Успевайте заказать остекление

ПО СТАРЫМ ЦЕНАМ!!!

Демонтаж старого балкона - бесплатно!

Ветрогенератор на балконе своими руками


Бытовые хитрости: вертикальный ветрогенератор своими руками

По сравнению с модными фотоэлементными источниками электроэнергии, ветрогенераторы могут показаться морально устаревшими. На самом деле это далеко не так. По мере подорожания традиционных энергоресурсов, разрабатываются новые, более совершенные и производительные модели с увеличенными коэффициентами полезного действия.

В продаже стоимость фирменного ветряка бытового класса начинается от 2000 у.е., но их технические характеристики устраивают далеко не всех. Многие владельцы удаленных домовладений и дачных участков предпочитают собрать вертикальный ветрогенератор своими руками.

Главные плюсы стандартных решений

В информационном поле имеется большое количество рекомендаций по разработке моделей разной мощности, с учетом предполагаемых затрат, окупаемости и планируемой нагрузки.

Фирменная ветросиловая установка среднего мощностного ценового ассортимента при номинальной скорости ветра 5-6 м/сек, вырабатывает за год до 250 киловатт бесплатной энергии.

Если создать вертикальный ветрогенератор самостоятельно, в том числе из подручных материалов, средств потребуется в несколько раз меньше, что положительно скажется на окупаемости проекта в целом.

Бытовые хитрости: вертикальный ветрогенератор своими руками

С другой стороны, желание реализовать масштабный проект строительства мощного ветрогенератора для обогрева дома и работы энергоемкой бытовой техники, потребует значительных затрат. Давайте разбираться.

Проблемы создания мощных ветросиловых установок

Станция мощностью всего 2 кВт представляет собой установленную в массивный бетонный фундамент прочную ветростойкую конструкцию высотой от 8 метров с 3-х метровым металлическим ротором. Кроме основных затрат, для установки такого сооружения потребуются расходы на аренду строительной и подъемно-крановой техники.

Попытки собрать более мощный вертикальный ветрогенератор своими руками без должного опыта и основательной материальной базы чаще всего оборачиваются дополнительными затратами на доводку конструкции до рабочего состояния. Для бытового пользования, хотя бы на начальном этапе целесообразно сосредоточить усилия на создании ветрогенератора мощностью до 500 ватт.

Свойства бюджетных моделей

Для самодельной ветровой электростанции рекомендуется взять за основу конструкцию с горизонтальной осью вращения и лопастной крыльчаткой. Такие схемы выгодно отличаются небольшой материалоемкостью и высоким КПД. Наиболее доступные по стоимости и простые по конструкции высокооборотные двух- и трехлопастные ветроколеса.

 Конструктивные особенности высокооборотных систем

Аэродинамические свойства высокооборотных роторов во многом зависят от конфигурации лопаток. На КПД отражаются внешне незаметные погрешности, поэтому без отсутствия должных навыков лучше отдать предпочтение тихоходному варианту рабочего колеса.

Бытовые хитрости: вертикальный ветрогенератор своими руками

  • Чем меньше лопастей, тем больше проблем с балансировкой ротора. Оптимальный по сложности и трудоемкости вариант ветрового колеса диаметром от 2-х метров должен иметь не менее 5-6 лопастей.
  • Высокооборотные конструкции характеризуются повышенной шумностью, которая усиливается с увеличением диаметра и скорости оборотов. Такая особенность мощного быстроходного ветросилового агрегата исключает его установку в местности с плотной застройкой или на крыше городской многоэтажки.

На заметку: двукратное увеличение количества лопастей при скорости ветра 8 м/сек. поможет повысить мощность генератора до 450-500 ватт, но такая доработка неизбежно потребует установки дорогостоящего редуктора.

Генератор веломоторного типа

Сэкономить средства на отказе от редуктора можно заменой высокооборотного генератора типа Г-221 более низкооборотным веломотором.

Наличие в конструкции веломотора постоянных магнитов решает проблемы подачи тока в обмотку возбуждения.

В качестве генератора для бытового ветросилового агрегата с максимальным режимом 220-230 об/мин. достаточно задействовать фирменный веломотор мощностью 250 ватт. КПД такого устройства составляет немногим более 80%-ти процентов.

Конструкционные свойства мачты

Исходный материал — стальная труба диаметром от 100 мм. Высота мачты с прочным бетонным основанием, установленной на открытой местности, может варьироваться в диапазоне от 6 до 10 метров.

  • Если на площадке имеются строения, деревья или другие ветрозащитные объекты, необходимо увеличить высоту мачты с превышением крыльчатки над наземными препятствиями не менее чем на полтора-два метра.
  • Для растяжек рекомендован монтажный трос с коррозиестойким покрытием и сечением не менее 6 мм.

Как защитить ветряк от ураганного ветра?

На практике с наилучшей стороны зарекомендовало себя простое по конструкции и эффективное в работе устройство, известное под названием боковой лопаты.

  • При скорости набегающего потока до 8 м/сек. ротор устанавливается по его оси посредством оперения.
  • При усилении ветра давление потока преодолевает жесткость пружины и ветрогенератор складывается, что приводит к изменению угла подачи воздуха на лопасти и снижению уровня воспринимаемых нагрузок.

Рекомендации по изготовлению лопастей

Для самостоятельного изготовления лопастей рабочего колеса больше подходит более стойкая к нагрузкам на растяжение древесина. В бюджетном и менее затратном по времени варианте, в качестве исходного сырья можно использовать ПВХ-трубы диаметром 160 мм.

В лучшем решении — это трубопроводные элементы для напорных водопроводных и канализационных систем марки SDR PN 6,3 с толщиной стенок не менее 4-х мм. Пластиковые лопасти менее сложные в изготовлении, в меньшей степени подвержены температурным и влажностным факторам.

Бытовые хитрости: вертикальный ветрогенератор своими руками

Вырезанные по шаблону заготовки следует тщательно отшлифовать и закруглить острые края.

Обустройство штатного оборудования

Для крепления лопастей необходимо использовать головку. Стандартная конструкция представляет собой стальной диск толщиной 6-8 мм, к которому по количеству лопастей с равными интервалами привариваются металлические кронштейны толщиной 10-12 мм и длиной 300 мм с отверстиями для установки резьбового крепежа.

Головка крепится к корпусу генератора болтами с контрагайками. Для рамы конструкции потребуется сталь толщиной 6-8 мм, или достаточно широкий отрезок швеллера.

Токоприемник и подвижное соединение

Конструкция тандема подвижный контакт-токоприемник стандартная. В самом простом варианте — это диэлектрическая втулка, контактная группа и подпружиненные графитные щетки от автомобильного стартера. Для предохранения от атмосферных осадков узел оборудуется защитным кожухом.

Для разворота ротора по направлению воздушного потока монтируется подвижное соединение рамы ветрогенератора по отношению к мачте. Специалисты рекомендуют использовать преимущества максимально стойких к осевым нагрузкам роликовых подшипников с посадочным диаметром не менее 60 мм.

Аккумуляторно – конверторное оборудование

Стандартное напряжение веломоторного генератора составляет 25-26 вольт, поэтому для хранения выработанной электроэнергии можно использовать два последовательно соединенных 12-ти вольтовых аккумулятора суммарной емкостью от 100 а/ч.

Для преобразования постоянного тока в переменный 220 вольт в схему вводится инвертор напряжения мощностью от 600 ватт.

Даже если вам легко удастся создать вертикальный ветрогенератор своими руками, помните, что безотказная работа такого устройства гарантируется при условии своевременного и квалифицированного обслуживания.

Может ли ветрогенератор на парусной лодке преобразовать зарядку аккумулятора?

Нет никаких сомнений в том, что ветрогенератор для парусной лодки внесет значительный вклад в усиление дежурства в вашем аккумуляторном блоке. И чем сильнее ветер - до определенного момента - тем больше будет вклад.

Ветрогенератор или ветрогенератор, как их еще называют, воспринимает только кажущийся ветер, а не истинный, поэтому они намного эффективнее в некоторых точках плавания, чем в других.

При типичном переходе через Атлантический океан, например, с задним ветром, их характеристики, вероятно, будут неудовлетворительными. Скажем, 15 узлов по ветру и скорость лодки 6 узлов, в результате чего 9 узлов проходят через лопасти, и ваша ветровая установка для парусной лодки не заработает.

Но когда вы выйдете на берег Карибского моря и путешествуете по Вест-Индии, это будет другое дело. Теперь лучевой ветер и легкие якорные стоянки гарантируют, что ветрогенератор вашего парусника обеспечит щедрую и постоянную зарядку аккумулятора.


Типы парусных ветрогенераторов

5 лопастей, быстрое вращение, малый диаметр, низкая производительность

Вырабатываемая мощность генерируется за счет вращения генератора постоянного тока или трехфазного генератора переменного тока с внутренним выпрямителем для преобразования переменного тока в постоянный.

В Европе преобладает тенденция в пользу многолопастных генераторов меньшего диаметра, таких как показанная здесь 5-лопастная версия.


2 лезвия, большой диаметр, низкая скорость, повышенная производительность

В США версии большого диаметра с двумя или тремя лопастями все еще имеют некоторых заядлых последователей.

Эти типы лучше работают при более низких скоростях ветра - хорошими примерами породы являются причудливое название WindBugger или Hamilton Ferris (показано здесь).

Вырабатываемая мощность зависит от скорости вращения лопастей по рабочей площади - чем выше скорость, тем громче шум.

Поэтому неудивительно, что чрезмерный шум может быть проблемой для некоторых ветряных генераторов.

Более медленные типы с двумя лопастями, производящие низкочастотный «гулкий звук», в то время как высокоскоростные типы с 3 и 5 лезвиями могут производить пронзительный вой, который не оценит даже подросток.


Производители высокоскоростных и высокоэффективных ветряных генераторов для парусных лодок наконец-то начали решать проблему шума, сочетая сложную конструкцию лопастей с высокотехнологичными легкими материалами.

И ваш парусный ветрогенератор будет более эффективным в некоторых частях света, чем в других. Например, в Средиземноморье, где часто бывают спокойные условия, другие формы зеленой энергии, такие как солнечные батареи, могут быть лучшим вариантом.



Гидравлические турбогенераторы с прицепом

Компоненты буксируемого генератора (также известного как водяная турбина) представляют собой крыльчатку, вращающийся буксирный трос длиной от 20 до 30 м, соединенный с установленным на пульте генератором, от которого по кабелю подается заряд на батареи.Буксируемые генераторы обычно вырабатывают около 5 А при скорости 6 узлов.

Они действительно выигрывают у своих ветряных собратьев в условиях слабого ветра или на длинных переходах с подветренной стороны, где ветрогенератор парусника будет серьезно поврежден из-за отсутствия относительного ветра. В таких ситуациях буксируемый генератор будет продолжать производить усилители.

Буксируемые гидротурбины пользуются большим спросом у многих моряков-дальнобойщиков, но у них есть свои проблемы:

  • Drag.Обычно они уменьшают вашу скорость от трети до половины узла;
  • На скорости намного выше 7 узлов они имеют тенденцию прыгать по поверхности, не вызывая ничего, кроме разочарования. Это можно в некоторой степени компенсировать, добавив грузила к крыльчатке и / или используя более длинный, чем стандартный, буксирный трос. Некоторые производители предлагают альтернативный агрегат с более грубым шагом, который подходит для скорости до 12 узлов, но при 6 узлах эта версия будет генерировать только половину мощности стандартной единицы;
  • В сильном море они могут выпрыгнуть из воды, где вращающийся буксирный трос, скорее всего, будет скручиваться, образуя впечатляющие изгибы и повороты;
  • Известно, что акулы рассматривают импеллер как часть своего рациона.

Вам следует забыть о троллинге лески, когда вы буксируете одну из них. Чтобы в это поверить, нужно увидеть образовавшуюся путаницу.



Комбинированные ветро-водяные турбогенераторы

Буксируемые генераторы не очень полезны на якоре, но некоторые производители преодолели это ограничение, сделав их трансформируемыми из режима воды в ветер и наоборот. Водяная / ветряная турбина Aquair 100 является типичным и популярным примером одной из них.

Иногда в морской индустрии кому-то приходит в голову действительно интересная идея.На этот раз это была Eclectic Energy Limited, производитель инновационного комбинированного водно-ветряного генератора DuoGen.

В отличие от буксируемого агрегата, это цельная конструкция, которая постоянно прикрепляется к транцу. Поверните его вниз в вашу кормовую волну, где он будет действовать как водяная турбина; качайте его вверх, и у вас есть ветрозарядное устройство.

Вы можете взглянуть на ...


Вы находитесь здесь: Парусные лодки Круизы> Аккумуляторы для лодок> Ветрогенератор для парусников



  1. 1969 Morgan 38

    8 сентября, 20 04:10

    Оригинальный дизайн Чарли Моргана.Очень прочное и мореходное океанское судно с гоночным наследием мирового класса. В основном оригинальный. Недавно установленный

    Подробнее

  2. «Sea Otter Too», парусник Columbia 29 на продажу

    7 сентября, 20 09:05

    Классика! Как было объявлено в 1962 году, «Sparkman & Stephens, всемирно известные военно-морские архитекторы и дизайнеры захватывающей модели COLUMBIA 29, идеально разработали

    Подробнее

  3. Продажа бывшего в употреблении парусного оборудования

    02 сен, 20 02:29

    Здесь люди, продающие парусное оборудование, рекламируют свои вещи совершенно бесплатно.Если вы ищете подержанное парусное снаряжение или другие подержанные лодочные аксессуары, вот где это найти!

    Подробнее


.

11+ крупнейших ветряных электростанций и ветроэнергетических сооружений, которые сокращают углеродный след

Человечество находится в момент времени, когда мы оглядываемся назад и размышляем о том, что мы сделали с этим миром.

Растущее загрязнение и отравление принесло нашему миру много страданий. Пришло время перейти на возобновляемые источники энергии. К счастью, страны всего мира пришли к реализации этой общей цели.

Ветер - один из безграничных источников энергии на Земле.Теперь мы построили огромные ветряные электростанции, чтобы использовать энергию ветра, которая в противном случае не использовалась бы.

Вот некоторые из крупнейших ветряных электростанций, которые вносят существенный вклад в сокращение углеродного следа:

Ветряная электростанция Ганьсу, Китай

Источник: Popolon / Wikimedia Commons

Уровень загрязнения в Китае резко вырос за последние несколько лет. По данным ВОЗ, более 1 миллиона граждан Китая умерли преждевременно в результате смертельных токсинов, переносимых по воздуху. Следовательно, Китай начал инвестировать в экологически чистые источники энергии, чтобы обуздать эту ситуацию.

Ветряная электростанция Ганьсу в Китае является самой большой в мире и способна производить около 7 900 МВт. Чистая выработка электроэнергии обеспечивается 7000 ветряных турбин, расположенных рядами в пустыне Гопи. Эта ветряная электростанция также известна как ветроэнергетическая база Цзюцюань.

К сожалению, более 60% производственных мощностей фермы ежегодно не используются из-за слабого спроса. Гигантская ветряная электростанция способна обеспечить электроэнергией небольшую страну, и ожидается, что к 2020 году она обеспечит мощность в 20 000 МВт.

Ветряная электростанция Маппандал, Индия

Источник: PlaneMad / Wikimedia Commons

Если вы не знаете, где расположена третья по величине ветряная электростанция, то она находится в Тамил Наду, Индия - Ветряная ферма Маппандал.

На ферме установлено около 3000 турбин, которые производят 1500 МВт чистой энергии. Согласно отчетам о ветроэнергетике, в штате Тамил Наду валовой ветровой потенциал составляет 3050 МВт.

Ветряная электростанция помогла снизить зависимость от ископаемого топлива и в конечном итоге приведет к сокращению выбросов парниковых газов.Правительство планирует расширить инициативу экологически чистой энергии для обеспечения электричеством деревень в Тамил Наду.

Ветряная электростанция Роско, США

Источник: Fredlyfish5 / Wikimedia Commons

Ветряная электростанция Роско расположена в Роско, штат Техас. Когда-то это была самая большая ветряная электростанция в мире. Ветряная электростанция раскинулась на площади более 100 000 акров, и она может легко привести в действие около 265 000 домов!

Интересно, что Техас производит больше энергии от ветра, чем все остальные 25 штатов США вместе взятые! Ветряная электростанция насчитывает около 627 ветряных турбин, общая мощность которых составляет 781.Чистая энергия 5 МВт.

Строительство ветряной электростанции Роско проходило в четыре этапа. Первая очередь в 2008 году состояла из 209 турбин Mitsubishi мощностью 1 МВт. В том же году была завершена фаза 2 и , в которую вошли 55 машин Siemens мощностью 2,3 МВт. Фаза 3 rd была завершена к середине 2009 г. и добавлено 166 турбин GE мощностью 1,5 МВт. И на последнем этапе было добавлено 197 турбин Mitsubishi мощностью 1 МВт.

Центр ветроэнергетики Хорс-Холлоу, США

Техас известен своим ветроэнергетическим потенциалом.Есть большие участки земли, находящейся в частной собственности, что делает инвестиции в ветроэнергетику привлекательным предложением как для арендодателей, так и для инвесторов.

Центр ветроэнергетики Horse Hollow - седьмая по величине ветряная электростанция с мощностью производства 735 МВт чистой энергии. Ферма расположена на территории в 100 000 акров в округах Нолан и Тейлор, штат Техас. Проект действует с 2009 года. Завершенный в три этапа, ферма состоит из 421 турбины, в том числе 142 GE 1,5 МВт, 130 Siemens 2.Ветровые турбины мощностью 3 МВт и 149 GE мощностью 1,5 МВт.

Джайсалмерский ветропарк, Индия

Источник: Нагарджун Кандукуру / Wikimedia Commons

Ветропарк Джайсалмера, расположенный в районе Джайсалмер в Раджастане, является крупнейшим наземным ветропарком в Индии. Ферма использует ветер Аравийского моря для производства чистой энергии мощностью 1 065 МВт.

В проекте используются различные турбины, так как это сочетание старого оборудования, такого как модели мощностью 350 кВт, с более новыми S9X, которые способны производить 2.1 МВт мощности.

Морская ветряная электростанция London Array, Великобритания

Источник: synecdoche / Flickr

Ветряная электростанция London Array расположена на побережье Соединенного Королевства. Ферма имеет 175 турбин, которые производят 630 МВт чистой энергии, которой достаточно для питания полумиллиона домов в Великобритании. По вместимости он самый большой в Европе. Одна только ферма помогает сократить выбросы CO2 более чем на 925 000 тонн в год.

Наличие оффшорной ветровой электростанции дает некоторые преимущества перед наземными ветряными электростанциями.Одно из них - преимущество более высоких скоростей ветра над водой по сравнению с землей. Также нет ограничений по границам. Единственное ограничение связано с глубиной, на которой находится морское дно. Вот почему многие страны рассматривают оффшорные ветряные электростанции, а не оффшорные.

Ветряная электростанция Фаулер-Ридж, США

Источник: Патрик Финнеган / Wikimedia Commons

Ветряная ферма Фаулер-Ридж занимает более 50 000 акров в округе Бентон, штат Индиана, США.Ветряная электростанция принадлежит и управляется совместно Dominion Resources и BP Alternative Energy North America (каждая с 50% долей).

Ферма с 537 ветряными турбинами производит 750 МВт чистой энергии, которая используется для удовлетворения энергопотребления примерно 200 000 американских домов.

Ветряная электростанция Gemini, Нидерланды

Источник: Korisnik12345 / Wikimedia Commons

Недавно открытая ветряная электростанция Gemini - вторая по мощности оффшорная ветряная электростанция, построенная в Нидерландах после London Array.Ветряная электростанция Gemini способна производить 600 МВт электроэнергии с использованием 150 турбин Siemens SWT -4.0. Проект стартовал в 2015 году и был завершен в 2017 году. Это было в том же году, когда он был сдан в эксплуатацию.

На проект было выделено 2,8 миллиарда в качестве финансирования, но он был завершен с лишними деньгами. Турбины были введены в эксплуатацию в 2016 году и принесли 250 миллионов евро еще до даты ввода в эксплуатацию.

Центр ветроэнергетики Альта, США

Источник: Z22 / Wikimedia Commons

Национальная лаборатория возобновляемой энергии США (NREL) вынесла вердикт в отношении зеленой энергии.Исследование, проведенное организацией, пришло к выводу, что к 2050 году США могут производить 80% электроэнергии из возобновляемых источников энергии.

Энергетический центр ветряных электростанций в Альте является попыткой в ​​этом направлении. Он является крупнейшим ветроэнергетическим сооружением в Северной Америке и расположен в горах Техачапи в Калифорнии. Ферма также известна как ветряная ферма Мохаве и занимает территорию в 3200 акров.

Ветряная электростанция Альта обеспечивает 1548 МВт возобновляемой энергии для SCE (Южная Калифорния, Эдисон) более 25 лет и, по оценкам, к 2040 году достигнет 3000 МВт.Турбины были установлены на высоте от 3000 до 6000 футов над уровнем моря.

Sweetwater Windpower, США

Источник: BBC World Service / Flickr

Sweetwater Windpower - это 9 -я по величине ветряная электростанция в мире, расположенная в округе Нолан в США. Он имеет 392 ветряных двигателя GE, MHI и Siemens, которые производят около 585,3 МВт электроэнергии, поставляемой Austin Energy, CPS и другим.

Ферма, функционирующая с 2003 года, находится в совместной собственности Duke Energy и Infigen Energy и была построена в пять этапов, добавленных до 2007 года.

Ветряная электростанция Buffalo Gap, США

Ветряная электростанция Buffalo Gap - десятая по величине ветряная электростанция в мире, расположенная в Техасе. Ветряная электростанция мощностью 524 МВт была построена в три этапа и использовала 155 турбин GE мощностью 1,5 МВт с системой windCONTROL, а также 74 ветряных генератора Siemens. Функция windCONTROL позволяет регулировать напряжение и мощность в реальном времени, подавая реактивную мощность в сеть, когда это необходимо для стабилизации слабых сетей и регулирования напряжения системы.

Ветряные электростанции Доггер-Бэнк, Северное море

Самая большая в мире оффшорная ветряная электростанция, побившая предыдущие рекорды, открывается в Доггер-Бэнк в Северном море и начнет работать к 2023 году. 16 000 британских домов в следующем году.

Он построен как совместное предприятие SSE и норвежской Equinor. Он уникален тем, что использует турбины мощностью 12 МВт при высоте 260 м, в отличие от традиционных турбин мощностью 8 МВт. Это значительно снизит эксплуатационные расходы этих ферм.

Ветряная электростанция Capricorn Ridge, Техас, США

В Техасе есть много примеров правильного использования ветрового потенциала штата. Ветряная электростанция Capricorn Ridge расположена в графствах Стерлинг и Кока.

NextEra Energy Resources владеет техасской фермой. Все началось в 2008 году с инвестиций GE Energy Financial Services и JPMorgan Chase, которые заявили, что вложат $ 225 млн в Capricorn Ridge.

На ферме установлено 342 ветряных турбины GE мощностью 1,5 МВт и 65 Siemens 2.Ветряные турбины мощностью 3 МВт общей мощностью 662,5 МВт могут легко обеспечить электроэнергией до 220 000 домашних хозяйств.

Морская ветряная электростанция Walney Extension, Великобритания

Морская ветряная электростанция Walney Extension расположена в Ирландском море, в 19 км от берега острова Уолни, Камбрия.

Частично принадлежит и управляется компанией Ørsted, 50% акций которой принадлежит датским пенсионным фондам PKA и PFA. Проект был запущен в сентябре 2018 года.

Он включает 40 ветряных турбин MHI Vestas 8 МВт и 47 ветряных турбин Siemens Gamesa 7 МВт общей мощностью 659 МВт, которых достаточно для питания 600 000 домов в Великобритании.Электроэнергия передается с помощью двух морских подстанций мощностью 4000 т.

.

Определение и объяснение концепций ветряных турбин

На этой странице мы пытаемся дать краткое введение в основные концепции проектирования и строительства ветряных турбин.

| Сайт | Башня | Анемометры | Генераторы и генераторы | Скорость включения | Генератор переменного тока |
| Ротор Дизайн и резьба | Закрутка и остановка | Регулирование | Кольца скольжения | Дальнейшее чтение |

С чего начать ???

Во-первых, сделайте домашнее задание! Зачем изобретать колесо заново, если можно учиться на успехах и неудачах других? Доступно множество полезных книг, веб-сайтов и планов.2, где Pi равно 3,1415, а r - радиус вашей стойки. Доступная мощность ветра резко возрастает с увеличением площади охвата ... но вместе с тем увеличивается и нагрузка на лопасти, башню, подшипники и хвостовую часть. Большее напряжение означает, что требуются более сильные инженерные решения и материалы, а также гораздо больший, более сложный и дорогой проект.

Участок

  • Местоположение - Во-первых, выясните, откуда обычно дуют преобладающие ветры в вашем районе. Вы можете определить это, наблюдая во время урагана или глядя на деревья рядом с вашим участком.Все деревья, наклоненные в одном направлении и имеющие ветви в основном на одной стороне ствола, являются хорошим индикатором преобладающей скорости и направления ветра. Иногда эту информацию вам могут предоставить местные аэропорты и метеостанции. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии в Голдене, штат Колорадо, бесплатно публикует в Интернете отличный Атлас ресурсов ветроэнергетики США. Здесь тоже может быть полезен каротажный анемометр, который также регистрирует направление ветра, хотя и стоит дорого.
  • Высота: Полет ветрогенератора близко к земле - все равно что установить солнечные батареи в тени! Ваш ветрогенератор должен быть расположен на высоте не менее 30 футов над любым препятствием в пределах 300 футов в любом направлении - многие источники рекомендуют даже больше.Короткие башни в турбулентных местах вызывают резкое снижение выходной мощности и экстремальные физические нагрузки на турбину и башню.
  • Расстояние: Расстояние между ветрогенератором и батареями также может быть проблемой - чем ближе, тем лучше, чтобы избежать потерь в длинных проводах и сохранить требуемый размер провода до разумной толщины и стоимости. Системы на 12 В являются худшими с точки зрения потерь при передаче электроэнергии - в конечном итоге вам понадобится очень толстый провод. Аккумуляторная батарея на 24 или 48 В может сэкономить большие деньги на проводе!

Башня

Посетите нашу страницу БАШНЕЙ, чтобы узнать о некоторых домашних решениях, которые дешевы и просты в изготовлении, а также множество деталей и изображений.Также есть много информации о башнях, обсуждений и изображений, доступных через Searching the Otherpower для обсуждения «башен».
  • Ваша башня должна быть чрезвычайно крепкой, должна быть хорошо закрепленной и достаточно высокой, чтобы преодолевать препятствия. Мы видели 1,5-дюймовую стальную трубу, изгибающуюся, как трубочист при скорости ветра 50 миль в час, под ветряной машиной с 8-футовым ротором. В некоторых рекомендациях по ветроэнергетике рекомендуется планировать как минимум столько же затрат на башню и силовую проводку, сколько на сам ветрогенератор!
  • Любишь лазать? Два основных типа мачт - подъемно-поворотные и стационарные.Стационарная вышка - самая прочная и беспроблемная, но для установки, обслуживания или снятия ветряной машины вам придется подняться на нее. Для установки часто используется кран, а это дорогое решение, хотя вы можете сделать это самостоятельно, взобравшись на башню и перемещая по ней столб для джина по мере добавления каждой новой секции. Если вы не согласны с альпинистскими башнями, попробуйте наклониться вверх. Тогда все операции по техническому обслуживанию можно будет выполнять, стоя на твердой земле.
  • Крепление на крышу? Мы настоятельно не рекомендуем устанавливать ветрогенератор на крыше.Ветер около крыши очень медленный и турбулентный, и выходная мощность будет резко снижена. Это касается ВСЕХ типов ветряных турбин, не только наших. Опять же, ваша турбина должна быть установлена ​​на высоте не менее 30 футов над всем в пределах 300 футов в любом направлении. Вибрация также является проблемой. Хотя производитель AIR 403 говорит, что он работает, мы воочию наблюдали вибрацию и шум во время урагана на двух разных крышах ... это ОЧЕНЬ заметно и раздражает. И имейте в виду, что AIR 403 - очень маленький блок (только 1.3 метра), что дает очень мало энергии ... мельница большего размера была бы невыносима и, возможно, опасна для вашего дома. Большинство коммерческих и самодельных ветрогенераторов не издают большого физического шума, но некоторая вибрация неизбежна из-за природы генераторов с постоянными магнитами. Послушайте вибрацию ветряной мельницы Уорда диаметром 7 футов (12-секундный файл .WAV, 140K) и узнайте, почему мы не рекомендуем крепления на крыше! На мельнице Уорда очень тихо; этот аудиоклип был снят с микрофоном, прижатым к стальной мачте, чтобы дать представление о вибрации, которая будет передаваться в ваш дом с помощью крепления на крыше.Жужжащий звук - это вибрация магнитов, проносящихся мимо катушек; лязг из самой секционной башни. Сам ротор мельницы очень мало шумит.

Анемометры

  • Важно знать реальную скорость ветра в любой ветряной установке, коммерческой или самодельной. Это позволяет увидеть, правильно ли работает машина, а чрезвычайно высокая скорость ветра может указывать на то, что вам следует выключить мельницу на время шторма.Если вы планируете инвестировать значительные деньги в ветроэнергетику, каротажный анемометр может помочь вам решить, стоит ли ваш местный ветровой ресурс вложений. Коммерческие анемометры и метеостанции очень дороги, но их можно найти с помощью быстрого поиска в Google ... вы также можете попробовать один из вариантов домашнего пивоварения ниже.
  • Создайте свой собственный анемометр: Мы построили точный анемометр менее чем за 10 долларов, используя пластиковые пасхальные яйца. Смотрите здесь! Он считает частоту с помощью простой схемы и может быть адаптирован для использования с компьютерным оборудованием для сбора данных.Другой вариант - это сборная чашка в сборе и велосипедный спидометр, вы можете посмотреть нашу страницу ЗДЕСЬ.
  • Комплект анемометра для каротажа: Этот оригинальный комплект из Австралии стоит менее 100 долларов США, включая доставку. Он отслеживает скорость и направление ветра и записывает данные в свою память, включая средние и пиковые значения. И он напрямую подключается к ПК ... ваши данные о ветре можно импортировать в реальном времени прямо в электронную таблицу! Смотрите здесь.

Генераторы и генераторы

  • Термины - На нашем сайте мы пытаемся использовать термин Generator для описания машины, вырабатывающей постоянный ток (DC), и использовать термин Alternator для описания машины, вырабатывающей переменный ток (AC) .Однако термин «генератор» также используется в общем для описания любой машины, вырабатывающей электричество при вращении вала.
  • Опции - Генератор или генератор - это сердце вашей ветряной машины, и он должен иметь правильный размер, чтобы соответствовать вашей рабочей области, а также обеспечивать правильный тип и напряжение мощности, подходящие для вашего применения. К сожалению, нет коммерческих или избыточных продуктов, которые можно было бы легко сопоставить с набором лопастей для строительства ветряной турбины. НАМНОГО практичнее построить собственный генератор переменного тока, чем пытаться адаптировать коммерческий агрегат, который был разработан для совершенно другой цели.Если вы все равно попробуете это сделать, асинхронные двигатели с постоянным током, генераторы постоянного тока, бесщеточные двигатели постоянного тока с постоянным током, автомобильные генераторы переменного тока и асинхронные двигатели - это варианты ... но в лучшем случае они являются незначительными исполнителями. Мы подробно рассмотрим различные типы на нашей странице сравнения генераторов и генераторов.
  • Применение - Электроэнергия, генерируемая ветром, может использоваться для зарядки аккумуляторов и для подключения к электросети. Все наши разработки и информация касаются зарядки аккумуляторов в настоящее время, поскольку все мы живем в 12 милях от ближайшей линии электропередач.
  • Однофазный и трехфазный - Трехфазный имеет некоторые преимущества перед однофазным в большинстве генераторов переменного тока. В большинстве небольших коммерческих ветряных турбин используются трехфазные генераторы переменного тока, которые затем переключают выход на постоянный ток (постоянный ток) для зарядки батарей. При создании генератора с нуля однофазное устройство кажется привлекательным, потому что оно простое и понятное. 3 фаза на самом деле не сложнее. Для получения некоторых деталей посмотрите на некоторые из наших более поздних экспериментов с ветряными турбинами и некоторых из более ранних.Переход на 3 фазы позволяет выжать больше мощности из генератора меньшего размера. Это значительно снижает потери в линии и работает с меньшей вибрацией. Старые однофазные генераторы переменного тока, которые мы заставляли вибрировать намного больше (и производили больше шума), чем трехфазные машины.
  • Скорость - Скорость вала является очень важным фактором для всех типов генератора переменного тока. Блок должен создавать более высокие напряжения при более низких оборотах, в противном случае он не подходит для использования в ветроэнергетике. Это касается всех силовых агрегатов ... даже двигатели, используемые в качестве генераторов и генераторов переменного тока, должны быть рассчитаны на низкие обороты.По этой же причине автомобильные генераторы не подходят для использования в ветроэнергетике. Более подробную информацию см. На нашей странице сравнения генераторов и генераторов.
  • Скорость запуска - Это скорость ветра, при которой ротор начинает вращаться. Он должен вращаться плавно и легко, когда вы поворачиваете его вручную, и продолжайте вращаться в течение нескольких секунд. Конструкции, которые «зубчатые» из-за магнитной силы или в которых используются шестерни или шкивы для увеличения скорости вала, будут плохими при запуске. Хорошая конструкция может начать вращаться при скорости ветра 5 миль в час и врезаться в скорость 7 миль в час.
  • Скорость включения - Ветрогенератор не начинает подавать энергию в аккумуляторную батарею, пока напряжение генератора или генератора переменного тока не станет выше, чем напряжение аккумуляторной батареи. Более высокая скорость вала означает более высокое напряжение во всех генераторах и генераторах переменного тока, и вы хотите попытаться получить максимально возможную скорость вала при слабом ветре - без ущерба для характеристик при сильном ветре. Большинство коммерческих ветряных генераторов включаются на скорости 8–12 миль в час. Характеристики генератора при низком напряжении, конструкция ротора (лопасти и ступица) и поведение ветра - все это влияет на то, где произойдет включение.
  • Регулировка напряжения - В ветряных мельницах с подзарядкой аккумуляторов регулирование напряжения обычно не требуется - до тех пор, пока батареи не заполнятся. Даже если ваш генератор вырабатывает напряжение холостого хода 90 вольт, аккумуляторная батарея будет поддерживать напряжение системы на своем уровне. После того, как продукты будут заполнены, вам нужно будет отправить мощность ветряной мельницы на «самосвальный груз», например, на нагревательный элемент. Это регулирование можно выполнить вручную, просто включив электрический обогреватель, стереосистему или свет.Автоматические системы тоже можно построить или купить.
  • Напряжение аккумуляторной батареи - Помимо меньших потерь в линии, системы питания 24 В и 48 В дают другие существенные преимущества в системах ветряных генераторов. Однако прежде всего производитель или покупатель ветряной турбины должен учитывать, что генератор переменного тока должен быть намотан по-разному для разных напряжений в системе.
  • Неэффективность - Каждый генератор имеет определенную скорость, на которой он работает наиболее эффективно. Но поскольку ветер непостоянен, мы должны попытаться создать золотую середину.По мере увеличения скорости ветра исходная мощность, поступающая в генератор от ветра, становится больше, чем генератор может эффективно использовать, и становится все более и более неэффективной. Эта мощность теряется в виде тепла в обмотках статора. Генераторы с возбужденными полями могут регулировать магнитный поток внутри для наиболее эффективной работы, но генераторы с постоянными магнитами - нет. Генератор, в котором используется много обмоток из тонкого провода, будет иметь лучшие характеристики на низких оборотах, чем тот, в котором используется меньше обмоток из более толстого провода, но более высокое внутреннее сопротивление.2 * СОПРОТИВЛЕНИЕ = мощность, теряемая в виде тепла в обмотках генератора (в ваттах).

Конструкция генератора

  • Факторы - Изготовление генераторов с постоянными магнитами с нуля - это своего рода «черное искусство» - на него влияет множество факторов, некоторые из которых мы попытаемся обсудить ниже. И затем вы должны добавить еще один важный фактор - дизайн лопастей. Мы также обсудим это ниже. Мы не начали строить ветряные мельницы и генераторы переменного тока, выполнив кучу математических расчетов ... мы просто вскочили, сделали много ошибок и в конечном итоге пришли к удовлетворительному дизайну, наблюдая за производительностью и изменяя одну переменную за раз.Сложнее всего добиться наилучшего совпадения лопастей и генератора.
  • Подшипники - Ключевое слово здесь СИЛЬНО. Помимо того, что они должны выдерживать вибрацию и высокую скорость вращения, на подшипники возникает значительная обратная сила ветра, которая увеличивается геометрически по мере увеличения размера стойки. Вот почему мы перешли на использование в наших конструкциях стандартных ступичных подшипников прицепа, они конические и рассчитаны на осевые нагрузки. Передние подшипники в наших переделанных асинхронных двигателях переменного тока до сих пор держатся хорошо, но они не рассчитаны на такую ​​нагрузку.Двигатели с ленточными приводами постоянного тока особенно уязвимы - передний подшипник в конечном итоге резко выйдет из строя при сильном ветре, если не добавить дополнительные подшипники.
  • Воздушный зазор - Это расстояние между магнитами и пластинами в конструкции ротора с одним магнитом или между двумя магнитами в конструкции ротора с двумя магнитами. Чем меньше расстояние, тем лучше работает генератор. Это означает, что важно, чтобы катушки были как можно более плоскими, а якорь точно прилегал к статору...если он не идеально квадратный, воздушный зазор будет больше с одной стороны генератора, чем с другой, и производительность будет снижена. Уменьшение воздушного зазора вдвое дает в 4 раза больше магнитного потока.
  • Число полюсов - «Полюс» - это северный или южный полюс магнита. Обычно при создании генератора переменного тока нам нужен отдельный магнит для каждого полюса. Чем быстрее чередующиеся северный и южный полюсы магнитов проходят через катушки, тем больше вырабатывается напряжения и тока. Но также важна площадь поверхности.Если у нас есть очень узкий магнит (необходимый для использования многих полюсов), напряженность поля на расстоянии будет намного слабее, чем у более широкого магнита. Итак, как и во всем, что касается создания ветряных турбин, здесь следует идти на компромисс. Мы выбираем такое количество полюсов, которое позволяет использовать катушки разумного размера и хорошее сильное магнитное поле через любой воздушный зазор, который мы получим. Это всегда должно быть четное число. Для трехфазной машины нам нравится 4 полюса на каждые 3 катушки, хотя, безусловно, есть и другие очень возможные варианты.В большинстве случаев для трехфазной машины у нас будет от 8 до 16 полюсов (магнитов), если, возможно, машина не будет очень большой.
  • Серия или параллельная? Звезда или Дельта? При последовательном соединении катушек увеличивается напряжение и сопротивление. При параллельном подключении напряжение остается прежним, но сила тока увеличивается, а сопротивление уменьшается. Кроме того, параллельное соединение в генераторе переменного тока может вызвать протекание тока там, где вы этого не хотите, так называемые «паразитные потери».«Правильная конфигурация для вашего проекта зависит от многих факторов. На странице Windstuff теперь есть несколько отличных диаграмм, которые объясняют 3 фазы, звезду и дельту. Мы подключаем все наши генераторы переменного тока к Star.
  • Магниты - Чем сильнее, тем лучше. Чем больше и сильнее ваши магниты, тем большую мощность вы можете произвести в меньшем генераторе. Неодим-железо-бор («редкоземельный», NdFeB) на сегодняшний день являются самыми сильными постоянными магнитами, известными человеку, и идеально подходят для создания альтернативных постоянных магнитов.Многие старые конструкции требуют сильных керамических магнитов, главным образом из-за цены. Мы продаем большие высококачественные керамические магниты, которые подходят для использования в генераторах переменного тока, но на практике магниты из NdFeB в том же пространстве дают в 4 раза больше энергии, чем керамические. Кроме того, цены на большие магниты NdFeB резко упали с момента их изобретения в 1980-х годах. У нас есть большой выбор в нашем Интернет-магазине, включая оптовые скидки на наборы больших магнитов для генераторов переменного тока. ВНИМАНИЕ! Большие магниты NdFeB ОЧЕНЬ мощные и могут нанести серьезную травму.
  • Провод - Эмалированный магнитопровод всегда используется для намотки статора, поскольку изоляция очень тонкая и жаропрочная. Это позволяет использовать большее количество витков на катушку. Очень сложно зачистить, используйте бритвенный нож или наждачную бумагу и обязательно тщательно зачистите каждый провод! Выбор калибра провода - это еще один компромисс: более тонкий провод позволяет иметь больше витков на катушку и, следовательно, лучшее напряжение для включения на низкой скорости, но использование более длинного и тонкого провода дает более высокое сопротивление, и, следовательно, устройство становится неэффективным быстрее при высокие скорости.
  • Магнитная цепь - Вообразите магнит почти как батарею. Считается, что силовые линии от магнита исходят из одного полюса и возвращаются к другому, как батарея. Воздух - плохой проводник как для электричества, так и для магнитных силовых линий. Чтобы наилучшим образом использовать магнит (и медный провод) в генераторе переменного тока, нам необходимо иметь максимально сильное магнитное поле. Как медь - хороший проводник электричества, так и сталь - хороший проводник магнитных полей.Хорошая магнитная цепь включает сталь между полюсами с зазором (воздушным зазором), где нам нужно использовать поле. В генераторе наши провода должны занимать воздушный зазор, он не должен быть шире, чем необходимо, а все остальные части магнитной цепи должны быть из стали. Мы можем использовать либо стальные ламинаты (ламинированная сталь снижает вихревые токи), либо магниты на каждой стороне катушки (катушек), движущиеся вместе со сталью позади них. Опять же, посмотрите на наши различные эксперименты с ветряными турбинами. Следует сказать, что некоторые из них, такие как деревянный генератор переменного тока и полностью деревянная ветряная мельница, имеют очень плохие магнитные цепи.

Ротор

  • Ветрогенератор получает энергию от замедления ветра. Лопасти замедляют его, и генератор собирает мощность. ОБА должны быть правильно спроектированы для совместной работы и делать это эффективно. Мы не являемся экспертами в области дизайна лезвий ... мы начали с середины с работающей конструкции и внесли изменения оттуда. Действительно, вы можете сделать простой набор лезвий с прямым углом наклона 5 градусов по всей длине, и они будут работать ТОЛЬКО ПРЕВОСХОДНО! Но чтобы по-настоящему настроить ваш ветрогенератор, важно обратить внимание на несколько факторов.ТАКЖЕ - пожалуйста, простите нас, когда мы ошибаемся и называем ротор «пропеллером» или «пропеллером» - он ничего не движет! Ротор - правильный термин, не путать с ротором якоря. Но иногда мы ошибаемся ...
  • Материал лезвия - Дерево действительно идеальный материал для лезвий. Он очень прочен для своего веса, легко режется, недорого и устойчив к усталостному растрескиванию. Выбирайте самый лучший, самый прямой пиломатериал без сучков, который вы можете найти; сосна и ель отлично подходят.Лиственные породы обычно слишком тяжелые. Лезвия из стали и алюминия слишком тяжелые и склонны к усталостному растрескиванию; листовой металл был бы плохим выбором и чрезвычайно опасен ... посмотрите фотографию усталостных трещин на ветряной мельнице из листового металла ХВОСТ в галерее опор Уорда и представьте, что вибрация повлияет на лопасти из листового металла! Лезвия из армированного стекловолокном® очень прочны и распространены на промышленных ветряных мельницах, но процесс изготовления формы займет больше времени, чем вырезание полного набора лопастей из дерева, и прирост прочности будет незначительным или совсем не будет.
  • Диаметр - Слишком короткие лопасти, прикрепленные к большому генератору переменного тока, не смогут заставить его двигаться достаточно быстро, чтобы обеспечить хорошую мощность. Лопасти, которые слишком велики для небольшого генератора переменного тока, будут подавлять и сжигать его или разгонятся до точки разрушения при сильном ветре - генератора переменного тока недостаточно для сбора энергии, поступающей от ветра.
  • Количество лопастей - Идеальный ветрогенератор имеет бесконечное количество бесконечно тонких лопастей.В реальном мире большее количество лопастей дает больший крутящий момент, но меньшую скорость, и большинству генераторов требуется достаточно хорошая скорость для включения. Конструкции с двумя лопастями очень быстры (и поэтому работают очень хорошо) и просты в сборке, но могут страдать от дребезга. явление при рыскании из-за несбалансированных сил на лезвиях. Трехлопастные конструкции очень распространены и обычно являются очень хорошим выбором, но их сложнее построить, чем двухлопастные. Переход на более чем 3 лезвия приводит ко многим осложнениям, таким как проблемы с прочностью материала при использовании очень тонких лезвий.Возможны даже однолопастные конструкции с противовесом.
  • Коэффициент скорости наконечника (TSR) - Это число определяет, насколько быстрее, чем скорость ветра, предназначены наконечники ваших лопастей. Ваши лезвия будут работать лучше всего на этой скорости, но на самом деле они будут хорошо работать в диапазоне скоростей. Идеальное соотношение скорости наконечника зависит от диаметра ротора, ширины лопастей, шага лопастей, оборотов, необходимых генератору переменного тока, и скорости ветра. Более высокие TSR лучше подходят для генераторов переменного тока и генераторов, требующих высоких оборотов, но характеристики скорости ветра на вашем конкретном участке также будут иметь большое значение.В случае сомнений начните с середины и измените конструкцию лезвия в зависимости от измеренной производительности.
  • Конус - Обычно лопасти ветрогенератора шире у основания и уже на концах, так как площадь, охватываемая внутренней частью лопастей, относительно мала. Конус также увеличивает прочность основания лопасти, где напряжение является самым высоким, дает дополнительный импульс при запуске от более широкого основания и немного более эффективен. Можно рассчитать идеальный конус, и он варьируется в зависимости от количества лопастей и желаемого отношения скорости острия.Книга Хью Пигготта «Мастерская ветроэнергетики» и его бесплатные заметки по конструкции лезвия содержат соответствующие формулы. Честно говоря, если вы просто взглянете на изображение функционирующих лопастей небольшого ветрогенератора и оцените конусность методом глазного яблока, вы очень близко подойдете к соответствию критериям и получите очень функциональную лопасть. Наша страница «Основные лезвия» дает общее представление о дизайне и резьбе лезвий.
  • Pitch and Twist - Как мы уже говорили, простая лопасть ветрогенератора с прямым углом наклона 5 градусов по всей длине обеспечит адекватную производительность.Тем не менее, у скручивания есть свои преимущества - как и в случае с конусом, больший шаг у основания лопасти улучшает запуск и эффективность, а меньший шаг на вершинах улучшает характеристики на высоких скоростях. Ветер ударяет по разным частям передней кромки движущегося лопасти под разными углами, что приводит к некоторому повороту. Одна из наших распространенных конструкций лопастей, которая находится прямо посередине по расчетным параметрам, - это создание равномерного поворота на 10 градусов у основания и 5 градусов на кончике, но идеальное решение также будет зависеть от скорости включения вашего генератора, эффективности и местные особенности ветра.
  • Резьба - Наш процесс раскладки и резьбы очень прост ... после обозначения глубины пропила на задней кромке у основания и кончика, две глубины соединяются линией карандаша. DanF любит использовать ручную пилу, чтобы делать надрезы на полотне через каждые пару дюймов по длине, прежде чем запускать электрический рубанок ... когда пропилы пропадают, шаг правильный. DanB предпочитает с самого начала рубить его рубанком. Если вы не знаете, как все это сочетается, вам могут помочь рисунки ниже.


  • Аэродинамический профиль - При проектировании аэродинамического профиля вы можете пойти на многое ... У НАСА есть отличная информация и расчеты в сети. Но все, что нужно сделать аэродинамическому профилю, - это максимизировать подъемную силу и минимизировать сопротивление. У вас все будет хорошо, если вы сделаете то же, что и мы - найдите вероятное поперечное сечение аэродинамического профиля работающей лопасти ветрогенератора и скопируйте его. Электрорубанок позволяет быстро вырезать его, а тяговый нож отлично подходит для резьбы, особенно с глубокими надрезами возле основания лезвия.
  • Балансировка - Лезвия должны быть хорошо сбалансированы для предотвращения вибрации. Это легче сделать с 2-лопастным ротором, чем с 3-лопастным. Но, как правило, мы просто используем самодельные пружинные весы, чтобы убедиться, что каждое лезвие весит одинаково и что у каждого из них одинаковый центр баланса. Простое балансировочное приспособление для любой конфигурации ротора может быть выполнено с вертикальным шипом, который вставляется в углубление, выбитое точно в центре ступицы. Излишки материала с тяжелых участков можно быстро удалить с помощью строгального станка.Вам также необходимо сбалансировать лезвие на месте на генераторе. Его распределение веса можно отрегулировать, прикрепив свинцовые ленты к основанию лезвия.

Системы закрутки и остановки

  • Системы закрутки - Мы используем термин «система закрутки» для описания механизма, который поворачивает ротор ветрогенератора под углом, направленным против ветра, горизонтально или вертикально, чтобы защитить машину от повреждений во время сильного ветра. В идеале он будет поддерживать уровни выходной мощности близкими к максимальным даже при полном свертывании.В наших ранних конструкциях ветряных турбин не использовались системы закрутки, и нам повезло, что некоторые из них все еще летают. Ветряная турбина, которая скручивает, также намного более щадящая для вашей башни и растяжек - сила на ветряной турбине, превышающей скорость, увеличивается по мере того, как ветер становится более жестким.
    Существуют различные конструкции систем закрутки:
    • Переменный шаг - Идеальное, но чрезвычайно сложное решение - использовать лопасти, которые изменяют шаг в зависимости от скорости ветра ....Это также имеет то преимущество, что выходная мощность сохраняется на наиболее эффективном уровне для текущей скорости ветра. Во время слабого ветра лопасти установлены для лучшего запуска. При сильном ветре они вращаются и регулируют скорость вала до идеальных для генератора. При сильном ветре они еще больше поворачивают лопасти, чтобы защитить устройство от повреждений. Проблема в том, как сложно заставить систему работать надежно ... но это возможно! Эта система используется исключительно в крупных коммерческих ветряных генераторах, в старинных и современных турбинах Jacobs и в некоторых старых WinCharger.
    • Наклон назад - В этих конструкциях корпус генератора шарнирно закреплен сразу за гондолой. Когда скорость ветра становится слишком высокой, вся гондола, ступица и лопасти в сборе отклоняются от ветра почти вертикально. По мере замедления ветра он возвращается в нормальное горизонтальное рабочее положение либо пружинами, либо действием ветра на наклонной хвостовой части, либо противовесом. Коммерческие ветряные генераторы, использующие этот метод, - это старые модели Whisper (до выкупа), Windstream и многие самодельные конструкции.
    • Хвост для закручивания - Генератор установлен не по центру горизонтально относительно подшипника рыскания. Хвост также наклонен по этой оси. Хвост также наклонен по вертикальной оси и откидывается. Когда сила ветра, действующая на ротор, достаточно сильна, чтобы преодолеть внеосевой генератор, вызывающий рыскание, и наклонный хвост, пытающийся удержать его от рыскания, хвост складывается и поворачивает генератор в противоположном направлении от направления ветра, заставляя ветряная турбина, чтобы отклониться от ветра. Когда скорость ветра падает, хвост возвращается в нормальное рабочее положение под действием силы тяжести или пружины.Многие коммерческие и самодельные конструкции (в том числе и наши) используют эту систему, и она оказалась очень надежной.
    • Складная лопасть - Аналогично складывающейся хвостовой части, но хвостовая балка фиксированная, с откидной лопаткой внизу. Недостаток, используемый на некоторых старых Wincharger и самодельных конструкциях, заключается в том, что хвостовая часть и лопасть более подвержены воздействию силы ветра во время закрутки, поскольку они все еще торчат там в шторм.
    • Гибкие лопасти - Теоретически лопасти изгибаются как назад к мачте, так и вокруг своей главной оси, и, следовательно, защищают себя от превышения скорости.Это действительно работает, если материалы и детали правильные ... например, лезвия не должны прогибаться достаточно далеко, чтобы ударить по шесту, и они должны выдерживать изгиб в холодную погоду. Популярный Air 403 и новый Air X от SouthWest Windpower используют эту систему для закрутки. Одна проблема в том, что он шумный ... на самом деле Air 403 шумит даже при слабом ветре 15 миль в час, ДО того, как он начнет производить мощность. Air X имеет необычную электронную схему для снижения шума.
    • Пневматические тормоза - Шумные и полные вибрации, но они работают.Эту систему использовали старые WinCharger. Металлические чашки выступают из ступицы за счет центростремительной силы во время сильного ветра и шумно замедляют машину; они втягиваются обратно в ступицу, когда ветер стихает.
  • Системы отключения - Это ручное управление, полностью отключающее ветрогенератор. Ему вообще запрещено вращаться, и в таких условиях он должен выдерживать очень сильный ветер. Он может быть электрическим или механическим.
    • Электрическое отключение - В генераторах с постоянными магнитами простое замыкание основных выводных проводов переменного тока должно эффективно отключить ветряную турбину.Проблема в том, что, когда машина вращается на высоких оборотах во время урагана, отключение может быть либо невозможно электрически (турбина работает слишком неэффективно, чтобы короткое замыкание на выходе оказало какое-либо влияние), либо слишком опасно для генератора (выделяемое тепло в катушках статора из-за отключения на высоких скоростях превращает катушки в расплавленный шлак.) Наш обычный метод - просто дождаться промежутка между сильными порывами ветра, чтобы замкнуть мельницу выключателем. Мы успешно отключили турбину Уорда, когда она подавала 30 ампер на 12 В постоянного тока... Многочисленные отключения при выходном токе 10-20 ампер не вызывают вибрации или проблем. Для этого можно использовать ручной переключатель или просто перемычку. У наших домашних пивоварен никогда не было проблем с отказом останавливаться при сильном ветре при коротком замыкании.
    • Механическое отключение - Эти системы физически тормозят ветрогенератор или вытесняют его из ветра, поворачивая хвост параллельно лопастям. Даже могучая ветряная турбина Bergey Excel 10 кВт оснащена механической рукояткой для аварийного отключения.Обычно трос прикрепляется к откидной хвостовой части с небольшой ручной лебедкой, расположенной в нижней части башни для оператора.

Постановление

  • В ветрогенераторах с подзарядкой аккумулятора регулирование входящего напряжения осуществляется самим аккумулятором, с до он полностью заряжен. Хотя напряжение холостого хода генератора с постоянным магнитом или генератора постоянного тока может составлять 100 вольт, аккумуляторная батарея поддерживает напряжение цепи ветрогенератора на своем собственном уровне.Как только аккумуляторная батарея заполнится, напряжение в системе будет быстро расти, и необходимо что-то предпринять с избыточной входящей мощностью. Простое отключение ветряной мельницы - это , а не вариант - ветряная мельница, которой разрешено "свободно вращаться", быстро взорвется от превышения скорости. Мощность должна быть направлена ​​на какую-то нагрузку.
  • Включите свет! - Это самый старый, самый простой и надежный метод регулирования. Проблема в том, что для этого вы должны быть там. Но включив домашнее освещение, обогреватели и т. Д.которые более или менее равны поступающей дополнительной мощности, вы предотвращаете перезарядку аккумуляторов, поддерживаете нагрузку на ветряную мельницу и поддерживаете напряжение вашей системы в нормальном диапазоне.
  • Шунтирующее регулирование - Эти системы просто определяют напряжение аккумулятора и направляют мощность непосредственно от аккумуляторов на нагревательные элементы (известные как «сброс нагрузки»), таким образом сохраняя нагрузку на ветряную мельницу, избегая при этом перезарядки аккумуляторов. Самое простое решение - это перекидной выключатель, который отключает поступающее питание от батарей и подключает его к некоторым нагревательным элементам...просто имейте в виду, что требования к напряжению нагревателей должны соответствовать напряжению генератора переменного тока, чтобы произошло торможение. Простые системы, которые одновременно отводят всю входящую мощность, могут быть построены с использованием контроллеров заряда Trace серии C или реле и датчиков напряжения. В более сложных системах используются силовые транзисторы или широтно-импульсная модуляция, чтобы отводить только часть входящей мощности или всю ее величину, как того требует зарядка. В журнале Home Power Magazine и на веб-сайте Хью Пигготта есть планы и схемы для создания шунтирующих регуляторов.Некоторые коммерческие контроллеры заряда солнечных батарей могут быть настроены для работы в качестве контроллеров самосвальной нагрузки, например Trace C40. Контроллер, предназначенный только для солнечной энергии, НЕ будет работать с ветряной турбиной, как и автомобильный регулятор напряжения.
  • Диоды - Генератору постоянного тока с постоянным магнитом (например, избыточному двигателю ленточного накопителя) нужен диод в линии - в противном случае аккумуляторный блок просто будет вращать его как двигатель. Диод должен быть рассчитан на более высокую силу тока, чем максимальная мощность двигателя, и должен иметь хороший теплоотвод.
  • Мостовые выпрямители - Поскольку генераторы вырабатывают переменный ток, а аккумуляторы необходимо заряжать постоянным током, необходимо преобразование. Это достигается с помощью мостовых выпрямителей, которые представляют собой просто массив диодов. Для однофазных генераторов используются стандартные мосты с 4 диодами. Самый большой мост, который обычно доступен по разумной цене, составляет 35 ампер - для более крупных ветряных генераторов несколько мостов на 35 ампер могут быть подключены параллельно, чтобы обеспечить большую пропускную способность. Мосты должны быть хорошо опущены на большой кусок алюминия или стали с ребрами.Мы продаем эти выпрямители в нашем Интернет-магазине.

Контактные кольца

Мощность, производимая генератором, должна передаваться по вышке в вашу энергосистему. Поскольку фактический ветрогенератор должен отклоняться от курса, чтобы оставаться направленным против ветра, основные силовые провода должны справляться с этим. Есть 2 варианта ...
  • Подвесной трос - По нашему личному опыту здесь, в Колорадо, гораздо проще просто использовать отрезок гибкого троса и стальной страховочный трос вместо контактных колец.Используйте многожильный гибкий кабель высочайшего качества, который вы можете найти, и закрепите его свободной петлей от силовых клемм ветрогенератора до того места, где подводящий провод подходит к полюсу. Используйте такой отрезок проволоки, который позволяет примерно 3 или 4 витка вокруг столба. Или протяните провод по центру трубы башни и позвольте ему скручиваться внутри. Наш опыт показывает, что, хотя шнур может в конечном итоге намотаться на полюс, он также в конечном итоге размотается. Некоторые из наших моделей годами летали с такой системой и не требовали обслуживания.С правильно спроектированной ветряной турбиной и системой закрутки вы вряд ли когда-нибудь увидите, как мельница делает рыскание на 360 градусов. Мы просто используем вилку питания и розетку в нижней части башни и отключаем ее один или два раза в год, чтобы раскрутить провод. Мы видели коммерческие турбины на 120-футовых башнях, в которых успешно используется подвесная кабельная система.
  • Изготовление или переделка контактных колец - Контактные кольца могут быть восстановлены из старых автомобильных генераторов и преобразованы для использования в ветряных генераторах или построены с нуля с использованием медных труб, труб из ПВХ и графитовых щеток.Журнал Home Power в прошлом публиковал статьи об обоих методах. Мы никогда не чувствовали необходимости использовать их, и они создают еще одну потенциальную точку отказа, поэтому мы не экспериментировали с этим.

Рекомендуемый список литературы для вашего «домашнего задания»:

  • Серия DanF по основам малых ветряных турбин, опубликованная в Информационном бюллетене по энергоэффективности:
    • Часть 1 - Как работают ветряные турбины, доступная мощность ветра, площадь смещения, средняя скорость ветра и что это на самом деле означает.Самое необходимое!
    • Часть 2 - Механизмы выживания при сильном ветре, типы ветряных турбин, тяговые и подъемные машины, HAWT и VAWT, соотношение конечных скоростей, конструкция лопастей и множество интересных картинок и диаграмм.
    • Часть 3 - Выбор площадки, примеры хороших и плохих площадок, анемометры, типы вышек, молниезащита, регулировка мощности, птицы и летучие мыши.
  • Наша статья «Итог о ветряных турбинах» - это важное введение в ветроэнергетику. Он охватывает основы того, как к нам приходит ветер, сколько энергии могут вырабатывать ветряные турбины разного размера в различных ветровых режимах, а также содержит очень удобный раздел по обнаружению мошенничества с ветряными турбинами.
  • Руководство пользователя ветряной турбины
  • Otherpower.com также следует считать обязательным к прочтению, особенно ДО того, как вы сделаете решительный шаг и купите или построите ветряную турбину. Он расскажет вам, во что именно вы ввязываетесь с ветроэнергетикой, включая башни, установку, контроллеры и устранение неисправностей. Его можно бесплатно загрузить с этой страницы, а в печатном виде он доступен в нашем Интернет-магазине.
  • Информация о ветроэнергетике с веб-сайта гуру доморощенной ветроэнергетики Хью Пигготта.Мы узнали ПУЧКУ от Хью.
  • Книга Хью Пигготта «Мастерская ветряных электростанций» - незаменимый справочник для всех, кто думает о создании ветряной турбины. Его планы ветряных мельниц с генератором осевого потока очень подробны и настоятельно рекомендуются.
  • Информация о ветроэнергетике Homebrew с очень информативного веб-сайта Ed Lenz's Windstuffnow.com.
  • Прочтите часто задаваемые вопросы о возобновляемых источниках энергии на доске обсуждений Otherpower и выполните поиск на доске обсуждений Otherpower.com. Он очень активен и населен экспертами по ветроэнергетике и любителями со всего мира.Если вы все еще не можете найти и ответить, во что бы то ни стало присоединяйтесь к доске и задавайте там свой вопрос!
  • Присоединяйтесь к списку рассылки AWEA для дальнейшего обсуждения с экспертами по ветроэнергетике со всего мира.
  • Ознакомьтесь с другими веб-сайтами по ветроэнергетике со всего мира на нашей странице ссылок.

Семинары по ветряным турбинам и ярмарки возобновляемых источников энергии Это может быть очень ценный ресурс для изучения всех аспектов возобновляемой энергии! Вы сможете учиться у экспертов и других заинтересованных людей и общаться с ними..

Сделайте ветряную турбину из бочек на 55 галлонов

Несмотря на то, что на странице greenterrafirma перечислено несколько ветряных турбин с вертикальной осью, нас особенно заинтересовала та, которая была построена с бочками объемом 55 галлонов. Хотя фактор одобрения супругом любого из этих проектов является спорным, при цене в 100 долларов конструкция барабана объемом 55 галлонов может обеспечить очень хорошую окупаемость инвестиций. Инструменты, необходимые для создания одного из них, относительно просты, так что это может сделать этот эксперимент доступным для тех, у кого нет обширного арсенала оборудования.

Если вам не нравятся большие синие бочки, на стойке также есть несколько других конструкций турбин, в том числе одна из дерева и алюминиевой фольги, а другая из трубы ПВХ. Видео после перерыва хорошо объясняет процесс строительства «голубой бочки», но если вы хотите просто увидеть это [VAWT] в действии, перенеситесь на 5:25.


Если ветряные турбины совсем не для вас, почему бы вместо этого не построить теплообменник для сбора отработанного тепла, которое все равно выделяют ваши приборы?

.

Смотрите также