не решит. Но для отдельных владельцев участков данный вариант может стать выходом из положения.

Расскажите о собственном опыте в выборе или установке ветряка на загородном участке. Пишите, пожалуйста, комментарии, размещайте фото и задавайте вопросы в расположенном ниже блоке. Делитесь технологическими тонкостями и полезными сведениями, которые пригодятся посетителям сайта.

Количество лопастей для ветрогенератора сравнение эффективности и КИЭВ

Очень часто люди заблуждаются в том что многолопастные винты для слабого ветра, а трех-двух лопастные для сильного. И многие считают что для слабых ветров более эффективен именно многолопастной винт, ведь много лопастей, от этого тяга выше, больше ветра охватывают лопасти, крутящий момент выше, и следовательно мощность, но это не так. Из за большего количества лопастей выше стартовый момент, поэтому если генератор имеет сильное магнитное залипание, то приходится что-то делать чтобы увеличить стартовый момент, и обычно это добавление лопастей.

>

Давайте представим сначала одну лопасть и действующие на нее физические факторы. Лопасть имеет крутку, углы относительно потока ветра, и ветер налегая на нее, заставляет лопасть под давлением двигаться (выдавливаться вперед по оси вращения). Но лопасть двигаясь в своей плоскости преодолевает лобовое (фронтальное) сопротивление плотного воздушного потока. Этот поток и тормозит лопасть не давая ей набрать больше оборотов, и чем выше обороты, тем выше аэродинамическое сопротивление.

Если же лопастей больше чем одна, две-три, или 12 штук, то аэродинамическое сопротивление всех лопастей не остается равным одной, оно складывается, потери складываются в общие и обороты винта падают. Много энергии тратится просто на вращение. Плюс проходящие лопасти сильно возмущают поток закручивая его, от этого позади идущие лопасти получают еще большее лобовое сопротивление и снова тратится отнимаемая у ветра мощность и падают обороты. Именно на обороты тратится много мощности отбираемой у ветра.

Так же когда по кругу целый лес из лопастей, то ветру становится труднее проваливаться сквозь винт. Ветроколесо задерживает поток ветра, спереди винта образуется воздушная «шапка», и новые порции ветра натыкаясь на эту «шапку» рассеиваются в стороны. Знаете как ветер огибает препятствия, вот так и винт для ветра как сплошной щит.

>

Но многие подумают что чем больше лопастей тем больше энергии можно отнять у ветра за единицу времени, но это тоже не так, здесь важно не количество лопастей, а обороты и быстроходность винта. Например 6 лопастей скажем при 60об/м сделают один оборот пропустив куб ветра и отняв у него некую порцию энергии, а 3 лопасти сделают два оборота за это же время, и отнимут столько же энергии. Если поднять быстроходность еще, то отнимется больше энергии. Не важно сколько лопастей, одна или десять, так как одна лопасть вращаясь в десять раз быстрее отнимет столько же энергии, сколько и десять медленно вращающихся лопастей.

Быстроходность ветроколеса.

Быстроходность винта это отношение скорости движения кончика лопасти к скорости ветра в метрах в секунду. Так при одних и тех же оборотах быстроходность по длинне лопасти разная, то и углы установки лопасти по ее длинне разные. Кончик лопасти всегда движется в два раза быстрее чем середина лопасти, поэтому у кончика угол равен почти нулю, чтобы снизить лобовое сопротивление, чтобы лопасть прорезала воздух имея минимальное сопротивление.

Так же чем быстрее движется лопасть тем сильнее изменяется угол атаки ветра на лопасть. Давайте представим что вы сидите в машине и вам в боковое стекло бьет снег, но когда вы начнете ехать, то снег уже будет бить и в лобовое, а когда вы наберете скорость, то снег уже будет бить напрямую в лобовое стекло, хотя когда вы остановитесь снег снова будет бить сбоку. Так и лопасть когда наберет скорость, то ветер будет налегать на нее под другим углом. Поэтому кончик лопасти делают всего 2-5 градусов, так как разогнавшись она выйдет на оптимальный угол атаки ветра и будет отнимать максимум возможной энергии. В середине лопасти быстроходность в два раза меньше, поэтому и угол в два раза больше, 8-12градусов, а у корня еще больше, ведь там быстроходность в разы меньше.

Подробнее про расчет углов можно прочитать здесь Расчет лопастей ветрогенератора

>

Для быстроходных малолопастных винтов углы делаются меньше. Например для трехлопастных винтов обычная быстроходность около Z5, то-есть винт имеет максимальную мощность вращаясь со скоростью в пять раз выше скорости ветра. В этом случае кончик лопасти имеет около 4 градуса, середина 12 градусов, а у корня около 24 градуса.Если лопастей шесть, то быстроходность в два раза ниже, значит и углы в два раза больше. Ну и еще чем тоньше лопасть и меньше ее площадь, тем она быстроходнее, и меньше ее аэродинамическое сопротивление, поэтому и три лопасти если они широкие будут иметь низкую быстроходность, а шесть или двенадцать тонких, узких лопастей будут иметь большую быстроходность.

В итоге например трехлопастной и шестилопастной винт будут иметь равную мощность на малом ветру, потому что три лопасти быстроходностью Z5 сделают в два раза больше оборотов чем шесть лопастей быстроходностью Z2,5 за тоже время , а значит отнимут у ветра тоже количество энергии. Но на более сильном ветру шестилопастной винт проиграет и сильно трехлопастному, так как три лопасти имеют меньшее аэродинамическое сопротивление и смогут набрать большие обороты, и следовательно отработать за единицу времени с большим количеством ветра, ведь чем быстрее лопасть движется, тем больше мощности у ветра она отберет.

Единственный плюс что чем больше лопастей, тем лучше стартовый момент, и если генератор имеет магнитное залипание, то многолопастной винт будет стартовать раньше, но крутящий момент и мощность будут выше у малолопастных винтов.

Да, и крутящий момент, так как скоростной винт наберет обороты, углы лопасти станут оптимальны для реально набегающего на лопасть потока ветра, а мы знаем что реальный угол меняется в зависимости от скорости движения самой лопасти и крутящий момент будет выше, так как меньше потери энергии на лобовое сопротивление лопастей.

Так-же многолопастные винты более тяжелые, а значит работают как маховик. Если колесо набрало обороты, то сам винт запасает энергию и его труднее резко остановить, но и когда ветер подует сильнее этот маховик надо еще раскрутить, поэтому многолопастные винты хуже реагируют на изменение силы ветра, и кратковременные порывы ветра могут даже не заметь. А легкие винты могут дать энергию даже с короткого порыва ветра. Это хорошо заметно по амперметру когда наблюдаешь за силой тока. Шестилопастной работает более мягко, нет больших скачков по току. А трехлопастной отрабатывает каждый порыв и стрелка живо бегает туда сюда, а ведь это энергия, которая в итоге накапливается в аккумуляторе, и разница в отдаче может быть очень значима, особенно на порывистом ветре и если мачта установлена низко где поток ветра турбулентный.

Еще один фактор это обороты, многолопастной винт значит тихоходный, значит и генератор такой-же, значит генератор больше, магнитов больше, провода обмотки больше, вес железа больше, в итоге и цена значительно больше. А генератор это обычно самая дорогая часть ветрогенератора. И обороты имеют самую важную роль, ведь чем выше обороты винта при той-же скорости ветра тем генератор выдаст больше мощности, и тут если оборотов не хватает, то или генератор больше и мощнее, или мультипликатор придумывать.

Но везде есть свои но, конечно самые дешевые и эффективные винты однолопастные, но их нужно делать очень точно и отбалансированно, все рассчитывать, аэродинамика лопасти должна быть идеальной, иначе вибрации и биения винта, а потом и развалившийся ветряк вам гарантированы. В принципе по этому даже заводские однолопастные ветряки почти никто не выпускает. Более оптимальными оказались трехлопастные винты, они не такие скоростные, поэтому и некоторый дисбаланс винта не страшен, но и обороты высокие, а значит и генератор дешевле.

Но все таки скоростные лопасти требуют правильной аэродинамики, иначе вся эффективность может упасть в разы. Поэтому в домашних условиях часто проще, хоть и дороже делать грубый, большой, малоэффективный, но простой в изготовлении ветряк, без всяких расчетов и походу его улучшать, переделывать, и опять переделывать, и наконец или набраться знаний и довести все до ума, или бросить и сказать что все это фигня, купил у китайцев и не мучайся, все равно лучше чем на заводе не сделаешь, только деньги зря на ветер выкенеш.

Строительство ветряка — как это было!

Здравствуйте, меня зовут Александр, я из Украины. Представляю вашему внимаю мой опыт знакомства с альтернативной энергией от ветра и солнца. Цель строительства всего этого просто желание иметь свое электричество, чтобы не зависеть от перебоев и отключений электросети. Пока я строил свой ветрогенератор попутно так-же сделал самодельные солнечные батареи. Покупал наборы для самостоятельной сборки, распаял все элементы (подглядел как это делают в интернете), в качестве основы использовал оконные пластиковые рамы. Ниже на фото две самодельные панельки. Номинальный ток зарядки одной 8 Ампер.
>
Две таких солнечных батарей дают ток зарядки при чистом небе до 16А, это 16*14=224ватта/ч. За световой день только с них одних набегает более киловатта энергии.
>
Для солнечных батарей приобрёл контроллер CM6024Z, это контроллер на 60Ампер 12/24вольт, ниже его фотография
>
Так-же купил инвертор (преобразователь 12/220вольт) мощностью 2000ватт.
>
Ветрогенератор я решил строить вертикального типа так-как такие ветряки очень хвалили в интернете, писали что они бесшумные, и дают больше энергии на малом ветру. Я решил делать все основательно и по серьезному, по этому ветроколесо получилось диаметром 4.5м. Ветроколесо установлено на крыше гаража, а генератор внутри, привод к генератору проходит через потолок. На фото видно что я дополнительно установил экраны чтобы направлять потоки ветра непосредственно на лопасти — тем самым думаю эффективность должна быть лучше.
>
Одна из фотографий редуктора и генератора. На фото не совсем понятно что к чему, но в общем в первоначальном варианте редуктор был 1:29, который крутил генератор. Генератор самодельный, сделан по образу и подобию автомобильного генератора, только увеличен в три раза. Так-же 36 катушек, на роторе 24 круглых магнита размером 30*10мм. Статор в первый раз был намотан тонким пповодом, зарядка начиналась сразу как только ветроколесо начинало вращаться, но ток зарядки был небольшой. Как выяснилось это из-за слишком большого сопротивления генератора. Потом было еще много переделок.
>
Далее я уже пробовал переделывать катушки, перепаивал на разные подключения, но всё это меня не устраивало. Даже порезал автомобильный диодный мост чтобы выпрямлять отдельно фазы и соединять последовательно и параллельно. Потом я перемотал статор еще раз, чтобы уменьшить сопротивление, потом снова переделывал редуктор, сделал 1:9. Но в общем особого толка так и не было. Проблема была в том что мое огромное ветроколесо еле крутилось, на слабом ветру всего 3-5 оборотов в минуту, а на сильном до 20об/м. Редуктор отнимал не мало мощности, да ещё залипание магнитов на статор мешало ветроколесу стартовать.
>
В итоге вопреки ожиданиям зарядка начиналась не на слабом ветру и ток зарядки был небольшой 2-5 А всего, максимум что я видел это 12А. Но я хотел большей мощности. С этим ветряком я провозился много времени, но потом меня всё-таки уговорили сделать горизонтальный ветряк с винтом. Ну чтож, с вертикалкой я уже замучился что сил нет, а толку нет, вот и подумал что хуже уже не будет. Ну и начал переделывать, перенёс генератор на крышу сварив мачту. На фото ниже начало…
>

>
Далее из алюминиевой трубы диаметром 140мм вырезал шесть лопастей длинной по 1,5м, лопасти немного разогнул, так, как-будто это труба 200мм. Винт диаметром 3 метра получился. Стартует отлично, кажется даже раньше чем моя вертикалка, видел на этом винте ток с генератора до 12А.
>
Вопреки описаниям в интернете горизонтальный винт работал явно лучше и совсем не шумел. Но на этом я не остановился, совместно мы пришли к тому что винт довольно большой для этого генератора и с перебором по мощности, так-как даже короткое замыкание фаз его не останавливало.
>
Далее лопасти ветрогенератора были укорочены до диаметра 2.6м, и подрезаны для большей быстроходности.
>
Эта переделка дала значительный эффект, винт стал намного оборотистей. Генератор стал давать больше тока зарядки. На как оказалось винт перестал стартовать на слабом ветру. Обычно если на улице лёгенький ветерок 2-3м/с, то ветряк крутился, а сейчас если винт толкнешь, то он работает. Но на слабом ветру стал давать ток заряда 2-6А, вертикалка кстати вообще ничего не давала при таком ветре и крутилась со скоростью 3-5 оборотов в минуту, здесь уже результат.

После последней переделки винт стал намного быстрее крутится, раза в три быстрее. Периодически ток зарядки уходит за 10 Ампер, при этом я не сказал бы что ветер сильный, по прогнозу 5-7м/с, но думаю что 7м/с нет. А пока собрал еще две солнечные батареи и теперь их стало 4шт.
>
Так-же добавлю фото моего самого первого генератора. Это дисковый аксиальный генератор — который широко разрекламирован в интернете. Но у меня из него ничего путного не вышло, вот и начал строить уже другой генератор со статором из железа.
>
Залипание текущего генератора не давало покоя, хотелось чтобы винт стартовал раньше и крутился всегда когда есть ветерок. Были мысли увеличить расстояние между статором и магнитами чтобы уменьшить залипание. Но пока вот по возможности увеличиваю ёмкость своих аккумуляторов. Сегодня привёз списанные аккумуляторы, в них ещё есть ёмкость, значит мне ещё послужат.
>
Так-как залипание генератора мне не давало покоя я решил в очередной раз переделать генератор. В итоге вырезал из ОСП диск под катушки, намотал новые катушки и вклеил по периметру. Теперь вместо 36 катушек я сделал 24 катушки, получился однофазный генератор. Теперь никакого залипания вообще не будет. Испытания показали что зарядка начинается слишком рано и винт не успевает раскручиваться до своей быстроходности. Чтобы уменьшить напряжение я распаял генератор по две катушки в параллель.
>
После переделки винт стал набирать бешеные обороты, но ток зарядки видел 16А, винт теперь кажется снова недогружен так-как сильно разгоняется, так что аж лопастей не видно. После небольших переделок ветряк выдавал до 20А, потом подул ветерок по сильнее и мультиметр не выдержал и сгорел. Винт без нагрузки набрал просто ужасные обороты, еле дождался когда ветер немного стихнет чтобы остановить винт. Вот это сила у ветра, я такого не ожидал, вертикалка кажется была намного слабее. Тем временем мне еще привезли 6 списанных банок и теперь у меня стало вот такое количество Б/У аккумуляторов.
>
Подул ветерок, передали до 10м/с, но думаю что больше 8м/с не-было, да еще сосны ветряк загораживают, но видел максимум 24А на зарядку аккумуляторов. Показания фиксировал недавно купленным ваттметром, ниже фото. Максимально фиксировал ток зарядки 26 Ампер. Сейчас сделал защиту ветряка и при 20А ветряк уходит в защиту. На обычном ветре ток зарядки до 10Ампер доходит, что считаю очень неплохо так-как крутит и днём и ночью.
>
Конечно если бы я все описывал, то получилась бы целая книга о моих «мучений» с ветряком, но вкратце вот так. В итоге ветряк работает и заряжает аккумуляторы. Со своей энергией я стал экономить 30-40% всей потребляемой домом энергией. В планах строительство еще более крупного ветряка, так-что на этом не останавливаюсь.

виды ветряков с вертикальной осью вращения, делаем своими руками по чертежам, российского и другого производства

Ветер имеет большую движущую силу, которую человек может использовать в своих целях. Это источник экологически чистой энергии. Используя ветрогенератор, можно получать дополнительную бесплатную мощность. В сегодняшней статье мы рассмотрим вертикальные виды ветрогенераторов, их особенности и виды.

Устройство и принцип работы

Ветрогенератор – это самый простой способ получения альтернативной энергии для нужд дома. Это устройство призвано преобразовывать силу ветра в электрический ресурс. Дополнительных приспособлений для определения направления ветра не требуется. Описываемое устройство способно работать на низкой высоте, что позволяет его обслуживать без применения снаряжения для высотных работ.

Простота конструкции и минимальный набор подвижных деталей делают это устройство надежным и долговечным. Правильная форма лопастей и оригинальное строение ротора позволяют получить от генератора высокий уровень КПД, в независимости от направления ветра. Во время работы этого генератора полностью отсутствует любой шум, поэтому он не будет мешать пользователю и его соседям.

Не имеется никаких выбросов в атмосферу, агрегат может работать много лет без обслуживания.

Принцип работы описываемого генератора заключается в магнитной левитации. Во время вращения ротора возникают импульсные и подъемные силы и сила трения, которая тормозит ротор. Внешний вид вращающейся части представляет собой цилиндр, закрепленный на раме. Правильная форма лопастей позволяет производить вращение всегда в одну сторону, независимо от направления ветра. Вне зависимости от модели и вида подобного генератора, он будет работать только в том случае, если давление ветряного потока на одну сторону будет больше, чем на другую.

Если соблюсти эти условия, то мы получим постоянное вращение ведущей оси генератора и выработку электроэнергии. Поскольку ветер имеет воздействие на обе стороны вращающегося механизма, это значит, что для старта вертикальной конструкции потребуется больше усилий, чем для горизонтальной. Однако если в конструкции применены качественные запчасти, то возможна самораскрутка.

При минимальном ветре большой мощности получить не удастся, но если сила трения снижена всеми возможными способами, то это позволяет добиться нужного числа оборотов даже при скорости ветра 3-5 м/с.

Преимущества

Как и в случае с другими устройствами подобного типа, ветряные генераторы имеют свои преимущества:

• не зависят от направления ветра;
• использование этих устройств возможно при слабом ветре;
• шум установки примерно равен 30 дБ.;
• интересное и необычное изделие на вашем участке непременно заинтересует всех гостей и соседей.

Но, как и любого устройства, у «ветряков» имеется недостаток – это невозможность в полном объеме использовать силу ветра из-за невысокой скорости вращения ротора.

Какими бывают?

Среди вертикальных генераторов карусельного типа, которые применяются для бытовых нужд, можно выделить различные конструкции и виды. Они очень просты в обслуживании и не так сложны в плане конструкции. Основные детали, которые нуждаются в техническом обслуживании, находятся внизу, к ним имеется легкий доступ. Рассмотрим самые известные и распространенные типы ветряных генераторов с вертикальной осью вращения.

• Ротор Савоуниса. Он состоит из 2 цилиндров, в которых скорость вращения и скорость ветра не зависят друг от друга. Даже при резких ветровых порывах агрегат продолжает вращение с заданной изначально скоростью. При таком условии можно сказать, что отсутствие связи скорости ветра со скоростью вращения генератора – это преимущество, однако, при этом воздушная сила используется лишь на 1/3. Геометрия лопастей позволяет им работать только в ¼ оборота.

• Ротор Дарье. Конструкция может иметь 2 или 3 лопасти. Сборка и установка очень простая. Приводится в движение при помощи ручного запуска. Описываемая установка не имеет большой мощности.

• Геликоидный ротор. Вращение этого генератора равномерное и плавное. Конструкция снимает с подшипников избыточную нагрузку, что существенно продлевает срок службы устройства. Монтаж установки такого типа очень продолжительный и трудоемкий. Сложная конструкция повлияла на увеличение конечной стоимости подобного продукта.

• Многолопастной ротор. Подобная конструкция с лопастями разной формы и направления позволяет устройству работать даже при очень слабом ветре. Этот генератор считается мощным преобразователем электроэнергии и имеет высокий уровень КПД. Энергия из силы ветра добывается максимально. Такая конструкция, помимо того, что дорогая, имеет высокий уровень шума.

• Ортогональный ротор. Такая установка начинает работать при скорости ветра 0.7 м/с. Конструкция состоит из 1 оси и лопастей. Уровень производимого шума минимален. Кроме всех технических характеристик, стоит отметить ее интересный и необычный внешний вид. Срок службы у такого устройства составляет несколько лет.

Стоит отметить, что тяжелые лопасти и конструкции в целом усложняют монтаж устройства на серьезной высоте. Кроме вертикальных ветряных генераторов, существуют еще горизонтальные модели. Разные варианты этих устройств имеют от 1 лопасти, их производительность больше, чем у вертикальных. Зато они имеют очень сильную привязанность к направлению движения ветра.

Обзор популярных моделей

Перед рассмотрением популярных моделей ветрогенераторов необходимо разобраться в их параметрах и критериях выбора описываемых изделий. Основными критериями при подборе являются:

• максимальная мощность изделия;
• объем добываемой энергии за 1 месяц;
• минимальная скорость движения воздуха, при которой может работать генератор;
• условия эксплуатации;
• наличие устройств, которые защищают установку от перегрузок;
• срок эксплуатации;
• цена продукта.

На сегодняшний день ветряные генераторы производятся многими странами, в число которых входит и Россия. Их производят несколько организаций:

• ООО «СКБ Искра»;
• ЗАО «Ветроэнергетическая компания»;
• ЛМВ «Ветроэнергетика»;
• ЗАО «Агрегат-привод».

Агрегаты российского производства не так известны и востребованы в других странах, как роторные модели немецкого, датского, китайского и бельгийского производства. Ведущие мировые компании по производству ветряных генераторов тратят огромные деньги на разработки новых типов лопастей, генераторов, точных расчетов по передаточным числам. Продукция этих компаний имеет большой выбор по мощностям от 1-10 КВт и дополнительное оборудование, которое можно приобрести отдельно (наборы с концентратором, инвертором, аккумуляторами). Кроме мощности, имеются различия в цене и по комплектующим элементам. Российские компании производят ветреные генераторы с различными типами роторов и максимальной мощностью устройств. Самыми продаваемыми изделиями считаются следующие модели нового поколения.

• ВУЭ-1.5. Это компактная установка, которая может перевозиться любым транспортом. В монтаже и эксплуатации она простая и понятная. Этот маленький генератор практически бесшумный. Имеет номинальную мощность 1.5 КВт. Выходное напряжение 48 V. Скорость ветра для нормальной работы должна быть в диапазоне 2.5-25 м/с.

• ВУЭ-3 (6). Такое устройство предназначено для автономного снабжения небольшого потребителя (частный дом). Номинальная мощность описываемой установки – 3 КВт, но при установке дополнительного оборудования (инвертора и аккумуляторов) мощность можно увеличить до 6 КВт. Напряжение на выходе 48 V. Необходимая скорость ветра для работы – от 4 до 30 м/с.

• ВУЭ-30. Установка ориентирована на питание большого дома или нескольких домов. Ее номинальная мощность равна 30 КВт. Напряжение на выходе имеет диапазон 90-400 V. Скорость ветра для работы установки должна быть от 4-60 м/с.

Как сделать своими руками?

Ветряной генератор – это не очень сложная конструкция, которую сможет собрать практически любой человек, если он имеет начальные навыки работы с ручным инструментом и обладает знаниями в электротехнике. Рассмотрим процесс сборки самого простого ветряного генератора для пользователей, начинающих осваивать альтернативные источники энергии.

Инструменты и материалы

Чтобы не ошибиться в размерах и собрать все правильно, можно воспользоваться любым готовым чертежом из интернета или можно начертить свой собственный и проверить его на деле. Для изготовления надежной и качественной конструкции потребуется:

• листовой металл для изготовления лопастей с толщиной 0.8-0.9 мм, он не должен быть слишком тонким и слабым, чтобы его не погнул или не порвал сильный порыв ветра, но и слишком толстый материал также нежелателен, поскольку избыточный вес конструкции приведет к быстрому износу подшипников;
• стальная пластина 40 мм или другого диаметра;
• стальная труба 25 мм;
• полуось от любого автомобиля с подшипником;
• стальной уголок;
• 2 шкива разного размера;
• автомобильный генератор.

Схема изготовления

Схема сборки самодельного ветряного генератора простая, в нее всегда можно добавить свои конструкторские решения. Из листового металла нужно изготовить 4 лопасти, размер которых будет составлять 1000 на 800 мм. Для скрепления лопастей между собой применяется стальная полоса. В результате конструкция должна напоминать форму барабана. Лопасти должны быть направлены от центра к наружной стороне. Такое направление позволит иметь больший парус на захват воздушного потока, а при развороте лопасти ее обтекаемая форма будет иметь минимальное сопротивление воздуху.

Из стальной трубы изготавливается вертикальный упор, который одной стороной крепится к полуоси, а на противоположную устанавливаются получившиеся лопасти.

Сама полуось на подшипниках крепится к опоре, которая выполняется в произвольном виде и из имеющихся материалов. После того как конструкция будет собрана, самое время разместить на ней генератор.

Для большей производительности нам и понадобятся шкивы разных радиусов. Тот, который побольше, крепим на мачту, а который поменьше – на сам генератор. Если на генераторе имеется свой шкив, то можно использовать его. После этого генератор готов к выработке тока, но его нужно отправить в нужное нам место. Для этого прикрепляем к контактам провода. Желательно, чтобы они были медные и сечением не менее 1.5 кв. мм.

Обслуживание

Как и любая техника, ветряные генераторы нуждаются в регулярном обслуживании. Для качественной и бесперебойной работы необходимо смазывать все движущиеся части конструкции. Эту процедуру нужно проводить не реже, чем 2 раза в год. Поскольку конструкция имеет постоянную вибрацию, во время обслуживания нужно подтягивать ослабшие гайки и крепления проводов. Слабые и провисшие троса необходимо подтянуть и осмотреть лопасти на предмет трещин и надрывов.

В подобных изделиях желательно применять подшипники закрытого типа, чтобы в них попадало меньше влаги и пыли, а гайки должны иметь самостопорящееся кольцо из пластика. Это не избавит пользователя от необходимости обслуживания механизма, только обеспечит более продолжительный срок службы. При обнаружении на металлических деталях следов коррозии необходимо вовремя принять меры по защите металла. Краска по ржавчине исправит ситуацию.

Такой уход поможет продлить срок службы агрегата и обеспечит корректную работу установки без заклинивания и затруднений поворотов.

Где установить?

Одним из важнейших условий работы ветрогенератора является выбор места его установки. Идеальный вариант для работы описываемого устройства – открытая местность и точка установки выше всех посторонних сооружений и естественных преград для ветра (дома, деревья, холмы). Если этими требованиями пренебречь, то КПД вашего генератора упадет. Если имеется возможность разместить вертикально-осевой генератор на берегу реки, то это очень хорошее решение, поскольку ветра от воды дуют особенно часто. Хороший вариант размещения вашего генератора – на искусственной или естественной возвышенности. Места в полях тоже подойдут для размещения этого приспособления. Проще говоря, ему подойдет любая местность, на которой нет преград ветру.

Размещать генератор такого типа в черте города или в районах плотной застройки можно, но только на крыше и как можно выше, только так вы сможете добиться лучшего результата. Установка этого устройства на крыше многоквартирного дома может оказаться довольно трудной. Потребуется письменное согласие всех жильцов и разрешение от управляющей компании. Кроме этого, шум агрегата может быть слышен на верхних этажах, из-за этого уже установленную конструкцию могут потребовать убрать. Разместить на территории частного дома намного проще и быстрее, поскольку не нужно брать разрешения и договариваться.

Чтобы ваш генератор никому не мешал, его нужно разместить на расстоянии в 10-15 м от жилых построек, и тогда он никому не помешает.

Вертикальный ветрогенератор с мультипликатором представлен далее.

Ветряки для дома своими руками. Выбираем генератор.

В связи с постоянно растущими ценами на электричество, все большее количество владельцев частных домов и дачных участков задумываются об установке источников альтернативного электропитания. Ветряки для дома своими руками являются отличным решением, как для выработки дополнительного электричества, что сможет снизить счета за коммунальные услуги, так и для обеспечения бесперебойным питанием загородные дома, к которым не подключили энергосети

Территория Россия, благодаря преимущественно равнинной местности и обширной площади, круглый год омывается большим количеством ветров, другое дело, что потенциал силы ветра оставляет желать лучшего, так как ветер чаще всего медленный и слабый. Другое дело – это необжитые территории России, где ветры гораздо большей силы. В любом случае, установка ветрогенератора даже при слабых ветрах, сможет обеспечить дом своего хозяина бесперебойной, и главное – бесплатной энергией.

Какой мощности выбрать ветрогенератор?

Первое, что стоит запомнить – ветряки для дома, как и любые другие источники альтернативного электричества, не смогут производить колоссальное количество электроэнергии. Многие начинающие конструкторы стремятся создать максимально мощный ветрогенератор, который сможет обеспечить электричеством не только освещение на дачном участке или зарядить аккумуляторные батареи, но также будет поддерживать абсолютно все электропитания дома, включая нагрев бойлера и отопительных систем. В принципе, это вполне возможно, если построить ветровой генератор мощностью более 2 киловатт модели W-HR2. Для строительства такого промышленного ветряка необходимы огромное количество денег, сил и расчетов. Соорудить его в одиночку непрофессионалу практически невозможно.

Оптимальным решением будет установка ветрогенератора мощностью до 500 ватт, этого вполне достаточно для обеспечения электроэнергией маленького загородного участка, а при необходимости большей мощности, всегда можно соорудить еще несколько ветряков и создать из них единую электростанцию.

Ниже представляем таблицу мощности ветряков в зависимости от кол-ва лопастей и диаметра всего ветроколеса при скорости ветра 4 м/с

Со стороны может показаться, что показатели несколько завышены, но не стоит забывать, что 4 м/с – это обычная скорость ветра на равнинной территории и чаще всего он достигает порывов выше, чем данная отметка. А чем больше скорость ветра, тем больше дает энергии самодельный ветряк.

Выбираем тип ветроколеса

Именно ветряное колесо является самым важным элементом всей конструкции, так как за счет его движения энергия ветра преобразовывается в механическую.

Самые популярные типы ветроколеса:

1. Парусные
2. Крыльчатые

Преимущества парусного ветроколеса заключается в их дешевизне и простоте установке: достаточно на лопасти прикрепить парусный материал и разместить под небольшим углом к ветру, такая конструкция будет в точности повторять старинные ветряные мельницы. К ее недостаткам относится большое аэродинамическое сопротивление воздушному потоку, который будет возрастать при ветре, идущем диагонально относительно лопастей.

Намного более эффективными являются лопасти крыльчатого типа, они немного дороже и сложнее в изготовлении, но устойчивы к силам трения или аэродинамическим потерям. Именно поэтому крылья самолетов имеют похожую форму. К дополнительным преимуществам крыльчатых лопастей относят небольшую затрату материалов для их изготовления, для сравнения можно привести вертикально осевой тип лопастей, чья эффективность будет сравнима с крыльчатыми, но при этом будет гораздо больший расход материалов.

Оптимальное количество лопастей на ветроколесе

При создании ветряков для дома своими руками можно сэкономить на материалах и обойтись всего 2-3 лопастями, но данное решение будет чревато несколькими неприятными моментами:

• Чем меньше лопастей, тем они быстрее вращаются и создают лишнюю центробежную нагрузку на ветрогенератор, что может привести к поломке мачты и узлов крепления ветряка
• При высокой частоте оборотов ветроколесу приходиться противодействовать большой силе трения воздуха, которые могут привести к разрушению лопастей. Поэтому лопасти приходиться изготавливать из крепких и дорогостоящих материалов
• Высокий шум при работе

Исходя из всего вышеперечисленного, наиболее оптимальным числом лопастей будет 5 или 6. Когда определились с количеством лопастей, нужно определиться с диаметром ветроколеса исходя из данных таблицы выше. Следует учитывать, что чем больше длина лопастей, тем массивней конструкция, следовательно придется дополнительно укреплять ветряк и проводить работы по уравновешиванию винта. Наиболее оптимальный диаметр ветроколеса – это 2 метра.

Конечно, чем больше лопастей, тем большая эффективность ветрогенератора, но вместе с тем усложняется и общая конструкция ветряка и будет необходима установка дополнительного редуктора.

Выбираем генератор

При выборе генератора необходимо отталкиваться от скорости вращения ветроколеса. Ниже в таблице приведено количество оборотов зависимости от скорости ветра для ветроколеса с 6 лопастями.

Исходя из данных выше, наилучшим выбором будет веломотор или электродвигатель от ленточного накопителя данных. Преимущество таких двигателей в том, что они имеют низкие рабочие обороты и смогут раскрутить ветряк без установки редуктора.

Создаем ветровые генераторы для дома своими руками

При изготовлении ветрогенератора будем придерживаться данной таблицы. Конечно, способы крепления и расположение узлов может быть несколько изменено, но в целом, для создания эффективного ветряка лучше не отступать от представленной конструкции.

Примечание: Расстояние между мачтой и лопастями должно быть не менее 25 см, если меньше, то есть вероятность того, что лопасти прогнувшись под ветром разобьются о мачту.

Изготовление лопастей

Лучше всего крылья для ветряка вырезать из толстостенной ПВХ трубы. Конечно, можно изготовить лопасти из древесины, но это гораздо более трудозатратно, а также древесина может прийти в негодность под воздействием влаги.

Для лопастей следует использовать трубы с толщиной не менее 4 мм, иначе они будут без проблем прогибаться под ветром и быстро придут в негодность.

Высчитывание оптимальной формы лопастей чаще всего проводится эмпирическим путем при вырезании нескольких образцов разного размера. Но такой способ требует затрат времени и приводит к излишнему переводу материала. Поэтому мы предоставляем Вам ниже шаблон лопасти для трубы диаметром 16 см и длинной в 1 метр.

После того, как вы вырежете 6 лопастей по шаблону, необходимо максимально отполировать их поверхность и сточить края, чтобы они меньше сопротивлялись воздушному потоку.

Теперь изготавливаем головку электродвигателя, к которой будут крепиться лопасти. Для этого берем диск из стали толщиной не более 10 мм и привариваем к нему несколько полос длинной до 30 см, на которых высверливаем отверстия для крепления лопастей.

Чтобы повысить эксплуатационные характеристики ветряка, головку электродвигателя обязательно нужно сбалансировать. Для этого головка крепится вертикально в безветренном помещении. Необходимо следить за тем, чтобы ни одна из сторон головки самопроизвольно не двигалась и находилась в неподвижном состоянии. Если заметно движение, то полосы головки стачиваются до того состояния, пока движение не прекратиться при любом положении головки в пространстве.

Закрепляем генератор на раме

Генератор принимает вращательный момент от лопастей и постоянно находится под давлением больших центробежных и гироскопических нагрузок. Чтобы ветряк раньше времени не вышел из строя, генератор следует плотно закрепить на раме. Сама рама представляет собой пластину из метала, на которой располагаются главные узлы ветряка, а также станину из дюралалюминия с резьбовым отверстием. На станину накручивается вал генератора, а для его лучшего крепления следует использовать на конце соединения гайку с контршайбой.

Укрепление ветрогенератора от штормовых ветров

Рассматриваемый нами в этой статье ветряк не обладает высоким числом оборотов и вряд ли будет достигать таких частот вращения, что составляющие ветряка начнут приходить в негодность. Но при частых переменах направления ветра, хвост ветряка будет резко поворачиваться, что может привести к расшатыванию элементов крепления конструкции. Помимо этого, лопасти ветряка при сильном ветре будут сопротивляются поворотам, что вместе с подвижным хвостом ветрогенератора будет создавать высокую нагрузку в месте соединения рамы и генератора.

Чтобы значительно повысить срок службы ветровой электростанции, необходимо устанавливать специальную защиту от сильного ветра. Такой защитой выступает боковая лопатка – простенькое устройство, собираемое из минимума материалов, но удачно зарекомендовавшая себя во множестве ветровых установках.

С помощью боковой лопатки регулируется наклон ветряка по вертикали и при сильном ветре устанавливает лопасти параллельно ветру. То есть при умеренной силе ветра ветряк находится в стандартном положении перпендикулярно относительно земли, но при штормовых воздушных потоках, ветряк складывается на 90 градусов относительно своего рабочего положения, из-за чего его работа прекращается.

Боковая лопатка состоит из небольшой профильной трубы скрепленной с тонкой металлической пластиной, пружины и растяжки располагающейся между лопаткой и хвостом. Растяжка нужна для того, чтобы контролировать угол складывания ветряка.

В лопатке необходимо использовать крепкую пружину из углеродистой стали, которая в крайней точке выдерживает нагрузку до 12 кг. Растяжку изготавливают из тонкого велосипедного троса.

Устанавливаем мачту

Мачта является опорой для ветряка и на этом этапе ни в коем случае не стоит экономить. Лучше всего будет установить мачту на открытой территории, где в радиусе нескольких десятков метров не будет никаких строений. Сама мачта изготавливается из металличесской водопроводной трубы длинной в 7 метров. Если же возле ветряка находятся строения или деревья, то мачту следует сделать хотя бы на метр выше относительно их уровня. На пути к лопастям ветрового генератора не должно быть никаких препятствий, а иначе КПД ветряка будет значительно меньше ожидаемого.

Ветровой генератор – это массивная конструкция весом в несколько сотен килограмм, поэтому, чтобы он не проседал в почве, его необходимо устанавливать на крепком бетонном фундаменте. Помимо закрепления основы мачты в фундаменте, ветряк дополнительно фиксируется несколькими растяжками из монтажных тросов шириной не менее 5 мм. Растяжки крепятся к мачте хомутов, вытягиваются на максимальную длину и крепятся к колышкам, которые забиваются в землю на глубину не менее метра.

Устанавливать мачту с генератором можно как с помощью автокрана, так и в ручную. Для этого используется противовес, изготовленный из тяжелого деревянного бруса.

Аккумуляторные батареи и электронная система ветряка

Чтобы хранить энергию выработанную ветровой электростанцией, используют небольшие аккумуляторные батареи, емкость которых должна быть не меньше 120 а\ч. Рекомендуется также взять батарею до 300 а/ч, и уже в процессе эксплуатации определить сколько времени необходимо для ее зарядки. На выбор батареи также влияет сфера применения АКБ: если батарея используется для обеспечения электрическом нагревательных приборов, то следует отдать предпочтение более емким аккумуляторам.

Чтобы питать аккумулятором технику работающую при напряжении тока 220 В, необходимо установить специальный инвертор преобразователя напряжения. Инверторы различаются между собой уровнем пиковой мощностью, на которой они могут питать технику. Так, если подключать к АКБ компьютер вместе с монитором, то будет достаточно инвертора рассчитанного на 1000 Вт, если же от аккумуляторной батареи будут работать строительные инструменты, такие как перфоратор, то придется взять инвертор на 2000 Вт.

На рисунке ниже Вы можете видеть простейшую схему для зарядки аккумуляторов ветряком: от генератора идут три вывода, которые подключаются к параллельно идущим трем диодным полумостам. От генератора будет вырабатываться напряжение равное 26 В, поэтому к диодным полумостам будет достаточно последовательно подключить две батареи напряжением 12 В.

Основным преимуществом такой схемы является ее легкость сборки и минимум используемых материалов. Ее недостатком будет то, что при небольших ветрах аккумуляторы практически не будут заряжаться. Процесс зарядки начнется только при ветре в 7 м/с, который не так уж и часто можно встретить на равнинных территориях России.

Как ухаживать за ветрогенератором

Ветряки не требуют включения от внешних источников питания, они полностью автономны, благодаря чему запускаются самостоятельно даже при очень слабом ветре. Ветрогенераторы для дома своими руками могут прослужить десятки лет, для этого следует придерживаться нескольких правил:

1. Чтобы металлические компоненты ветровой электростанции не сгнили под атмосферными осадками, их стоит красить каждые 2 года
2. Дважды в год смазывать подшипники в генераторе и поворотном узле
3. Ветроколесо – самое уязвимое место всей конструкции и может с легкостью разбалансироваться при сильном ветре. Примером разбалансировки может служить излишнее дрожание лопастей. Если дефект ветроколеса был обнаружен, то его следует немедленно снять и провести ремонтные работы

Вам понравится

Чем лучше и чем хуже вертикальный ветрогенератор в плане эксплуатации

---

---

Использование энергии ветра для выработки электричества – одна из перспективных форм развития альтернативной энергетики. Вертикальный ветрогенератор является перспективным направлением развития отрасли, т.к. имеет ряд преимуществ по сравнению с горизонтальными аналогами.

Принцип работы

Вертикальный ветряк представляет собой цилиндр, устанавливаемый на основание. Благодаря своей форме, работает вне зависимости от направления ветра. Вне зависимости от вида вертикального ветрогенератора,  он устроен таким образом, чтобы давление потока воздуха на одну из его сторон было выше, чем на другую.

Благодаря такой разнице в давлении происходит вращение оси генератора и выработка электричества. Из-за того, что сила ветра направлена на обе стороны ветрогенератора, показатель стартовой скорости ветра немного больше, чем у горизонтальных ветряков, но при должном качестве деталей, существует самораскрутка – т.е. значительное увеличение оборотов генератора даже при небольшом (от 3,5 м/с) ветре.

Какая конструкция лучше

---

---

Существует несколько принципиально разных конструкций вертикальных ветрогенераторов, каждая из них обладает своими достоинствами и недостатками.

1. Ветряк Савониуса — полукруглые лопасти

   Ротор Савониуса. Модель такого вертикального ветряка включает в себя две или более лопасти, выполненные в форме полукруга. При этом давление, оказываемое на «открытую» часть круга значительно превышает то, которое воздействует на противоположную сторону. Конструкция достаточно проста в изготовлении, поэтому пользуется наибольшей популярностью среди самодельных вертикальных ветрогенераторов. Недостатки:
   • Большая «парусность». Воздействие ветра кренит всю конструкцию, создавая напряжение в оси и выводя из строя подшипник, на котором вращается весь ротор.
   • Конструкция не способна начать вращаться самостоятельно при наличии двух или трех лопастей, поэтому два таких ротора необходимо закреплять на одной оси одну под другой под углом в 90°

2. На ортогональный ротор устанавливают дополнительные статические экраны для увеличения производительности

   Ротор Дарье или ортогональный. Существует множество модификаций такого вертикального ветрогенератора, но принцип работы остается неизменным. Вращение происходит за счет крылообразной формы лопасти генератора. При воздействии потока воздуха создается подъемная сила, за счет которой и вращается ось. Недостатки:
   • Низкая, даже по меркам ветрогенераторов, эффективность.
   • Скорость ветра для полной раскрутки такого генератора должна быть не менее 4 м/с. При этом до набора полной скорости вращения такого ротора, нагрузку к ветряку подключать нельзя – остановится.
   • Шумность. Если в остальных моделях шум издают только подвижные части (подшипники), то вертикальный ветрогенератор такого типа шумит лопастями. Очень сильно.
   • Из-за вибрации быстро выводит из строя подшипники и все несущие элементы конструкции.

3. Геликоидный ротор имеет сложную конструкцию

   Геликоидный ротор. Этот вертикальный ветрогенератор имеет замысловатую форму, но по — сути это ортогональный ветрогенератор с вертикальной осью, только лопасти у него закручены вдоль несущей оси, что значительно повышает срок службы всей конструкции, т.к. обеспечивает равномерную нагрузку на подшипник и мачту со всех сторон. Недостатки:
   • Сложность в изготовлении, отсюда высокая стоимость вертикального ветряка.

4. Многолопастной ветряк

   Многолопастной вертикальный ветрогенератор. Если рассматривать только коммерческие образцы – этот тип ротора является наиболее производительным и дает наименьшую нагрузку на несущие детали. Внутри такого вертикального ветряка содержится дополнительный ряд статичных лопастей, которые направляют поток воздуха таким образом, чтобы максимально увеличить эффективность ротора. Недостатки:
   • Высокая стоимость устройства из-за большого количества деталей.

Плюсы вертикальной оси

Положительные качества всех вертикальных ветрогенераторов:

1. Не направляются по ветру, работают при любой его направленности.
2. В отличие от ветрогенераторов с горизонтальной осью, имеет только одну ось вращения, следовательно бо́льший срок службы.
3. Возможна установка на небольшой высоте — от 1,5м, в зависимости от модели.
4. Все важные подвижные элементы находятся в нижней части генератора, что позволяет удобно его обслуживать.
   

   Важно. При необходимости вал ротора увеличивается до необходимой длины для удобства доступа к статору, без существенной потери КПД.

5. Возможность собрать действующий ветрогенератор своими руками из подручных материалов.
6. Благодаря возможности создания жесткой конструкции с несколькими точками опоры, вертикальные ветрогенераторы работают при бо́льшей максимальной скорости ветра.
7. Более высокая устойчивость к разрушающему воздействию ветра.
8. В этих ветряках возможно создание собственной циркуляции воздуха, за счет чего образуется быстроходный эффект, когда линейная скорость лопастей в 20 и более раз превышает скорость ветра.

Минусы

1. Громоздкость конструкции. Самые легкие вертикальные ветряки весят не менее 300 кг вместе со стойкой.
2. Низкая эффективность по сравнению с горизонтальным.
3. Шумность. Ветряк издает шум от лопастей во время работы.

Видео. Геликоидный ветрогенератор

В ролике наглядно показана работа геликоидного ветряка, установленного на специальной мачте

---

---

Виды контроллеров для солнечных батарей и как выбирать Ветряк для частного дома — игрушка или реальная альтернатива Power Bank с солнечной батареей — расчет на безграмотность Виды садовых светильников и фонарей на солнечных батареях, как и где использовать.

Конструкция низкоскоростной ветряной турбины

1. Введение

Ветровые турбины используются для производства электроэнергии уже более ста лет. Недавние опасения по поводу цен и воздействия ископаемого топлива на окружающую среду стимулировали распространение ветряных турбин в широком диапазоне мощностей. Сегодня в продаже имеется широкий спектр коммерческих ветроэнергетических систем. Однако даже турбины с более низкой номинальной мощностью обычно рассчитаны на относительно высокие скорости ветра, обычно около 10-15 м / с [4].При более низких скоростях ветра, типичных для многих внутренних территорий Юго-Восточной Азии, коммерчески доступные ветроэнергетические системы не производят значительного количества энергии. Это либо исключает их использование, либо приводит к очень неэффективному извлечению энергии в регионах с более низкой скоростью ветра. При тщательном проектировании турбины и генератора, при более низких скоростях ветра возможно производство электроэнергии, значительно превышающей промышленные турбины. Это позволит использовать энергию ветра в отдаленных районах Юго-Восточной Азии и во всем мире, где преобладают низкие скорости ветра.Это будет включать питание для удаленных станций метеорологической телеметрии, ретрансляторов, сельских жителей и школ, а также приложений, требующих безыскровых источников питания, например, вблизи мест добычи, переработки, заправки и транспортировки нефти и военных постов. Эта глава специально посвящена проектированию систем турбин с низкой скоростью ветра. Поскольку доступная мощность ветра значительно ниже при низких скоростях ветра, мы сосредоточимся на меньших турбинах в диапазоне менее 1 кВт.

2. Ветровая энергия

Ветровая энергия, улавливаемая турбиной, обычно выражается как функция от рабочей площади турбины и коэффициента производительности, плотности воздуха и скорости ветра [8]

Pturb = ½ Cpρ A V3E1

Где:

P _turb — механическая мощность турбины в ваттах

C _p — безразмерный коэффициент полезного действия

ρ — плотность воздуха в кг / м ³

A — рабочая площадь турбины в м ²

V — скорость ветра в м / с

Для ветровых площадок около уровня моря атмосферное давление составляет примерно 1.18 кг / м ³ и уменьшается с высотой. Коэффициент полезного действия связан с конструкцией турбины и имеет теоретический верхний предел 0,593, называемый пределом Беца [5]. Большинство ветряных турбин мощностью менее 10 кВт рассчитаны на скорость от 8 до 12 м / с. Коэффициент полезного действия коммерческих малых турбин обычно находится в диапазоне от 0,25 до 0,45 в зависимости от номинальной мощности, частоты вращения и диаметра изготовителя. Мощность турбины прямо пропорциональна рабочей площади, следовательно, она пропорциональна квадрату длины лопатки.Однако фактор, оказывающий наибольшее влияние на мощность турбины, — это скорость ветра. От скорости включения турбины до номинальной частота вращения турбины пропорциональна кубу скорости ветра. Это означает, что скорость ветра 10 м / с будет в восемь раз сильнее ветра 5 м / с. Вот почему большинство турбин имеют довольно высокую скорость ветра: это самый простой способ добиться высокой выходной мощности.

3. Малые турбины

Малые турбины имеют ограниченное разнообразие конструкций из-за ограничений по стоимости и производительности.Наиболее распространенная конструкция — это регулируемая, регулируемая скорость, горизонтальная ось, фиксированный шаг 3-лопастной машины с постоянным магнитом и прямым приводом [3]. Управление шагом лопастей будет трудно оправдать с экономической точки зрения, поэтому лопасти имеют фиксированный шаг и оптимизированы для выработки энергии при номинальной скорости. Это приводит к худшим характеристикам на более низких скоростях, чем может быть достигнута турбиной с активным регулированием шага. Максимальная скорость турбины определяется скоростью ветра и приложенной нагрузкой.Обычно контроллер мощности по-прежнему требуется для предотвращения превышения скорости турбины и перезарядки батарей. Этот контроллер мощности может также включать схему согласования мощности, позволяющую оптимизировать отбор мощности от ветряной турбины при различных скоростях ветра [6]. Превышения скорости турбины можно избежать за счет приложения к генератору демпфирующей нагрузки с низким сопротивлением, увеличения крутящего момента нагрузки на турбину, замедления лопастей и, в результате, аэродинамического срыва.

Рис. 1.

Схема типичной малой ветроэнергетической системы, включая ветряную турбину, систему хранения и нагрузки

3.1. Коммерческие малые турбины

Существуют существенные различия между тем, как различные производители заявляют спецификации турбин, однако обычно понимается, что турбина будет вырабатывать номинальную мощность при номинальной скорости ветра. На основе обзора данных, опубликованных для малых ветряных турбин, мы выбрали следующие типовые технические характеристики коммерческих турбин:

Диаметр турбины	м	1,6	2.7	5,5
Номинальная скорость ветра	м / с	10	10	10
Номинальная мощность	Вт	300	1000	5000
Номинальная частота вращения турбины	об / мин	400	300	200
Расчетная мощность при 3 м / с	Вт	8	27	135
Коэффициент производительности		0.25	0,30	0,36

Таблица 1.

Типичные технические характеристики промышленных турбин

Когда эти турбины устанавливаются в более слабом ветровом районе, фактическая производимая мощность будет значительно меньше номинальной. Например, в большей части Юго-Восточной Азии средняя скорость ветра составляет всего 3 м / с. Хотя это может быть ниже скорости отключения турбин (самой низкой скорости, на которой они могут производить мощность), если предположить, что мощность пропорциональна кубу скорости ветра, мы можем рассчитать теоретическую выработку энергии при 3 м / с, как указано в таблице.Видно, что выработка электроэнергии этими машинами намного ниже номинальной мощности, что подчеркивает необходимость оптимизации турбины для регионов с низкой скоростью ветра.

3.2. Анализ скорости, мощности и Cp

Одним из важнейших факторов, влияющих на производительность турбины, является угол наклона лопаток. Угол наклона — это угол между лопастью и плоскостью вращения. Угол атаки — это угол между хордой профиля и относительным ветром, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2.

Вектор ветра, движение лопасти, угол тангажа и угол атаки.

Для большинства профилей подъемная сила максимальна при угле атаки от 10 до 15 градусов. Очевидно, что угол атаки будет зависеть от скорости ветра и скорости турбины. Удобным параметром при анализе характеристик турбины является коэффициент скорости наконечника (TSR), который определяется как линейная скорость наконечника лопатки турбины, деленная на преобладающую скорость ветра. Для данной скорости ветра меньший угол тангажа приведет к более высокому TSR при максимальной подъемной силе.Больший угол наклона будет иметь тенденцию давать максимальный подъем и, следовательно, больший крутящий момент при более низком TRS [11]. В конце концов, более высокие коэффициенты производительности достигаются за счет лопастей с меньшими углами наклона и более высоким TRS, однако за счет низкого крутящего момента, что приводит к более высокому снижению скорости.

При очень низких скоростях ветра турбина производит слишком маленький крутящий момент для преодоления трения. Когда скорость ветра становится достаточной для вращения турбины, выходная мощность приблизительно пропорциональна кубу скорости ветра.Это остается верным до номинальной скорости. Выше этой скорости выработка электроэнергии стабилизируется, а с турбинами с регулируемым срывом фактически снижается по мере увеличения скорости ветра. Наконец, при еще более высокой скорости ветра, скорости закрутки, турбина выключается, чтобы избежать повреждения машины. Типичная кривая мощности турбины показана на рисунке 4.

Рисунок 3.

Изменение коэффициента мощности с углом атаки в зависимости от TSR.

Рисунок 4.

Мощность турбины в зависимости от скорости ветра.

Напряжения в турбине связаны с ветровой нагрузкой, вызывающей изгиб лопасти в направлении ветра, центробежные силы, радиальное вытягивание лопастей наружу и различные динамические напряжения. Центробежные силы пропорциональны весу лопасти, длине лопасти и квадрату скорости турбины и ограничивают максимальную скорость турбины. Предполагая, что материалы и конструкция лезвия аналогичны, для достижения того же уровня нагрузки более крупное и тяжелое лезвие должно будет вращаться с меньшей скоростью, чем лезвие меньшего размера.Эта максимальная скорость работы турбины становится одним из ограничивающих факторов в ветряной турбине, требуя либо чрезвычайно прочной конструкции, либо активной системы управления скоростью. Системы управления срывом механически просты в реализации и поэтому распространены в небольших турбинных системах. Когда скорость ветра превышает номинальную, на выход генератора прикладывается большая электрическая нагрузка, обычно это группа резисторов большой мощности. Это увеличивает крутящую нагрузку на турбину, замедляя ее. По мере уменьшения TSR угол атаки увеличивается выше оптимального, и подъем падает, когда лопасть начинает глохнуть.Это впоследствии снижает крутящий момент турбины, еще больше замедляя ее. Этот метод доказал свою эффективность в предотвращении превышения скорости в небольших турбинах.

4. Конструкция ветряных турбин с малой скоростью ветра

Как указывалось ранее, проблема заключается в том, что существующие промышленные турбины обычно рассчитаны на скорость ветра, значительно превышающую типичные скорости ветра для большей части планеты. Вместо того, чтобы просто исключить энергию ветра из сценария потенциальной энергии для этих регионов, мы хотели бы спроектировать небольшую ветряную турбину специально для регионов с низкой скоростью ветра [9].Большая часть Юго-Восточной Азии (ЮВА) находится в регионе с относительно низкой скоростью ветра. Данные о скорости ветра с испытательного полигона в Малайзии показаны на рисунке 5. Вероятность ветровой энергии получается путем умножения вероятности скорости ветра на куб скорости ветра. Наибольшая вероятность энергии ветра составляет примерно 3 м / с. При такой скорости ветра коммерческие турбины будут вырабатывать очень мало энергии.

Рис. 5.

Вероятность ветра и нормализованная ветровая энергия на испытательном полигоне с низкой скоростью ветра

Для улучшения извлечения энергии ветряная турбина требует фундаментальной модернизации.Уравнение 1 дает нам первое указание, как действовать дальше. Для заданной скорости ветра нам остается изменить площадь турбины и оптимизировать коэффициент полезного действия. Контроль за плотностью окружающего воздуха выходит за рамки этого текста. Удлинение лопаток увеличит площадь поперечного сечения турбины, увеличивая мощность турбины. Однако это также увеличит нагрузку на турбину и, как правило, приведет к снижению скорости вращения. Производство электроэнергии от генератора пропорционально квадрату скорости вращения, поэтому может быть выгодно регулировать угол тангажа, чтобы максимизировать TRS и, таким образом, увеличить скорость генератора.При низких скоростях ветра и ступица турбины, и генератор потребуют повторной оптимизации для более крупных лопастей, необходимых для достижения разумного уровня выработки энергии.

4.1. Общая конструкция турбины

В качестве отправной точки для проектирования мы выберем систему, способную обеспечивать электроэнергией типовое сельское жилище, типичное для отдаленных регионов ЮВА. В таких домах обычно используются автомобильные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи для питания электрического освещения, радио и телевидения. Эти батареи еженедельно доставляются на дизель-генераторную станцию ​​для подзарядки.Еженедельная транспортировка аккумуляторов — значительная нагрузка для сельских жителей, которую можно облегчить с помощью ветроэнергетической установки. С улучшением доступа к электроэнергии потребление электроэнергии, вероятно, значительно увеличится. Дополнительная мощность, вероятно, будет направлена ​​на улучшенное освещение и дополнительные приборы, такие как вентиляторы и даже холодильники. Фактическая требуемая мощность будет варьироваться в широких пределах, но мы предполагаем, что типичный дом будет потреблять примерно 1 кВтч в день.

Ветроэнергетическая система должна иметь достаточную емкость хранения, по крайней мере, на одну неделю без выработки электроэнергии, поэтому нам требуется не менее 7 кВтч аккумуляторов электроэнергии. Как и в большинстве небольших приложений для электроснабжения вне сети, энергия будет храниться в автомобильных батареях 12 В. Чтобы минимизировать потери при передаче электроэнергии, мы выберем самое высокое напряжение в системе, которое считается безопасным для таких приложений. Рабочее напряжение 48 В может быть достигнуто с 4 батареями, включенными последовательно, а ограничение накопителя энергии в 7 кВт · ч превращается в емкость батареи около 150 А · ч, аналогичную обычным аккумуляторам для грузовиков.

При хорошем визировании турбины на вершине холма в некоторых прибрежных районах Юго-Восточной Азии возможна пиковая мощность около 5 м / с. По долгосрочным измерениям мы можем определить, что ветер может достигать этой целевой скорости около 20% времени, или 4,8 часа в день. Предполагая, что турбина должна вырабатывать примерно на 1/3 больше мощности, чем требуется в день, чтобы компенсировать потери в системе, нам потребуется около 1,3 кВт · ч в день производства электроэнергии. При выработке электроэнергии 4,8 часа в сутки система должна будет вырабатывать примерно 270 Вт при скорости ветра 5 м / с.Предполагая КПД генератора 80% и Cp 0,29, из уравнения 1 мы можем определить площадь турбины 15,9 м ² , что дает длину лопатки примерно 2,25 м. Если мы примем обычный TSR около 8, турбина будет вращаться со скоростью 170 об / мин. На основании некоторых первоначальных измерений было определено, что для обычной конструкции генератора потребуется гораздо более высокая частота вращения для достижения желаемой выходной мощности, поэтому мы будем стремиться к удвоению этой скорости, или 340 об / мин. Эксплуатационный TSR будет оптимизирован за счет регулировки шага лопаток турбины во время полевых испытаний системы, но мы будем стремиться к TSR равному 16, что вдвое превышает обычное соотношение.Рабочий ток генератора в этот момент будет примерно 5,8 А.

Используя существующие конструкции малых турбин [1], генератор должен быть трехфазным, синхронным с осевым потоком, генератором с постоянными магнитами. Мы выбрали 12-полюсную конструкцию с никелированными магнитами NdFeB толщиной 25 x 50 мм и толщиной 11 мм. Генератор основан на подшипнике автомобильного колеса и дисковом тормозе, что определяет диаметр ротора. Исходные характеристики турбины приведены в таблице 2.

Скорость ветра	м / с	5
Мощность	Вт	272
Balde Legnth	м	2.25
Cp		0,29
Скорость генератора	об / мин	340
КПД генератора	%	80
Напряжение	В	48
Ток	A	5,8
Полюса		12
Фазы		3
Внутренний диаметр ротора	мм	125
Внешний диаметр ротора	мм	360

Таблица 2.

Начальные спецификации ветряной турбины и генератора

5. Экспериментальные результаты

Взяв за отправную точку хорошо разрекламированную конструкцию небольшой турбины Хью Пиггота, мы изучили несколько параметров генератора и турбины, чтобы оптимизировать конструкцию для более низкой скорости ветра [ 10]. Генераторные измерения проводились на динамометре с приводом от электродвигателя, что позволяло одновременно измерять как механическую, так и электрическую мощность. Последний генератор затем был введен в эксплуатацию на турбине с регулируемым шагом лопаток.Выходная мощность турбины измерялась вместе со скоростью ветра для оптимизации турбины.

5.1. Оптимизация генератора

Первоначально было выполнено базовое исследование напряжения холостого хода. Несколько катушек с различным числом витков были изготовлены из покрытого эмалью магнитной проволоки диаметром 1 мм. В каждом случае катушки были намотаны на сердечник овальной формы размером 20 x 40 мм, немного меньший, чем магниты ротора. Толщина катушки в осевом направлении, определяющая толщину статора, поддерживалась постоянной и составляла 10 мм.По мере увеличения размеров катушек расстояние между соседними катушками уменьшается, в результате чего максимальный размер катушки составляет примерно 150 x 100 мм. Как видно на рисунке 6, напряжение холостого хода линейно увеличивается с количеством витков.

Рис. 6.

Зависимость напряжения холостого хода отдельной катушки от числа витков при 50 об / мин

Если бы катушкам было позволено увеличиваться в размерах, в конечном итоге противоречивый поток от соседних пар магнитов мог бы проникнуть в большие катушки, уменьшив общий поток и, следовательно, напряжение .При нынешней конструкции катушки максимально возможного размера для заданной толщины статора будут обеспечивать максимальную мощность.

Для максимальной передачи магнитного потока через катушки двигателей и генераторов катушки имеют сердечники из ламинированного мягкого железа или других магнитопроводящих материалов в электроизоляционной конструкции (для уменьшения вихревых токов). Эти сердечники из мягкого железа обеспечивают путь с низким сопротивлением для магнитного потока, проходящего через катушки. Однако это также вызовет значительный «зубчатый» крутящий момент, поскольку магниты имеют тенденцию застревать в положениях над сердечниками [10].Высокий крутящий момент увеличивает скорость вращения турбины, поэтому большинство низкоскоростных турбин производятся без магнитных материалов в сердечниках, что приводит к катушкам с «сердечником» или «воздушным сердечником». Хотя польза от этого оценивается, мы решили протестировать как катушку с воздушным сердечником, так и идентичную катушку с сердечником из стальной эпоксидной смолы. Было обнаружено, что эта эпоксидная смола имеет очень высокое электрическое сопротивление и значительную магнитную восприимчивость. Сердечники были испытаны на динамометре генератора, вращающемся со скоростью 125 об / мин, результаты представлены в таблице 3.Поскольку была установлена ​​только одна катушка, в результате мощность и КПД были очень низкими. Как электрическая, так и механическая мощность увеличиваются при использовании эпоксидной смолы в сердечнике катушки, как и ожидалось из-за большей передачи магнитного потока. Эффективность катушки с эпоксидным сердечником также немного выше, чем у катушки с воздушным сердечником. Крутящий момент от зубцов был значительно меньше трения подшипника ротора, поэтому катушки с эпоксидным сердечником были выбраны для окончательной конфигурации генератора.

	Крутящий момент (Нм)	Механическая мощность (Вт)	Напряжение (В)	Ток (A)	Электрическая мощность (Вт) )	КПД
Эпоксидная катушка	1.13	14,2	2,3	0,98	2,25	0,16
Воздушный змеевик	0,91	11,4	1,9	0,81	1,54	Таблица 2 0,14

9 сравн. между воздушным сердечником и катушками с металлическим эпоксидным сердечником

Другой важной оптимизацией была осевая толщина статора. Более толстый статор допускает большее количество витков провода, увеличивая выходное напряжение, однако для этого также потребуется большее расстояние между роторами.Поскольку роторы разнесены дальше друг от друга, больший поток от магнитов будет иметь тенденцию к «короткому замыканию» на соседние магниты, а не через статор к магниту на противоположном статоре [3]. Эта ситуация показана на рисунке 7.

Рисунок 7.

Боковое короткое замыкание магнитного потока на соседние магниты увеличивается (справа) с увеличением расстояния между роторами.

Индуцированное напряжение на оборот можно увидеть, как быстро падает, когда роторы разнесены дальше друг от друга на рисунке 8.

Рисунок 8.

Напряжение на оборот в зависимости от расстояния между роторами при 125 об / мин

Для данного расстояния между роторами существует максимальное количество витков катушки, которое может поместиться между роторами. Между поверхностями магнита и статором предусмотрен запас 2,5 мм, чтобы избежать физического контакта и позволить потоку воздуха охладить катушки статора. Таким образом, для расстояния между роторами 10 мм толщина статора ограничена 5 мм, что обеспечивает около 50 витков на катушку.

Катушки толщиной 5, 10 и 15 мм были подготовлены для разделения ротора 10, 15 и 20 мм соответственно.Эти катушки затем были испытаны на динамометре генератора при 125 об / мин, что дало данные таблицы 4.

Расстояние между роторами (мм)	10	15	20
Кол-во катушек Обороты	50	100	150
Полное напряжение холостого хода (v)	2,25	3,7	3,6
Толщина рулона (мм)	5	10	15

Таблица 4.

Напряжение холостого хода и параметры катушки для различных расстояний между роторами.

По мере приближения роторов друг к другу магнитный поток, проходящий через катушку, увеличивается, создавая более высокое напряжение холостого хода на один виток катушки. Однако меньшее разделительное расстояние приводит к меньшему количеству витков на катушку. Для достижения максимального напряжения холостого хода необходимо найти компромисс между количеством витков и расстоянием между роторами. Как показано в таблице 4, расстояние между роторами 15 мм дает максимальное напряжение холостого хода.

Генератор был изготовлен с катушками максимального размера в 10-миллиметровом статоре, а сердечники были заполнены эпоксидной смолой на металлических подшипниках. Затем генератор был испытан на динамометре с различными нагрузками. На рисунке 9 показаны результаты измерений электрической мощности при подключении генератора к нагрузкам с различным сопротивлением.

Рис. 9.

Зависимость мощности от скорости вращения для различных нагрузок

Максимальная мощность системы была получена при нагрузке 6 Ом, которая приблизительно равна внутреннему сопротивлению статора, поскольку сопротивление на катушку равно 0.67 Ом и 9 катушек последовательно. Наш первоначальный дизайн требовал примерно 270 Вт мощности при 340 об / мин. Эта мощность была выше возможностей динамометра с относительно малой мощностью, но попадает в диапазон выработки мощности, прогнозируемый на основе квадрата скорости (черная линия тренда) для нагрузки 6 Ом.

5.1. Оптимизация турбины

Затем генератор был введен в эксплуатацию на крыше машиностроительного здания, как показано на рисунке 10. Деревянные лопасти длиной 2,25 метра были изготовлены с профилем NACA 4412, обычно используемым для низкооборотных турбин.Во время испытаний лопатки турбины были установлены на заданный угол наклона, а генератор был подключен к нагрузке с фиксированным сопротивлением. Затем данные о скорости ветра и выработке электроэнергии постоянно регистрировались. После нескольких недель испытаний турбину можно будет отрегулировать на новый угол атаки и / или изменить сопротивление нагрузки.

Из-за непостоянства ветра не все конфигурации были испытаны на одинаковых скоростях в течение одинаковых периодов времени. Однако общие тенденции были очевидны.Во время полевых испытаний максимальная зафиксированная мгновенная скорость ветра составляла 8 м / с, а максимальная постоянная скорость ветра составляла от 4 до 5 м / с.

Рис. 10.

Ветряная турбина с оптимизированным генератором во время оценки турбины. Обратите внимание на анемометр на заднем плане слева.

Данные, полученные во время тестирования при угле атаки 9 градусов, показанные на рисунке 11, были типичными для тестирования. Скорость вращения турбины составляет около 2 м / с, а выходная мощность быстро увеличивается с увеличением скорости ветра для всех сопротивлений нагрузки.Данные для нагрузок 3 и 6 Ом показывают, что нагрузка 3 Ом имеет немного более высокую выходную мощность ниже 3 м / с, а нагрузка 6 Ом дает большую мощность выше 3 м / с. Теоретически нагрузка 6 Ом должна обеспечивать максимальное извлечение мощности, поскольку нагрузка хорошо согласована с генератором. В целом, нагрузка 6 Ом давала наилучшее извлечение мощности и была выбрана для дальнейшего анализа.

Рисунок 11.

Зависимость электрической мощности от скорости ветра при различных нагрузках для угла атаки 9 градусов

Рисунок 12.

Зависимость электрической мощности от скорости ветра при различных углах атаки для нагрузки 6 Ом

Производство энергии не было сильной функцией угла атаки в диапазоне от 7 до 11 градусов, но значительно снизилось при 14 градусах. Основываясь на экстраполяции данных на более высокие скорости, ожидается, что угол атаки 9 градусов даст наибольшую выработку мощности в диапазоне скоростей ветра от 3,5 до 5 м / с.

Взяв кривую наилучшего соответствия для угла атаки лопастей 9 градусов с нагрузкой 6 Ом (рис. 13), мы можем рассчитать, что турбина должна выдавать около 200 Вт при 4.Скорость ветра 2 м / с. Принимая это с известной длиной лопаток турбины 2,25 метра и предполагаемым КПД генератора 80% [7], мы можем использовать уравнение 1 для расчета коэффициента производительности, равного 0,36, что несколько лучше, чем предполагаемое значение 0,29.

Дополнительные измерения, проведенные на подшипниках турбины, показали, что потери на трение составляют 23 Вт при 300 об / мин. Это примерно 10% производимой электроэнергии. Использование автомобильных подшипников, возможно, не оптимально с точки зрения трения, поэтому с улучшением подшипников можно будет улучшить мощность турбины примерно на 5% или около того.

Рисунок 13.

Зависимость электрической мощности от скорости ветра при угле атаки 9 градусов и нагрузке 6 Ом

Оглядываясь назад на рисунок 9, мы видим, что выходная мощность 200 Вт должна происходить примерно при 300 об / мин при нагрузке 6 Ом. Используя это для расчета TSR при скорости ветра 4,2 м / с, мы получаем TRS 17, что близко к нашему предполагаемому значению 16 и значительно выше, чем обычное значение 8.

6. Сравнение характеристик

Принимая во внимание Измеряя производительность турбины, мы можем прогнозировать выработку энергии в зависимости от скорости ветра.Основываясь на заявленных производителями характеристиках изогнутой формы, нашу турбину можно сравнить с существующими коммерческими турбинами. Данные о ветре были записаны на предлагаемой испытательной площадке турбины на прибрежном гребне на высоте 400 м в Банджаран-Релау в Кедахе, Малайзия. Это дало немного более высокую скорость ветра, чем на испытательном полигоне турбины на крыше здания машиностроения. Пример данных о ветре показан на рисунке 14.

Данные о скорости ветра демонстрируют суточный график с некоторой накачкой морского слоя, связанной с близостью к побережью с самыми высокими скоростями ветра во второй половине дня.Кроме того, видно, что может быть несколько дней, например. дни с 13 по 18 на рис. 14, при очень слабом ветре, что подчеркивает необходимость значительной емкости для хранения.

Рисунок 14.

Скорость ветра на испытательном полигоне турбины Banjaran Relau в Кедахе, Малайзия

Рисунок 15.

Вероятность ветра и прогнозируемое производство электроэнергии в зависимости от скорости ветра для нескольких промышленных турбин, а также турбина, разработанная в этом исследовании.

На рис. 15 показана зависимость мощности, вырабатываемой тремя небольшими коммерческими турбинами и турбиной, разработанной в данном исследовании, от скорости ветра, а также вероятность ветра на полигоне для испытаний турбины.Поскольку оптимизированная турбина будет вращаться с более высокой скоростью вращения, чем другие турбины, контроллер начнет электрическое прерывание при скорости ветра выше 7 м / с, эффективно снижая выходную мощность турбины выше этой скорости. Это не является чрезмерно ограничивающим, поскольку ветер редко дует со скоростью выше 7 м / с дольше нескольких минут в месяц.

Можно видеть, что оптимизированная турбина вырабатывает значительно большую мощность, чем промышленные турбины при более низких скоростях ветра, и, конечно же, значительно меньшую мощность на более высоких скоростях, на которые рассчитаны другие турбины.Это ожидается, поскольку оптимизированная турбина имеет большую площадь охвата и была настроена для работы с низкой скоростью ветра.

Умножая мощность генератора на вероятность скорости ветра при каждой скорости ветра, мы можем получить нормализованные кривые выработки электроэнергии, показанные на рисунке 16. Вероятность пиковой мощности для этого набора данных составляет 3 м / с, с более низким пиком на кривой вероятности мощности. на скорости 4,5 м / с. Поскольку скорость ветра на испытательной площадке никогда не превышала 7 м / с в течение значительного периода времени, оптимизированная турбина показала, что она вырабатывает в 3-4 раза больше энергии, чем коммерческие турбины во всем доступном диапазоне скорости ветра.Из-за ограниченного объема данных в данных за период выборки наблюдается провал в данных о вероятности ветра на уровне около 4 м / с. В целом, мы ожидаем довольно плавного профиля вероятности ветра с пиком между 3,5 и 4,5 м / с на этом участке ветра.

Рис. 16.

Сравнение нормализованной ветровой энергии для различных ветряных турбин

Ожидается, что выработка энергии при ветре 5 м / с составит около 350 Вт, а в регионе, производящем этот ветер, будет производиться 4,8 часа в день. результат 1.68 кВтч выработки энергии в сутки. Предполагая, что потери при хранении в размере 30%, связанные с зарядкой / разрядкой батарей и передачей электроэнергии, приведут к получению около 1,2 кВтч полезной энергии в день, что близко к нашей первоначальной оценке в 1,3 кВтч в день, необходимой для сельского жилища. Таким образом, ожидается, что специально спроектированная ветряная турбина радиусом 2,25 м относительно простой конструкции будет достаточной для питания одного сельского дома в более ветреных частях ЮВА.

7. Заключение

Большинство коммерческих турбин спроектированы для относительно высоких скоростей ветра, около 10 м / с, вырабатывают незначительное количество энергии ниже 5 м / с.Взяв за отправную точку обычную 3-лопастную ветряную турбину с осевым потоком и горизонтальной осью прямого привода, мы смогли оптимизировать турбину и генератор для работы с более низкой скоростью ветра и добиться значительно более высокой выходной мощности, чем существующие коммерческие турбины при более низких скоростях ветра. Возможна дальнейшая оптимизация турбины, которая должна быть сосредоточена на форме аэродинамического профиля, весе и конструкции лопастей, а также на трении подшипников. Хотя использование более крупных лопастей увеличит стоимость и вес турбины и башни, все еще считается, что энергия ветра может быть жизнеспособной альтернативой даже в регионах с относительно слабым ветром.

Малая низкоскоростная ветряная турбина

Большинство из нас хотят уменьшить свой углеродный след, но в настоящее время большинство альтернативных источников энергии просто недоступны для городского населения, живущего в метро. Но постепенно сценарий альтернативной энергетики меняется, и производители начали думать с точки зрения обычного человека. Недавно компания EarthTronics, базирующаяся в Маскегоне, штат Мичиган, разработала ветряную турбину, которую можно использовать в частных домах. EarthTronics также утверждает, что может работать на скорости до 2 миль в час.Следовательно, этой осенью домовладельцы смогут купить ветряную турбину в хозяйственных магазинах, которая решит проблему bete noire небольшой ветроэнергетики: медленный ветер. Эта турбина называется Honeywell Wind Turbine и будет продаваться через магазины Ace Hardware в США. Она будет продаваться за 4500 долларов. WindTronics разработала турбину и передала лицензию на технологию гиганту систем зданий Honeywell.

Перед компанией стоит задача разработать привлекательные и в то же время доступные по цене небольшие ветряные турбины.Но более серьезным препятствием является уменьшение веса турбины, и они должны быть способны превращать легкий ветер в энергию. Почему производители пытаются совместить эти свойства? Потому что большинство целевых потребителей живут в городских и пригородных районах, где деревья и здания могут легко блокировать ветер. Таким образом, если вышеуказанные свойства ветряных турбин могут быть объединены, размер рынка может быть весьма прибыльным для производителей.

Достигнута отметка о низкой скорости за счет снятия коробки передач по центру.Сила ветра вращает магниты, расположенные вокруг рамы, для выработки энергии. Эта конструкция называется генератором с прямым приводом. EarthTronics избавилась от тяжелой и дорогостоящей коробки передач посередине. Конструкция уменьшает количество компонентов и позволяет турбине запускать выработку энергии при слабом ветре.

Эта турбина похожа на вентилятор и вырабатывает для дома 2 000 киловатт-часов в год. «Мы говорим, что если турбина работает только со скоростью от 8 до 25 миль в час, диапазон ее работы очень ограничен», — сказал Брайан Левин, вице-президент по развитию бизнеса WindTronics, подразделения EarthTronics.«Наше устройство рассчитано на работу с более широким диапазоном низких и высоких частот».

Ветряная турбина весит 95 фунтов, а ее диаметр — 6 футов. Его легко установить на крышах домов, прикрепить к дымоходам или поставить на столб. Компания надеется продавать турбины через магазины Ace Hardware. Они не исключают продажу турбины через подрядчиков, которые также понадобятся для установки. Их целевыми потребителями являются как домовладельцы, так и предприятия.

Люди все больше узнают об альтернативных формах энергии.Следовательно, размер рынка такой продукции увеличивается. Это хорошо сочетается и с ростом спроса на ветряные турбины. Но все еще неясно, достаточно ли рентабельны эти небольшие ветряные турбины, чтобы их можно было использовать за пределами ниши зеленых покупателей.

Два исследования показали, что люди часто выбирают места с недостаточным ветром или препятствиями, блокирующими ветер. В большинстве случаев производители турбин оценивали продукцию с учетом очень хорошего ветрового ресурса — от 12 до 25 миль в час.WindTronics не упустила из виду эти факты. Вот почему они создали такие турбины, которые могут производить электричество со скоростью 2 мили в час.

Продажи крышных ветряных турбин составляют менее 0,002 процента рынка малых ветроэнергетических установок в США. Но эта цифра не должна отпугивать производителей турбин. Им следует посмотреть на другую сторону медали — огромный рынок все еще остается неиспользованным. «Он начнет работать намного раньше и выйдет на уровень производства на уровне, когда другие технологии только начинаются», — сказал Левин.

Не только производители, но и федеральные и государственные стимулы делают малые ветровые системы более привлекательными. Федеральный закон о стимулировании роста экономики, Закон о восстановлении и реинвестировании Америки, принятый ранее в этом году, снял ограничение в размере 4000 долларов для потребителей и предприятий, инвестирующих в небольшие ветряные турбины и владеющих ими. Теперь они могут получить неограниченный 30-процентный инвестиционный налоговый кредит, позволяющий людям окупить 30 процентов затрат на установку. Но приобретение оборудования по-прежнему обходится недешево, и обслуживание тоже будет дорогостоящим.Люди могут жаловаться на эстетические проблемы, и соседи тоже могут не посчитать небольшие ветряные турбины гармоничными с их домами.

Ветряная турбина fltxny по лучшей цене — Выгодные предложения на ветряную турбину fltxny от глобальных продавцов ветряных турбин fltxny

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для ветряных турбин fltxny. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress.У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как эта лучшая ветряная турбина fltxny скоро станет одним из самых популярных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели ветряную турбину на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще сомневаетесь по поводу ветряной турбины fltxny и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести wind turbine fltxny по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Внутри ветряной турбины

Вы находитесь здесь

Главная »Внутренняя часть ветряной турбины 2 / 17Башня:

Изготовлена ​​из стальных труб (показано здесь), бетона или стальной решетки.Поддерживает структуру турбины. Поскольку скорость ветра увеличивается с высотой, более высокие башни позволяют турбинам улавливать больше энергии и вырабатывать больше электроэнергии.

3 / 17Генератор:

Вырабатывает 60-тактный переменный ток; Обычно это стандартный индукционный генератор.

5 / 17Гондола:

Находится на вышке и содержит коробку передач, низко- и высокоскоростные валы, генератор, контроллер и тормоз. Некоторые гондолы достаточно велики, чтобы на них мог приземлиться вертолет.

6/17 Ветровая лопасть:

Измеряет направление ветра и взаимодействует с приводом рыскания, чтобы правильно ориентировать турбину по отношению к ветру.

7 / 17Анемометр:

Измеряет скорость ветра и передает данные о скорости ветра в контроллер.

8/17 Контроллер:

Запускает машину при скорости ветра от 8 до 16 миль в час (миль в час) и выключает машину на скорости примерно 55 миль в час. Турбины не работают при скорости ветра выше 55 миль в час, потому что они могут быть повреждены сильным ветром.

9/17 Коробка передач:

Подключает низкоскоростной вал к высокоскоростному валу и увеличивает скорость вращения с 30-60 оборотов в минуту (об / мин) до примерно 1000-1800 об / мин; это частота вращения, необходимая большинству генераторов для производства электроэнергии.Коробка передач — дорогостоящая (и тяжелая) часть ветряной турбины, и инженеры изучают генераторы с «прямым приводом», которые работают на более низких скоростях вращения и не нуждаются в коробках передач.

10/17 Низкоскоростной вал:

Вращает тихоходный вал примерно со скоростью 30-60 об / мин.

11/17 Ротор:

Лопасти и ступица вместе образуют ротор.

12 / 17Лопасти:

Поднимаются и вращаются, когда на них дует ветер, вызывая вращение ротора. Большинство турбин имеют две или три лопасти.

13/17 Шаг:

Поворачивает (или наклоняет) лопасти против ветра, чтобы контролировать скорость ротора и предотвращать вращение ротора при ветре, слишком сильном или слишком слабом для выработки электроэнергии.

14/17 Тормоз:

Останавливает ротор механически, электрически или гидравлически в аварийных ситуациях.

15/17 Привод рыскания:

Ориентирует турбины против ветра, чтобы они были обращены к ветру при изменении направления. Турбинам с подветренной стороны не требуется рыскание, потому что ветер вручную сносит ротор от него.

17/17 Направление ветра:

Определяет конструкцию турбины. Ветровые турбины — подобные показанной здесь — направлены против ветра, а противветренные турбины — в противоположную сторону.

Ветровые турбины используют энергию ветра для выработки электроэнергии.Проще говоря, ветряные турбины работают противоположно вентиляторам. Вместо того, чтобы использовать электричество для производства ветра, как вентилятор, ветряные турбины используют ветер для производства электроэнергии. Ветер вращает лопасти, которые, в свою очередь, вращают генератор, вырабатывающий электричество. На этой иллюстрации представлен подробный вид внутренней части ветряной турбины, ее компонентов и их функций.

Анемометр:

Измеряет скорость ветра и передает данные о скорости ветра в контроллер.

Лопасти:

Поднимается и вращается, когда на них дует ветер, вызывая вращение ротора. Большинство турбин имеют две или три лопасти.

Тормоз:

В аварийных ситуациях останавливает ротор механически, электрически или гидравлически.

Контроллер:

Запускает машину при скорости ветра от 8 до 16 миль в час (миль в час) и выключает машину на скорости примерно 55 миль в час. Турбины не работают при скорости ветра выше 55 миль в час, потому что они могут быть повреждены сильным ветром.

Коробка передач:

Подключает низкоскоростной вал к высокоскоростному валу и увеличивает скорость вращения с 30-60 оборотов в минуту (об / мин) до примерно 1000-1800 об / мин; это частота вращения, необходимая большинству генераторов для производства электроэнергии. Коробка передач — дорогостоящая (и тяжелая) часть ветряной турбины, и инженеры изучают генераторы с «прямым приводом», которые работают на более низких скоростях вращения и не нуждаются в коробках передач.

Генератор:

Вырабатывает электричество переменного тока в течение 60 циклов; Обычно это стандартный индукционный генератор.

Высокоскоростной вал:

Приводит в действие генератор.

Низкоскоростной вал:

Вращает тихоходный вал примерно со скоростью 30-60 об / мин.

Гондола:

Находится на башне и содержит редуктор, низко- и высокоскоростной валы, генератор, контроллер и тормоз. Некоторые гондолы достаточно велики, чтобы на них мог приземлиться вертолет.

Шаг:

Малые ветряные турбины | Борнай

• BORNAY ИСПАНИЯ
  • BORNAY ИСПАНИЯ
  • BORNAY ПОРТУГАЛИЯ
  • БОРНЕЙ ФРАНЦИЯ
  • БОРНЕЙ США
  • БОРНЕЙ ОТДЫХ МИРА
• ЯЗЫК ( EN )
  • ESPAÑOL (ES)
• Доступ пользователя
• ПОЛУЧИТЕ НАШУ БЮЛЛЕТЕНЬ Хорошо

• bornay @bornay.com
• (+34) 965 560 025
• Skype
• 2,0
• • Твиттер
  • Facebook
  • Youtube
  • Linkedin
  • Rss
  • Team Viewer
  • Solicitar RMA

меню [ EN ]

• ESPAÑOL (ES)

ИСПАНИЯ

• BORNAY ИСПАНИЯ
• BORNAY ПОРТУГАЛИЯ
• БОРНЕЙ ФРАНЦИЯ
• БОРНЕЙ США
• БОРНЕЙ ОТДЫХ МИРА

• bornay @bornay.com
• (+34) 965 560 025
• Skype
• 2,0
• • Твиттер
  • Facebook
  • Youtube
  • Linkedin
  • Rss
  • Team Viewer
  • Solicitar RMA

1. ГЛАВНАЯ
2. + МАЛЫЕ ВЕТРОВЫЕ ТУРБИНЫ
   1. Ветер +

.