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
15 января 1923 года родился создатель науки "природопользование" Юрий Николаевич Куражсковский. Жёлтые мучные черви признаны безопасными для употребления в пищу человеком. Технологии строительства энергоэффективных домов из конопли с нулевым углеродным следом. Эти и другие темы в новом выпуске Дайджеста Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития человечества. Всё важное и интересное, что произошло в Росси...
13 января – день рождения психолога и философа Арона Абрамовича Брудного. Ученые продемонстрировали, что управление сверхразумным искусственным интеллектом в принципе невозможно. Нашествие бегемотов: Колумбии не хватает времени, чтобы заняться самым диким наследием Пабло Эскобара. Эти и другие темы в новом выпуске Дайджеста Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития человечества. Всё важное и интересное, что...
24 ноября ежегодно отмечается День моржа. Компартия Китая взяла курс на создание нации платежеспособных потребителей, «внутренняя циркуляция», то есть производство, распределение и потребление продукции в пределах страны, обретает главенствующее положение. Миф о том, что лес, достигнув возраста спелости, практически перестает поглощать углекислый газ и выделять кислород, далек от реальности. Эти и другие темы в новом выпуске Дайджеста Международного Социально - экологическо...
6 декабря 1913 года родился Серге́й Па́влович Залы́гин - русский советский писатель и общественный деятель. Активисты Петербурга добились решения о сохранении Жемчужного пляжа. Мир рискует столкнуться в 2021 году с тяжелейшим за последние 75 лет гуманитарным кризисом. Эти и другие темы в новом выпуске Дайджеста Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития человечества. Всё важное и интересное, что произошло в России...
Природа вокруг дома может помочь смягчить негативные последствия пандемии COVID-19. С точки зрения экологии, бетон представляет собой одну из самых больших угроз для планеты и климата. Время, в котором мы живем, лучше всего описывает прилагательное, о котором вы, возможно, не слышали раньше: «петлеобразующее». Эти и другие темы в новом выпуске Дайджеста Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития че...

Материалы данного раздела

Фотогалерея

Активность на сайте

сортировать по иконкам
1 день 11 часов назад
jeanipelscorp@gmail.com jea...
jeanipelscorp@gmail.com jeanipelscorp@gmail.com аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 206,631 |

i am so satisfacted.my english is poor, sorry :). thx for approving my user greetings wally

3 дня 14 часов назад
idellokastello@gmail.com id...
idellokastello@gmail.com idellokastello@gmail.com аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 206,631 |

Ich bin gegen covid 19. Was ist deine Meinung? mituns

6 недель 1 день назад
regrestoja@gazeta.pl regres...
regrestoja@gazeta.pl regrestoja@gazeta.pl аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 206,631 |

Hello i am new user and i would to ask you, How to disable a pm?

1 год 24 недели назад
Марина Иванова
Марина Иванова аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 206,631 |

Спасибо за ссылку. Очень пригодилась! ...

4 года 36 недель назад
martaka maminov
martaka maminov аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 206,631 |

Обращайтесь, отличная компания http://www.ecocentrp.ru/about/actions/...

размешен 22.01.21 | Тип: Статью

22 января 2021 года вступит в силу договор о запрещении ядерного оружия. Исландия стала свободной страной от мировых банков, а её жители сами пишут конституцию. Арктический танке...

размешен 22.01.21 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...
размешен 21.01.21 | Тип: Статью

21 января 2006 года создан Государственный природный заповедник «Кологривский лес». Проблема загрязненного воздуха в европейских городах стоит весьма остро и считаетс...

размешен 21.01.21 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...
размешен 20.01.21 | Тип: Статью

20 января 1920 года родился академик Михаил Иванович Будыко. Морские растения могут захватывать пластиковые материалы, оказавшиеся в воде и очищать море. Глобальные лид...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал