Содержание

Самодельный ветряк с аксиальным генератором на неодимовых магнитах

Живу я в маленьком городке Харьковской обл. частный дом, небольшой участок.
Сам я, как говорит сосед, ходячий генератор идей, так как практически всё в своем
хозяйстве сделано своими руками. Ветер хоть и небольшой, но практически постоянно дует, и тем самым соблазняет использовать свою энергию.

После нескольких неудачных попыток с тракторным самовозбуждающимся генератором идея создания ветрогенератора засела в мозгу еще сильнее.
Начал искать и после двух месяцев поисков в интернете, множества скачанных файлов, прочтенных форумов и советов я окончательно определился с постройкой ветрогенератора.

За основу была взята конструкция Бурлака Виктора Афанасьевича с небольшими конструктивными изменениями.
Основной задачей была постройка ветрогенератора своими руками из того материала, который есть, с минимумом затрат. Поэтому каждый, кто попытается сделать подобную конструкцию должен исходить из того материала, который у него есть, главное желание и понять принцип работы.


Для изготовления ротора использовал листовой кусок метала толщиной 20 мм. (что было) с которого по моим чертежам кум выточил и разметил на 12 частей два диска диаметром 150 мм. и еще один диск под винт который разметил на 6 частей диаметром 170 мм.

Генератор будет на неодимовых магнитах

Купил через Интернет 24 шт. дисковых неодимовых магнита размером 25х8 мм, которые приклеил к дискам, (очень выручила разметка). Осторожно, не подставляете пальцы, неодимовые магниты очень мощные! (Возможно применение в данной схеме магнитных секторов дало бы лучшие результаты. Примечание администрации.)
Перед тем как приклеить неодимовые магниты к стальному диску маркером нанесите на них обозначение полярности, это очень поможет вам избежать ошибок при установке. После размещения неодимовых магнитов (12 шт. на диск и чередуйте полярность), до половины залил их эпоксидной смолой.

Кликните по картинке что бы посмотреть в полном размере.

Для изготовления статора использовал эмаль-провод ПЭТ-155 диаметром 0,95 мм (купил на частном предприятии Хармедь). Намотал 12 катушек по 55 витков каждая, толщина обмоток получилась 7 мм. Для намотки изготовил несложный разборный каркас. Намотку катушек делал на самодельном намоточном станке (делал ещё во времена застоя).

Затем разместил 12 катушек по шаблону и зафиксировал их положение изолентой на тканевой основе. Выводы катушек распаял последовательно начало с началом, конец с концом. Я использовал 1-фазную схему включения.

Для изготовления формы под заливку катушек эпоксидной смолой склеил две прямоугольные заготовки 4-х мм фанеры. После высыхания получилась прочная 8 мм заготовка. С помощью сверлильного станка и приспособления (балерина) вырезал в фанере отверстие диаметром 200 мм, а из вырезанного диска вырезал центральный диск диаметром 60 мм. Заранее заготовленные ДСП заготовки прямоугольной формы обтянул плёнкой и по краях закрепил стиплером, затем по разметке разместил вырезанный центр (обтянутый скотчем), а также вырезанную заготовку, обмотанную скотчем.

Форму до половины залил эпоксидной смолой, на дно положил стеклоткань, затем катушки, сверху стеклоткань, долил эпоксидную смолу, немного выждал и сверху сдавил вторым куском ДСП также обтянутым пленкой. После застывания извлёк диск с катушками, обработал, покрасил, просверлил отверстия.
Ступицу, а также основу поворотного узла изготовил с буровой трубы НКТ с внутренним диаметром 63 мм. Были изготовлены гнёзда под 204 подшипник и приварены к трубе. С задней стороны тремя болтами прикручена крышка с прокладкой из маслостойкой резины, с передней стороны прикручена крышка с сальником. Внутрь, между подшипниками, через специальное отверстие залил автомобильное полусинтетическое масло. На вал надел диск с неодимовыми магнитами, причем поскольку паз под шпонку сделать не было возможности на валу сделал углубления на половину диаметра шарика с 202 подшипника т.е. 3,5 мм, а на дисках высверлил паз 7 мм. сверлом предварительно выточив баночку и запрессовал её в диск. После извлечения баночки в диске получился ровный, красивый паз под шарик.

Далее закрепил статор тремя латунными шпильками, вставил промежуточное кольцо с расчетом чтобы статор не затирало и надел второй диск с неодимовыми магнитами (магниты на дисках должны иметь противоположную полярность, т. е. притягиваться) Здесь очень осторожно с пальцами!

Изготовление турбины и мачты ветрогенератора

Винт изготовил с канализационной трубы диаметром 160 мм.

Кстати неплохой получается винт. Поэтому принципу изготовлена последняя турбина из алюминиевой трубы 1,3 м. (смотрите выше)

Разметил трубу, болгаркой вырезал заготовки, по концах стянул болтами и електро-рубанком обработал пакет. Затем раскрутил пакет и каждую лопасть обработал отдельно, подгоняя вес на электронных весах.

Защита от ураганного ветра выполнена по классической зарубежной схеме, т. е. ось вращения смещена от центра. Вот ссылка на сайт www.otherpower.com/otherpower_wind.html

Желающие узнать больше здесь найдут все интересующие вопросы, причем совершенно бесплатно! Мне этот сайт помог очень здорово особенно с чертежами хвоста. Вот пример чертежей с этого сайта.

Свой хвост ветряка я подгонял методом подпиливания.

Вся конструкция насажена на два 206 подшипника, которые закреплены на оси с внутренним отверстием под кабель и приваренной к двухдюймовой трубе.

Подшипники плотно входят в корпус ветроустановки, что позволяет без каких либо усилий и люфтов свободно поворачиваться конструкции. Кабель проходит внутри мачты к диодному мосту.(выше смотрите чертежи)

на фото первоначальный вариант

Для изготовления ветро-головки, не учитывая двух месяцев поиска решений, ушло полтора месяца, сейчас у нас февраль месяц, снег и холод похоже за всю зиму, поэтому основных испытаний еще не проводил, но даже на этом расстоянии от земли автомобильная лампочка 21 ватт перегорела. Жду весны, готовлю трубы под мачту. Эта зима пролетела у меня быстро и интересно.

Видео можно просмотреть здесь:

Небольшая модернизация ветрогенератора

Прошло немного времени с того момента когда разместил на сайте свой ветряк, но весна так толком и не пришла, землю копать чтобы замуровать стол под мачту еще нельзя – земля мёрзлая да и грязь везде, поэтому времени для испытаний на временной 1,5 м.

стойке было предостаточно, а теперь подробней.
После первых испытаний винт случайно зацепил трубу, это я пытался зафиксировать хвост, чтобы ветряк не уходил из под ветра и посмотреть какая будет максимальная мощность. В итоге мощность успел зафиксировать примерно ватт 40, после чего винт благополучно разлетелся в щепки. Неприятно, но наверное полезно для мозгов. После этого я решил поэкспериментировать и намотал новый статор, ротор с неодимовыми магнитами оставил без изменений. Для этого изготовил новую форму под заливку катушек. Форму тщательно смазал автомобильным литолом, чтобы лишнее не пристало. Катушки генератора теперь немного уменьшил по длине, благодаря чему в сектор теперь поместилось 60 витков 0,95 мм. толщина намотки 8 мм. (в конечном итоге статор получился 9 мм), причем длина провода осталась прежней.

Винт теперь сделал с более прочной трубы 160 мм. и трехлопастным, длина лопасти 800 мм.
Новые испытания сразу показали результат, теперь ветрогенератор выдавал до 100 ватт, галогенная автомобильная лампочка в 100 ватт горела в полный накал, и чтобы её не спалить на сильных порывах ветра лампочку отключал.

Замеры на автомобильном аккумуляторе 55 А.ч.
Теперь окончательные испытания на мачте, результат опишу позже.

Ну, вот уже середина августа, и как я обещал, попытаюсь закончить эту страничку. Сначала то, что пропустил

Мачта один из ответственных элементов конструкции, требует особого внимания.

Один из стыков (труба меньшего диаметра входит внутрь большей) и поворотный узел

Теперь остальное, турбина ветрогенератора
3-х лопастная турбина (рыжая канализационная труба диаметром 160 мм.)

Начну с того, что сменил несколько турбин и остановился на 6-ти лопастной, сделанной из алюминиевой трубы диаметром 1,3 м. хотя большую мощность давал винт с ПВХ трубы 1,7 м.

Котроллер для генератора

Основная проблема была в том чтобы заставить заряжаться АКБ от малейшего вращения втурбины и вот здесь на помощь пришел блокинг генератор который даже при входном напряжении в 2 v дает заряд АКБ – пускай маленьким током, но лучше чем разряд, а на нормальных ветрах вся энергия на АКБ поступает через VD2 (смотрите по схеме), и идет полноценный заряд.

Конструкция собрана прямо на радиаторе полунавесным монтажом
Контроллер заряда тоже использовал самодельный, схема простая, слепил как всегда с того, что было под рукой, нагрузкой служит два витка нихромового провода (при заряженном АКБ и сильном ветре нагревается до красна) Все транзисторы ставил на радиаторы (с запасом), хотя VT1 и VT2 практически не греются, а вот VT3 на радиатор ставить обязательно! (при продолжительном срабатывании контролёра VT3 греется прилично)

Схема Контроллера генератора

фото готового Контроллера ветрогенератора

Схема подключения ветряка к нагрузке выглядит так:

Фото готового системного блока ветрогенератора

Нагрузкой у меня как и планировалось, является свет в туалете и летнем душе + уличное освещение (4 светодиодные лампы которые включаются автоматически через фотореле и освещают двор целую ночь, с восходом солнца опять срабатывает фотореле которое отключает освещение и идет заряд АКБ. И это на убитой АКБ (в прошлом году снял с авто) на фото снято защитное стекло (в верху фотодатчик).

Фотореле купил готовое для сети 220 V и переделал своими руками на питание от 12 V (перемкнул входной конденсатор и последовательно стабилитрону подпаял резистор в 1К)

Теперь самое ГЛАВНОЕ!

По своему опыту советую для начала сделать небольшой ветряк, набраться опыта и знаний и понаблюдать что можно поиметь с ветров вашей местности, ведь можно потратить кучу денег, сделать мощный ветрогенератор, а силы ветра не хватит чтобы получать те же 50 ватт и будет ваш ветряк типа подводной лодки в гараже.

Характеристика ветра. Шкала Бофорта

Основной характеристикой ветра является его скорость. Единицей измерения принято считать расстояние, пройденное частицами воздушных масс за единицу времени. В системе измерений СИ скорость ветра измеряется метрами, пройденными воздушными массами за 1 секунду – м/с.
Прибор, при помощи которого осуществляется измерение скорости ветра, называется АНЕМОМЕТР. Но оценить скорость ветра приблизительно можно и по внешним сравнительным признакам, приведенным в таблице Бофорта.

Баллы по шкале Бофорта Характеристика силы ветра Скорость ветра м/сек. Скорость ветра км/час Объективное проявление
0 Штиль 0-0,2 0-06,7 Дым поднимается вертикально
1 Тихий 0,3-1,5 1,08-5,4 Дым начинает отклоняться от вертикального положения, флюгеры, даже самые чувствительные, не вращаются
2 Легкий 1,6-3,3 5,76-11,9 Движение ветра ощущается лицом, шелест листьев, приводятся в движение флюгеры, ветрогенераторы входят в рабочий режим
3 Слабый 3,4-5,4 12,24-19,4 Листья и самые тонкие ветки деревьев колышутся, развеваются флаги, установленные на высоте
4 Умеренный 5,5-7,9 19,8-28,4 Ветер поднимает пыль и мелкие бумажки, приводит в движение тонкие ветви деревьев
5 Свежий 8-10,7 28,8-38,5 Качаются тонкие стволы деревьев диаметром 2-4 см, на морских волнах появляются гребешки, ветрогенераторы выходят на максимальную мощность
6 Сильный 10,8-13,8 38,8-49,9 Качаются толстые сучья деревьев диаметром 6-8 см, слышен шум ветра в телеграфных проводах
7 Крепкий 13,9-17,1 50,04-61,6 Качаются стволы деревьев в верхней их части, идти против ветра неприятно
8 Очень крепкий 17,2-20,7 61,92-74,5 Ветер ломает сухие сучья деревьев, идти против ветра очень трудно
9 Шторм 20,8-24,4 74,8-87,8 Небольшие повреждения, ветер срывает незакрепленные дымовые колпаки и ветхую черепицу
10 Сильный шторм 24,5-28,4 88,2-102,2 Разрушения кровельных покрытий и неукрепленных конструкций, ослабленные деревья вырываются с корнем, автоматическое отключение ветрогенераторов
11 Жестокий шторм 24,5-32,6 102,6-117,4 Большие разрушения на значительном пространстве
12 Ураган 32,7 и выше 117,7 и выше Огромные разрушения, серьезно повреждены здания, строения и дома, деревья вырваны с корнями.

Простейший анемометр. Квадрат сторона 12 см. на 12 см. На нитке 25 см. привязан теннисный шарик.

Мы никогда не задумываемся насколько сильным бывает даже маленький ветерок, но стоит посмотреть с какой скоростью иногда раскручивается турбина и сразу понимаешь какая это мощь.

Процесс модернизации ветряка закончен, так он выглядит на данном этапе. На видео его рабочий режим (снимал фотокамерой, поэтому видна дискретность винта, на самом деле он крутится как подорванный). На очень малых ветрах работает блокинг-генератор.

Всем удачи!!!


Яловенко В.Г.

Статья размещена с разрешения автора, оригинал здесь: http://valerayalovencko.narod2.ru/

Самодельный генератор, самодельный генератор для ветряка

Ветряк своими руками, генератор для ветряка своими руками

Данная статья является вольным переводом информации взятой из двух источников, со странички “Mini-Gen” и pdf-файла инструкции оттуда же. Внешний вид получившегося генератора показан на рисунке ниже.

Он представляет собой однофазный генератор с магнитной системой с “когтеобразными” полюсами, типа таких, которые применяются в автомобильных генераторах. Но в отличие от последних “когти” располагаются не радиально, а аксиально.

Ветрогенератор,ветряк своими руками,Самодельный генератор для ветряка,энергия ветра, ветрогенератор своими руками,генератор для ветряка своими руками,экоток.ветрогенератор,ветряк своими руками,Самодельный генератор для ветряка,энергия ветра, ветрогенератор своими руками,генератор для ветряка своими руками

Магнитное поле создаётся с помощью восьми постоянных неодимовых магнитов размера N42, закреплённых на вращающемся роторе. При вращении ротора, благодаря “когтям” происходит изменение магнитного поля в катушке, и на её выходе появляется переменное напряжение.

Генератор легко зажигает дюжину белых мощных светодиодов даже при вращении рукой. Он может быть соединён с ветряками как роторного типа, так и с пропеллером. Выходное напряжение может быть более 12В при вращении рукой, при токе около 0.2…0.3А. Конструкция генератора очень проста. Все его детали показаны на рисунке ниже.

Ниже дана инструкция как собирать данный генератор из набора, который автор отсылает покупателям. В России далеко не каждый может купить данный комплект для сборки, но это не повод отказываться от повторения этой модели, т.к. детали достаточно простые и их можно легко изготовить в домашних условиях.

Начинают сборку с катушки, подсоединяя выходной провод к обмотке. Количество витков в катушке не указано, но она имеет простую конструкцию, поэтому домотать необходимое количество не представляет труда. Думаю, начинать следует примерно с 200…300 витков провода 0.4…0.5 мм.

При соединении проводов не забудьте зачистить обмоточный провод от изоляции. Например, с помощью острого ножа или зажигалки.

Соединения следует надёжно заизолировать…

и прикрутить к катушке, чтобы исключить их перемещение и обламывание.

Затем приступим к сборке механической части генератора. Детали генератора показаны ниже. Все они изготовлены из стали. Для кольца использована лента из трансформаторной стали, но можно обойтись и стальной втулкой.

Пропустим провод от катушки в отверстие основания.

Закрепив гайку на оси, стянем пакет из уголка, круглой платы основания, катушки и крестообразного магнитопровода другой гайкой. См.рисунки ниже.

Установим стальной магнитопровод в виде кольца поверх катушки и вставим 4 болта. Болты диаметром 6мм длиной 20мм.

Установим верхнюю пластину, притянув её болтами. Стягивайте болты без усилий, чтобы не повредить резьбу на пластине.

Подтягивая центральную гайку прижмём крестообразный магнитопровод к катушке таким образом, чтобы он не выступал за плоскость верхней пластины.

На этом сборку статора можно считать законченной.
Приступаем к сборке ротора. Находим в комплекте сборку ротора с подшипниками и 8 шт постоянных магнитов.

Далее, необходимо разметить места для присоединения магнитов. Для этого рисуем шаблон.

И наложив его на ротор…

маркером размечаем места крепления магнитов.

Магниты на роторе должны чередоваться по расположению полюсов. Поэтому перед их наклейкой нужно пометить одноименные полюса, например, маркером. Проще всего это сделать, собрав все магниты в столбик. В этом случае все одноименные полюса будут ориентированы в одну сторону.

Расположите магниты на роторе, чередуя полюса.


Такое расположение магнитов также позволяет снизить силы тяжения при вращении ротора. Т.е. магниты при переключении полюсов будут компенсировать своё притяжение и отталкивание.

После установки магнитов, Вы можете промазать вокруг них клеем для окончательной фиксации. Однако, магниты даже без клея, держатся неплохо.

Насадите ротор на ось и закрепите её. При насадке будьте осторожны, т.к. ротор притягивается к статору, в конце пути он может удариться, поэтому лучше иметь там небольшую прокладку, которую потом удалите.

Собственно, с механикой, закончили. Сейчас, вращая ротор рукой, Вы можете получить 3..4В переменного выходного напряжения. После выпрямителя получите 7…9В.

Соберём выпрямитель и умножитель напряжения в два раза. Его схема показана на рисунке ниже. В качестве диодов можно взять любой диод на ток 1 А и выше и напряжение не менее 50В. Конденсаторы электролитические 47.0мкФ х 50В, или любые большей ёмкости.

Если умножения не нужно, то конденсатор соединяем между плюсом и минусом выхода и убираем их от диодов.

В отсутствие паяльника, выпрямитель можно собрать так, как показано на рисунках ниже.



Подключим генератор к выпрямителю в точках АС.

А к выходу подключите мультиметр.

При быстром вращении на выходе можно получить почти 40 В без нагрузки.

В дальнейшем этот генератор можно подключить к различным турбинам.

Например, с вертикальной осью.

Либо, изготовив лопасти из тонкого алюминия, собрать вертушку с горизонтальной осью вращения.


Чертёж лопасти приведён на рисунке ниже. Все размеры даны в дюймах, 1 дюйм = 25.4мм.

Собственно, всё. Дальше Вы можете использовать данный ветряк и генератор как Вам заблагорассудится.

Альтернативная энергетика, ветрогенератор,ветряк своими руками,Самодельный генератор для ветряка,энергия ветра, ветрогенератор своими руками,сила ветра,генератор для ветряка своими руками,электрогенератор своими руками.

 

Генератор для ветряка | Сделай сам своими руками

Приступим к сборке механической части генератора. Детали генератора показаны ниже. Все они изготовлены из стали. Для кольца использована лента из трансформаторной стали, но можно обойтись и стальной втулкой.


Пропустим провод от катушки в отверстие основания.


Закрепив гайку на оси, стянем пакет из уголка, круглой платы основания, катушки и крестообразного магнитопровода другой гайкой. Смотрите рисунки ниже.



Установим стальной магнитопровод в виде кольца поверх катушки и вставим 4 болта. Болты диаметром 6мм длиной 20мм.


Установим верхнюю пластину, притянув её болтами. Стягивайте болты без усилий, чтобы не повредить резьбу на пластине.


Подтягивая центральную гайку прижмём крестообразный магнитопровод к катушке таким образом, чтобы он не выступал за плоскость верхней пластины.


На этом сборку статора можно считать законченной. 

Приступаем к сборке ротора. Нам необходимо  8 шт постоянных магнитов и подшипники.


Далее, необходимо разметить места для присоединения магнитов. Для этого рисуем шаблон-рисунок


И наложив его на ротор…


маркером размечаем места крепления магнитов.


Магниты на роторе должны чередоваться по расположению полюсов. Поэтому перед их наклейкой нужно пометить одноименные полюса, например, маркером. Проще всего это сделать, собрав все магниты в столбик. В этом случае все одноименные полюса будут ориентированы в одну сторону.



Расположите магниты на роторе, чередуя полюса.



После установки магнитов, Вы можете промазать вокруг них клеем для окончательной фиксации. Однако, магниты даже без клея, держатся неплохо. 

Насадите ротор на ось и закрепите её.

Собственно, с механикой, закончили. Сейчас, вращая ротор рукой, Вы можете получить 3..4В переменного выходного напряжения. После выпрямителя получите 7…9В. 

Соберём выпрямитель и умножитель напряжения в два раза. Его схема показана на рисунке ниже. В качестве диодов можно взять любой диод на ток 1 А и выше и напряжение не менее 50В. Конденсаторы электролитические 47.0мкФ х 50В, или любые большей ёмкости.


Если умножения не нужно, то конденсатор соединяем между плюсом и минусом выхода и убираем их от диодов. 

В отсутствие паяльника, выпрямитель можно собрать так, как показано на рисунках ниже.



Подключим генератор к выпрямителю в точках АС.


А к выходу подключите мультиметр.


При быстром вращении на выходе можно получить почти 40 В без нагрузки.  

В дальнейшем этот генератор можно подключить к различным турбинам. 

Например, с вертикальной осью.


Либо, изготовив лопасти из тонкого алюминия, собрать вертушку с горизонтальной осью вращения.



Чертёж лопасти приведён на рисунке ниже. Все размеры даны в дюймах, 1 дюйм = 25.4 мм.


Собственно, всё. Дальше Вы можете использовать данный ветряк и генератор как Вам заблагорассудится.

Удачи!

Самодельные генераторы для ветряка

С древних времен и до сегодняшнего дня человечество пытается найти альтернативные источники энергии. Но, несмотря на прогресс в абсолютно всех без исключения отраслях промышленности и регулярное внедрение в производство инновационных способов получения мощности, самыми надежными и распространенными по-прежнему остаются природные ресурсы – вода, ветер и пр. И если с монтажом гидроэлектростанции у рядового потребителя могут возникнуть проблемы, то оборудовать такой механизм, как ветряк для частного дома, в состоянии практически каждый хозяин. Именно об этом устройстве, его технических характеристиках, видах и особенностях монтажа далее пойдет речь.

Что собой представляет ветряной генератор?

Такой механизм представляет собой изделие, основное назначение которого заключается в преобразовании энергии ветра в электрическое напряжение. Подобными приборами, которые среди потребителей именуются ветряками, пользовались еще на заре нашей эры, только форма их, безусловно, была иной. Сегодня такое устройство значительно усовершенствовалось.

Основной ресурс для такого механизма – это ветер. Исходя из проводимых наблюдений, основывающихся на его скорости и плотности, специалисты выясняют, какой именно должна быть высота для размещения этого прибора, каким количеством лопастей он должен обладать и пр. Генераторы для ветряка производятся на специализированных предприятиях, однако многие хозяева предпочитают изготавливать такой механизм своими силами при помощи подручных средств. Но прежде чем говорить об особенностях этого процесса, следует выяснить, каким образом функционирует такой механизм.

Принцип работы самодельного ветряка

Очень похожей на систему этого генератора является знакомая всем турбина самолета. Главное отличие – у ветряка вращение лопастей происходит не за счет работы мощного двигателя. В основе функционирования лежит свободная энергия ветра, которая поглощается и впоследствии преобразуется в нужное хозяевам электричество.

Как правило, форма лопастей подбирается такая, чтобы любое, даже малейшее дуновение было ощутимым, а механизм сразу же на него реагировал. Несмотря на то что скорость вращения часто кажется низкой, малые шестерни крутятся гораздо быстрее больших, что не всегда заметно на первый взгляд. Работая таким образом, механизм прекрасно справляется с разгоном лопастей и энергия производится в нужном объеме.

Основные достоинства ветряных генераторов

К неоспоримым преимуществам подобных изделий можно отнести следующие:

– экологическая безопасность. Ветряк для частного дома никак не влияет на состояние атмосферы и не выделяет в воздух никаких вредных выхлопов и газов, поскольку топлива для его функционирования не требуется;

– как становится понятно, этот механизм очень выгоден с экономической точки зрения, так как тратиться на горючее не придется. Все расходы будут связаны лишь с монтажом структурных частей ветряка, и в частности его генератора.

Однако у такого функционального устройства все же есть и некоторые отрицательные характеристики, о которых нельзя не упомянуть.

Недостатки ветряков

Главный минус изделия – неспособность управлять скоростью его работы, что объясняет постоянную разницу в объеме производимой энергии. Говоря проще, при отсутствии ветра возникает неизбежная необходимость использовать иной источник, функционирующий уже на каком-либо топливе.

Кроме того, с точки зрения эргономичности подобные установки не очень удобны, поскольку они занимают много места. К тому же для максимального эффекта размещать их лучше всего на возвышенности, а не на равнинной местности.

Монтируя вертикальный ветряк, крайне важно согласовать его установку с соседями, так как встречаются случаи, когда этот механизм выступает серьезной помехой для телевизионных антенн, а уровень шума порой бывает слишком высоким.

Далее следует рассмотреть два основных типа ветряка – горизонтальный и вертикальный. У каждого из них есть свои особенности, связанные как с установкой, так и с эксплуатацией.

Устройство горизонтального ветрогенератора

Различие между двумя вышеупомянутыми видами этих механизмов заключается в расположении оси. Горизонтальный вариант является более распространенным для обеспечения электричеством небольших построек частного типа и состоит из следующих структурных компонентов:

  1. Роторный вал.
  2. Коробка передач.
  3. Непосредственно генератор.
  4. Система тормозов.

Перед тем как сделать ветряк, следует четко уяснить, что лопасти такого изделия должны изготавливаться из прочного металла, способного выдержать воздействия непогоды. Благодаря коробке передач весь механизм функционирует надежно. Для предотвращения непредвиденных ситуаций допускается монтаж дополнительного мотора, способного вырабатывать электрическую энергию.

Функционирование вертикального ветряка

Эта система оснащена роторным валом, расположенным уже не горизонтально, а прямо. Основное достоинство такой конструкции заключается в том, что свободная энергия, получаемая из воздуха, производится вне зависимости от какой-то конкретной силы ветра. Кроме того, совершенно необязательно монтировать подобный механизм на открытом участке, его в отличие от горизонтального образца можно установить внутри постройки.

Функционируют генераторы для ветряка, оборудованного вертикально, очень просто. Поступающая энергия преобразуется в электричество за счет вращающихся лопастей, которые, в свою очередь, работают благодаря роторному валу. При этом получаемое напряжение всегда можно не просто направить в жилое помещение, но и подвести к конкретному оборудованию или прибору.

Материалы для сборки ветрогенератора

Комплектация такого самодельного устройства не включает каких-либо деталей, которые трудно достать, как правило, все элементы есть в свободном доступе на рынке или в хозяйстве. Так, монтируется механизм при помощи следующих материалов:

  • автомобильный генератор для ветряка 12 V;
  • обычный аккумулятор той же мощности;
  • посуда, изготовленная из алюминия или нержавеющей стали, например, ведро или большая кастрюля;
  • реле автомобиля;
  • выключатель в виде кнопки;
  • специальный прибор для измерения напряжения – вольтметр;
  • провода нужной длины;
  • технические инструменты – дрель, отвертка, кусачки;
  • крепежные элементы в виде гаек, болтов и шайб.

Имея в наличии все вышеперечисленные материалы, можно начинать собирать горизонтальный или вертикальный ветряк.

Процесс изготовления

Если лопасти прибора будут изготавливаться из ведра, то его следует разделить на 4 части, соблюдая пропорции будущих деталей, а затем, не доходя до конца, вырезать элементы специальными ножницами, предназначенными для металла.

На дне и на шкиве необходимо разметить и просверлить отверстия для крепежа болтов. Важно, чтобы полученные проемы располагались симметрично друг другу, иначе, вращаясь, ветряк может крениться.

После этого лопасти следует немного отогнуть. Генераторы для ветряка могут крутиться в разные стороны, поэтому здесь следует учитывать, в каком направлении он движется, чтобы сместить в эту сторону металлические части. Угол сгиба напрямую влияет на скорость вращения.

Крепление ведра с подготовленными лопастями к шкиву осуществляется посредством болтов.

Далее к системе подключается генератор. Правильно совместив все провода, можно добиться бесперебойной работы оборудования и обеспечить электричеством не только жилые помещения, но и дополнительные коммуникации наподобие охранной сигнализации, видеонаблюдения и пр.

Существуют и другие варианты сборки, где используются совершенно иные детали, одна из которых – магнит для генератора ветряка. Но изделие, изготовленное из автомобильного аккумулятора, является самым простым в монтаже и эксплуатации.

Как защитить ветрогенератор от урагана

Бывают случаи, когда применение такого устройства является крайне нежелательным. В особенности это касается тех ситуаций, когда скорость порывов ветра превышает показатель в 8-9 м/с. В этом случае самодельное изделие нуждается в определенной защите.

Во время непогоды генераторы для ветряка лучше всего укрывать боковой лопатой. Такой механизм заслужил широкую популярность среди потребителей во многом благодаря простоте своего устройства. Монтируется эта лопата из стандартной профильной трубы, имеющей сечение 20x40x2,5 мм и обычного листа стали, толщина которого не должна превышать 1-2 мм.

Пружиной, удерживающей подобный элемент, может стать любой материал, изготовленный из углеродистой стали и обработанный цинком.

Установив такое защитное средство, можно быть спокойным за целостность генератора, так как даже самый сильный ветер не сможет нанести ему никаких механических повреждений. Касается это и всей конструкции изделия.

Правильный уход за самодельным ветряком

Для того чтобы созданное в домашних условиях оборудование функционировало нормально, следует руководствоваться следующими рекомендациями по его эксплуатации:

  1. Спустя несколько недель после первого запуска ветрогенератор необходимо опустить и проверить надежность всех креплений.
  2. Все структурные части генератора не реже двух раз в год обязательно нужно смазывать маслом.
  3. Заметив, что лопасти вращаются криво или постоянно дрожат, ветряк следует незамедлительно опустить и сразу устранить все неисправности.
  4. Щетки приемника тока следует проверять не реже одного раза в год. Это позволит избежать возможных неприятностей, связанный с замыканием в сети.
  5. Покраску структурных частей всего механизма можно выполнять один раз примерно в 2-3 года.

Таким образом, можно с уверенностью сказать, что гораздо проще и дешевле эксплуатировать именно самодельные ветряки. Генераторы, цены на которые являются весьма немаленькими, лучше всего изготавливать вручную, нежели приобретать дорогостоящее заводское оборудование. Важно лишь соблюсти все условности сборки, и тогда полученное устройство будет работать долго и надежно.

Низкооборотный генератор для ветряка – Автономное энергообеспечение

Добрый день

давно есть идея построить ветрогенератор, конечно не для промышленных масштабов а так для декоративной подсветки на фазенде,

вобщемто конструкция не сложная и можно сделать из подручных материалов, а вот само сердце конструкции никак не могу подобрать, в сети много разных материалов по постройки ветряков, если брать самодельные варианты то это на постоянных магнитах и катушки между ними, получается громоздко и геморойно в изготовлении, переделка асинхронников тоже связана с некоторыми трудностями, автомобильный генератор требует возбуждения и достаточно больших оборотов

жаль что промышленность не выпускает ничего подобного в законченном виде пригодного для конечного использования без переделок

 

была мысль использовать шаговый двигатель, он как раз подходит, низкое сопротивление вращения без нагрузки и хорошие характеристики на низких оборотах, но мне доставались только небольшие моторы которых недостаточно чтобы сделать чтото более или менее пригодное для зарядки аккумулятора

 

в целях эксперимента сделал простенький ветрячок с мотором от принтера, при ветре 2-4 м\с зажигает 4 светодиода до полной яркости, а если их разместить на лопостях то получается очень симпатично

 

http://www. youtube.com/watch?v=nhCJguTjddc&feature=player_embedded

 

так вот и возникла мысль переделать обычный автомобильный генератор по принципу шагового двигателя, тоесть заменить индукционный магнит на постоянные магниты, для этого нужно изготовить другой якорь и вставить в него неодимовые магниты, вот только осталось разобраться как именно нужно разместить магниты, какие по форме в какой последовательности и геометрически, по трудозатратам это вроде не так сложно

 

кто что подскажет в этом направлении

Изменено пользователем tank581

Самодельный ветрогенератор

Поделитесь статьей:

Для каждого огородника обеспечение электроэнергией своего дачного домика является актуальной проблемой. Когда возле участка есть линия электропередач, то соединиться с ней не составит никакого труда. А вот если ближайшая точка подключения находится за десятки километров? В качестве альтернативы можно использовать бензиновый или дизельный генератор. Однако учитывая стоимость топлива и дороговизну самого генератора, такой источник электроэнергии становится не всем по карману. Вот и задумывается все большее количество дачников о том, чтобы сконструировать самодельный ветрогенератор.

Кто не мечтал иметь альтернативный источник бесплатной электроэнергии? Преимущества ветрогенератора для получения неиссякаемого электричества неоспоримы:

  • не требуется особых знаний и значительных финансовых затрат для сооружения;
  • конструкция ветроустановки проста в изготовлении;
  • в зависимости от типа используемого генератора агрегат может обладать большой мощностью;
  • выработка электроэнергии не зависит от времени суток и года;
  • использование силы ветра экологично и не оказывает пагубного влияния на окружающую среду.

Для того чтобы соорудить самодельный ветрогенератор, необходимо определиться с такими основными моментами:

  • выбрать генератор;
  • определиться с типом конструкции и лопастями пропеллера;
  • выбрать монтажную конструкцию для крепления ветроустановки;
  • определиться со штангой или башней, на которой будет установлен генератор;
  • выбрать аккумуляторы и электронную систему управления зарядом;
  • если от ветрогенератора планируется получать напряжение в 220 В, необходимо выбрать инверторный блок.

Выбираем генератор

Многие любители производят сборку ветрогенераторов самостоятельно. Для этого необходимо обладать определенными знаниями, чтобы рассчитать всю конструкцию в целом: количество витков обмотки, силу тока и напряжения, мощность.

Более простым вариантом является создание ветроустановки на основе самого обыкновенного автомобильного генератора. Такой прибор можно купить на авторынке. Чтобы снизить затраты на сооружение ветряка, генератор лучше поискать на разборке машин или на том же авторынке среди б/у запчастей. Альтернативным источником может послужить генератор от грузовика, микроавтобуса или трактора. Мощность агрегата, взятого от тяжелой техники, будет выше.

Можно использовать и другие виды генераторов, которые окажутся под рукой. Кстати, в качестве такого агрегата может сгодиться и электродвигатель постоянного тока. При выборе генератора для самодельного ветряка стоит помнить, что он должен быть рассчитан на как можно более высокое постоянное напряжение, как можно меньшие обороты и большую силу тока.

Изготовление лопастей

Для изготовления лопастей можно использовать влагостойкую фанеру, оцинкованный лист, плексиглас, дерево или трубы ПВХ.

При изготовлении лопастей из ПВХ труб следует помнить, что их диаметр должен быть не менее 10 см. Эти параметры позволяют изготовить лопасти длиной около 50-60 см. Труба разрезается пополам, затем у одного из оснований вырезается квадрат размерами 5 на 5 см. Оставшийся участок будет служить местом крепления лопасти к маховику генератора. Вся труба срезается вдоль по диагонали таким образом, чтобы оставшаяся часть образовала лопасть.

Полезный совет. При обработке участка крепления на ПВХ трубе в углу отрезаемого квадрата следует просверлить небольшое отверстие. Такой способ поможет не убрать больше требуемого. Если этого не сделать и прорезать квадрат не по размеру, в скором времени высока вероятность выхода из строя лопасти.

При изготовлении лопастей из фанеры, оцинковки или другого подходящего листового материала изначально производят разметку листа при помощи заранее подготовленного лекала, а затем лопасти выпиливают лобзиком. Нужно обратить внимание на то, чтобы лопасти были установлены под определенным углом. Для этого необходимо предусмотреть специальные скошенные крепления между лопастями и маховиком генератора.
После того как лопасти подготовлены, их необходимо прикрепить к валу генератора. Для этого используют диск-маховик, в центре которого просверлено отверстие под вал генератора, а на периферии будут симметрично располагаться отверстия для крепления лопастей. Такой диск при наличии определенной сноровки и оборудования получится изготовить самостоятельно, а можно приобрести на все том же авторынке, подобрав наиболее подходящий вариант. Единственное, на что стоит обратить внимание – это отсутствие биения. Маховик должен быть точно сбалансирован. Если нарушить данное условие, то это быстро приведет в негодность подшипник или втулку на оси самого генератора. Тогда вся конструкция выйдет из строя.

Полезный совет. Для обеспечения аэродинамичности конструкции торец крепления лопастей к маховику следует закрыть декоративной обтекаемой крышкой. Деталь подходящего размера можно поискать в магазинах детских игрушек или сантехнического оборудования.

Монтажная конструкция для ветрогенератора

Перед тем как монтировать ветрогенератор на высокой штанге, необходимо предусмотреть поворотную опору для его крепления. Данная конструкция должна не только обеспечивать механическую устойчивость, но еще и поворачиваться при изменении направления ветра, тем самым подставляя лопасти генератора под воздушный поток.

В самом простом варианте в качестве такой опоры можно использовать доску подходящего размера. На одном конце крепят генератор с лопастями, а на другом размещают хвост. Его можно выполнить из толстого листа алюминия или плотного пластика. После установки и закрепления генератора на основании рекомендуется его накрыть защитным кожухом, который будет предохранять от атмосферных осадков.

У поворотной опоры после фиксирования генератора и хвоста необходимо найти центр тяжести – точку, в которой масса обеих частей будет одинаковой. В данном месте в дальнейшем будет необходимо установить опорный подшипник или втулку, при помощи которой конструкция будет крепиться к штанге.

Выбор места расположения для ветрогенератора

После окончательной сборки всей конструкции необходимо определиться с выбором места ее расположения. Устанавливать ветрогенератор рекомендуется на открытом, хорошо продуваемом участке на высоте от 3 метров. Для этого можно использовать специально установленную штангу или небольшую опору, которая будет закреплена, например, на одной из хозяйственных построек или столбике забора.

При монтаже конструкции необходимо следить за тем, чтобы генератор свободно поворачивался на штанге от небольшого дуновения ветра.

Полезный совет. При проектировании генератора можно предусмотреть механизм складывания хвостовой части при сильном ветре. Данное усовершенствование не даст повредить всю конструкцию и сохранит прибор в целостности при урагане.

Выбираем контроллер заряда и инвертор

Если от генератора планируется освещать не только садовые дорожки, но и получать напряжение 220 В для домашнего пользования, то ветроустановку необходимо снабдить аккумуляторами, инвертором и контроллером заряда. С самостоятельным изготовлением электронного блока лучше не заморачиваться. На сегодняшний день на рынке представлен большой выбор контроллеров заряда по весьма доступной цене.

В таком случае работа всей системы должна выглядеть так: ветрогенератор заряжает аккумуляторы, а электронный блок контролирует этот процесс. Разрядка аккумуляторов будет происходить через инвертор, тем самым обеспечивая напряжение в 220 В.

В качестве накопителей электроэнергии можно использовать несколько автомобильных аккумуляторов, которые для увеличения емкости рекомендуется соединить параллельно. В зависимости от необходимой мощности следует выбрать инвертор. Если планируется подключать одну-две лампочки, то вполне будет достаточно мощности в 200-300 Вт, а вот если возникнет необходимость подключения телевизора и холодильника, то оптимальным будет выбор инвертора с мощностью около 2 кВт.

При планировании всей системы необходимо произвести полный расчет по мощности и времени зарядки. Это позволит в оптимальном режиме производить эксплуатацию аккумуляторных блоков, предотвращая их полный разряд.

Заключение

Наличие ветрогенератора на участке – гордость для хозяев и источник бесплатной электроэнергии в доме. Стоит помнить, что такой агрегат – это только часть энергонезависимой системы. Наибольшая эффективность ее работы достигается при комбинировании с солнечными батареями или гидроэлектростанцией.

Статьи по теме:

  • Система капельного полива для теплиц Технология выращивания сельскохозяйственных культур в теплице по многим параметрам отличается от процесса культивирования в открытом грунте. И не только правильный температурный режим и […]
  • Ворота для гаража своими руками Практически у каждого автомобилиста имеется помещение для его машины. И совсем не важно, какой это гараж: деревянный или кирпичный, стационарный или переносной. Любой из них имеет один […]
  • Теплица из оконных рам Каждому садоводу-огороднику ранней весной хочется насладиться вкусом овощей и зелени, выращенных своими руками на собственной грядке! Осуществить такое желание достаточно просто – нужно […]
  • Теплицы: обзор видов Вот и начался дачный сезон. Все свободное время мы проводим на участке, убирая и подготавливая его к посадке. Но пока дождешься тепла, растения ведь должны высаживаться только в прогретую […]

A Учебник по малым ветряным турбинам

Ветер долгое время был важным источником энергии в США. Механический ветряк был одним из двух «высокотехнологичных» изобретений (вторым была колючая проволока) конца 1800-х годов, которые позволили нам освоить большую часть наших западных границ. С 1860-х годов в США было установлено более 8 миллионов механических ветряных мельниц, и некоторые из этих установок эксплуатируются более ста лет. Еще в 1920-х и 1930-х годах, до того, как REA начала субсидировать сельские электрические курятники и линии электропередачи, фермерские семьи по всему Среднему Западу использовали ветряные генераторы для питания освещения, радиоприемников и кухонных приборов.Скромная ветряная промышленность, созданная к 1930-м годам, была буквально вытеснена из бизнеса государственной политикой, поощрявшей строительство линий электропередач и электростанций, работающих на ископаемом топливе.

В конце 1970-х и начале 1980-х годов повышенный интерес снова был сосредоточен на энергии ветра как на возможном решении энергетического кризиса. Поскольку домовладельцы и фермеры искали различные альтернативы возобновляемым источникам энергии для производства электроэнергии, небольшие ветряные турбины стали наиболее рентабельной технологией, способной сократить их счета за коммунальные услуги.Налоговые льготы и благоприятные федеральные правила (PURPA) позволили в период с 1976 по 1985 год установить в отдельных домах более 4500 небольших ветряных систем мощностью 1–25 кВт, подключенных к коммунальным предприятиям. За тот же период было установлено еще 1000 систем в различных удаленных приложениях. Небольшие ветряки были установлены во всех пятидесяти штатах. Однако ни одна из небольших компаний по производству ветряных турбин не принадлежала крупным компаниям, приверженным долгосрочному развитию рынка, поэтому, когда в конце 1985 года истек срок действия федеральных налоговых льгот, а два месяца спустя цены на нефть упали до 10 долларов за баррель, турбинная промышленность вновь исчезла. Компании, которые пережили эту «рыночную корректировку» и сегодня производят небольшие ветряные турбины, имеют самые надежные машины и самую лучшую репутацию.

Стоимость малых ветряных турбин

Небольшие ветряные турбины могут стать привлекательной альтернативой или дополнением к фотогальванике. В отличие от фотоэлектрических систем, стоимость которых в основном остается неизменной независимо от размера массива, ветряные турбины становятся дешевле с увеличением размера системы.

Например, небольшая ветряная турбина мощностью 50 Вт будет стоить около 8 долларов.00/Ватт по сравнению с примерно $6,00/Ватт для фотоэлектрического модуля. Вот почему, при прочих равных, PV дешевле для очень малых нагрузок. Однако по мере увеличения размера системы это «эмпирическое правило» меняется на противоположное. При мощности 300 Вт стоимость ветряной турбины снижается до 2,50 долл. США за ватт (1,50 долл. США за ватт в случае Southwest Windpower Air 403), в то время как стоимость фотоэлектрических установок по-прежнему составляет 6,00 долл. США за ватт. Для ветровой системы мощностью 1500 Вт стоимость снижается до 2 долларов за ватт, а для 10 000 Вт стоимость ветрогенератора (без учета электроники) снижается до 1 доллара.50/ватт.

Стоимость регуляторов и средств управления практически одинакова для фотоэлектрических и ветряных электростанций. Несколько удивительно, что стоимость башен для ветрогенераторов примерно такая же, как стоимость эквивалентных фотоэлектрических стоек и трекеров. Стоимость проводки обычно выше для фотоэлектрических систем из-за большого количества соединений.

Для домовладельцев, подключенных к коммунальной сети, небольшие ветряные турбины обычно являются лучшим «следующим шагом» после того, как были проведены все меры по сохранению и повышению эффективности.Типичный дом потребляет от 800 до 2000 кВтч электроэнергии в месяц, а ветряная турбина или фотоэлектрическая система мощностью 4-10 кВт — это то, что нужно для удовлетворения этого спроса. При таком размере небольшие ветряные турбины могут быть намного дешевле.

Надежность малых ветряных турбин

В прошлом надежность была «ахиллесовой пятой» малых ветряных турбин. Небольшие турбины, разработанные в конце 1970-х годов, имели заслуженную репутацию не очень надежных. Сегодняшние продукты, однако, технически более совершенны по сравнению с этими более ранними устройствами, и они значительно более надежны.В настоящее время доступны небольшие турбины, которые могут работать 5 и более лет даже в суровых условиях без необходимости технического обслуживания или проверок, а также предоставляется 5-летняя гарантия. Надежность и стоимость эксплуатации этих установок не уступает фотоэлектрическим системам.

Доступность энергии ветра

Энергия ветра – это форма солнечной энергии, получаемая за счет неравномерного нагрева поверхности Земли. Ветровые ресурсы лучше всего использовать вдоль береговой линии, на холмах и в северных штатах, но пригодные для использования ветровые ресурсы можно найти в большинстве районов.В качестве источника энергии энергия ветра менее предсказуема, чем солнечная энергия, но обычно она доступна в течение большего количества часов в течение дня. Ветровые ресурсы зависят от рельефа местности и других факторов, которые делают их гораздо более специфичными для конкретного места, чем солнечная энергия. Например, в холмистой местности у вас и вашего соседа, вероятно, будет одинаковый солнечный ресурс. Но у вас может быть гораздо лучший ветровой ресурс, чем у вашего соседа, потому что ваша собственность находится на вершине холма или имеет лучшее воздействие на преобладающее направление ветра.И наоборот, если ваша собственность находится в овраге или на подветренной стороне холма, ваш ветровой ресурс может быть значительно ниже. В связи с этим энергию ветра следует рассматривать более внимательно, чем солнечную энергию.

Энергия ветра следует сезонным моделям, которые обеспечивают наилучшую производительность в зимние месяцы и самую низкую производительность в летние месяцы. Это полная противоположность солнечной энергии. По этой причине ветряные и солнечные системы хорошо работают вместе в гибридных системах. Эти гибридные системы обеспечивают более стабильную круглогодичную производительность, чем системы, работающие только на ветровой или фотоэлектрической энергии. Одним из наиболее активных сегментов рынка для небольших производителей ветряных турбин являются владельцы фотоэлектрических систем, которые расширяют свои системы за счет энергии ветра.

Механика малых ветряных турбин

Большинство ветряных турбин представляют собой пропеллерные системы с горизонтальной осью. Системы с вертикальной осью, такие как взбивалка для яиц типа Darrieus и системы типа S-образного ротора типа Savonius, оказались более дорогими. Ветряная турбина с горизонтальной осью состоит из ротора, генератора, основной рамы и, как правило, хвостовой части.Ротор улавливает кинетическую энергию ветра и преобразует ее во вращательное движение для привода генератора. Ротор обычно состоит из двух или трех лопастей. Трехлопастной блок может быть немного более эффективным и будет работать более плавно, чем ротор с двумя лопастями, но они также стоят дороже. Лопасти обычно изготавливаются из дерева или стекловолокна, потому что эти материалы обладают необходимым сочетанием прочности и гибкости (и они не мешают телевизионным сигналам!).

Генератор обычно специально разработан для ветряной турбины.Генераторы переменного тока с постоянными магнитами популярны, потому что они устраняют необходимость в обмотках возбуждения. Низкооборотный генератор с прямым приводом является важной особенностью, поскольку системы, в которых используются редукторы или ремни, обычно не отличаются надежностью. Основная рама является структурной основой ветряной турбины и включает в себя «контактные кольца», которые соединяют вращающуюся (поскольку она указывает на изменение направления ветра) ветряную турбину и неподвижную проводку башни. Хвост выравнивает ротор по ветру и может быть частью защиты от превышения скорости.

Ветродвигатель обманчиво сложен в разработке, и многие из первых агрегатов были не очень надежными. Фотоэлектрический модуль по своей природе надежен, поскольку в нем нет движущихся частей, и, как правило, один фотоэлектрический модуль так же надежен, как и другой. С другой стороны, ветряная турбина должна иметь движущиеся части, а надежность конкретной машины определяется уровнем навыков, используемых при ее проектировании и проектировании. Другими словами, может быть большая разница в надежности, прочности и ожидаемом сроке службы от одного бренда к другому.Это урок, который часто ускользает от дилеров и клиентов, привыкших работать с солнечными модулями.

Малые башни ветряных турбин

Ветряная турбина должна иметь четкую направленность на ветер, чтобы работать эффективно. Турбулентность, которая одновременно снижает производительность и «нагружает» турбину сильнее, чем гладкий воздух, наиболее высока у земли и уменьшается с высотой. Кроме того, скорость ветра увеличивается с высотой над землей. Как правило, вы должны установить ветряную турбину на башне так, чтобы она находилась не менее чем в 30 футах над любыми препятствиями в пределах 300 футов.Меньшие турбины обычно устанавливаются на более короткие башни, чем большие турбины. Например, турбина мощностью 250 Вт часто устанавливается на башне высотой 30–50 футов, а для турбины мощностью 10 кВт обычно требуется башня высотой 80–120 футов. Мы не рекомендуем устанавливать ветряные турбины в небольших зданиях, в которых живут люди, из-за присущих им проблем турбулентности, шума и вибрации.

Наименее дорогой тип мачты — это мачта с растяжками, которая обычно используется для радиолюбительских антенн. Башни с оттяжками меньшего размера иногда строятся из трубчатых секций или труб.Самонесущие башни решетчатой ​​или трубчатой ​​конструкции занимают меньше места и более привлекательны, но и дороже. Телефонные столбы можно использовать для небольших ветряных турбин. Башни, особенно башни с оттяжками, могут быть закреплены на петлях у основания и соответствующим образом оборудованы, чтобы их можно было наклонять вверх или вниз с помощью лебедки или транспортного средства. Это позволяет выполнять все работы на уровне земли. Некоторые башни и турбины могут быть легко установлены покупателем, в то время как другие лучше доверить обученным специалистам.Устройства против падения, состоящие из троса с фиксирующей направляющей, доступны и настоятельно рекомендуются для любой башни, на которую нужно подняться. Следует избегать алюминиевых опор, так как они склонны к образованию трещин. Башни обычно предлагаются производителями ветряных турбин, и покупка одной из них — лучший способ обеспечить надлежащую совместимость.

Оборудование удаленных систем

Оборудование баланса систем, используемое с небольшой ветряной турбиной в удаленном приложении, по существу такое же, как и для фотоэлектрической системы.Большинство ветряных турбин, предназначенных для зарядки аккумуляторов, оснащены регулятором для предотвращения перезарядки. Регулятор специально разработан для работы с этой конкретной турбиной. Фотоэлектрические регуляторы, как правило, не подходят для использования с небольшими ветряными турбинами, потому что они не предназначены для обработки изменений напряжения и тока, характерных для турбин. Выход регулятора обычно подключается к центру источника постоянного тока, который также служит точкой подключения для других источников постоянного тока, нагрузок и аккумуляторов.Для гибридной системы фотоэлектрическая и ветровая системы подключаются к центру источника постоянного тока через отдельные регуляторы, но, как правило, никаких специальных средств управления не требуется. Для небольших ветряных турбин общее эмпирическое правило заключается в том, что емкость аккумуляторной батареи в Ач должна как минимум в шесть раз превышать максимальный зарядный ток возобновляемых источников энергии, включая любые фотоэлектрические элементы. Ветроэнергетика имеет хороший опыт использования аккумуляторных батарей меньшего размера, чем те, которые обычно рекомендуются для фотоэлектрических приложений.

Быть собственной коммунальной компанией

Федеральные правила PURPA, принятые в 1978 году, позволяют вам подключать подходящий генератор, работающий на возобновляемых источниках энергии, к вашему дому или бизнесу, чтобы сократить потребление электроэнергии, поставляемой коммунальными службами.Этот же закон требует, чтобы коммунальные предприятия покупали любую избыточную электроэнергию по цене (избегаемая стоимость), как правило, ниже розничной стоимости электроэнергии. Примерно в полудюжине штатов с «вариантами выставления счетов за чистую энергию» небольшим системам разрешено запускать счетчик в обратном направлении, поэтому они получают полную розничную ставку за избыточное производство. Из-за высоких накладных расходов коммунальных служб на ведение нескольких специальных счетов клиентов, обрабатываемых вручную, выставление счетов за чистую энергию на самом деле обходится им дешевле. В этих системах не используются батареи.Выходная мощность ветряной турбины совместима с электроэнергией сети с помощью инвертора с линейной коммутацией или асинхронного генератора. Затем выход подключается к панели бытового выключателя на специальном выключателе, как большой прибор. Когда ветряная турбина не работает или не вырабатывает столько электроэнергии, сколько нужно дому, дополнительная необходимая электроэнергия поставляет коммунальное предприятие. Точно так же, если турбина выдает больше энергии, чем нужно дому, избыток мгновенно «продается» коммунальным предприятиям.По сути, коммунальное предприятие действует как очень большой банк аккумуляторов, и коммунальное предприятие «видит» ветряную турбину как отрицательную нагрузку. После более чем 200 миллионов часов взаимосвязанной работы мы теперь знаем, что небольшие ветряные турбины, соединенные между собой, безопасны, не мешают работе ни коммунального, ни пользовательского оборудования и не нуждаются в каком-либо специальном защитном оборудовании для успешной работы.

Сотни домовладельцев по всей стране, которые установили ветряные турбины мощностью 4–12 кВт во времена налоговых льгот в начале 1980-х годов, теперь полностью оплачены и получают ежемесячные счета за электроэнергию в размере 8–30 долларов США, в то время как их соседи имеют счета в диапазоне 100-200 долларов в месяц.Проблема, конечно, в том, что эти налоговые льготы давно закончились, и без них большинство домовладельцев сочтут стоимость подходящего ветрогенератора непомерно высокой. Например, турбина мощностью 10 кВт (наиболее распространенный размер для дома) обычно стоит 28 000–35 000 долларов США. Для тех, кто платит 12 центов за киловатт-час или более за электроэнергию в районе со средней скоростью ветра 10 миль в час или более (класс 2 Министерства энергетики США) и с площадью земли или более (большие турбины), жилой ветряк турбина конечно заслуживает внимания.Сроки окупаемости обычно составляют 8-16 лет, а некоторые ветряные турбины рассчитаны на тридцать и более лет.

Производительность малой ветряной турбины

Номинальная мощность ветряной турбины не является хорошей основой для сравнения одного продукта с другим. Это связано с тем, что производители могут свободно выбирать скорость ветра, при которой они оценивают свои турбины. Если номинальные скорости ветра не совпадают, то сравнение двух продуктов может ввести в заблуждение. К счастью, Американская ассоциация ветроэнергетики приняла стандартный метод оценки эффективности производства энергии.Производители, которые следуют стандарту AWEA, будут предоставлять информацию о годовой выработке энергии (AEO) при различных среднегодовых скоростях ветра. Эти цифры AEO подобны расчетному расходу топлива EPA для вашего автомобиля, они позволяют вам честно сравнивать продукты, но они не говорят вам, какова будет ваша фактическая производительность («ваша производительность может отличаться»).

Карты ресурсов ветра для США были составлены Министерством энергетики. Эти карты показывают ресурс по «классам мощности», что означает, что средняя скорость ветра, вероятно, будет находиться в определенном диапазоне.Чем выше класс мощности, тем лучше ресурс. Мы говорим, вероятно, из-за эффектов местности, упомянутых ранее. На открытой местности карты DOE вполне хороши, но в холмистой или гористой местности их следует использовать с большой осторожностью. Ресурс ветра определяется для стандартной высоты датчика ветра 33 фута (10 м), поэтому вы должны скорректировать среднюю скорость ветра для высоты ветряной башни выше этой высоты, прежде чем использовать информацию об УЭО, предоставленную производителем. Производительность ветряных турбин также обычно снижается из-за высоты, как у самолета, и из-за турбулентности.Производители ветряных турбин обычно могут предоставлять компьютерные прогнозы производительности своих турбин практически на любом объекте.

Как правило, энергию ветра следует учитывать, если средняя скорость ветра превышает 8 миль в час (большинство, но не все, класс 1 и все другие классы) для удаленного применения и 10 миль в час (класс 2 или выше) для удаленного применения. утилитарное приложение. Если вы живете в не слишком холмистой местности, то карту ветряных ресурсов Министерства энергетики можно использовать для достаточно точного расчета ожидаемой производительности ветряной турбины на вашем участке. В условиях сложного рельефа необходимо оценить экспозицию участка, чтобы скорректировать среднюю скорость ветра, используемую для этого расчета. В большинстве случаев нет необходимости контролировать скорость ветра с помощью записывающего анемометра перед установкой небольшой ветряной турбины. Но в некоторых ситуациях стоит потратить $300-1000 и подождать год, чтобы выполнить ветровую съемку. Производители и продавцы оборудования могут помочь разобраться в этих вопросах.

Книги по ветроэнергетике

На сегодняшний день лучшим источником общей информации о технологии и применении малых ветряных турбин является книга, написанная в 1993 году Полом Гипом.Г-н Гип имеет более чем 15-летний опыт работы с малыми ветроустановками и является всемирно известным автором и лектором по этому вопросу. Эта книга «Энергия ветра для дома и бизнеса » находится в мягком переплете и содержит чуть более 400 страниц. Книга Джайпа легко читается, в ней много примеров, иллюстраций и много здравого смысла. Мы настоятельно рекомендуем это.

Ветрогенераторы для домашнего использования – самодельная турбина

ОСНОВНЫЕ ФАКТЫ

Если вы живете в ветреной сельской местности со среднегодовой скоростью ветра не менее 8-10 миль в час, вполне реально использовать небольшой ветряной генератор для обеспечения электроэнергией вашего дома, снижения счетов за коммунальные услуги или обеспечить аварийное резервное питание.Это руководство расскажет, как это работает и что нужно знать, чтобы сделать правильный выбор. Давайте просто начнем с краткой технической справки.

Ветряные генераторы для домашнего использования мощностью от нескольких сотен ватт до десятков киловатт с роторами обычно диаметром до 25 футов.

Большинство небольших ветряных турбин, подходящих для домов, представляют собой трехфазные системы с неподвижными лопастями с горизонтальной осью и постоянными магнитами . Вращение их ротора зависит от скорости воздуха и, следовательно, создает напряжение переменного тока с переменной амплитудой и частотой. Это напряжение не может использоваться напрямую обычными бытовыми электроприборами. Его необходимо выпрямить, а затем преобразовать в регулируемый переменный ток постоянной частоты, совместимый с электросетью. Преобразование осуществляется твердотельным инвертором, который работает как импульсный источник питания (SMPS). Причина, по которой ветровые системы обычно используют 3-фазный генератор переменного тока, заключается в том, что выпрямленное 3-фазное напряжение имеет коэффициент пульсации в десять раз ниже, чем у однофазной цепи. Следовательно, требуется гораздо более низкое значение сглаживающей емкости для получения выходного постоянного тока с заданной величиной пульсаций.

ТИПЫ СИСТЕМ

В общем, существует три основных типа систем возобновляемой энергии: автономные, сетевые и сетевые с резервным аккумулятором.

Автономные (или автономные ) системы работают независимо от электросети. Поскольку ветряные турбины не хранят энергию и могут генерировать электричество только при достаточном движении воздуха, для непрерывной подачи энергии в ваш дом выработанная энергия должна храниться в батареях. Из-за неравномерного потока энергии от турбин аккумуляторная батарея должна быть значительно увеличена, если ваша установка не имеет другого источника питания.Чтобы уменьшить их размер, автономные ветровые системы обычно дополняются солнечными электрическими системами или вспомогательными генераторами, которые питаются от дизельных или пропановых баллонов.

Сетевые установки подключены параллельно к существующим электрическим сетям. Вырабатываемая ими энергия подается непосредственно в бытовую электропроводку, что снижает потребление электроэнергии коммунальными службами. Специальный сетевой инвертор синхронизирует свою работу с сетью. Всякий раз, когда мощность, производимая турбиной, превышает ваши потребности, инвертор отправляет излишки в сеть.Однако, вопреки распространенному заблуждению, такая безбатарейная система не обеспечит резервного питания во время отключений электроэнергии даже при достаточном притоке воздуха. Частота инвертора в такой системе задается линией электропередачи. Во время отключения питания инвертор не получает опорное напряжение для работы. Кроме того, требуется автоматическое отключение от вашей проводки, чтобы предотвратить обратное питание в «мертвые» инженерные сети.

Это схема типичного ветрогенератора с трансформаторно-изолированным выходом.Такую безбатарейную конфигурацию можно использовать, если вы подключены к сети или у вас есть другие источники питания.

Сетевые системы с резервным аккумулятором используют специальные сетевые инверторы с дополнительным встроенным реле переключения. Они могут уменьшить ваши счета за коммунальные услуги так же, как системы связи сетки. В нормальных условиях часть энергии в таких системах расходуется на поддержание заряда аккумуляторных батарей. Во время отключения электроэнергии автоматический выключатель автоматически отключит сеть и продолжит питание всего дома или отдельных потребителей за счет энергии, накопленной в аккумуляторной батарее.

Проводка, идущая от турбины вниз по башне, идет к распределительной коробке основания башни, от которой можно проложить кабель к распределительной коробке входа в дом, а затем к выпрямителю, инвертору и, возможно, дополнительному зарядному устройству. Некоторые турбины для жилых помещений выпрямляют выходное переменное напряжение на вершине башни и подают его вниз в виде постоянного тока. Имеющиеся в продаже домашние ветрогенераторы обычно поставляются с блоком управления, который сочетает в себе функции выпрямителя и зарядного устройства. Он обеспечивает постоянный ток, который обычно подходит для батарей 12 В или 24 В или для инверторов с низким входным напряжением.Если вы видите в продаже модель, в описании которой указан выход постоянного тока, это означает, что инвертор не входит в комплект и его необходимо приобретать отдельно. Системы большей мощности (> 5 кВт) обычно продаются с инвертором. Чтобы уменьшить потери проводимости, такие системы часто имеют более высокий уровень напряжения в звене постоянного тока (до 600 В постоянного тока).

Общие требования к проводке и установке приведены в Национальном электротехническом кодексе 2014 года. Его статья 694 распространяется на небольшие бытовые ветроэлектрические системы мощностью до 100 кВт. Также могут применяться другие статьи, такие как 110, 250, 300, 310, 480 и 702. Имейте в виду, что установка и эксплуатация любой турбины представляет определенную степень риска . Проконсультируйтесь с последним NFPA 2014 года, местными нормами и рекомендациями производителя для всех ваших проектных решений.

Журнал Home Energy – Блог :: Самодельный ветряк за 5 простых шагов

Узнайте, как построить ветряк на заднем дворе за 5 простых шагов.

Итак, вы хотите построить ветряк на заднем дворе и ежегодно экономить сотни долларов? Что ж, вы пришли в нужное место.В этом посте вы узнаете, как построить ветряк на заднем дворе с нуля. Коммерческие ветряные турбины аналогичного размера обойдутся вам в пару сотен долларов, но, приложив немного усилий, вы сможете сэкономить так много денег, и, поскольку вы сконструировали ее самостоятельно, вы поймете внутреннюю работу ветряной турбины в процессе. Посетите нашу страницу Renewable Energy Methods , чтобы скачать электронную версию этого поста. Плюс загружает больше бесплатных ресурсов на сайт!

Этот пост сократит проект до пяти систем.Если атаковать по одному, проект не покажется слишком сложным. В этом руководстве описано, как собрать и собрать блейды, генератор, концентратор и башню, контроллер заряда и аккумуляторные батареи. Объясняется техническая основа каждой системы, а затем объясняется, как вы можете создать свою собственную.

1. Лезвия

Что вы замечаете в первую очередь, когда смотрите на ветряк? Лопасти, что ли? Что ж, именно с этого мы и начнем. Мы должны рассмотреть несколько различных ориентаций ветряных турбин, поэтому давайте обсудим их, прежде чем мы сузим круг до того, какой именно дизайн лучше всего подходит для ваших нужд.

Сначала поговорим об оси. Существует два типа конструкции ветряных турбин: ветряная турбина с горизонтальной осью (HAWT) и ветряная турбина с вертикальной осью (VAWT). Ветряная турбина с горизонтальной осью означает, что главная ось турбины удерживается в воздухе параллельно земле, а лопасти вращаются перпендикулярно земле, как показано на рисунке ниже. Этот 3-лопастной веерообразный дизайн, который мы все знаем и любим, доминирует в индустрии ветряных турбин, и его можно увидеть на ветряных электростанциях по всему миру.Многие эксперты считают, что это лучший выбор дизайна, поскольку он может производить больше электроэнергии из заданного количества ветра.

Это очень важно для крупномасштабных операций, где решающее значение имеет постоянное производство энергии, поэтому легко понять, почему они доминируют в отрасли ветроэнергетики. Однако в небольших приложениях, таких как ветряные турбины на заднем дворе, ветряная турбина с вертикальной осью может оказаться более эффективной.

Конструкция VAWT может быть хорошим вариантом для небольшого проекта. У него есть несколько преимуществ по сравнению с более распространенной конструкцией: это более прочный вариант в условиях турбулентного ветра, он может генерировать энергию от ветра в радиусе поворота на 360 градусов, в отличие от того, в каком направлении обращена турбина, что приводит многих экспертов к считают, что VAWT в целом является более эффективной конструкцией, поскольку он может генерировать больше электроэнергии в условиях переменного ветра, когда ветер дует непостоянно.

Эту конструкцию аэродинамического профиля можно легко создать из листа твердой древесины легкой стали, если у вас есть доступ к мастерской и соответствующие режущие инструменты. Тем не менее, для тех из нас, у кого нет простого трюка, это использовать трубу из ПВХ. Это труба, которую вы можете видеть, обычно используется для подземных водопроводов и канализационных труб. Вы можете легко пойти в местный хозяйственный магазин и купить несколько метровых отрезков этого типа трубы, и если вам повезет, это не будет стоить их времени, поэтому они будут бесплатными! Теперь все, что вам нужно сделать, это разрезать трубу пополам, а затем на четыре части с помощью ручной пилы, и вы получите идеально легкие, прочные и долговечные лезвия с аэродинамическим профилем.

2. Генератор

Генератор является одной из важнейших частей ветряной турбины. Это компонент, который преобразует ветер в полезную электроэнергию. Итак, как это работает? Разобьем его на несколько простых компонентов. Итак, для начала генератор состоит из нескольких катушек медной проволоки, вращающихся вокруг сильного магнита. Магнитное поле, создаваемое магнитами, заставляет электроны в медной проволоке двигаться, а затем течь. Следовательно, у нас есть электрический ток в проводах, и это в основном то, что электричество, поток электронов через проводник (здесь это медный провод).Как мы вращаем катушки меди? Ну, вот где ветер.

Теперь вы можете создать свой собственный простой генератор или купить его на одном из многочисленных онлайн-сайтов, продающих их по дешевке (eBay, Amazon, Alibaba). Чтобы построить свой собственный, вам понадобится пара отрезков медной проволоки, которую вы можете купить в местном хозяйственном магазине, и несколько сильных магнитов. Установите магниты на цилиндрическую трубку. Это может быть как простая пластиковая бутылка, но ради прочности и долговечности лучше рассмотреть стальной или деревянный сосуд.Медная проволока должна быть намотана на стержень или диск с валом на конце, где может быть установлена ​​ступица лопатки турбины. Убедитесь, что ваша конструкция предусматривает способ крепления ступицы лопастей турбины к валу витков проволоки, чтобы он мог вращаться под действием ветра.

И это очень много, если вы только что создали генератор электроэнергии. Как только катушки проволоки и магниты будут установлены в выбранной вами ориентации, простое скручивание смонтированных проводов будет генерировать для вас чистую возобновляемую электроэнергию.Выходное напряжение вашей конструкции можно измерить с помощью мультиметра, чтобы убедиться, что она работает правильно.

Если вы решите купить его через Интернет, вам следует знать несколько вещей. Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами работают как генераторы, однако они не были предназначены для работы в качестве генераторов, поэтому они не очень хороши в качестве генераторов. При использовании двигателя в качестве генератора двигатель должен вращаться намного быстрее, чем его номинальная скорость, чтобы производить что-либо близкое к их номинальному напряжению. Это максимальное напряжение, которое может выдать генератор.Вы хотите, чтобы ваша турбина работала в районе этого значения, чтобы она работала эффективно. Вам нужен двигатель, рассчитанный на высокое напряжение постоянного тока, низкую скорость вращения в минуту (об/мин) и высокий ток. Старайтесь держаться подальше от двигателей с низким напряжением и высокими оборотами. Вам нужен двигатель, который будет выдавать более 12 вольт на низких оборотах, и полезный уровень тока, чтобы он мог легко питать 24-вольтовую батарею. Можно ожидать, что двигатель, рассчитанный на 300 об/мин при напряжении 30 В, при использовании в качестве генератора будет вырабатывать 12 В или выше при достаточно низких оборотах.С другой стороны, двигатель, рассчитанный на пару тысяч оборотов в минуту и ​​выдающий 24 вольта, не будет производить 12 вольт в качестве генератора, пока он не будет вращаться со скоростью в несколько тысяч оборотов в минуту, что слишком быстро для ветряной турбины и может привести к повреждению его, его окружение или даже вас. Итак, попробуйте купить двигатели, используя информацию выше.

3. Ступица и башня

Ступица необходима только для ветряной турбины с вертикальной осью. Если вы выберете ветряк с горизонтальной осью, то достаточно просто установить лопасти на ступицу генератора.Ступица (или основная стойка) вашей ветряной турбины будет самой простой частью сборки. Хотя это не значит, что он не является ключевым компонентом. Вы захотите сделать это правильно ради структурной целостности вашей ветряной турбины. Это может быть такая же простая древесина, как деревянная доска, но вы должны убедиться, что это твердая древесина, которая соответствующим образом обработана, чтобы она могла выжить на открытом воздухе под ветром и дождем в течение нескольких лет. Ваш концентратор должен содержать 3 основных компонента; генератор (к которому в этот момент должны быть прикреплены лопасти), хвостовой плавник и противовес.Удержание генератора очевидно, но что делают хвостовой плавник и противовес? Когда ребро установлено на противоположном конце ступицы от генератора, это гарантирует, что турбина всегда направляет лопасти к ветру. Противовес не даст вашим лопастям опрокинуть турбину и гарантирует, что ступица вашей турбины останется в вертикальном положении. Подсчитываемый груз должен быть идеально установлен под плавником, но также может быть установлен с любой стороны плавника, что может быть проще.

Корпус втулки представляет собой простой деревянный блок с тонким листом фанеры, прикрепленным к втулке в качестве ребра.Противовес представляет собой пластиковую бутылку, наполненную песком и привязанную кабельными стяжками к основному ступичному блоку. Это не идеальная конструкция, но она проста, экономична и легко крепится, поэтому ее стоит рассмотреть. Вы можете легко улучшить эту конструкцию, найдя несколько свинцовых противовесов и прикрепив их болтами к бабке. Или создайте свою втулку из стали, и если у вас есть доступ к одной из них, приварите к задней части тяжелую сталь. Опять же, окончательный дизайн вашей ветряной турбины зависит от вас, и то, что показано здесь, является лишь наброском.

Теперь вашу турбину нужно поднять в воздух над любыми деревьями или зданиями, потенциально блокирующими ее от прямого ветра. Для этого вам понадобится башня, чтобы поднять турбину в воздух и эффективно использовать энергию ветра. Ваш горожанин должен находиться на высоте около 9 футов или около 3 метров в воздухе, чтобы очистить большинство небольших зданий и окружающих деревьев. Еще один совет — поставить турбину на открытом воздухе вдали от деревьев и зданий, чтобы вообще избежать этой проблемы. Башня должна быть сделана из стали, потому что, если этот компонент выйдет из строя, это может привести к повреждению турбины или окружающего пространства, поэтому этого следует избегать.Вы можете построить горожанку из стального стержня или трубы, которые можно легко найти в местном хозяйственном магазине, и вам следует снова попробовать бесплатный наконечник для обрезки, чтобы снизить стоимость вашей турбины. Если нет, вы можете дешево купить пару длин в магазине и с несколькими сварными соединениями, чтобы вы могли сделать стержни достаточно длинными для башни. Опять же, если у вас нет доступа к сварочному аппарату, нескольких просверленных отверстий и нескольких болтов будет достаточно, чтобы соединить стержни до нужной длины. Еще один совет, как поднять башню до нужной высоты без сварки или крепления болтами, — это взять несколько отрезков стального стержня с кнопочными вставками.Вы знаете такие, где стержень узкий с одного конца и более широкий с другого, поэтому они могут легко входить друг в друга и реализовываться с помощью кнопки. Их можно легко собрать и получить отличную башню для башни ветряной турбины.

Наконец, ваш хаб должен быть прикреплен к башне, и башня должна быть возведена. Ступица должна поворачиваться, чтобы плавник мог направлять лопасти в направлении ветра, как обсуждалось выше. Для достижения этой конструкции вы можете просто прикрепить болт, диаметр которого меньше диаметра стержня, чтобы он мог входить прямо, как показано на рисунке 7.Убедитесь, что болт имеет длину около фута или 0,3 метра для прочной конструкции. Теперь ступица должна свободно вращаться на вершине башни. Чтобы ступица могла свободно вращаться, когда ветер меняет направление, добавьте немного смазки в виде масла на болт, чтобы энергия ветра не терялась на трение. Для удержания башни в вертикальном положении к нижнему стержню прикрепили широкое основание. Можно снова использовать болтовой метод или приварить его к металлической пластине. Затем просто закрепите башню на земле с помощью проволоки или веревки и привяжите их к земле, и ваша ступица и башня должны быть в рабочем состоянии и достаточно прочными, чтобы выдержать самые сильные штормы.

4. Контроллер заряда

Независимо от того, строите ли вы свой собственный или покупаете его, вам понадобится какой-то контроллер для вашей ветряной турбины. Общий принцип контроллера заключается в том, что он отслеживает напряжение вашей аккумуляторной системы и либо посылает энергию от турбины к батареям для их перезарядки, либо сбрасывает мощность от турбины на вторичную нагрузку, если батареи полностью заряжены. Это предотвращает перезарядку и разрушение аккумуляторов.

Теперь, когда у вас собрана большая часть механических частей, вы можете взглянуть на электрические компоненты ветряной турбины. Система производства энергии ветра обычно состоит из следующих подсистем; ветряная турбина, батареи для хранения энергии, вырабатываемой турбиной, блокировочный диод для предотвращения потери энергии от батарей или непреднамеренного вращения генератора, фиктивная нагрузка для сброса энергии от турбины, когда батареи полностью заряжены, и контроллер заряда. запустить все.

На Amazon и eBay доступно множество контроллеров заряда для систем солнечной и ветровой энергии, которые вы можете купить, если хотите избежать хлопот, связанных с созданием довольно сложной электрической системы.Но если вам нравится вызов, вы считаете себя бережливым и хотите сэкономить несколько долларов, ниже мы кратко рассмотрим, что нужно для создания собственного. Опять же, это общая схема, и быстрый поиск в Google выдаст сотни схем, которым вы можете следовать, чтобы ваш проект всегда мог работать по-разному. Есть также ряд веб-сайтов, на которых подробно рассказывается о разработке собственного контроллера заряда.

Контроллер заряда состоит из нескольких компонентов, которые можно установить на кусок фанеры, и вы можете использовать схему на рисунке 8 в качестве эталона для компоновки.Вам понадобится радиатор с блокирующими диодами. Это позволяет току течь только в одном направлении, поэтому энергия от батарей не начинает питать генератор. Диоды подключены к фиктивным нагрузкам, которые рассеивают любое избыточное электричество, чтобы избежать повреждения аккумуляторов из-за перезарядки, когда они полностью заряжены. Имитационная нагрузка может состоять из высоковольтных резисторов. Вы также можете направить избыточную мощность турбины на что-то более полезное, например, на водонагреватель или второй аккумулятор.Главный предохранитель для ветряной турбины, состоящий из автомобильного реле примерно на 40 ампер, соединяет все вместе, а также передает энергию, вырабатываемую вашей турбиной, либо на батареи, либо на фиктивную нагрузку.

Ваша ветряная турбина подключена к контроллеру линиями, которые идут от генератора, а затем идут от контроллера к аккумуляторной системе, которую мы обсудим позже. Эти линии должны быть изолированными медными проводами, и вы можете использовать старый удлинительный кабель для прокладки провода от положительных и отрицательных клемм генератора к клеммам контроллера заряда.

Из соображений безопасности сначала подключите аккумулятор, а затем подключите ветряную турбину. Если вы сначала подключите ветряную турбину, дикие колебания напряжения, исходящие от турбины, не будут сглажены нагрузкой аккумулятора и могут повредить систему. Поэтому всегда сначала подключайте аккумулятор, а затем подключайте ветряную турбину. Кроме того, перед разборкой системы убедитесь, что вы сначала отсоединили ветряную турбину. Отсоединяйте батареи в последнюю очередь.

5. Аккумулятор

Последняя система, которую мы рассмотрим, это аккумуляторная система.Это система, которая будет хранить всю вашу чистую энергию, произведенную ветряной турбиной, и преобразовывать ее в полезную электроэнергию, которую вы сможете использовать. Создание системы довольно просто, все, что вам нужно сделать, это найти нужные вам батареи и соединить их друг с другом, подключить один конец к контроллеру заряда, а другой конец – инвертор мощности для преобразования вашей накопленной энергии в полезную электроэнергию, и вот у тебя есть это. Этот раздел поможет вам с более сложной частью, например, какой тип батареи использовать, какое напряжение и емкость использовать и в какой ориентации их расположить.

Давайте начнем с того, какой тип батареи вам следует использовать. Вы можете рассмотреть различные типы хранения химической энергии: свинцово-кислотные, литий-ионные, водородные и проточные батареи. Вот краткий обзор каждой из различных технологий /

Литий-ионный

Литий-ионные аккумуляторы

сегодня являются одним из самых популярных вариантов хранения энергии, и они все чаще используются в мобильных электронных устройствах и электромобилях. Они имеют высокую эффективность приема-передачи около 99%, плотность энергии в диапазоне 250 Втч/кг и способны выдерживать чуть менее 2000 циклов до выцветания.Однако популярность литий-ионных аккумуляторов привела к развитию технологий, благодаря которым теперь они превосходят другие типы аккумуляторов в отношении плотности энергии, удельной мощности и эффективности приема-передачи.

Однако литий-ионные батареи

являются одним из самых дорогих типов батарей, поскольку они почти в шесть раз дороже свинцовых, поэтому, если вы выберете этот вариант, ваши инвестиционные затраты будут большими. Более высокие затраты связаны с используемыми материалами, производственным процессом и вспомогательными системами, необходимыми для их работы.Есть также опасения по поводу утилизации отработанных литиевых батарей, что может привести к выбросу токсичных материалов, поэтому, если вы пытаетесь быть экологически сознательными в своем проекте, это следует учитывать.

Свинцово-кислотный

Свинцово-кислотная батарея является старейшей, самой дешевой и самой зрелой формой хранения химической энергии. Свинцово-кислотные аккумуляторы глубокого цикла идеально подходят для приложений интеграции возобновляемых источников энергии малого цикла; эти батареи могут многократно разряжаться до 80% своей емкости и, следовательно, подходят для систем, подключенных к сети, где пользователи продают энергию обратно в сеть посредством чистого измерения. В сочетании с низкими инвестиционными затратами и относительно низкими затратами на техническое обслуживание батареи они могут быть одними из наиболее подходящих батарей для небольших проектов ветроэнергетики.

Ограниченный срок службы и низкая производительность при низких и высоких температурах окружающей среды являются подводным камнем этой технологии. Но это самая дешевая и широко доступная батарея, и ее можно купить в местном магазине Motor Factor. Как и в случае с литий-ионными батареями, опасения по поводу свинцовых кислот, экологически неблагоприятных и токсичных материалов делают их опасными для утилизации, когда они израсходованы.

Аккумулятор водородной энергии

Водородный топливный элемент использует процесс электролиза воды для производства водорода и кислорода. Избыток электроэнергии от источника выработки электроэнергии поставляет электролизер (обратный топливный элемент), расщепляющий воду на h3 и O2. Затем h3 можно хранить в сжатом газообразном или жидком виде. Когда требуется электричество, h3 подается в топливный элемент, который преобразует водород и кислород обратно в электричество и воду, или непосредственно в генератор или газовую турбину в качестве горючего топлива.

В настоящее время все большее внимание уделяется системам хранения энергии на основе водорода, особенно в связи с их интеграцией с возобновляемыми источниками энергии. Водородные топливные элементы имеют ряд преимуществ, в том числе высокую плотность энергии, большую емкость для хранения, тот факт, что избыточный водородный отходящий газ можно использовать для удовлетворения потребностей транспорта в энергии, а также безопасность для окружающей среды. Это по-прежнему дорогостоящий метод хранения энергии, имеет один из самых низких диапазонов эффективности в оба конца 20–50%, и его будет трудно найти для маломасштабной системы хранения энергии, но вы можете рассмотреть и использовать его. если вы можете найти их.

Проточные батареи

Проточные батареи

можно охарактеризовать как нечто среднее между батареей и топливным элементом. Эта технология накопления энергии может иметь КПД 80% туда и обратно и срок службы до 25 лет. Их способность выполнять полный цикл и оставаться в состоянии 0% заряда (SOC) делает их подходящими для приложений хранения энергии ветра, где батарея должна запускаться каждый день разряженной и заполняться в зависимости от нагрузки и погоды. Аккумуляторы этого типа состоят из двух резервуаров для электролита, из которых электролиты циркулируют (с помощью насосов) через гальванический элемент, состоящий из катода, анода и мембранного сепаратора.Химическая энергия преобразуется в электричество в электрохимической ячейке при протекании двух электролитов. Оба электролита хранятся отдельно в больших резервуарах для хранения вне электрохимической ячейки.

Аккумуляторы

Flow отличаются высокой мощностью, длительным сроком службы, номинальной мощностью, а номинальная мощность не связана, электролиты легко заменяются, быстро реагируют и могут переходить из режима зарядки в режим разрядки менее чем за 1 секунду. Тем не менее, низкая эффективность и высокая стоимость делают эту технологию более подходящей для крупномасштабных проектов, поскольку технологические достижения направлены на то, чтобы заменить традиционные свинцово-кислотные батареи.Если вы можете найти дешевую батарею, это, безусловно, батарея, на которую стоит обратить внимание.

После того, как вы определились с аккумуляторной технологией, вам нужно обратить внимание на то, какое напряжение и силу тока нужно получить. Наиболее легко найти аккумуляторы на 12 В и 24 В, которые идеально подходят для вашего проекта ветряной турбины на заднем дворе. Теперь посчитаем ампераж. Аккумуляторы могут поставляться с диапазоном емкости, которая измеряется в ампер-часах. Скажем, если у вас есть батарея на 12 вольт и емкостью 10 ампер-часов, вы, вероятно, захотите соединить 10 вместе параллельно, чтобы увеличить емкость до 100 ампер-часов, что было бы идеально для вашего небольшого масштаба. проект.Очевидно, что чем выше емкость вашей системы, тем больше энергии вы будете иметь под рукой, поэтому на самом деле не должно быть ограничений на емкость памяти вашей системы.

Батареи следует соединить плюсом с плюсом и минусом с минусом с помощью соединительных кабелей, которые можно приобрести в Интернете или в хозяйственных магазинах. Последний положительный и отрицательный выход в серии должен быть подключен к инвертору, чтобы преобразовать напряжение постоянного тока в полезную мощность переменного тока. Убедитесь, что вы используете инвертор с выходом штепсельного адаптера, чтобы вы могли проложить удлинительный кабель с многоштекерным адаптером подальше от системы туда, где вы хотите его использовать.Инверторы могут быть довольно дорогими и, скорее всего, будут самым дорогим элементом для этого проекта. Но вам нужен инвертор хорошего качества для безопасности себя и продуктов, для питания которых вы используете чистую энергию.

Затраты

Итак, давайте примерно разложим стоимость этого самодельного ветряка. Очевидно, что это оценки, и быстрый поиск в Google может предложить более дешевые товары, чем те, что перечислены здесь. Вы можете легко найти некоторые из этих предметов в своем доме, что поможет вам сэкономить несколько долларов здесь и там, например, использование старого автомобильного аккумулятора может сэкономить вам немного денег, если он не полностью разряжен.Металлолом и древесина также могут быть использованы для создания более экономичной самодельной ветряной турбины. В приведенной ниже таблице примерно указаны связанные с этим затраты и источники их получения.

 

Таблица 1: Таблица стоимости самодельного ветряка

Часть

Источник

Стоимость

Генератор

Амазонка

20 долларов.00

Фитинги втулки отвала

Домашний магазин

15,00 $

Трубка для лопаток

Домашний магазин

10,00 $

Разное Оборудование

Домашний магазин

5 долларов. 00

Дерево и алюминий

Домашний магазин

50,00 $

Кабель-удлинитель и соединительный кабель

Старый удлинитель плюс новые кабели

30,00 $

Веревка и колышки

Домашний магазин

20 долларов.00

Контроллер заряда

Амазонка

20,00 $

Свинцово-кислотный аккумулятор

Мотор Факторы

40,00 $

Инвертор

Амазонка

70 долларов.00

Итого

 

280,00 $

Затраты немного увеличиваются для небольшого проекта, но это неплохо, если сравнивать его с коммерческим небольшим ветряным двигателем на заднем дворе с аналогичной выходной мощностью. Добавьте коммерчески изготовленный контроллер заряда и промышленную башню, необходимые для выполнения работы, и в сумме получится менее 750–1000 долларов.

Таким образом, вы могли бы сэкономить более 750 долларов, построив собственный дом, не говоря уже об экономии за счет сокращения счетов за электроэнергию, которая даже в течение одного года начнет накапливаться.

Заключение

Итак, теперь у вас есть все инструменты и знания, чтобы построить свой собственный самодельный ветряк на заднем дворе и использовать всю бесплатную и чистую энергию, которую вы хотите. А теперь отправляйтесь спасать планету, сэкономьте себе немного денег и добро пожаловать в революцию в области чистой энергии! Не забудьте ознакомиться с Renewable Energy Methods для загрузки электронной книги и других бесплатных ресурсов.

 

 

 

 

 

Самодельный ветряной генератор

Краткий обзор Power4Home

В последнее время в новостях много говорят о солнечной и ветровой энергии. Миф о том, что самодельные электрогенераторы будут стоить вам тысячи, возможно, был правдой в прошлом.Power4Home разрушает этот миф. Можно построить зеленую энергетическую систему примерно за 200 долларов. Перейдите сюда, чтобы прочитать наш полный обзор Power4Home. В дополнение к обзору Power4Home мы рассматриваем 27 лучших и сокращаем их до 4 лучших.

1. Могу ли я получить объяснение Power4Home для новичков?

Power4Home дает подробные уроки по производству электроэнергии в домашних условиях. Вы получите подробные инструкции о том, как установить солнечную электростанцию ​​во дворе или на крыше.Каждый хочет создать свою единую энергию. Особенно сейчас, когда электричество продолжает дорожать. Вы как нельзя лучше выбрали время для инвестиций в создание собственного домашнего электричества.

2. Что входит в комплект Power4Home?

Ваши инвестиции в Power4Home включают электронную книгу. Вас научат, как построить собственный генератор зеленой энергии. Также раскрываются все причины, по которым это хорошая идея, чтобы сделать собственное электричество.

Несмотря ни на что, возможность создавать собственную энергию будет огромным подспорьем.Эта система позволит вам переиграть электрическую компанию и заставить ее платить вам за избыточную энергию. Как это круто. Многие ошибочно говорят, что его нельзя. После того, как вы сделали свой первый генератор зеленой энергии, вы можете развернуться и получить хороший второй источник дохода, производя его для других. Любой избыток электроэнергии от вашего самодельного генератора можно перепродать. Добавление самодельного электрогенератора повысит стоимость вашего дома, даже если вы не заинтересованы в продаже излишков энергии электрической компании.Все люди имеют право на доступ к электричеству.

3. Будете ли вы получать хороший возврат инвестиций от системы Power4Home?

Даже если у вас нет опыта обращения с инструментами, это не имеет значения. Помимо электронной книги, вы получите пошаговые обучающие видеоролики, которые помогут вам создать генератор возобновляемой энергии. Создатель системы Power4Home пока продает ее по смехотворной цене 49,97 долларов. Дополнительные бонусы включены вместе с книгой и видеоуроками.

Да, за очень незначительные первоначальные инвестиции вы получаете доступ к невероятно мощным знаниям. Но пусть вас это не беспокоит. Ваш счет за электроэнергию, вероятно, больше, чем это единовременное вложение. Включенный в ваши инвестиции в размере 49,97 долларов США, вы сразу же получите доступ к своему членству. Цель системы Power4Home — помочь сократить ваши счета за электроэнергию или вообще избавиться от них. Этот комплект – действительно удивительная покупка. Не забывайте, что вся ваша система Power4Home позволит вам производить собственное электричество, независимо от того, насколько удаленно вы находитесь.

Ральф Сомерс, редактор

Power4Home и другой обзорный портал Green Energy

В наши дни, когда спрос потребителей США на электроэнергию и природные ресурсы растет, общественность приветствует идею экономичного, экологичного и стабильного источника энергии как освежающий подход. Вот где энергия ветра входит в картину. Многие обращаются к комплектам ветряных генераторов своими руками, чтобы бороться с ростом стоимости. Если вы думаете о преобразовании, обязательно проведите исследование и начните с обзора лучших доступных комплектов для ветрогенераторов своими руками.

По данным Министерства энергетики, современные ветряные турбины могут преобразовывать ветер в большинстве штатов США и в прибрежных водах в стабильную и экологически чистую электроэнергию. В то время как ветер сегодня обеспечивает лишь небольшой процент наших национальных потребностей в электроэнергии, он является огромным энергетическим ресурсом страны и является самой быстрорастущей технологией энергоснабжения.

Около 2000 гигаватт (ГВт) потенциального полезного резерва ветровой энергии имеется в изобилии в США как на суше, так и на море. Чтобы представить это в перспективе, 350 ГВт установленной мощности ветра составляют около 20 процентов текущего спроса на электроэнергию в нашей стране. Это похоже на уровень электроэнергии, производимой сегодня в стране на атомной электростанции или на природном газе.

Сегодня национальные «ветряные электростанции» производят более 9000 мегаватт электроэнергии — достаточно электроэнергии для обслуживания более двух миллионов домохозяйств. Местные системы ветряных генераторов меньшего масштаба используются для производства дополнительной электроэнергии для местных энергетических компаний, и спрос на этом рынке растет на колоссальные 20% в год. Однако энергия ветра представляет собой нечто большее, чем просто конкурентоспособную электроэнергию.Он предлагает:

сельских экономических выгод от развития проекта;

хеджирование против неустойчивых цен на природный газ и планируемого использования импортируемого сжиженного природного газа;

экономичный вариант соблюдения требований по чистоте воздуха для предприятий и сообществ;

сильный потенциальный партнер для других отраслей отечественной энергетики, включая угольную и атомную; и

возобновляемый вариант производства водорода для транспортного топлива.

Энергия ветра — это местный источник энергии, который способствует национальной безопасности, снижая зависимость Америки от нефти и природного газа, большая часть которых импортируется из других стран.Кроме того, ветряным генераторам не нужна вода, как большинству других источников электроэнергии. Например, для ирригации и выработки тепловой энергии используется 77 процентов всей пресной воды в США; с другой стороны, ветряным генераторам вообще не нужно использовать воду. Вот почему ветряная энергия является очень благоприятным вариантом для жителей сельских районов Америки, пострадавших от засухи.

Ральф Сомерс, редактор

Самодельный ветрогенератор Источник информации

Как работают генераторы ветряных турбин?

Как работают генераторы ветряных турбин? Ветряные турбины обычно работают по простому принципу: вместо использования электричества для создания ветра (например, вентилятора) ветряные турбины используют ветер для производства электроэнергии. Ветер вращает пропеллерные лопасти турбины внутри ротора, который вращает генератор для выработки электроэнергии.

Как работают генераторы ветряных турбин?

Скорости и характер ветрового потока значительно различаются по всему миру и зависят от растительности, водоемов и различий в рельефе. Люди используют этот поток ветра или силу движения для многих целей: запуск воздушного змея, парусный спорт и даже производство электроэнергии. Термины «энергия ветра» и «энергия ветра» объясняют процесс использования ветра для производства механической энергии или электричества.Эта механическая энергия может использоваться для различных целей (таких как перекачка воды или измельчение зерна), или генератор может преобразовывать эту механическую энергию в электричество.

Как работают генераторы ветряных турбин? (Ссылка: Renewenergyhub.co.uk )

Ветряная турбина преобразует энергию ветра в электричество, используя аэродинамическую силу лопастей ротора, которые работают как лопасти несущего винта вертолета или крыло самолета. Когда ветер движется по лопасти, давление воздуха на одну секцию лопасти уменьшается.Разница в давлении воздуха в двух частях лопасти создает силы сопротивления и подъемной силы.

Подъемная сила больше сопротивления, и это заставляет ротор вращаться. Ротор прикреплен к генератору либо прямо (если это турбина с прямым приводом), либо внутри вала и последовательного расположения шестерен (или редуктора), которые увеличивают скорость вращения и позволяют уменьшить физически генератор. Этот эффект аэродинамической силы вращает генератор для производства электроэнергии.Посетите здесь, чтобы увидеть этот эффект теоретически.

Как ветряная турбина вырабатывает электричество?

Основным компонентом ветряной турбины является генератор, преобразующий механическую энергию в электрическую. С начала 20-го века нам известно, что если вы вращаете проводник в магнитной среде, то он производит электричество в соответствии с законом Фарадея. Итак, ветер обеспечивает крутящий момент и движение, а генератор делает все остальное.

Для промышленных турбин, подобных тем, которые вы можете увидеть на ветряных электростанциях, обычно имеется анемометр, соединенный с панелью управления.Турбина работает при скорости ветра более 8 миль в час, но система отключается при скорости более 50 миль в час, чтобы предотвратить повреждение.

Вид ветряной электростанции (Ссылка: energy.gov )

Коробка передач используется для изменения медленного движения, которое мы наблюдаем при вращении лопастей, на более быстрое движение оси, которая фактически управляет генератором. Это один из самых дорогих компонентов системы, превращающий скорость от 25 до 50 оборотов в минуту в тысячу об/мин.Это одно из полей, которое разработчики и исследователи стремятся создать более эффективно, чтобы более высокий ток электричества можно было генерировать на более медленных скоростях.

Привод рыскания обычно используется для поворота группы лопастей против встречного ветра, чтобы справиться с переменным направлением ветра. Генератор производит переменный ток, который подается в систему и используется для питания близлежащих домов. Если вы хотите больше узнать о принципе работы генератора ветряных турбин, вам следует сначала взглянуть на их различные типы.

Типы ветряных генераторов

Когда мы хотим дать ответ на этот главный вопрос: «Как работают ветряные генераторы?», мы должны более подробно изучить структуру различных типов. Ветряная турбина состоит из двух основных частей: лопасти ротора и генератора ветряной турбины или ВЭГ. WTG — это электрическая система, используемая для производства электроэнергии. Электрический генератор с низкой скоростью вращения используется для преобразования механической энергии вращения, создаваемой силой ветра, в полезную электроэнергию для обеспечения электроэнергией наших домов и является сердцем любой ветровой энергетической системы.

Индукционный генератор (Ссылка: energy.gov )

Преобразование механической энергии вращения, создаваемой лопастями ротора (введенными в качестве первичного двигателя), в полезную электрическую энергию для использования в осветительных приборах и домашнем питании или для зарядки аккумуляторов.

  • Индукционная система переменного тока (AC), также представленная как генератор переменного тока
  • Система постоянного тока (DC), также представленная как генератор a Dynamo
  • Синхронная система переменного тока, также представленная как генератор переменного тока

Все эти электрические системы являются электромеханическими приборами, которые работают на основе закона электромагнитной индукции Фарадея.То есть они работают при взаимодействии электрического тока и магнитного потока или потока заряда. Поскольку этот процесс является обратимым, та же самая система может быть использована в качестве обычного электродвигателя для преобразования электрической энергии в механическую или в качестве генератора, преобразующего механическую энергию обратно в электрическую.

Электрическая система, наиболее часто используемая для ветряных турбин, работает как генераторы, при этом асинхронные генераторы и синхронные генераторы обычно используются в более крупных установках ветряных турбин. Как правило, самодельные или меньшие ветряные турбины, как правило, используют низкоскоростную систему постоянного тока или динамо-машину, поскольку они компактны, дешевы и их намного проще подключить.

Так какая разница, какую электрическую систему мы можем использовать для создания энергии ветра? Лучший ответ — и «Нет», и «Да», так как все зависит от формы установки и приложения, которое вы хотите. Выход постоянного тока низкого напряжения от генератора или динамо-машины более старой формы можно использовать для зарядки батарей, тогда как синусоидальный тип переменного тока с более высоким напряжением от генератора переменного тока можно подключить непосредственно к местной сети.

Кроме того, выходное напряжение и потребление энергии полностью зависят от имеющихся у вас приборов и от того, как вы хотите их использовать. Кроме того, они связаны с расположением генератора ветровой турбины: будет ли источник ветра поддерживать его непрерывное вращение в течение длительных периодов времени, или скорость генератора и, следовательно, его выходная скорость будут уменьшаться и увеличиваться с изменениями текущего ветра.

Производство электроэнергии

Генератор ветряной турбины производит электричество путем преобразования механической энергии в электрическую.Давайте будем точны здесь; они не производят энергию и не генерируют больше электрической энергии, чем количество механической энергии, используемой для перемещения лопастей ротора. Чем больше «энергия» или электрическая потребность в системе, тем больше механической нагрузки требуется для вращения ротора. Вот почему генераторы бывают разных размеров и производят разное количество электроэнергии.

В случае «ветрогенератора» ветер давит прямо на лопасти турбины, что преобразует прямолинейное движение ветра во вращательное, что необходимо для вращения ротора генератора, и чем сильнее он давит, тем больше электроэнергии можно произвести.Тогда жизненно важно иметь подходящую модель лопасти ветряной турбины, чтобы извлекать как можно больше энергии из ветра.

Все электрические турбинные генераторы работают за счет воздействия магнитного поля на электрическую катушку. Когда электроны движутся внутри электрической катушки, вокруг нее создается магнитная среда. Точно так же, когда магнитное поле проходит мимо катушки с проводом, в катушке возникает напряжение, что объясняется законом магнитной индукции Фарадея, заставляющим электроны двигаться.

Простой генератор с использованием магнитной индукции

Тогда мы можем видеть, что при протекании магнита по единственной проволочной петле напряжение, представленное как ЭДС (электродвижущая сила), индуцируется через проволочную петлю на основе магнитного поля. системы. Когда на проводной петле создается напряжение, электрический ток в случае потока электронов начинает течь по петле, создавая электричество.

Простой генератор с использованием магнитной индукцииco.uk )

Но что, если вместо простой отдельной петли из проволоки, как показано, у нас будет несколько петель, соединенных вместе одного размера, чтобы создать катушку из проволоки? Конечно, в этом случае для той же величины магнитного поля может быть получено гораздо большее напряжение и, следовательно, ток.

Это связано с тем, что магнитный поток проникает в большее количество проводов, создавая более высокую ЭДС, и это является основным принципом закона электромагнитного воздействия Фарадея, и система переменного тока использует этот принцип для преобразования механической энергии, такой как движение от ветряной турбины или гидротурбина, в электроэнергию, генерирующую синусоидальную форму волны.

Итак, мы видим, что есть три основных требования к производству электроэнергии, а именно:

  • Катушка или расположение проводников
  • Установка магнитного поля
  • Относительное движение между полем и проводниками

Тогда чем быстрее циркулирует катушка провода, тем выше скорость модификации, с которой магнитный поток отсекается катушкой, и тем выше создаваемая ЭДС на катушке. Точно так же, если магнитный поток создается сильнее, создаваемая ЭДС улучшится при той же скорости вращения.В результате ЭДС индукции пропорциональна Φ и N. Где «Φ» — поток магнитного поля, а «N» — скорость вращения. Также полярность вырабатываемого напряжения зависит от направления магнитопроводов потока и направления движения проводника.

Существуют две основные формы электрических генераторов и генераторов переменного тока: генератор раневого поля и генератор с постоянными магнитами обеих форм, включая две основные части: ротор и статор.

Ротор — часть системы, которая «вращается». Опять же, ротор может иметь движущиеся выходные катушки или определенные типы постоянных магнитов. Статор является «стационарным» компонентом системы и может иметь в своей модели либо набор постоянных магнитов, либо набор электрических обмоток, образующих электромагнит. Обычно генераторы и генераторы переменного тока, используемые для генераторов ветряных турбин, объясняются тем, как они производят свой магнетизм, будь то постоянные магниты или электромагниты.

Практических преимуществ и недостатков обеих форм нет. В большинстве бытовых ветряных турбин, представленных на рынке, используются постоянные магниты в конструкции турбогенератора, что создает необходимое магнитное поле при движении системы, хотя в некоторых из них используются электромагнитные катушки.

Бытовая ветряная турбина (ссылка: Renewenergyhub.co.uk )

Эти высокопрочные магниты обычно изготавливаются из редкоземельных материалов, таких как самарий-кобальт (SmCo) или неодим-железо (NdFe), что устраняет необходимость в обмотках возбуждения. для обеспечения фиксированного магнитного поля, что приводит к более легкой и прочной конструкции.Обмотки возбуждения имеют то преимущество, что их магнетизм (и, следовательно, энергия) согласуется с различной скоростью ветра, но для создания необходимого магнитного поля требуется дополнительный источник энергии.

Теперь мы понимаем, что электрический генератор обеспечивает преобразование энергии между механической нагрузкой, создаваемой лопастями ротора, представленными в качестве первичного двигателя, и некоторыми другими электрическими нагрузками. Механическое соединение генератора ветряной турбины с лопастями ротора выполнено с помощью основного вала, который может быть либо простым прямым приводом, либо с использованием редуктора для уменьшения или увеличения скорости генератора по отношению к скорости движения лопастей.

Использование редуктора позволяет лучше согласовать скорость генератора со скоростью турбины, но недостатком использования редуктора является то, что как механическая часть он подвержен износу, что приводит к снижению эффективности устройства . Прямой привод, однако, может быть проще и эффективнее, но подшипники и вал ротора генератора подвержены общему весу и вращательной нагрузке лопастей ротора.

Выходная кривая ветряного генератора

Таким образом, форма ветряного генератора, необходимая для особого места, зависит от мощности, содержащейся в ветре, и характеристик самой электрической системы.Все ветряные турбины имеют особые характеристики, связанные со скоростью ветра.

Выходная кривая генератора ветровой турбины (Ссылка: , альтернативная энергия-учебник.com ) лопастей ротора достаточно для преодоления трения, а лопасти ротора достаточно точны, чтобы генератор начал производить полезную энергию.

При превышении этой скорости включения генератор должен создавать мощность, соответствующую кубу скорости ветра (К. V 3 ) до тех пор, пока не будет достигнута его потенциальная номинальная выходная мощность.

При скорости выше этой номинальной мощность ветра на лопастях ротора приближается к оптимальной мощности электрической системы, и генератор вырабатывает максимальную или номинальную выходную мощность при достижении окна номинальной скорости ветра. Если скорость ветра имеет тенденцию к увеличению, генератор ветряной турбины остановится на своем значении отключения, чтобы предотвратить электрические и механические повреждения, что приведет к нулевому производству электроэнергии. Применение тормоза для предотвращения повреждения системы может быть либо электрическим датчиком скорости, либо механическим регулятором.

Купить ветряной генератор типа 400-ваттного генератора ветряной турбины для зарядки аккумулятора непросто, и есть несколько особенностей, которые следует учитывать. Цена — лишь один из них. Обязательно выберите электрическую систему, соответствующую вашим требованиям. Если вы устанавливаете конфигурацию с подключением к сети, выберите генератор сетевого напряжения переменного тока. Если вы настраиваете устройство на основе батареи, ищите систему постоянного тока для зарядки батареи. Также учитывайте механическую конструкцию генератора, включая размер и вес, рабочую скорость и защиту от окружающих.

Чтобы узнать больше о том, «Как работают генераторы ветряных турбин», или получить больше информации о ветроэнергетике о различных доступных системах генерации ветряных турбин, или изучить недостатки и преимущества энергии ветра, нажмите здесь.

Простой ветрогенератор VAWT

VAWT Преимущества

Эти турбины имеют меньше деталей, чем те, которые ориентируют поворотный механизм и лопасти горизонтально. Это означает, что меньше компонентов изнашиваются и ломаются.Кроме того, опорная сила башни не должна быть такой большой, потому что редуктор и генератор находятся близко к земле. Детали для управления тангажем и рысканьем также не нужны.

Турбина также не обязательно должна быть обращена в правильном направлении ветра. В вертикальной системе поток воздуха с любого направления и скорости может вращать лопасти. Таким образом, систему можно использовать для выработки электроэнергии при порывистом ветре и когда он дует стабильно.

VAWT:

  • Дешевле в производстве, чем турбины с горизонтальной осью.
  • Более простая установка по сравнению с другими типами ветряных турбин.
  • Возможность транспортировки из одного места в другое.
  • Оснащен низкоскоростными лезвиями, снижающими риск для людей и птиц.
  • Функционирует в экстремальных погодных условиях, при переменном ветре и даже в горных условиях.
  • Разрешено там, где запрещено использование более высоких конструкций.
  • Работает тише, поэтому не мешает людям в жилых кварталах.

Недостатки VAWT

Не все лопасти создают крутящий момент одновременно, что ограничивает эффективность вертикальных систем в производстве энергии. Другие лезвия просто толкаются вперед. При вращении лопасти также испытывают большее сопротивление. Хотя турбина может работать при порывистом ветре, это не всегда так; низкий пусковой крутящий момент и проблемы с динамической стабильностью могут ограничивать функциональность в условиях, для которых турбина не была специально разработана.

Поскольку ветряные турбины расположены ниже земли, они не могут использовать более высокие скорости ветра, которые часто встречаются на более высоких уровнях. Если установщики предпочитают возводить конструкцию на башне, то установить ее таким образом сложнее.Однако более практично устанавливать вертикальную систему на ровном основании, например, на земле или на крыше здания.

Вибрация иногда может быть проблемой и даже увеличивать шум, производимый турбиной. Воздушный поток на уровне земли может увеличить турбулентность, тем самым увеличивая вибрацию. Это может привести к износу подшипника. Иногда это может привести к увеличению объема технического обслуживания и, следовательно, к увеличению затрат, связанных с ним.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.