Принципиальная схема ветрогенератора
Принципиальная схема ветрогенератораСкачать файл - Принципиальная схема ветрогенератора
Россия в отношении ветроэнергетических ресурсов занимает двоякое положение. С одной стороны, благодаря огромной общей площади и обилию равнинных местностей ветра в целом много, и он большей частью ровный. С другой — наши ветры преимущественно низкопотенциальные, медленные, см. С третьей, в мало обжитых местностях ветры буйные. Исходя из этого, задача завести на хозяйстве ветрогенератор вполне актуальна. Но, чтобы решить — покупать достаточно дорогое устройство, или сделать его своими руками, нужно как следует подумать, какой тип а их очень много для какой цели выбрать. Электрический генератор для ветряка бытового назначения должен вырабатывать электроэнергию в широком диапазоне скоростей вращения и обладать способностью самозапуска без автоматики и внешних источников питания. В случае использования ВСУ с ОСС ветряки с раскруткой , обладающих, как правило, высокими КИЭВ и КПД, он должен быть и обратимым, то есть уметь работать и как двигатель. При мощностях до 5 кВт этому условию удовлетворяют электрические машины с постоянными магнитами на основе ниобия супермагнитами ; на стальных или ферритовых магнитах можно рассчитывать не более чем на 0,,7 кВт. Во-первых, они держат выходное напряжение 11,,7 В в довольно широком диапазоне скоростей без внешних электронных стабилизаторов. Для этого генератор нужно уже довольно прилично раскрутить. В большинстве случаев автогенератор можно непосредственно, без зубчатой или ременной передачи, соединить с валом быстроходного ВД, подобрав обороты выбором количества лопастей, см. Прежде чем решать, какой сделать ветрогенератор, определимся с местной аэрологией. В серо-зеленоватых безветренных областях ветровой карты хоть какой-то толк будет лишь от парусного ветродвигателя и них далее поговорим. В общем, при непреклонном стремлении к альтернативной энергетике лучше поискать другой ее источник. В желто-зеленых , слабоветренных местах, при потребности в электричестве до кВт самому можно взяться за тихоходный вертикальный ветрогенератор. Если же ВЭУ для дома предполагается купить, то лучше ориентироваться на ветряк с парусным ротором. Споров и них много, и в теории пока еще не все ясно, но работают. В красных , ветреных, регионах выбор зависит от потребной мощности. Но прежде покупки нужно внимательно изучить аэрологию предполагаемого места установки, а затем по спецификациям подобрать подходящие тип и модель. Кроме того, большинство ветряков мощностью более Вт довольно сильно шумят. Многие порождают колебания давления воздуха сверхнизкой менее 16 Гц частоты — инфразвуки. Инфразвуки неслышимы, но губительны для здоровья, а распространяются очень далеко. Индейцы из резервации в км от поля ее ВСУ доказали в суде, что резко участившиеся у них после ввода ВЭС в эксплуатацию расстройства здоровья обусловлены ее инфразвуками. В силу указанных выше причин установка ВСУ допускается на расстоянии не менее 5 их высот от ближайших жилых строений. Во дворах частных домовладений можно устанавливать ветряки промышленного изготовления, соответствующим образом сертифицированные. На крышах ставить ВСУ вообще нельзя — при их работе, даже у маломощных, возникают знакопеременные механические нагрузки, способные вызвать резонанс строительной конструкции и ее разрушение. Если мачта ВСУ или ось ротора выступают вверх еще выше, высота считается по их топу — верхушке. Самодельный ветрогенератор подчиняется тем же законам природы, что и заводской, рассчитанный на компьютере. И самодельщику основы его работы нужно понимать очень хорошо — в его распоряжении чаще всего нет дорогих суперсовременных материалов и технологического оборудования. Аэродинамика же ВСУ ох как непроста…. Для расчета серийных заводских ВСУ используется т. В ее основе следующие предположения:. Это весьма упрощенный подход — все знают, что ветер идеально ровным не бывает. Но на это приходится идти, чтобы обеспечить повторяемость изделий — обычное в технике дело. Плоскую модель игнорировать не следует, она дает четкий минимум доступной энергии ветра. Это значит, поток может обтекать ометаемую площадь, уменьшая эффективную поверхность и КИЭВ, что чаще всего и наблюдается. Но в принципе возможна и обратная ситуация: Первый — прогулочная, довольно тяжеловесная, яхта может идти не только против ветра, но и быстрее его. Ветер имеется в виду внешний; вымпельный ветер все равно должен быть быстрее, иначе как он судно потянет? Второй — классика авиационной истории. На испытаниях МИГ оказалось, что перехватчик, который был на тонну тяжелее фронтового истребителя, по скорости разгоняется быстрее. С теми же движками в том же планере. Теоретики не знали, что и думать, и всерьез засомневались в законе сохранения энергии. В конце концов оказалось — дело в выступающем из воздухозаборника конусе обтекателя РЛС. От его носка к обечайке возникало уплотнение воздуха, как бы сгребавшее его со сторон к компрессорам двигателей. С тех пор ударные волны прочно вошли в теорию как полезные, и фантастические летные данные современных самолетов в немалой степени обусловлены их умелым использованием. Развитие аэродинамики принято делить на две эпохи — до Н. До Жуковского летали на поставленных плашмя парусах: Это позволяло сразу избавиться от векторной величины — момента количества движения — порождавшей зубодробительную и чаще всего неаналитическую математику, перейти к куда более удобным скалярным чисто энергетическим соотношениям, и получить в итоге расчетное поле давления на несущую плоскость, более-менее похожее на настоящее. Такой механистический подход позволил создать аппараты, способные худо-бедно подняться в воздух и совершить перелет из одного места в другое, не обязательно грохнувшись на землю где-то по пути. Но стремление увеличить скорость, грузоподъемность и другие летные качества все больше выявляло несовершенство первоначальной аэродинамической теории. Идея Жуковского была такова: Из условия непрерывности среды пузыри вакуума сами по себе в воздухе не образуются следует, что скорости верхнего и нижнего потоков, сходящих с задней кромки, должны отличаться. Вследствие пусть малой, но конечной вязкости воздуха там из-за разности скоростей должен образоваться вихрь. Вихрь вращается, а закон сохранения количества движения, столь же непреложный, как и закон сохранения энергии, справедлив и для векторных величин, то есть должен учитывать и направление движения. Поэтому тут же, на задней кромке, должен сформироваться противоположно вращающийся вихрь с таким же вращательным моментом. За счет энергии, вырабатываемой двигателем. Для практики авиации это означало революцию: Это делало авиацию авиацией, а не частью воздухоплавания: Нужен только двигатель помощнее, и еще и еще мощнее…. Но у ветряка мотора нет. Он, наоборот, должен отбирать энергию у ветра и давать ее потребителям. И здесь выходит — ноги вытащил, хвост увяз. Пустили слишком мало энергии ветра на собственную циркуляцию ротора — она будет слабой, тяга лопастей — малой, а КИЭВ и мощность — низкими. Отдадим на циркуляцию много — ротор при слабом ветре будет на холостом ходу крутиться как бешеный, но потребителям опять достается мало: Ныне аэродинамика, вооруженная современной математикой и компьютерами, все более уходит от неизбежно что-то да упрощающих моделей к точному описанию поведения реального тела в реальном потоке. И тут, кроме генеральной линии — мощность, мощность, и еще раз мощность! Известный авиатор-альтернативщик Пол Маккриди еще в х создал самолет, с двумя моторчиками от бензопилы мощностью в 16 л. Причем шасси его было трехопорным неубирающимся, а колеса — без обтекателей. Ни один из аппаратов Маккриди не вышел на линию и не встал на боевое дежурство, но два — один с поршневыми моторами и пропеллерами, а другой реактивный — впервые в истории облетели вокруг земного шара без посадки на одной заправке. Парусов, породивших изначальное крыло, развитие теории тоже коснулось весьма существенно. Гоночные катамараны при таком же ветре ходят со скоростью около 30 узл. Есть и находки совершенно нетривиальные. В какой сказке люди летают сами по себе? Разрешились и многие загадки природы; в частности — полет жука. По классической аэродинамике, он летать не способен. А МИГ и Су, которые некоторое время могут лететь хвостом вперед, и вовсе ни в какие представления не укладываются. И почему тогда, занимаясь ветродвигателями, не забавой и не орудием уничтожения себе подобных, а источником жизненно важного ресурса, нужно плясать непременно от теории слабых потоков с ее моделью плоского ветра? Неужели не найдется возможности продвинуться дальше? Однако от классики отказываться ни в коем случае не следует. Она дает основу, не оперевшись на которую нельзя подняться выше. Точно так же, как теория множеств не отменяет таблицу умножения, а от квантовой хромодинамики яблоки с деревьев вверх не улетят. Итак, на что можно рассчитывать при классическом подходе? Слева — типы роторов; они изображены условно. Справа по горизонтальной оси отложена относительная скорость ротора, т. По вертикальной вверх — КИЭВ. А вниз — опять же относительный крутящий момент. Такой подход позволяет делать далеко идущие выводы. Скажем, количество лопастей нужно выбирать не только и не столько по желательной скорости вращения: А внешне похожие карусель и ортогонал обладают принципиально разными свойствами. В целом же предпочтение следует отдавать лопастным роторам, кроме случаев, когда требуются предельная дешевизна, простота, необслуживаемый самозапуск без автоматики и невозможен подъем на мачту. ВСУ с вертикальной осью вращения имеют неоспоримое для быта преимущество: Там остается, и то не всегда, упорно-опорный самоустанавливающийся подшипник, но он прочен и долговечен. Поэтому, проектируя простой ветрогенератор, отбор вариантов нужно начинать с вертикалок. Основные их типы представлены на рис. На первой позиции — самый простейший, чаще всего называемый ротором Савониуса. На самом деле его изобрели в г. Воронины, а финский промышленник Сигурд Савониус бессовестно присвоил себе изобретение, проигнорировав советское авторское свидетельство, и начал серийный выпуск. Но внедрение в судьбе изобретения значит очень много, поэтому мы, чтобы не ворошить прошлое и не тревожить прах усопших, назовем этот ветряк ротором Ворониных-Савониуса, или для краткости, ВС. Однако в СССР над ним работали много, и наработки есть. Ниже мы рассмотрим усовершенствованную конструкцию, не намного более сложную, но по КИЭВ дающую фору лопастникам. Теория ротора Дарье еще недостаточно разработана. Ясно только, что начинает он раскручиваться за счет разности аэродинамического сопротивления горба и кармана ленты, а затем становится вроде как быстроходным, образуя собственную циркуляцию. Вращательный момент мал, а в стартовых положениях ротора параллельно и перпендикулярно ветру вообще отсутствует, поэтому самораскрутка возможна только при нечетном количестве лопастей крыльев? В любом случае на время раскрутки нагрузку от генератора нужно отключать. Есть у ротора Дарье еще два нехороших качества. Во-первых, при вращении вектор тяги лопасти описывает полный оборот относительно ее аэродинамического фокуса, и не плавно, а рывками. Поэтому ротор Дарье быстро разбивает свою механику даже при ровном ветре. Во-вторых, Дарье не то что шумит, а вопит и визжит, вплоть до того, что лента рвется. Происходит это вследствие ее вибрации. И чем больше лопастей, тем сильнее рев. Так что Дарье если и делают, то двухлопастными, из дорогих высокопрочных звукопоглощающих материалов карбона, майлара , а для раскрутки посередине мачты-древка приспосабливают небольшой ВС. Ортогональный потому, что крылья торчат вертикально. Переход от ВС к ортогоналу иллюстрирует рис. Угол установки лопастей относительно касательной к окружности, касающейся аэродинамических фокусов крыльев, может быть как положительным на рис. Центральное тело голубое на рис. Но теория для ортогонала оптимальное количество лопастей дает однозначно: Ортогонал относится к быстроходным ветрякам с ОСС, то есть обязательно требует раскрутки при вводе в эксплуатацию и после штиля. По ортогональной схеме выпускаются серийные необслуживаемые ВСУ мощностью до 20 кВт. Геликоидный ротор, или ротор Горлова поз. Изгиб лопастей по геликоиде позволяет избежать потерь КИЭВ из-за их кривизны. Хотя часть потока кривая лопасть и отбрасывает, не используя, но зато и загребает часть в зону наибольшей линейной скорости, компенсируя потери. Геликоиды используют реже прочих ветряков, так как они вследствие сложности изготовления оказываются дороже равных по качеству собратьев. В промышленном исполнении встречается редко, так как дорогостоящий отвод земли не компенсирует прироста мощности, а материалоемкость и сложность производства велики. В х в СССР Е. Чертежи ВСУ Бирюкова приведены на рис. Бирюков на свою ВСУ получил сразу несколько авторских свидетельств. Во-первых, обратите внимание на разрез ротора. При разгоне он работает подобно ВС, создавая большой стартовый момент. По мере раскрутки во внешних карманах лопастей создается вихревая подушка. С точки зрения ветра, лопасти становятся профилированными, и ротор превращается в быстроходный ортогонал, причем виртуальный профиль меняется соответственно силе ветра. Во-вторых, профилированный канал между лопастями в рабочем диапазоне скоростей работает как центральное тело. Если же ветер усиливается, то в нем также создается вихревая подушка, выходящая за пределы ротора. Возникает такой же вихревой кокон, как вокруг ВСУ с направляющим аппаратом. Энергия на его создание берется от ветра, и тому на поломку ветряка ее уже не хватает. В-третьих, регулятор оборотов предназначен прежде всего для турбины. Он держит ее обороты оптимальными с точки зрения КИЭВ. А оптимум частоты вращения генератора обеспечивается выбором передаточного отношения механики. ВСУ Бирюкова канула в небытие. Ответа от инстанций автор так и не дождался. Судьба многих советских изобретений. Говорят, какой-то японец стал миллиардером, регулярно читая советские популярно-технические журналы и патентуя у себя все, заслуживающее внимания. Как у сказано, по классике горизонтальный ветрогенератор с лопастным ротором — наилучший. Но, во-первых, ему нужен стабильный хотя бы средней силы ветер. Во-вторых, конструкция для самодельщика таит в себе немало подводных камней, из-за чего нередко плод долгих упорных трудов в лучшем случае освещает туалет, прихожую или крыльцо, а то и оказывается способен только раскрутить самого себя. Рассчитывать добиться мощности на валу генератора более Вт на лопастях любого размаха, вырезанных из толстостенной пластиковой трубы, как часто советуют — надежды беспросветного дилетанта. Лопасть из трубы если только она не настолько толстая, что используется просто как заготовка будет иметь сегментный профиль, то есть его верхняя, или обе поверхности будут дугами окружности. Сегментные профили пригодны для несжимаемой среды, скажем, для подводных крыльев или лопастей гребного винта. Для газов же нужна лопасть переменного профиля и шага, для примера см. Это будет сложное и трудоемкое изделие, требующее кропотливого расчета во всеоружии теории, продувок в трубе и натурных испытаний. При насадке ротора прямо на его вал штатный подшипник скоро разобьется — одинаковой нагрузки на все лопасти в ветряках не бывает. Нужен промежуточный вал со специальным опорным подшипником и механическая передача от него на генератор. Для больших ветряков опорный подшипник берут самоустанавливающийся двухрядный; в лучших моделях — трехъярусный, Фиг. Такой позволяет валу ротора не только слегка изгибаться, но и немного смещаться из стороны в сторону или вверх-вниз. Принцип его работы показывает Фиг. Ветер, усиливаясь, давит на лопату, пружина растягивается, ротор перекашивается, обороты его падают и в конце концов он становится параллельно потоку. Вроде бы все хорошо, но — гладко было на бумаге…. Попробуйте в ветреный день удержать за ручку параллельно ветру крышку от выварки или большой кастрюли. Только осторожно — вертлявая железяка может садануть по физиономbии так, что расквасит нос, рассечет губу, а то и выбьет глаз. Плоский ветер бывает только в теоретических выкладках и, с достаточной для практики точностью, в аэродинамических трубах. Реально же ураган ветряки с ураганной лопатой корежит больше, чем вовсе беззащитные. Лучше все-таки менять исковерканные лопасти, чем делать заново все. В промышленных установках — другое дело. Там шаг лопастей, по каждой в отдельности, отслеживает и регулирует автоматика под управлением бортового компьютера. И делаются они из сверхпрочных композитов, а не из водопроводных труб. Это — регулярно обслуживаемый узел. Любой энергетик знает, что коллектор со щетками нужно чистить, смазывать, регулировать. А мачта — из водопроводной трубы. Не залезешь, раз в месяц-два придется весь ветряк валить на землю и потом опять поднимать. Но с уменьшением размеров лопастника трудности падают по квадрату диаметра колеса. Изготовление горизонтальной лопастной ВСУ своими силами на мощность до Вт уже возможно. При большем количестве лопастей диаметр ротора, рассчитанного на ту же мощность, будет меньше, но их окажется трудно прочно закрепить на ступице. Роторы о менее чем 6 лопастях можно не иметь в виду: Для 6-лопастного зависимость мощность — диаметр выражается следующим образом:. Оптимальным будет рассчитывать на мощность Вт. А Вт обеспечат питание планшетки, подзарядку смартфона или засветят лампочку-экономку. Отлично подойдет китайский моторчик — ступица колеса для электровелосипедов, поз. Его мощность как мотора — Вт, но в режиме генератора он даст примерно до Вт. Но подойдет ли он нам по оборотам? Показатель быстроходности z для 6 лопастей равен 3. Примерно с такой же скоростью вращается и велосипедное колесо, так что свои Вт от генератора, способного дать , мы уж снимем. Можно ротор сажать прямо на его вал. Но тут возникает следующая проблема: Что такое , ну, 50 Вт? А лопастный ветряк, способный запитать хотя бы телевизор, дома не сделаешь. Нельзя ли купить готовый мини-ветрогенератор, и не обойдется ли он дешевле? Еще как можно, и еще как дешевле, см. Кроме того, он будет еще и мобильным. Поставил на пенек — и пользуйся. Второй вариант — если где-то валяется шаговый двигатель от старого 5- или 8-дюймового дисковода, или от привода бумаги или каретки негодного струйного или матричного принтера. Он может работать как генератор, и приделать к нему карусельный ротор из консервных банок поз. Парусный ветрогенератор известен давно, но мягкие полотнища его лопастей см. Многолопастные ветряки с жесткими парусами широко разошлись по миру как привод маломощных автоматических водокачек, но их техданные ниже даже чем у каруселей. Однако мягкий парус как крыло ветряка, похоже, оказался не так-то прост. Дело не в ветроустойчивости производители не ограничивают максимально допустимую скорость ветра: К сожалению, точных данных испытаний не удается найти. Количественной теории также не обнаруживается; пояснения разработчиков маловразумительны. Однако, поскольку таганрогские ВЭУ народ покупает, и они работают, остается предположить, что заявленные коническая циркуляция и пропульсивный эффект — не фикция. Во всяком случае, возможны. Тогда, выходит, ПЕРЕД ротором, по закону сохранения импульса, должен возникнуть тоже конический вихрь, но расширяющийся и медленный. И такая воронка будет сгонять ветер к ротору, его эффективная поверхность получится больше ометаемой, а КИЭВ — сверхединичным. Пролить свет на этот вопрос могли бы натурные измерения поля давления перед ротором, хотя бы бытовым анероидом. Если оно окажется выше, чем с боков в стороне, то, действительно, парусные ВСУ работают, как жук летает. Из сказанного выше ясно, что самодельщикам лучше браться или за вертикалки, или за парусники. Но те и другие очень медленные, а передача на быстроходный генератор — лишняя работа, лишние затраты и потери. Можно ли сделать эффективный тихоходный электрогенератор самому? Да, можно, на магнитах из ниобиевого сплава, т. Процесс изготовления основных деталей показан на рис. Катушки — каждая из 55 витков медного 1 мм провода в термостойкой высокопрочной эмалевой изоляции, ПЭММ, ПЭТВ и т. Высота обмоток — 9 мм. Обратите внимание на пазы под шпонки в половинах ротора. Они должны быть расположены так, чтобы магниты они приклеиваются к магнитопроводу эпоксидкой или акрилом после сборки сошлись разноименными полюсами. Вообще-то лучше купить магниты с осевым отверстием и притянуть их винтами; супермагниты притягиваются со страшной силой. Обмотки, составляющие секции статора, соединяются по схемам, также приведенным на рис. Спаянные концы не должны быть натянуты, но должны образовывать петли, иначе эпоксидка, которой будет залит статор, застывая, может порвать провода. Заливают статор в изложнице до толщины 10 мм. Центрировать и балансировать не нужно, статор не вращается. Зазор между ротором и статором — по 1 мм с каждой стороны. Статор в корпусе генератора нужно надежно зафиксировать не только от смещения по оси, но и от проворачивания; сильное магнитное поле при токе в нагрузке будет тянуть его за собой. И что же мы имеем напоследок? А вот с парусными ВСУ стоит поэкспериментировать мастерам с творческой жилкой, особенно в мини-исполнении, с колесом м диаметром. Если предположения разработчиков верны, то с такого можно будет снять, посредством описанного выше китайского движка-генератора, все его Вт. Сделать же каркас рангоут для парусного ротора несложно. Кроме того, парусные ВСУ безопасны, а звуков от них, инфра- и слышимых, не обнаруживается. И высоко понимать ротор не нужно, достаточно одного диаметра колеса. Чтобы выработать вт двухлопастному ветряку нужен диаметр 6 метров? А для того чтоб 1 мегаватт вырабатывал нужен диаметр на пару десятков километров наверное. Чушь какую то написал. Лопастной ветряк по всем параметрам делает все остальные виды! Карусельные и тому подобные дежурно тебе светодиод зажжет и то с трудом, а чтоб с них реально что то получить нужно очень постараться. Тряпка долго не проживет, думаю все знают что такое тряпка. Однажды и цены были не как сейчас. Магниты брал 2 года назад. Сейчас бы тоже делал бы с генератора какого нибудь. Чтобы тот гена выдал ампер надо оборотов а так…. Я себе сделал, да вот ветер пропал, есть — нету. Залипания есть но если плечё длинное от метра сталкивается пальцем. Выдает такой гена ват примерно за 3 оборота в сек. А аккамуляторы Li-po можно выписать из Китая,инверторы в Челябинске делают очень хорошие с плавным синусом. А паруса,лопасти или роторы — это очередной повод для полёта мысли наших рукастых Русских мужиков. Читал статью и родилась идея. Подписаться на ответы по почте. Самодельный ветрогенератор для дома и дачи: Содержание Основные понятия Какой нужен генератор? Выбор по ветру О безопасности Ветер, аэродинамика, КИЭВ Чего ожидать от классики? Вертикалки ВСУ Бирюкова Лопастники Мини и микро Парусники Самодельный генератор Вывод Видео: Парусная яхта на подводных крыльях. Сравнение эффективности ВСУ разных типов. Карусельный и ортогональный роторы. Вертикальный ротор с направляющим аппаратом. Профилировка и крутка лопасти ВСУ. Детали самодельного генератора на супермагнитах. Солнечные коллекторы и батареи: Повышаем напряжение в электросети: Вывести все материалы с меткой: Электрика в квартире, техника, электрические работы. Использование фрагментов текстов сайта возможно при наличии активной ссылки на первоисточник. Полное и прямое воспроизведение материалов - только по согласованию с редакцией. Авторские изображения помечены watermark охраняются в соответствии с ГК РФ. Все материалы стороннего авторства взяты из свободных источников.
Устройство и принцип работы ветрогенератора
Сколько равен 1 гривен в рублях 2017
Проверить счет карты пумб через интернет
Электрическая схема ветрогенератора
Noxa 20 капсулы состав компонентов
Как написать сообщение президенту россии
Кнтроллер зарядки ветрогенератора
Построить график функции 5 х 6 х
Как закрыть нулевое ооо самостоятельно
Ветровые электростанции
Расписание намаза в тюмени на сегодня