Ветряки

Все хотят киловатты — кто 5 (скромненько), кто 10, кто 15 ... Причём сразу, попроще (подешевле) и понадёжнее!! Практика показывает, что альтернатив реальных всего две (с осью, параллельной ветру, т.е. горизонтальной) - или трёхлопастный пропеллер, или многокрыл. Попробуем разобраться, что кому подходит. Начнём с хорошо известной таблицы зависимости получаемой мощности от скорости ветра и диаметра ветроколеса при КИЭВ=0,35

 

 

Какой у Вас ветер — Вы уже знаете, и его скорости, и сколько дней в году и откуда именно он дует, и будет-ли Ваш ветряк видеть горизонт по всему горизонту ... Смотрим таблицу (сразу уточнение – а почему диаметр колеса до 10 метров? – потому, что если Вы способны соорудить колесо размером больше, чем до крыши трёхэтажного дома, то Вы есть «крутой» профессиональный ветрякостроитель и на этом форуме Вам делать явно нечего), мелочи ниже киловатта Вас не интересуют, а Ваш среднегодовой ветер – 4 м/сек, видите – Вам нужно колесо диаметром 10 м, как раз до крыши трёхэтажного дома. Предположим теперь, что на Вашей фазенде ветер 5 м/сек – уже полегче, для того-же киловатта колесо всего каких-то 7 метров диаметром. Но, может, занесла Вас судьбинушка высоко в горы, или на островок в океане и Вы можете наслаждаться среднегодовым ветром 7 м/сек (свят, свят) - тогда маааленькое такое колёсико в какие-то жалкие 4,5 м диаметром - и целый киловатт Ваш, в среднем, разумеется. Ну а где-же 5 киловат, или 10 –15 ? – а в таблице, и только в ней (не у самодельщика)... Это всё я к тому, что самодельщик должен исходить не из желаемых киловатт, а из своих реальных возможностей сделать ветроколесо. Вы можете сделать лопасть длиной 5 метров (лучше из дерева), да выдержав точность профиля в ±100 микрон в каждой точке, да в трёх экземплярах? Извиняюсь, конечно – вопрос чисто риторический. А какую лопасть Вы берётесь сделать и с какой точностью (а неточный профиль даже того КИЭВ в 0,35, что в таблице, не даст)?. 1,5 метра? – это более-менее реально, тогда с 6 метрового ветра аж 300 ватт удастся снять! 
Придумано в США в начале второй половины 19 века для водоподъёма и производятся по сегодня (см. например

http://www.aermotorwindmill.com ). Основное отличие от пропеллера – многокрыл тихоходен (Z=1-2) и это определяет все остальные его свойства (сравнительно с пропеллером подобного диаметра): 
1. Безшумность – само колесо на фоне шума ветра вообще не слышно, если что и звучит, то другие движущиеся части; 
2. Устойчивость к турбулентности; 
3. Отсутствие вибраций; 
4. Плавно и чётко отрабатывает заходы ветра (даже в подветренном варианте); 
5. Страгивание – при ветре 2 и менее м/сек; 
6. Высокий крутящий момент, с самого начала вращения сдвинет любой генератор и любой (почти) мультипликатор. 
7. И главное - такое колесо может сделать каждый, и 4-метровое и 6- и 8-метровое. Не на кухне конечно, сарай нужен или гараж. Причем конструкция эта не слишком требовательна к точности изготовления – при аккуратной работе 0,35 КИЭВ гарантирован. 

Это остудит людей, которые мечтали о холодильнике стиралке и т.д.

а тепереь к реалиям =)

Данная установка планировалась как очередной эксперимент по изготовлению самодельного ветрогенератора из подножных материалов. Их в избытке можно найти в любом гараже, со списанных механизмов и прочего металлолома, которому еще в умелых руках можно дать вторую жизнь. Что из этого получилось, самому мне судить сложно, так как любой мастеровой в своей работе всегда видит кучу недостатков. Поэтому выкладываю материалы по изготовлению и полученным результатам на суд посетителей данного сайта. 

Все расчеты и исполнение зависело от марки применяемого генератора. Эта деталь одна из основополагающих в конструкции любой ветроэлектроустановки. Не секрет что в настоящее время найти необходимый по всем параметрам генератор или мотор на постоянных магнитах очень сложная задача и поэтому выбор пал на генератор Г99.3701 применяемый в тракторной технике и обеспечивающий самовозбуждение от встроенных магнитов.

Характеристики генератора:

номинальная мощность - 1000 W;

номинальное напряжение - 28 V;

максимальный ток нагрузки - 36 А; 

начало возбуждения - 1250 об/мин.;

номинальная частота вращения - 4500 об/мин.;

масса (не более) - 6,8 кг.

Стоимость его, на момент постройки, не превышала 50 $ в перерасчете с национальной валюты, и по ценовым параметрам выглядел очень интересным для использования. Все производители «ветряков» номинальную мощность заявляют при скорости ветра 10-11 м/с., и я взял за основу этот показатель. При этих скоростях ветра расчет показал, что ветроколесо должно быть 3-х метровым, а повышающий редуктор 1 к 40. Ветроколесо решил использовать 12 лопастное, лопатки из 3мм. алюминия профилированы в желобок с круткой. Ширина лопатки 200 мм., длина 1200мм. Углы установки сечений можно увидеть в прилагаемой таблице, профиль лопатки на странице "Ветроустановка 1.6м". Чтобы дать прочность ветроколесу, применен обод, изготовленный из тонкостенной стальной трубки диаметром 16мм.

Вал ветроколеса установлен на двух шариковых подшипниках, и через резиновую муфту от автомобиля ВАЗ соединен с редуктором у которого коэффициент передачи 1 к 31. Далее через клиноременную передачу вращение передается на генератор. Передаточный коэффициент шкивов составляет 1,3, в результате чего общий коэффициент передачи составляет округленно 1 к 40. Можно было выбрать и другую компоновку, но данное решение позволило без больших затрат проверить на практике расчетную часть путем изменения размеров шкивов. Больше всего меня огорчил редуктор, он был такой тугой, что я его еле проворачивал рукой за вал, но стоило снять с него сальники, он вращался как детская игрушка. Но отказаться от сальников, не было ни какой возможности, ограничился только тем, что снял с них пружины. Какое то улучшение дало, но незначительное. Не имея другого редуктора, решил увеличить немного момент и увеличил диаметр ветроколеса до 3,1 метра.

Поворотный узел выполнен на одном коническом и одном шариковом подшипнике. Увод из под ветра для ограничения мощности и буревая защита выполнена путем смещения оси мачты относительно оси ветроколеса. 

Хвостовое устройство изготовлено из тонкостенных труб диаметром 16 мм. шарнирно соединенное с поворотной платформой, и уравновешено пружинами. Усилие пружин также рассчитывается. Ранее применялась только одна пружина и свобода отклонения хвоста только в одну сторону, и это создавало, при резком изменении направления ветра, большие гироскопические моменты из за большой массы ветроколеса. Сейчас откланяется хвостовое устройство, а затем спокойно подтягивает за собой ветроколесо.
На оперение в разное время использовались разные материалы, но в последнем варианте использование ячеистой поликарбонатной плиты мне кажется предпочтительней всего. Легкий и прочный материал.

 

 

 

Токосъемных колец и щеток для передачи энергии от генератора не использую. Провод свободно опускается внутрь мачты.

Мачта, в зависимости от того, где устанавливался ветроагрегат, использовалась двух видов: одна цельная, поднимается лебедкой и фиксируется к стене строения, вторая телескопическая, и поднимается автомобильным домкратом с фиксацией растяжками.

 


 

 

Расчетные размеры в описании приводить не буду, так как вряд ли кто-то будет воспроизводить эту конструкцию в таком виде. Основная задача, поделится решениями и результатами. А если кого заинтересует данный опыт, то все расчеты которыми я пользуюсь, найдете на этом сайте и рассчитает свою конструкцию самостоятельно. Хочу отметить, что производимые работы позволяют уточнять и вносить поправки в расчетные приложения. Поэтому они периодически будут обновляться. Обращайте внимание на дату последних обновлений.

 

Что показали испытания данной конструкции:

1 - редуктор вносит свою лепту в стартовый момент. Начало вращения происходит только при 3 м/с., хотя для сравнения, 6 лопастная 1,6 метровая установка в тех же условиях начинает вращение при 2 м/с. Морально этот факт немного угнетал.

2 - реле регулятор, штатно установленный в генераторе пришлось исключить. При наборе оборотов, самовозбуждение происходит лавинообразно, и приложенная мощность начинает тормозить ветроколесо до срыва генерации, и далее процесс повторяется. Для устранения этого недостатка, что только я не использовал, и ШИМы применял и контроллеры программировал, пытаясь интеллектуально управлять, но лучший результат оказался более простым. Убрал реле регулятор, вместо него поставил 20 ватный резистор на 40 Ом., и генератор стал себя вести подобно мотору на постоянных магнитах. По мере роста напряжения, увеличивался и ток на обмотку возбуждения.

 

 

После этого при 3,5 – 4 м/с ветрогенератор стал выдавать первый ампер тока на 24 вольтовые аккумуляторы. Более точно вычислить довольно сложно, так как массивное 20 кг. колесо работает как маховик и сглаживает непостоянство ветра

 


 

 

По материалам http://oko-planet.su/ekstrim/ekstrimsovet/29088-vetryaki.html

Источник: postnuclear.lasvik.ru.

Материал в разделах:

Комментарии материала:

Разместить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Жители города Челябинска и Челябинской области требуют остановить строительство Томинского ГОКа. Это предприятие строит "Русская медная компания" на площадке  возле пос. Томинский (в 7 км от Челябинска). Руда там будет добываться из карьеров глубиной до 540 м., с помощью взрывов, соответственно возникнет опасность разрушения домов и распространения облака пыли на многие километры вокруг. Медь будет выделяться из пород с помощью кислоты - а это кислотные хвостохранилища, испарения,...
10 мая 2019 года ушел из жизни Виктор Георгиевич Горшков - профессор, доктор физико-математических наук,  автор научной концепции биотической регуляции окружающей среды.  Отличительная черта Виктора Георгиевича, как ученого, была способность видеть проблемы не со “стереотипной” стороны, как её видело и продолжает видеть подавляющее большинство специалистов, а с другой – позволяющей открывать в  ней новые, совершенно неожиданные...
Более 70 лет прошло с момента окончания Великой Отечественной Войны. Все меньше остается её участников и свидетелей. За героическими военными кинолентами и помпезными парадами, как-то на второй план уходят человеческие судьбы, трагедии и страдания людей, переживших это страшное время. В 1950 году по указу Верховного Совета Карело-Финской ССР на острове Валаам в старых монастырских постройках организовали Дом инвалидов войны и труда. В 1974 году художник Геннадий Добров решил нарисовать портрет...
9 мая - день победы и  памяти
В Алтайском крае активно продолжается работа по проекту «Добровольцы на страже лесов Алтая». Грант на развитие общественного лесного контроля был выделен Фондом президентских грантов, реализует его краевая общественная природоохранная организация «Экологический актив». В течение весны в трёх районах Алтайского края состоялись встречи руководителя и координаторов проекта с волонтёрами. В Косихинском, Заринском, Мамонтовском районе собрались неравнодушные люди – это т...
Активисты ОНФ направили в департамент жилищно-коммунального хозяйства города Москвы предложения, которые касаются создания комплексной стратегии раздельного сбора отходов в столице. Такая система должна включать раздельный сбор, хранение и утилизацию всех видов отходов, в том числе опасных, а с этим в столице есть проблемы, уверены представители Народного фронта. Народный фронт предоставил профильному департаменту информацию о выявленных нарушениях в этой сфере. Она получена по итогам мониторинг...

Материалы данного раздела

Фотогалерея

Интересные ссылки

Коллекция экологических ссылок

«Спутниковый мониторинг пожаров на Дальнем востоке России». Сервис работает на основе технологии «Геомиксер», разработанной в ИТЦ «СКАНЭКС»

«Спутниковый мониторинг пожаров на Дальнем востоке России». Сервис работает на основе технологии «Геомиксер», разработанной в ИТЦ «СКАНЭКС»

Активность на сайте

размешен 23.05.19 | Тип: Новость

Активисты Общероссийского народного фронта направили в министерство энергетики и ЖКХ Кировской области обращение с предложением провести совещание с участием всех задействованных...

размешен 23.05.19 | Тип: Статью

10 мая 2019 года ушел из жизни Виктор Георгиевич Горшков - профессор, доктор физико-математических наук,  автор...

размешен 23.05.19 | Тип: Статью

В Южно-Сахалинске состоялся 4-дневный стартовый тренинг для обучения российских активистов и ветеринаров техникам оказания помощи тюленям при запутывании их в пластиковом мусоре,...

размешен 22.05.19 | Тип: Статью

Псевдо-санитарные рубки в областном заказнике "Туколонь" -  самый известный и один из двух самых крупных случаев варварских рубок леса на территориях со специальны...

размешен 21.05.19 | Тип: Новость

Выявленные ранее кировскими активистами Общероссийского народного фронта многочисленные факты загрязнения кировских рек опасными веществами привели к назначению штрафа подрядчику...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал