ГлавнаяРазноеВетрогенератор роторный

Роторный ветрогенератор своими руками: материалы, особенности сборки и установки. Ветрогенератор роторный


описание эффективного ветряка для слабого ветра и изготовление для него ротора своими руками

уже прочитали: 1 199

Ветряки для слабого ветра

, имевшая невысокую ценность в глазах большинства еще совсем недавно, обретает уверенный подъем и рост. Даже в условиях преобладания ведутся серьезные разработки, позволяющие использовать неограниченный природный ресурс с максимальной пользой. Создаются новые, более удачные и эффективные образцы конструкции ветряков, дающие возможность предполагать скорое развитие автономных сельских усадеб.

Мнение эксперта

Эксперт Energo.House Фомин О. А.

Горный инженер, строитель.

Единственная проблема — высокая стоимость промышленных моделей, ограничивающая спрос на них у населения. В то же время, дороговизна оборудования способствует самостоятельной разработке и изготовлению собственных образцов, позволяющих производить электричество в тех же количествах, или даже больше.

Европейская часть континента Евразия, исключая прибрежные зоны, имеет преобладающие слабые и умеренные ветра. обычных в большинстве регионов малоэффективно. Ресурс устройства в таких условиях используется на ничтожно малый процент, поэтому эффективность крайне низка.

При этом, менее производительные в теории зачастую выигрывают у горизонтальных, так как имеют более приспособленную для слабых потоков геометрию лопастей, не нуждаются в наведении на ветер, что снижает потери.

Тем не менее, разработки в области горизонтальных роторов продолжаются. Созданы различные устройства, дающие высокие показатели на низких скоростях вращения. Основные направления исследований:

  • создание генератора, дающего высокую производительность при низкой скорости вращения
  • изготовление оптимальной для слабых потоков конструкции крыльчатки, способной уверенно вращаться при слабом ветре

Решение вопроса возможно только при одновременном развитии в обоих направлениях, так как ветрогенератор представляет собой комплекс оборудования, работающий в единой системе. Слабый элемент в комплексе снижает его эффективность, что вынуждает подбирать оборудования в максимальном соответствии всех узлов и деталей.

Ветрогенератор конструкции Онипко

Интересное решение предложил украинский физик Алексей Онипко. Конструкция горизонтального типа представляет собой пространственную фигуру, внешне напоминающую гигантское сверло. Впервые увидевший этот ротор человек испытывает эстетическое удовольствие, настолько он красив в своей сложности и элегантности. Между тем, устройство предназначено далеко не для декоративных целей.

Крыльчатка начинает вращаться уже при скорости ветра 0,3 м/с, делая устройство необычайно чувствительным. Кроме того, отсутствие разрывов значительно снижает шум, возникающий при работе таких устройств. практически бесшумен. Также удачно найдена конструкция, использующая поток ветра в пределах окружности крыльчатки целиком.

Мнение эксперта

Эксперт Energo.House Фомин О. А.

Горный инженер, строитель.

Разработка коллектива Онипко (он работает не в одиночку, трудится целый коллектива) получила широкое признание на Западе. Так, в 2013 году конструкция получила Гран-при на Всемирном конкурсе в Нюрнберге, была признана наиболее удачной и эффективной разработкой в мире.

Мировое признание, тем не менее, не способствует пока еще массовому производству ветряка. Разработка находится в стадии подготовки к производству, ведется поиск инвесторов. При этом, отдельные устройства, созданные по схеме Онипко, создаются и успешно работают в некоторых установках.

Принцип работы

Принцип действия ротора Онипко основан на классических аэродинамических посылках. Изменения коснулись самой идеи вращающихся лопастей. Они превращены в сплошное полотно, не имеющее разрывов в плане, но вытянутое в боковом сечении в конус. В результате получается крыльчатка, максимально эффективно контактирующая с потоком ветра.

Площадь контакта имеет наиболее высокую величину из возможных, что позволяет получить высокочувствительный ротор. Параметры спирали оптимальным образом взаимодействуют с потоком, позволяя получить устойчивое вращение при слабых ветрах и вполне уверенно чувствовать себя при скорости ветра, близкой к 40 м/с.

В остальном ветрогенератор Онипко не отличается от обычных устройств подобного типа — крыльчатка воздействует на генератор, который заряжает аккумуляторные батареи. Заряд батарей через инвертор подается на приборы потребления. Единственным дополнением является электронный блок, установленный перед выпрямителем и преобразующий частоту в более удобные для аппаратуры 50-100 Гц. Стандартные параметры тока — 220 В 50 Гц — достигаются при скорости вращения в 150 об/мин.

Мнение эксперта

Эксперт Energo.House Фомин О. А.

Горный инженер, строитель.

Согласно расчетным данным, ветрогенератор Онипко способен развивать от 50 до 10000 Вт мощности. При этом, простым увеличением диаметра крыльчатки обойтись невозможно.

По утверждениям разработчиков, каждый типоразмер проходит специальные испытания в аэродинамической трубе и корректируется по итогам испытаний. Это свидетельствует о том, что точной математической модели установки еще не существует, приходится уточнять параметры на практике.

Тем не менее, созданные образцы демонстрируют высокие показатели, признанные всеми специалистами в этой области, что дает основания предполагать скорое теоретическое обоснование и описание формы лопастей. Такое обоснование необходимо для производства, иначе изменение размеров может стать причиной ухудшения аэродинамики ротора.

Противоречивость конструкции

Споры о возможностях конструкции Онипко выдавать заявленные параметры на практике ведутся практически с первых дней появления разработки. Мнения специалистов разделились на горячих сторонников изобретения и не менее убежденных противников. Аргументы приверженцев конструкции уже изложены, поэтому следует прислушаться к доводам противников разработки.

Прежде всего, критике подвергают диапазон скоростей ветра. Здесь аргументы весьма серьезны, так как в расчете мощности крыльчатки участвует квадрат скорости. Слишком малые значения способны настолько снизить эффективность, что никакая конструкция не увеличит ее. Кроме того, все параметры, заявленные конструктором, учтены без нагрузки. Противники конструкции видят в этом единственное объяснение — ротор под нагрузкой вращаться не будет.

Вторым сомнительным моментом представляется утверждение о высоком коэффициенте использования энергии ветра. Здесь крыльчатка рассматривается как вариант парусного ротора с неизменяемой геометрией лопастей. С этой точки зрения ротор Онипко является устройством, предназначенным для использования со строго определенной скоростью потока.

Величина поверхности соприкосновения с ветром также не имеет важного значения, поскольку поток не создает фронтальной нагрузки, а обтекает лопасти, поэтому воздействие косвенное. Отсутствие точных данных о мощности и подтверждающих это мероприятий нет.

Мнение эксперта

Эксперт Energo.House Фомин О. А.

Горный инженер, строитель.

Эти доводы относятся к наиболее серьезным и подтверждаемым математически. Противники конструкции также высказывают вполне обоснованные возражения против других утверждений разработчиков конструкции об универсальности крыльчатки, ее огромном потенциале и диапазоне мощности. Если учесть, что расчетный КПД любого ветрогенератора не может превышать 53 %, то многие заявления конструкторов представляются слишком смелыми, преувеличенными.

Основная причина сомнений — закрытость подробной и точной информации по ветряку. Нет промышленных образцов, не существует точной математической модели крыльчатки. Купить готовую установку невозможно, на обращения коллектив создателей устройства реагирует уклончиво и туманно.

По мнению многих, это выглядит довольно странно. Подозревают, что данная разработка не более, чем коммерческий прием, создающий шум из ничего. Тем не менее, существуют ролики, демонстрирующие работу ротора в достаточно сложных условиях. Практика покажет, насколько правы те и другие.

Чертежи ротора

Изобретатель не предоставляет подробные чертежи своих разработок, но в качестве модели для построения лопастей использован принцип математической спирали:

Именно по этой кривой строится каждая из трех лопасть крыльчатки, в сумме образуя сплошную поверхность, близкую по очертаниям при взгляде сбоку к форме конуса. Спираль строится на основе золотого сечения, три лопасти образуют угол между осями в 120°. Конструкторы считают возможным использование множества вариантов изготовления лопастей, главным условием считая использование архимедова винта в качестве основы.

Такое обилие возможностей увеличивает шансы самодеятельных изготовителей ветряков, нуждающихся в создании устройства для своих нужд.

Ветрогенератор Онипко своими руками

Создание ротора Онипко для своих нужд — достаточно сложная задача. Конструкторы в качестве генератора используют мотор-колесо, что имеется в наличии не у всех. Но основная проблема, встающая перед самодеятельным изготовителем — создание сложных криволинейных поверхностей, их точное соединение и качественная балансировка колеса.

Для создателя подобной конструкции наиболее правильным вариантом станет создание качественного шаблона и создание крыльчатки из стеклопластика. Эта методика позволит изготовить легкое и достаточно точно выполненное колесо. Сами разработчики первые рабочие модели создавали из пенопласта и стеклоткани, поэтому наиболее разумно будет последовать их примеру.

Представляется нерациональным создавать ротор малой площади. Учитывая угол наклона потока по отношению к точкам поверхности лопастей, следует создать достаточно большое колесо, способное развивать мощность, соответствующую потребностям генератора. Использование мотор-колеса, которое применили конструкторы, не обязательно, можно приспособить любой тихоходный образец, не создающий значительной нагрузки на валу ротора.

Мнение эксперта

Эксперт Energo.House Фомин О. А.

Горный инженер, строитель.

Создание рабочей модели ротора Онипко — сплошной эксперимент от начала до конца. Отсутствие точных данных или чертежей открывает путь для творческой фантазии. Вполне возможно, что кому-нибудь удастся создать модель, полностью подтверждающую заявленные показатели и наглядно демонстрирующую возможности устройства.

energo.house

Роторный ветрогенератор своими руками: материалы, сборка, монтаж

Ветровая станция с горизонтальной осью обладает высоким КПД. Одно это заставляет присмотреться к таким установкам. Покупать роторный ветрогенератор вряд ли стоит только по причине его простоты. А значит, все работы можно осуществить самостоятельно. Роторный ветрогенератор своими руками – это вполне осуществимая затея.

Самодельный ветрогенератор роторного типа

Главным преимуществом вертикального ветрогенератора является его способность производить электроэнергию даже при незначительном ветре. Не менее важно, что при этом абсолютно не играет роль направление ветра – лопасти в любом случае будут вращать ротор благодаря конструкции всей установки.

Материалы для изготовления

  1. Диски фанерные диаметром 1 метр. Толщина желательна не менее 10 мм. Их предназначение – служить шайбами-перегородками. Количество 3 шт.
  2. Пластины с размерами 500*1050 мм. Толщина 4-6 мм. Предназначение – лопасти. Количество 4 шт.
  3. Алюминиевые уголки 30*30 мм. Предназначение – соединение элементов конструкции. Количество 30 шт.
  4. Винт с резьбой диаметром 6 мм. Предназначение – усиление конструкции. Количество 4 шт.
  5. Деревянный брусок 40*40 мм. Предназначение – крепление нижней части конструкции.
  6. Тормозные автомобильные диски. Предназначение – части ротора. Количество 2 шт.
  7. Медный провод сечением 2,5-4. Предназначение – катушка ротора. Количество 5 метров.
  8. Неодимовые магниты 10*30 мм. Предназначение – часть ротора. Количество 30 шт.

Сборка всех этих элементов в единую конструкцию не представляет особого труда. Имея неограниченное количество схем в интернете, можно, проявив фантазию, без труда сложить ветровой генератор роторного типа примерно в течении одного-двух дней.

Полезные советов

  • Фанеру лучше использовать влагостойкую. Для надежности готовые фанерные детали лучше пропитать олифой несколько раз (2-3). Сегодня в продаже имеется достаточно водоотталкивающих средств, так что если есть недоверие к олифе, то это можно исправить. Хотя с другой стороны, олифа зарекомендовала себя самым наилучшим образом.
  • После нескольких примерок и окончательной сборки, а также после испытания, всю конструкцию следует окрасить краской, которая рекомендуется для наружных работ. Следует не забывать, что роторный ветрогенератор будет постоянно находится под влиянием ветра, солнца, снега, дождя и прочих природных явлений.
  • Деревянные бруски с сечением 40*40 мм прослужат долго, если правильно выбрать породу древесины. Например, не стоит доверять буку – он очень боится влаги. Акация, наоборот, под воздействием влаги становится более крепкой. Распространенная сосна или ель сгодятся только при условии окрашивания ЛКМ от надежного производителя.
  • Между ротором и подшипниковым узлом придется установить звездочку. Ее вырезаем из дюралюминиевого листа с толщиной не менее 4 мм. Зубья звездочки делают с помощью сверла необходимого диаметра – располагая отверстия на точном расстоянии друг от друга должны получиться Л-образные зубья, которые позже следует обработать круглым напильником.
  • В качестве лопастей можно применять не оцинкованную сталь, а тонкие алюминиевые листы. Оцинковка хоть и обойдется гораздо дешевле, но срок ее службы примерно 2 сезона. Примечательный факт: если те же листы оцинкованной стали просто закрепить неподвижно, то они сохранятся на открытом пространстве много лет. Но в качестве движущихся лопастей такая сталь не пригодна совершенно.
  • Если после первого испытания слышно посторонний звук и кажется, что его не должно быть или он должен быть тише – надо искать причину возникновения. Часто это бывает трение оси и шайбы или отсутствие жесткости в конструкции.
  • Лучший способ изготовить мачту – это применить металлические элементы. Это могут быть уголки, трубы, квадратный профиль. При соединении использовать не столько сварочные швы, сколько винты. Сварочное соединение «боится» колебаний, а именно они будут почти всегда преследовать ветровую установку. Тем более, что купить винты намного проще, чем качественно выполнить сварку металла в домашних условиях.
  • Саморазрушение во время сильного порыва ветра – для роторного ветрогенератора довольно частое явление. Поэтому если есть задумка соорудить для частного использования такой тип ветрогенератора, следует внимательно изучить характер и цикличность ветров на своей территории.

Месторасположение

Это не менее важный момент, от которого зависит продуктивность ветрогенератора. Аэродинамические свойства потоков воздуха известны многим, по крайней мере, это всеми ощущалось на себе. Наверное, каждый человек бывал в таких местах, когда вдоль естественного коридора воздух движется всегда в одном направлении. Эта своеобразная аэродинамическая труба, которая может присутствовать на участке каждого. Например, между пристройками и домом или между глухим забором и стеной здания.

Аэродинамические свойства роторного ветрогенератора

 

Второй вариант – это установка ветрогенератора на высоте. Важно правильно и надежно совершить установку мачты. Мачта ставится на распорки, чтобы максимально снять напряжение и давление на подшипники. Кстати, частый выход из строя подшипникового узла является самой распространенной поломкой роторного ветрогенератора. Проблема решается просто: надежная фиксация конструкции на мачте.

Материал мачты, как уже упоминалось, должен быть надежным. Лучше всего подойдут металлические изделия в сочетании с распорками из троса.

Чего можно ожидать

Многое зависит от силы ветра и конструкции ветрогенератора. Если пристально изучить интернет-отзывы, то наиболее чаще встречаются цифры от 700 Вт при скорости ветра около 22-30 м/с. Настолько это возможно? Вполне. Ведь такая самодельная конструкция рассчитана даже на ток мощностью 1,5 кВт. С другой стороны, если неправильно собрать обмотку катушек, то силы тока едва будет хватать на зарядку мобильного телефона.

energomir.biz

На что способен ротор Онипко

Многие наверно уже видели красивые ролики на yutube, где крутится красивый и необычный ротор Онипко. Создатель этого ветрогенератора Алексей Онипко, проект был создан на базе "Украинской академии наук". Я особо не изучал этот вопрос, но судя по всему команда занимающаяся продвижением ротора Онипко как бренда работает именно в этом институте.

Есть официальный сайт Онипко-ротор, который красочно показывает как крутится и как выглядит этот ветрогенератор, и естественно нацелен на поиск инвесторов и покупателей. Сам ветрогенератор выглядит конечно красиво и украсил-бы любой участок на даче или в загородном доме. Все-бы смотрели и спрашивали что это такое и сколько энергии даёт.

>

На сайте указаны такие характеристики:

>

Понятно что ротор Онипко это ветрогенератор, который впитал в себя черты вертикальных ветроустановок, но при этом работает как горизонтально-осевой ветрогенератор.На видео весело крутится. А вот сколько энергии он вырабатывает и на каком ветре не известно до сих пор. Мне так и не удалось найти данные по выработке электроэнергии "ротором Онипко". Я посмотрел более десятка видео, и статей, больше половины из них просто реклама этого ветрогенератора без каких то конкретных цифр, лишь заманчивая картинка и сладкое описание, нацеленное на неграмотное в этом вопросе население.

Отдельно хочу отметить что изобретение это, а этот ветрогенратор презентуется как высокоэффективный ветрогенератор запатентованной конструкции, очень широко рекламировалось в интернете и в Украинских СМИ. Но я так и не нашёл материалы о реальном использовании этого ветрогенератора, неужели никто не купил и не поставил на своём участке. Нашёл не рекламное видео с самодельным ротором Онипко. В качестве генератора используется мотор-колесо, но данных по мощности ветрогенератора нет.

Я убеждён что "ротор Онипко" это рекламный проект, а не конкретный продукт так-как нет ни одной реально работающей конструкции, есть только то что просто крутится, так-же нет никакой конкретной информации и на сайте. Даже в характеристиках они указали не данные о том сколько ватт энергии он даёт и на каком ветре, а просто написали общие достоинства ветрогенератора, которые довольно спорны.

Девайте разберёмся в правдивости приведённых ниже характеристик:

  • Ветрогенератор работает в широком диапазоне скоростей ветра 0,3-20 м/с
    • Что значит работает, работает это когда он вырабатывает электроэнергию, а здесь уместно слово - вращается. Работать и вырабатывать электроэнергию этот ротор начнёт примерно с 2-3м/с, при условии правильно подобранного генератора по оборотам и мощности, чтобы генератор соответствовал мощности ветроколеса. Мощность ветра при скорости 0.3-2м/с настолько мала что способна лишь вращать ротор, но если нагрузить генератор даже маленькой лампочкой то ротор просто остановится, его легко можно остановить рукой.

    Выше на видео ротор Онипко диаметром около 1 метр. Мощность ветрового потока при 2м/с составляет всего 50 ватт, это энергия в ветре. А ротор преобразует энергию ветра в механическую с КПД 20%, хотя автор заявляет что эффективность преобразования энергии выше чем у современных ветрогенераторов. В итоге механическая энергия крутящая генератор составил 10 ватт, а генератор с учётом своего КПД примерно 0.8 отдаст 8 ватт мощности. В итоге этот ротор при 2м/с выдаст всего 8 ватт энергии, на маленькую лампочку хватит и не более.

  • Приспособлен к резкому изменению скорости и направлению ветрового потока
    • Так и хочется спросить, неужели другие типы ветрогенераторов не приспособлены к изменению скорости и направлению ветрового потока. Неужели приделав хвост автор проекта Алексей Онипко произвёл революцию в мире ветрогенераторов (может он не видел обычные ветрогенераторы). Неужели другие ветрогенераторы не приспособлены к к изменению скорости ветра, а как-же они работают и на слабом и на сильном ветре

    Низкий уровень шума Здесь тоже автор лукавит так-как ветрогенераторы любого типа практически бесшумны, и проблема шумности известна только в самодельных высоко-оборотистых конструкциях. А бытовые ветрогенераторы практически бесшумны. Шумность может быть только на ветрах от 8м/с для высокооборотистых высокоэффективных ветогенераторов так-как скорость движения кончиков лопастей в 6-8 раз быстрее скорости ветра, но этот шум не громче чем шум естественный шум деревьев. А тихоходные ветрогенераторы шумят меньше, но и энергии дают значительно меньше при одинаковых размерах ротора.

  • Высокий коэффициент преобразования энергии ветра
    • Это тоже абсолютная неправда так-как это по сути парусный ветрогенератор, только с жесткими парусами, которые никак не изменяют свои углы в процессе работы подстраивать под скорость набегающего потока ветра. Отсюда понятно что ветрогенератор имеет высокий КПД только на определённой скорости ветра. Но КПД зависит от аэродинамического качества тела и пропускной способности, количества ветрового потока с которым отработало тело. А здесь конструкция представляет собой плотный спиральный диск, ветру некуда деваться и поток нарастает перед ветряком воздушной подушкой, и большая часть ветра уходит в стороны натыкаясь на эту подушку.

    КПД такого типа ветрогенераторов не более 0.25 и этот ветрогенератор работает в основном за счёт давления ветра, а не много за счет подъёмной силы. Но всё это с низким КПД и очень низкими оборотами. На видео выше видно что ветер 4-6м/с, а ротор диаметром 1 метр вращается со скоростью 60-80об/м. При этом аналогичные современные ветрогенераторы имеют около 400-500об/м ветроколеса. Теперь понятно что ротору Онипко понадобится генератор в 10 раз больше и дороже чтобы он выдал энергии при 60об/м столько-же сколько выдаст современный ветряк при 500об/м.

    Так-же никакая у этого ветрогенератора мощность на единицу веса. К примеру всё тот-же ротор диаметром 1 метр весит около 50кг, а горизонтальный трех-лопастной ветряк не более 5-6кг. Понятно что только по материалозатратам классический ветряк будет дешевле в 10 раз чем ротор Онипко отсюда и цена ветрогенератора.

  • Широкий диапазон мощностей от 50 до 10 000 Вт
    • Ну здесь понятно, ветрогенратор можно сделать любых размеров
  • Не требует высокой мачты
    • Вообще никакой ветрогенератор не требует высокой мачты, ставьте в метре от земли любой ветрогенератор. Но у земли поток ветра гораздо слабже, с завихрениями и неравномерностью потока, по этому выработка ветрогенератора будет очень низкая. А поднимают ветряки повыше чтобы ловить более мощный стабильный и равномерный ветровой поток. Соответственно чем выше ветрогенератор тем больше выработка электроэнергии и мощность.
  • Рабочая поверхность турбины нового типа существенно превосходит эффективную площадь классической лопастной турбины аналогичного диаметра. В отличие от обычных ветровых турбин, которые используют эффект подъемной силы крыла, дополнительно используется энергия давления ветра.
    • Это тоже неправда так-как большая часть ветрового потока сваливается с вотроколеса, так-как ротор не пропускает через себя ветер и образуется ветровая шапка, это можно видеть если в аэродинамической трубе дуть на ветроколесо подсвеченным дымом потоком ветра. При этом так-как обороты ветроколеса низкие ротор за единицу времени отрабатывает с малым количеством ветра. Так например классический трёх-лопастной винт при том-же ветре имеет скорость движения кончиков лопастей в 5 раз выше скорости и самого ветра. И тем самым за единицу времени лопасти взаимодействуют с гораздо большим потоком ветра. При этом отработанный ветер проходит через ветроколесо не затормаживая новые набегающие потоки ветра.
  • Турбина может изготавливаться из металла, армированного стекловолокна (композит) или пластмассы. ВЕУ нового типа не создает шумы и может устанавливаться рядом с местом нахождения или проживания человека.
    • То что турбина, а точнее ветроколесо может изготавливаться из металла, армированного стекловолокна (композит) или пластмассы это понятно, так можно сказать про любой ветряк. И то что ВЕУ нового типа не создает шумы и может устанавливаться рядом с местом нахождения или проживания человека тоже можно сказать про любой бытовой ветрогенератор. Нельзя ставить только промышленные ветрогенераторы рядом с жилищами так-как низкочастотные вибрации от огромных генераторов создают дискомфорт для грызунов и негативно влияют на строения. Но ветрогенераторы мощностью до 100кВт вполне себе стоят рядом с домами, а уж такие малыши мощностью в 0.3-10кВт уже давно ставят на своих участках. Во всем мире это обычные бытовые ветрогенераторы.

    Фотографии Ротора Онипко

    >

    >

    >

    >

    >

    Ротор Онипко Это ничто иное как обычный ветрогенератор впитавший в себя черты горизонтально-осевого классического ветрогенератора, но при этом он работает по принципу вертикальных и парусных ветрогенераторов, за счёт силы давоъления ветра. Эффективность таких ветрогенераторрв всего 0.2, то есть они преобразуют всего 20% энергии ветра в механическую. При этом они в 10 раз более материалозатратнее, от этого и цена на такие ветряки просто космическая.

    Так-же и про работу более эффективную работу на слабом ветре выдумка так-как КПД ветроколеса всего 0,2 в сравнении с КПД 0.4 у классических ветрогенераторов. Есть ветрогенераторы созданные для более сильных ветров, яхтенные ветряки и прибрежные, которые часто покупают так-как они дешевле. Вот они рассчитаны на более сильные ветра и не работают на ветрах меньше 5м/с, да им это и не нужно, на море ветер всегда сильнее. А вот современные бытовые ветрогенераторы начинают работать с 3м/с, это тот ветер с которого можно хоть что-то взять, а делать ветрогенератор под ветер менее 3м/с бессмысленно так-как энергии там очень мало и её хватает только на вялое вращение ветроколеса.

    e-veterok.ru

    Вертикальный ветрогенератор

    Принцип работы вертикального ветрогенератора

    Почему ввертикальный ветрогенератор 2 кВтетрогенератор называют "вертикальным"? На этот вопрос приходится давать пояснения в первую очередь. Разумеется, вертикальным ветряк именуют не из-а того, что стоит он на вертикальной мачте. А в связи с тем, что воображаемая ось вращения генератора также вертикальна как и мачта на которой он и находится. При этом, если бы на этом генераторе был закреплён винт как у горизонтального ветряка, то он находился и вращался бы в горизонтальной плоскости. То есть ветер пролетал бы мимо винта, что само по себе абсурдно. Рабочая поверхность которую толкает ветер должна быть перпендикулярна, ну, или почти перпендикулярна направлению его движения.

    Наиболее показательно это воплощено в вертикальных ветрогенераторах роторного типа. Такой ветрогенератор представлен на фотографии. Не будем вдаваться сейчас в излишние подробности, отметим просто, что именно ортогональный тип ротора в вертикальных ветрогенераторах получил наибольшее распространение.

    Особенности вертикального ветрогенератора

    Роторные ветрогенераторы наименее шумны. Это связано с тем, что на них ставятся низкооборотные генераторы. Ведь нельзя допустить быстрого вращения. Представьте какую центробежную силу могут развить при этом лопасти! Поэтому вертикальные ветряки считают бесшумными, ведь его лопасти обычно не разгоняются более чем 200-300 об./мин. В силу такие ветряки могут монтироваться в практически вплотную к постройкам или даже на них, а так посреди городской застройки.

    Другая особенность, дающая свои преимущества вертикалкам - отсутствие необходимости его ориентации на ветер. В то время как при резкой смене направления ветра традиционный горизонтальный ветряк оказывается в другой к ветру плоскости и обороты его падают, вертикальные ветрогенератор улавливает ветер с любой стороны.

    Роторный ветрогенеряк реализует энергию воздушных масс не от одних лишь только горизонтальных их перемещений, но и от иных. Восходящие, нисходящие, вихревые потоки тоже участвуют. Это позволяет использовать данные ветроустановки в местах, где широкие открытые местности отсутствуют.

    Вертикальным ветрогенераторам нет необходимости поворачиваться к ветру в зависимости от смены его направления, такое свойство позволяет ветряку устойчиво работать при ветрах резко изменяющих своё направление. Поэтому они более устойчивы к штормовым ветрам.

    Есть и другие положительные моменты вертикальных ветрогенераторов:

    1. Первое – это «буреустойчивость». Лопасти не "встроены" в одну плоскость, как винт традиционного ветряка. Они постоянно уходят от ветра, поэтому установкам не так страшен буревой ветер и могут использоваться в широком скоростном диапазоне ветров (от 2 до 50 м/сек). С увеличением силы ветра и ростом оборотов возникает эффект волчка и устойчивость ветряка только возрастает.
    2. Второе – устойчивость установок вертикального типа к погодным условиям. Они менее чувствительны к снегопадам и обледенениям, хорошо работают и в снежную пору, даже при налипании снега на лопасти.
    3. "Вертикалку" возможно смонтировать на различных сооружениях: крыше здания, платформе, вышке и т.п.;
    4. Относительно небольшая скорость вращения ротора повышает ресурс работы подшипников и общий, следовательно, общий ресурс.

    Какие вертикальные ветрогенераторы выпускаются

    Осуществляется серийный выпуск ветроэлектрических установок с воздушным движителем роторного типа с вертикальной осью вращения "ВЕРТИКАЛЬ" номинальной мощностью от 500 до 3000 Вт.

    Ветрогенераторы вертикальные ортогональные (роторные) выпускаются с роторами в одноярусном и многоярусном исполнении в зависимости от конструкции ротора и мощности устанавливаемого генератора.

    Улучшить эксплуатационные характеристики ветроустановок и удобство пользования позволяет использование контроллеров заряда АКБ "Русский ветер". Они обладают повышенной надёжностью и функциональностью.

    Технические характеристики вертикального ветрогенератора:

    • рабочий диапазон скорости ветра от 2 до 50 м/сек.;
    • напряжение на АКБ - 12/48 Вольт;
    • защита от буревых ветров осуществляется автоматическим контролем за скоростью вращения ротора и заблаговременным его торможением;
    • "интеллектуальное" притормаживание ротора для поддержания режима заряда АКБ без потери оборотов его вращения
    • электрическая блокировка вращения генератора;
    • мачты стальные различных типов: секционные, трубчатые, типа "журавль"
    • высота крыла-лопасти - до 2,0 метров
    • материал лопасти - стеклопластик с металлическим каркасом, аллюминий
    • номинальная скорость вращения ротора до 300 об/мин.
    • высота мачты от 1,8 до 20 м.
    • диаметр ротора - до 3 метров.

    Подытожим так: на теоретическом уровне можно рассматривать массу аргументов "за" и "против". Но, в конечном счёте, всё "уравновешивает" практика. Именно она даст возможность судить какие типы ветрогенераторов и в каких случаях окажутся более приемлемы для использования. Сегодня с определённостью можно отметить, что традиционный пропеллерный ветряк заметно дешевле. Для кого-то это более существенно. А для кого-то более важными окажутся иные моменты.

    Так или иначе, первый опыт показал, что надежды связанные с вертикальноосевой "парадигмой" не безосновательны. Вертикальные ветрогенераторы успешно работают и их конструкции продолжают совершенствоваться.

    rusveter.ru

    Ветрогенератор энергии своими руками

    Иметь свой ветрогенератор очень выгодно. Во-первых, человек получает бесплатную электроэнергию. Во-вторых, электричество можно добыть в удаленных от цивилизации местах, где не проходит ЛЭП. Ветряк представляет собой устройство, предназначенное для генерирования кинетической энергии ветра. Многие умельцы научились собирать вертикальный ветрогенератор своими руками, а как это делается мы сейчас и узнаем.

    Устройство и разновидности ветряков

    Ветрогенераторы имеют много названий, но правильней их обозначить как ветровая электростанция. Состоит ВЭС из электрооборудования и механического сооружения – ветряка, которые связаны между собой в единую систему. Электроустановка помогает превратить ветер в источник энергии.

    Разновидностей ветрогенераторов много, но по расположению рабочей оси их условно разделяют на две группы:

    • Ветряки с горизонтальной осью вращения являются самыми распространенными. Электроустановка отличается высоким КПД. Кроме того, сам механизм лучше противостоит ураганам, а при слабом ветре запуск ротора происходит быстрее. У горизонтальных ветрогенераторов проще регулируется мощность.
    • Ветряки с вертикальной осью вращения способны работать даже при слабой скорости ветра. Турбины не шумят и проще в изготовлении, поэтому чаще всего их устанавливают умельцы в своем дворе. Однако особенность конструкции вертикального ветряка позволяет его устанавливать только низко от земли. Из-за этого сильно снижается КПД электроустановки.

    Различаются ветрогенераторы по типу рабочего колеса:

    • Пропеллерные или крыльчатые модели оснащены лопастями, которые по отношению к рабочему горизонтальному валу стоят перпендикулярно.
    • Карусельные модели еще называют роторными. Они характерны для вертикальных ветряков.
    • Барабанные модели аналогично имеют вертикальную рабочую ось.

    Для генерирования кинетической энергии ветра в промышленных масштабах обычно используют пропеллерные ветрогенераторы. Модели барабанного и карусельного типа отличаются большими габаритами, а также менее эффективным устройством механизма.

    Все ветряки могут комплектоваться мультипликатором. Этот редуктор во время работы создает много шума. В домашних ветряках мультипликаторы обычно не используют.

    Принцип работы ветряка

    Стоит отметить, что принцип работы ветрогенератора одинаков, независимо от его конструкции и внешнего вида. Генерирование энергии начинается с момента вращения лопастей ветряка. В это время между ротором и статором генератора создается магнитное поле. Оно и служит источником энергии, вырабатывающим электричество.

    Итак, как мы выяснили, ветрогенератор состоит из двух основных частей: вращающегося механизма с лопастями и генератора. Теперь о работе мультипликатора. Этот редуктор устанавливают на ветряк, чтобы увеличить обороты рабочего вала.

    Важно! Мультипликаторы устанавливают только на мощные ветрогенераторы.

    Во время вращения ротора генератора вырабатывается переменный ток, то есть, выходит три фазы. Сгенерированная энергия попадает на контроллер, а от него идет к аккумулятору. В этой цепочке стоит еще один важный прибор – инвертор. Он преобразовывает ток до стабильных параметров и подает через сеть потребителю.

    Ветряк industrial craft 2

    В сфере ветроэнергетики большую известность имеет кинетический ветрогенератор industrial craft 2, имеющий модифицированный блок для генерирования энергии ветра. Для расчета мощности электроустановки сумму скоростей его рабочих органов умножают на значение 0,1. Размер рабочей области обусловлен габаритами ротора. Во время вращения он вырабатывает кинетическую kU, а не электрическую EU энергию.

    Вращение лопастей зависит от порывов ветра. Самая оптимальная скорость наблюдается на высоте 160–162 м. Гроза увеличивает скорость ветра на 50%, а простой дождь – до 20%.

    Роторы ветрогенератора industrial craft 2 различаются габаритами и материалом лопастей, а также предельными показателями силы ветра, при которых они способны работать:

    • деревянный ротор с лопастями 5х5 рассчитан на диапазон скоростей ветра от 10 до 60 MCW;железный ротор с лопастями 7х7 рассчитан на диапазон скоростей – от 14 до 75 MCW;
    • стальной ротор с лопастями 9х9 рассчитан на диапазон скоростей потока воздуха от 17 до 90 MCW;
    • углеволоконный ротор с лопастями 11х11 рассчитан на диапазон скоростей потока воздуха от 20 до 110 MCW.

    Кинетические ветрогенераторы industrial craft 2 не ставят близко на одном уровне спиной друг к другу.

    Самостоятельное изготовление вертикального ветрогенератора

    В самостоятельном изготовлении ветряк с вертикальным валом самый простой. Лопасти изготавливают с любого материала, главное, чтобы он был устойчив к влаге и солнцу, а также был легкий. Для лопастей домашнего ветрогенератора можно использовать ПВХ трубу, применяемую при строительстве канализации. Этот материал отвечает всем вышеперечисленным требованиям. Из пластика вырезают четыре лопасти высотой 70 см, плюс две таких же делают из оцинковки. Жестяным элементам придают форму полукруга, после чего фиксируют с обеих сторон трубы. Остальные лопасти крепят на одинаковом расстоянии по кругу. Радиус вращения такого ветряка будет составлять 69 см.

    Следующий этап – сборка ротора. Здесь понадобятся магниты. Сначала берут два ферритовых диска диаметром 23 см. С помощью клея шесть неодимовых магнитов крепят на один диск. При диаметре магнита 165 см между ними образуют угол 60о. Если эти элементы меньшего размера, то их количество увеличивают. Приклеивают магниты не просто, как попало, а меняют поочередно полярность. На второй диск по аналогичной схеме крепят ферритовые магниты. Всю конструкцию обильно заливают клеем.

    Самое сложное – это изготовление статора. Нужно найти медный провод толщиной 1 мм и из него сделать девять катушек. Каждый элемент должен содержать ровно по 60 витков. Далее, из готовых катушек собирают электрическую схему статора. Все их девять штук выкладывают по кругу. Сначала соединяют концы первой и четвертой катушки. Далее, соединяют второй свободный конец четвертой с выходом седьмой катушки. В итоге получился элемент одной фазы из трех катушек. Схему второй фазы собирают со следующих по очередности трех катушек, начиная со второго элемента. Последней собирают точно так же третью фазу, начиная с третьей катушки.

    Для крепления схемы, из фанеры вырезают форму. На нее сверху кладут стеклоткань, а по ней раскладывают схему из девяти катушек. Все это заливают клеем, после чего оставляют до полного застывания. Не ранее, чем через сутки ротор со статором можно соединять. Сначала кладут ротор магнитами вверх, на нем располагают статор, а сверху укладывают второй диск магнитами вниз. Принцип соединения можно увидеть на фото.

    Теперь настало время собрать ветрогенератор. Вся его схема будет состоять из рабочего колеса с лопастями, аккумулятора и инвертора. Для увеличения крутящего момента желательно установить редуктор. Работы по монтажу имеют следующий порядок:

    • Из стального уголка, труб или профиля сваривают прочную мачту. По высоте она должна поднять рабочее колесо с лопастями выше конька крыши.
    • Под мачту заливают фундамент. Обязательно делают армирование и предусматривают выступающие из бетона анкерные крепления.
    • Далее, на мачту фиксируют рабочее колесо с генератором.
    • После установки мачты на фундамент выполняют ее крепление к анкерам, после чего усиливают стальными растяжками. Для этих целей подойдет трос или стальной прут толщиной 10–12 мм.

    Когда механическая часть ветрогенератора готова, начинают собирать электрическую схему. Генератор на выходе даст трехфазный ток. Для получения постоянного напряжения в схему ставят выпрямитель из диодов. Контроль зарядки аккумулятора осуществляется через автомобильное реле. Заканчивает цепочку схемы инвертор, из которого выходит в домашнюю сеть требуемые 220 вольт.

    Выходная мощность такого ветрогенератора зависит от скорости ветра. Например, при 5 м/с электроустановка выдаст около 15 Вт, а при 18 м/с можно получить на выходе до 163 Вт. Чтобы повысить производительность, мачту ветряка удлиняют до 26 м. На такой высоте скорость ветра на 30% больше, а, значит, электричества получится примерно в полтора раза больше.

    На видео показана сборка генератора для ветряка:

    Сборка ветрогенератора – дело сложное. Нужно знать основы электротехники, уметь читать схемы и пользоваться паяльником.

    fermilon.ru

    Роторный ветрогенератор своими руками.

    Ветроэлектростанция с горизонтальной осью вращения, несмотря на достаточно высокий коэффициент полезного действия, имеет свои недостатки. В частности, передача большого тока через коллектор вызывает ощутимые потери энергии и может привести к неприятностям как из-за нарушения контактов при их окислении, так и из-за снижения упругости пластин щеточного устройства. И еще: ветроколесо такого типа обладает качествами гироскопа — волчка, стремящегося сохранить в пространстве ориентацию оси вращения. Именно поэтому при изменениях направления ветра возникает значительная нагрузка на подшипники, что сокращает срок их службы.

    Во многих случаях более выгодной окажется роторная ВЭС, у которой ветроколесо имеет вертикальную ось вращения и может работать при любом направлении ветра.

    Известно несколько типов роторных ветродвигателей. Одним из самых простых и эффективных является вингротор, представляющий разрезанный по диаметральной плоскости полый цилиндр со смещенными друг относительно друга частями. Такой ротор хотя и тихоходнее ветроколеса, но имеет больший крутящий момент и способен работать при незначительных скоростях ветра. Главное же его достоинство — способность вращаться при любом направлении ветра и как следствие— отсутствие поворотного устройства и коллектора.

    Ветроэлектрогенератор «Ротор»:

    I — электрогенератор типа Г-221, 2, 4, 6, 17 — аэродинамические шайбы роторного ветроколеса, 3, 5, 18 — лопатки ротора, 7 — цепная передача мультипликатора, 8 — ступица ветроколеса (тормозной барабан мотоцикла), 9, 16 —лопатки аэродинамического тормозного устройства, 10 — ось вращения роторного ветроколеса,

    II — опора, 12 — ушки крепления растяжек, 13—кронштейн крепления электрогенератора, 14 — усиление нижней аэродинамической шайбы (деревянный брусок 40×40 мм), 15-кронштейн (уголок 2x30x30 мм, дюралюминий).

    К числу достоинств ВЭС с вингротором относится и простота ее конструкции.

    Роторный ветровой генератор монтируется на столбе или мачте. О том, как это делается, читателям уже известно из описания ВЭС типа «Диск». Основание сваривается из стальных уголков сечением 4x40x40 мм. В верхней его части приваривается ступенчатый вал, на котором устанавливается тормозной барабан от колеса мотоцикла «Урал» или «Иж».

    Ротор изготавливается из фанеры. Потребуются три диска диаметром 1000 мм и толщиной 10 мм — для аэродинамических шайб-перегородок и четыре пластины размером 500×1050 мм толщиной 4…5 мм — для лопаток ротора. Стыковка всех этих элементов производится с помощью дюралюминиевых уголков сечением 2x30x30 мм, согнутых так, как показано на рисунках, и винтов М5 с гайками и шайбами. Ротор усилен стяжками из стальных стержней диаметром 6 мм с резьбой на концах. Нижняя шайба укреплена

    деревянными брусками сечением 40×40 мм.

    После предварительного монтажа ротор разбирается, фанерные элементы два-три раза пропитываются горячей олифой, после чего он собирается уже окончательно и окрашивается алкидной эмалью.

    На подшипниковый узел (тормозной барабан от мотоцикла) ротор монтируется с помощью дистанционных втулок и болтов М8 с гайками и шайбами. Между узлом и ротором устанавливается самодельная ведущая звездочка цепного мультипликатора, а на вал генератора — ведомая (малая звездочка от двигателя Д8 или V-50). Ведущая звездочка вырезается из дюралюминиевого листа толщиной 4 мм по известной технологии, когда на ее делительной окружности сначала размечаются центры отверстий, образующие впадины зубьев, а затем с помощью сверла, ножовки и напильников формируются сами зубья. Передаточное число мультипликатора i = 5…6.

    Автомобильный генератор устанавливается на кронштейн, составляющий вместе с основанием вин-гротора единый сварной узел. Крепление генератора к кронштейну — штатное, как на автомобиле: с помощью шарнира и резьбового фиксатора-натяжителя.

    Роторный ветровой генератор оснащен почти таким же тормозным устройством, как и на ВЭС типа «Диск». Привод его также аэродинамический: на оси тормозного кулачка закрепляется стальная втулка с четырьмя приваренными трубчатыми штангами. На концах каждой расположены полуцилиндрические фанерные лопасти. Пружина, стягивающая тормозные колодки, заменяется другой, с меньшей жесткостью. Срабатывать такое устройство должно при скорости ветра выше 10 м/с.

    Электронная схема роторной ВЭС ничем не отличается от той, что используется на ветрогенераторе «Диск».

    Продолжение статьи тут

    Еще записи на эту же тему:

    energyfuture.ru

    Роторный ветрогенератор своими руками: материалы, особенности сборки и установки

    Ветрогенераторы – один из альтернативных способов получения энергии, который широко применяется в регионах с сильными ветровыми потоками, как на суше, так и в прибрежных водах. Чаще всего ветрогенераторы устанавливаются на обособленной территории вдали от жилых домов, так как шум, который возникает при работе ветряков нельзя назвать полезным для человека. Индивидуальные единичные ветрогенераторы не слишком распространены из-за сложности установки и эксплуатации ветрогенератора. Однако находятся потребители, которые устанавливают вблизи своих домов один или два ветрогенератора для выработки электроэнергии.

    Альтернативная энергетика для загородного дома и дачи

    Конструктивно все ветрогенераторы можно разделить на несколько групп. Наибольшим КПД из всех типов ветрогенераторов обладают ветрогенераторы с горизонтальной осью или роторные ветрогенераторы. Вариант самостоятельного изготовления роторного ветрогенератора рассмотрим в данной статье.

    Среди преимуществ роторных ветряков можно выделить их более высокий КПД, по сравнению с классическими ветряками типа «мельница», а также отсутствие зависимости в работе ветрогенератора от направления ветра, т.к. ротор будет вращаться в любом случае. Для сборки ветрогенератора в домашних условиях понадобятся: 1. Три фанерных диска толщиной не менее 10мм и диаметров около 1м. Фанера должна быть влагостойкой. Перед сборкой ветрогенератора фанеру необходимо пропитать олифой или другими средствами с водоотталкивающим эффектом. 2. Четыре лопасти (толщина 3…6мм; размеры 500х1050мм) из пластика или металла (оцинкованная сталь, алюминиевые листы). 3. Алюминиевые уголки 30х30мм и деревянные бруски 40х40мм для соединения конструктивных элементов ветрогенератора. 4. Крепежные винты. 5. Для изготовления ротора необходимы: два тормозных автомобильных диска; медный провод длиной 5м с сечением жилы до 4 кв. мм.; неодимовые магниты 10х30мм (30 шт.).

    Как обуздать энергию ветра?

    Конструкция ветрогенераторов роторного типа может быть различной. В сети имеется несколько десятков различных конструкций ветрогенераторов, на основе которых можно собрать свой. Большинство самодельных ветрогенераторов имеет мощность до 1кВт при скорости ветра 22…30 м/с. Однако мощность ветрогенератора зависит не только от силы ветра, но и от правильной сборки обмотки ветрогенератора, что без специальных навыков сделать достаточно сложно.

    При сборке роторного ветрогенератора стоит учитывать следующие особенности: - собрав и испытав ветрогенератор всю конструкцию необходимо окрасить, т.к. ветрогенератор будет установлен на улице. - при испытаниях ветрогенератора не должны быть слышны посторонние шумы. Часто они возникают из-за трения оси и шайбы или отсутствия жесткости в конструкции ветрогенератора. - для изготовления мачты ветрогенератора лучше всего подойдут металлические трубы или квадратный профиль. Соединять все элементы мачты ветряка лучше всего болтовыми соединениями, т.к. при сварной конструкции в местах сварки из-за постоянной вибрации возможно образование трещин. Болтовые соединения при эксплуатации ветряка необходимо просто подкручивать.

    В основе принципа действия любого ветрогенератора лежат аэродинамические законы. Поэтому устанавливать ветрогенератор необходимо в том месте, где скорость ветра будет максимальна.

    Лучше всего устанавливать ветрогенератор в так называемом аэродинамическом коридоре, например, между пристройками и домом или между глухим забором и стеной здания, или на возвышенности.

    ukrelektrik.com